DE2906194A1

DE2906194A1 - Verfahren und vorrichtung zur ueberwachung von gewaessern und abwaessern

Info

Publication number: DE2906194A1
Application number: DE19792906194
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Elektron Ges Walter Dassel & C
Current assignee: Elektron Ges Walter Dassel & C
Priority date: 1979-02-17
Filing date: 1979-02-17
Publication date: 1980-08-28

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung von
Gewässern und Abwässern.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung von Gewässern und Abwässern im Hinblick auf ihren Gehalt an Schadstoffen durch Einsatz lebender Tiere in das zu prüfende Wasser, die bei einer bestimmten Menge an Schadstoffen im Wasser ein Warnsignal auslösen.
Zur Ermittlung der Beschaffenheit von Wässern unter hygienischen, toxikologischen und ökologischen Gesichtspunkten sind Biomonitore geeignete Hilfsmittel. Durch ihren Einsatz können Schadstoffe im Wasser über deren Wirkung auf die eingesetzten Testorganismen nachgewiesen werden. Biomonitore können zwar eine chemische Wasseranalyse nicht ersetzen, sie können aber im Reaktionsfall den Zeitpunkt bestimmen, zu dem eine Wasseranalyse erforderlich wird.
Das Feld der Einsatzmöglichkeiten für Biomonitore reicht von der Rohwasserüberwachung bei der Trinkwassergewinnung bis zur Schädlichkeitsabschätzung von Abwässern, Abwässerinhaltsstoffen und Umweltchemikalien.
Aus der DE-PS 21 64 702 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Feststellung der Wirkung toxischer Stoffe im Wasser bekannt, bei dem Fische in strömendes Wasser eingesetzt werden, die ein Signal auslösen, wenn das Wasser einen gewissen Toxizitätsgrad erreicht. Die Fische sind dabei in ein Testbecken eingesetzt, das mit dem zu prüfenden Wasser gefüllt ist. Wenn die Fische in ihrem normalen Verhalten durch eine erhöhte Konzentration von Schadstoffen im Wasser gestört werden, lösen sie über mechanische Fühlermittel, gegen die sie im Testbecken anstoßen, ein Warnsignal aus. Dieses bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung haben sich im praktischen Gebrauch gut bewährt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, das Vorhandensein von Schadstoffen im Wasser schon frühzeitiger und bei geringeren Schadstoffkonzentrationen erkennen zu können, als dies nach dem vorbezeichneten bekannten Verfahren unter Einsatz von Fischen möglich war.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem eine bestimmte Anzahl von freischwimmenden Wasserorganismen, vorzugsweise Kleinkrebsen der Art Daphnia magna STRAUSS 1820 in das zu prüfende Wasser eingesetzt werden, die entsprechend ihrer Bewegungsaktivität mehr oder weniger Impulse durch Passieren von entlang einer Meßstrecke aufgebauten Lichtschranken auslösen, die pro Zeiteinheit gezählt und mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen werden, bei dessen Unterschreiten automatisch ein Warnsignal ausgelöst wird. Im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren, bei dem die Fische das Warnsignal erst auslösen, wenn sie aufgrund der im Wasser enthaltenen Schadstoffe bereits nachhaltig in ihrer Bewegungsaktivität behindert sind, wird bei dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren die Bewegungsaktivität der Kleinkreb se laufend gemessen.
Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, die von den Kleinkrebsen ausgelösten und pro Zeiteinheit gezählten Impulse mit unt erschiedlichen Sollwerten zu vergleichen und bereits frühzeitig auch bei geringen Änderungen der Bewegungsaktivität der Kleinkrebse einen verwendbaren Meßwert zu erhalten. Auf diese Weise können schon kleinere Abweichungen in den Schadstoffkonzentrationen im Wasser ermittelt werden.
Ein weiterer sehr wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß man auch bei kleineren Schadstoffkonzentrationen in sehr viel kürzerer Zeit geeignete Meßwerte erhält, als dies bei dem bekannten Verfahren der Fall war. Dies ergibt sich aus den in Tafeln 1 und 2 dargestellten Vergleichsversuchen.
Eine bevorzugte Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus a) einem von dem zu prüfenden wasserdurchströmten Testbecken, an dem b) entlang einer Meßstrecke abstandsweise Lichtschranken angeordnet sind, die gegebenenfalls über einen c) Verstärker und einen Impuls sammler und -umformer mit einem d) Impulszähler und einem e) Vergleicher verbunden sind, an den ein f) Warnsignalgeber angeschlossen ist.
In Fig. 1 ist schematisch eine solche Vorrichtung angedeutet.
Sie besteht aus dem Testbecken 1, das von dem zu prüfenden Wasser durchströmt und in das eine vorbestimmte Anzahl von Kleinkrebsen eingesetzt ist. Entlang einer Meßstrecke sind am Testbecken 1 aus einem Infrarotsender 2 und Infrarotempfänger 3 bestehende Lichtschranken abstandsweise angeordnet. Beim Durchgang eines Kleinkrebses durch eine solche Lichtschranke wird ein Impuls ausgelöst. Die von den Kleinkrebsen beim Durchgang durch die Lichtschranken 2, 3 ausgelösten Impulse werden über einen Verstärker 4, einen Impuls sammler und -umformer 5 auf einen Zähler 6 gegeben, der mit einem Vergleicher 7 verbunden ist.
In dem Vergleicher 7 werden die vom Zähler 6 in der Zeiteinheit gezählten Impulse mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen, bei dessen Unterschreiten ein mit dem Vergleicher 7 gekoppelter Warnsignalgeber 8 ausgelöst wird.
Die Anordnung ermöglicht es, auch schon vor Auslösen des Warnsignalgebers 8 Schwankungen der Bewegungsaktivität der Kleinkrebse festzustellen. Dadurch können schon kleinere Unterschiede in den Schadstoffkonzentrationen ermittelt werden. Der Vorteil einer solchen Früherkennung liegt auf der Hand. In Fig. 2 sind die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gemessenen Aktivitätswerte von 20 Daphnien (Größe etwa 1, 5 mm) vor und nach Zugabe von 0, 00005 ml/l des Insektizids PD 5 (Wirkstoff: Mevinphos) in das Testwasser aufgetragen worden. Bereits 20 Minuten nach Zugabe des Insektizids (Pfeil, Fig. 2) in der angegebenen geringen Konzentration sind deutlich erkennbare Änderungen der Aktivität der Daphnien festzustellen. Der Kurvenverlauf ist im übrigen typisch für die Wirkung von organischen Phosphorverbindungen auf Daphnien.
Die schnelle, sichere Ansprache und die leichte Handhabung, sowie die Vielseitigkeit der Einsatzmöglichkeiten machen das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung von Wässern aller Art geeignet.
Tafel 1 Verglelchende Gegenüberstellung der LC-50-Werte von Pestlziden nach elnem 5-Stunden-Versuch im Dynamischen Daphnientest mit Daphnla magna und nach elnem 48-Slunden-Test mit Goldorten (idus meianotus). Angaben zur Flschtoxizftät: Landesanstalt für Wasser und Abfalt NW, Düsseldorf.
Substanz Konzentrationen in mg/1 Fischtest 48 h Dyn. Daphnientest 5 h LC 50 LC 50 Trichlorphon 1,4 0,0012 Dichlorvos 0,82 0,001 Mevinphos 0.7 0,03 Parathion-methyl 0,64 0.0005 Lindan 0.28 0,9 Chlorfenvinphos 0,012 0,003 Diazinon 0,0057 0.006 Tafel 2 Vergleichende Gegenüberstellung der Empflndlichkeit von Daphnien (Daphnla magna) und Goldorten (idus melatonus) gegen Metalle sowie mit Werten der ckuten Toxtzliät für den Menschen. Werte in mg/1 und mg/kg. Angaben zur Fischtoxizität: Landesanstalt für Wasser und Aball NW, Düsseldori.
Angaben zur akuten Toxizität: Hygienelnstitut des Ruhrgebietes, Gelsenkirchen.
Substanz Idus Daphnia akute melatonus magna Toxizität LC 50 48 h LC 50 24 h Mensch 70 kg Thallium 180 2.6 5 50 mg/kg Beryllium 114 16,3 -Arsen 103 2.6 100-300 mg/kg Kobalt 86 13,8 50-500 mg/kg Cadmium 69,6 0.28 5- 50 mg/kg Vanadium 16.2 2 -Kupfer 0,8 0.07 8 g Quecksiber 0,5 0,014 5- 50 mg/kg Silber 0,S 0.002 0.05 chronisch L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche Verfahren zur Überwachung von Gewässern und Abwässern im Hinblick auf ihren Gehalt an Schadstoffen durch Einsatz lebender Tiere in das zu prüfende Wasser, die bei einer bestimmten Menge an Schadstoffen im Wasser ein Warnsignal auslösen, dadurch gekennzeichnet, daß eine bestimmte Anzahl von freischwimmenden Wasserorganismen in das zu prüfende Wasser eingesetzt werden, die entsprechend ihrer Bewegungsaktivität inehr oder weniger Impulse durch Passieren von entlang einer Meßstrecke aufgebauten Lichtschranken auslösen, die pro Zeiteinheit gezählt und mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen werden, bei dessen Unterschreiten automatisch ein Warnsignal ausgelöst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kleinkrebse der Art Daphina magna STRAUSS 1820 verwendet werden.
3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder - 2 gekennzeichnet durch a) ein von dem zu prüfenden Wasser durchströmtes Testbecken (1), an dem b) entlang einer Meßstrecke abstandsweise Lichtschranken (2, 3) angeordnet sind, die gegebenenfalls über einen c) Verstärker (4) und einen Impuls sammler und -umformer (5) mit einem d) Impulszähler (6) und einem e) Vergleicher (7) verbunden sind, an den ein f) Warnsignalgeber (8) angeschlossen ist.