Novel Tools for Water Quality Monitoring – From Field to Laboratory

Abstract

Käesolevas töös pakutakse välja metodoloogiline „tööriistakomplekt“ veekvaliteedi monitoorimiseks. Loodud on tarkvara mõõtemääramatuse hindamiseks nn Nordtest’i metodoloogia (Nordtest TR 537) abil, samuti abivahend reaalajas toimuvate sensor-mõõtmiste mõõtemääramatuse hindamiseks. „Tööriistakastis“ on ka näited konkreetsetes analüüsiolukordades tulemuste usaldusväärsuse tõstmise kohta kasutades kvaliteedikontrolli protseduure: lahustunud hapniku sisalduse määramiseks on välja pakutud vee küllastamisel põhinev referentsmaterjal, elavhõbeda määramiseks on välja pakutud 196Hg isotoobil põhinev sisestandard ning kasutavate klaasnõude pinna silüleerimine. Pädevuskatsed on väga olulised mõõtetulemuste kvaliteedi tagamisel. Töös on uuritud nende korraldamise parimaid mooduseid. Üks tuleviku jaoks olulisi lähenemisi monitoorimisel on nn „crowdsourcing”, mis põhineb kodanike kaasamisel keskkonnamonitooringusse. Seda trendi edendab käesoleva töö raames välja arendatud innovatiivne hägususe mõõtesüsteem. Välja pakutud „tööriistad“ on konkreetsed ja mitmed neist on lihtsasti kasutatavad, võimaldades nii uudseid andmekogumise mooduseid kui ka keskkonnamonitooringus kasutatavate analüüsitulemuste kvaliteedi tõusu.

This work introduces a set of new tools for enhancing quality of analytical results in water monitoring. These include tutorial computer software aimed for chemical laboratories for estimation of measurement uncertainty mainly based on the approach described in Nordtest TR 537. Also a novel tool for a real-time uncertainty estimation procedure of a field sensor on-line measurement is presented. The toolbox includes also individual examples of improving the reliability of analytical results by enhanced quality control procedures. These include an application of “in-house” reference material for DO measurement. For mercury, enriched stable 196Hg isotope is applied for monitoring the stability of total mercury in water samples. A glass surface silylation procedure is applied for minimising mercury losses and contamination. Also proper organisation of proficiency tests for field sensor measurements of selected inorganic parameters is investigated. One of the tools for future water quality monitoring is based on crowdsourcing, where citizens’ observations are applied. This trend is promoted by validating an innovative measuring system for water turbidity field measurements. The presented tools are concrete and many of them are fairly easy to apply at same time enabling new ways to produce monitoring data and raising the level of quality of environmental monitoring.