Kenttämittareiden soveltuvuus pintavesien laadun seurantaan

Abstract

Insinöörityön tavoitteena oli tutkia käsikäyttöisten kenttämittarien soveltuvuutta Suomen pintavesien seurantaan. Tutkimusta suoritettiin kenttäkokeiden ja laboratoriotestien avulla. Työstä saatavaa tietoa on tarkoitus hyödyntää Suomen ympäristökeskuksen HALI-hankkeessa, jossa muun muassa testataan ammattilaisten kenttäreppuun tulevia mittauslaitteita.

Aineisto kerättiin 9. ja 10.2.2015 pidetyiltä Lammin kenttämittauspäiviltä ja niiden jälkeen suoritetuista laboratoriokokeista.

Kenttämittauspäivillä 19 osallistujaa suorittivat neljä mittausta 13 mittalaitteella ja siirsivät saadun mittausdatan järjestäjän tietokantaan ohjeiden mukaan. Tutkittavia parametreja olivat pH, happi, sähkönjohtavuus ja lämpötila. Kenttämittauspäivien koejärjestelyissä ja datan käsittelyssä pyrittiin seuraamaan Suomen ympäristökeskuksen Proftest-kenttämittarivertailujen käytäntöjä.

Laboratoriokokeisiin valittiin kaksi mittaria, joilla mitattiin 25 mittausparia luonnonvesinäytteestä ja 15 mittausta tunnetuista standardiliuoksista. Tutkittavia parametreja olivat pH, happi, sähkönjohtavuus ja sameus. Laboratoriokokeiden tuloksista tutkittiin satunnaista ja systemaattista virhettä, joiden perusteella arvioitiin mittausepävarmuus MUkit-ohjelman avulla.

Sekä kenttämittauspäivien, että laboratoriokokeiden tuloksia verrattiin SYKEn testauslaboratoriossa mitattuihin tuloksiin. Kenttämittarien tulokset olivat melko hyvin linjassa laboratoriotulosten kanssa.

Rajallisen aineiston perusteella näyttää siltä, että kenttämittarit soveltuvat hyvin hapen, sähkönjohtavuuden, sameuden ja lämpötilan määrittämiseen Suomen pintavesistä. pH:n osalta tulokset eivät tässä työssä olleet riittävän hyviä. pH-anturien käyttöikään ja kalibrointiin tulee kiinnittää erityistä huomiota, koska SYKEn Proftest-kenttämittarivertailuissa on saatu myös pH:n osalta hyviä tuloksia.

The goal of this Bachelor’s thesis was to investigate the feasibility of field meters in surface water monitoring in Finland. The research was performed via both field and laboratory testing. The information gathered for the thesis will be used in the Finnish Environment Institute’s (SYKE) HALI-project, which includes the testing of field meters for a professional field measuring kit.

The material was collected during Lammi field measurement days 9-10.2.2015 and from laboratory experiments performed.

During the Lammi field measurement days, 19 participants performed four measurements with 13 devices and uploaded the data to a database. Analyzed parameters were pH, oxygen, conductivity and temperature. The measurements and data analysis performed were similar to the ones performed by Proftest SYKE.

Two devices were chosen for laboratory testing. The laboratory testing included 25 measurement pairs from a natural water sample and 15 measurements from certified reference materials/standard solutions. The parameters investigated were pH, oxygen, conductivity and turbidity. The laboratory results were used to estimate the uncertainties of the devices and sensors. The uncertainties where calculated with the MUkit software.

The results from the field measurement days and laboratory experiments were compared to the results analyzed by SYKE laboratory. The field measurement results were mostly similar to those of laboratory experiments.

On the basis of the limited amount of data acquired, it seems that field meters are suitable for measuring oxygen, conductivity, turbidity and temperature in Finnish surface waters. For pH, the results were not satisfactory. Extra attention should be paid to the calibration and service life of the pH sensors, since good pH results were obtained in Proftest SYKE’s field intercomparison tests.