Elias Wutti
Chemische Nitratanalyse
Elias Wutti's task includes the chemical analysis and optimization of photometric detection methods for nitrite.
In der Diplomarbeit mit dem Titel „Düngemittelnachweis mittels Photometrischer Bestimmung“ wird ein Photometer entwickelt, welches die Nitrit-Konzentration in Fließgewässern präzise misst. Dies geschieht durch Lichtabsorption bei spezifischen Wellenlängen. Ziel ist es, eine schnelle und zuverlässige Messmethode zu etablieren, die zur Überwachung der Wasserqualität und zur Vermeidung von Düngemittelüberlastungen beiträgt. Als chemische Analyse wird dabei die für Nitrite spezifische Färbereaktion mit Nitrin eingesetzt. Die Arbeit ist in zwei Hauptteile gegliedert: den Bau des Photometers und die Optimierung der chemischen Analysemethoden.
Unser Projekt wird bearbeitet und erstellt an der HTL Mössingerstraße
Dieses Projekt wird gemeinsam mit einem Wirtschaftspartner durchgeführt:
The thesis "Fertilizer Detection Using Photometric Determination" involves the development of a mobile photometer to precisely measure nitrite concentrations in flowing water on-site. This is achieved through light absorption at specific wavelengths. The goal is to create a fast and reliable measurement method for monitoring water quality and preventing excessive fertilizer contamination. The chemical analysis uses Nitrin to detect nitrite through a specific color reaction. The work is divided into two main areas: the construction of the photometer and the optimization of chemical analysis methods.
Das Projekt FertiCheck besteht aus zwei Bereichen: Hardware und Chemie, die miteinander verbunden, aber unabhängig bearbeitet werden.
Im Hardware-Bereich wird ein robustes Photometer entwickelt, welches fix in eine Wasserleitung integriert wird. Es misst regelmäßig die Nitrit-Konzentration durch Lichtabsorption und überträgt die Daten an eine zentrale Einheit, welche bei erhöhten Werten Alarm schlägt. Die entwickelte Hardware muss aufgrund des Einsatzfeldes besonders robust und wetterbeständig sein.
Der Analytik-Bereich konzentriert sich auf die Entwicklung präziser Nachweismethoden für Nitrit. Dabei wird Nitrin als Indikator eingesetzt, um Nitrit durch gezielte Azotierung nachzuweisen. Die chemischen Reaktionen werden stetig optimiert, um zuverlässige und wiederholbare Messungen zu gewährleisten. Beide Bereiche müssen eng zusammenarbeiten, damit das Messsystem reibungslos funktionieren kann.
Um reproduzierbare Probebedingungen zu gewährleisten, wird eine Wasserleitung mit einem T-Stück modifziert, welches eine Abzweigung des Wasserlaufes unter Druckminderung ermöglicht. Das so hinzugefügte Proberohr ist mit zwei Magnetventilen ausgestattet, die eine definierte Probekammer im Rohr begrenzen. Zunächst wird das erste Ventil geöffnet, während das hintere geschlossen bleibt, wodurch die Kammer mit Wasser gefüllt wird.
Nach Abschluss des Vorgangs wechseln die Ventile ihre Position: Das vordere Ventil wird geschlossen und das hintere geöffnet. Anschließend wird über eine automatische Pumpe Nitrin beigemengt. Sobald beide Ventile geschlossen sind, erfolgt durch einen Vibrator die Homogenisierung der Mischung. Im nächsten Schritt wird die Probe mithilfe einer spektroskopischen Messung sowohl qualititativ als auch quantitativ analysiert. Abschließend öffnen sich alle Ventile, und das Rohr wird für den nächsten Messvorgang gespült.
Das Ziel von FertiCheck ist die Entwicklung eines fest in eine Wasserleitung eingebauten Photometers, das Nitrit-Konzentrationen in Wasser misst. Im Gegensatz zu einem tragbaren Gerät wird dieses Photometer stationär in der Leitung installiert und überwacht dauerhaft die Wasserqualität. Durch die regelmäßige Überprüfung wird eine Überbelastung mit Düngemitteln frühzeitig erkannt. Diese Lösung ermöglicht eine präzise und automatisierte Überwachung der Wasserqualität direkt in den Leitungen, ohne die Notwendigkeit für manuelle Tests.
Elias Wutti's task includes the chemical analysis and optimization of photometric detection methods for nitrite.
Markus Werkl arbeitet an der Hardwareentwicklung des mobilen Photometers zur Messung der Nitritkonzentration in Gewässern.
Dipl.-Ing. Markus Waldner, BEd, betreut das Projekt als Erstbetreuer und unterstützt den Hardware-Teil.
Mag. Dr. Daniel Čas, BEd, fungiert als Zweitbetreuer und unterstützt das Projekt im chemischen Teil.