Umwelt und Gesundheit

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Wasser - Untersuchung: Ergänzungen 1

- In Bearbeitung -

 

Im Folgenden sind einige Ergänzungen zu den anderen Kapiteln auf der vorliegenden Site zur Untersuchung von Wasser - Proben zusammengestellt.

 

Antiker Mahner
  • Verzichten Sie bitte auf Experimente, bei denen potentiell gefährliche Chemikalien, Spannungen, Ströme und Licht - Quellen benötigt werden, in ihrer Wohnung, wenn dort auch Menschen mit beeinträchtigter Fähigkeit zur Wahrnehmung und Beurteilung von Gefahren leben (Kinder, seelisch Erkrankte)! Klären Sie auch Andere, mit denen Sie zusammenleben, über mögliche Risiken experimenteller Tätigkeiten auf und holen Sie deren Zustimmung hierfür ein!

  • Achten Sie bitte auf Ihren Selbstschutz! Schützen Sie sich auch bei nur kurzem Arbeiten mit Gefahren - Quellen mittels Schutzhandschuhen, Schutzkleidung, Schutzbrille, falls erforderlich mit UV - Schutzfenstern, und Belüftung des Experimentierraums. Verzichten Sie außerhalb von speziellen Labor - Räumen auf Experimente, bei denen giftige Gase entstehen können! Halten Sie Wischtücher und eine Spritzflasche mit Wasser zur Augen - Spülung griffbereit! Installieren Sie im Experimentierraum einen Rauch - / Flammenmelder und halten Sie einen Feuerlöscher und eine Löschdecke griffbereit!

  • Geräte, die elektromagnetische Wechselfelder erzeugen, können medizinische elektronische Geräte, auch im Körper implantierte, in ihrer Funktion beeinträchtigen!

 

 

 

Probenquelle


 

Die im Folgenden beschriebenen Experimente wurden mit Leitungswasser aus dem Wohnhaus des Verfassers, Adresse siehe Impressum, durchgeführt.

 

 

Emissionspektralanalysen mit Spiritus - Flamme


 

Probenname und -präparation

 

Am 03.11.2018 wurden an einem Kaltwasser - Ventil aus einer zuvor durchgespülten Leitung 0,5 L Trinkwasser entnommen. Dieses wurde in einer Schale aus farblosem dickem Glas (Kuchen - Servierschale) mit den Innenmaßen 32 x 14 cm im Ofen - Raum eines Küchenherdes eingedampft. Zur Verhinderung eines Glas - Sprungs wurde die Temperatur in Teilschritten erhöht bis zur Endstellung des Regler - Knopfes bei 80 ° C. Wegen des begrenzten Volumens der Schale wurde die Probe in 0,1 L - Teilmengen zugegeben jeweils dann, wenn die vorherige Teilmenge weitgehend eingedunstet war, bis zuletzt noch ein Endvolumen der Probe von etwa 20 mL vorhanden war. Sie bestand nun aus einer Flüssigphase, die feste Ausfällungen enthielt. Diese Prozedur nahm mehrere Stunden in Anspruch. Nach Abkühlung der Probe wurde der flüssige Überstand vom größten Teil der am Glas der Schale haftenden Feststoffe getrennt durch Umgießen in ein konisches, sich nach unten verjüngendes Schnaps - Glas. Diese Gefäß - Form erleichterte die Entnahme von Teilproben der nach weiterem Eindampfen in diesem Glas noch vorhandenen Flüssigphase von etwa 2 mL Volumen. Welche Inhaltsstoffe der Probe zu welchen Anteilen an ihrer ursprünglichen Gesamtmenge in dieser Flüssigphase konzentriert vorlagen musste offen bleiben, da das Verhalten der Inhaltsstoffe beim Eindampfen sich abhängig von deren Arten und Konzentrationen wechselseitig beeinflusst. Auch könnten Inhaltsstoffe trotz ihrer prinzipiellen Löslichkeit im flüssigen Restkonzentrat an gleichzeitig vorhandene, bei Eindampfen ausgefallene Feststoffe adsorbiert haben und so der Lösung entzogen worden sein.

 

Einsatz eines Selbstbau - Webcam - Gitterspekrographen

 

Zunächst wurde versucht, mit einem an anderer Stelle beschriebenen Selbstbau - Gitter - Spektrographen [1] ein von einer Brennspiritus - Flamme angeregtes Emissionsspektrum des flüssigen Endkonzentrats der Wasser - Probe zu erhalten. Dazu wurde die Flamme vor dem Spektrograph - Eingangsspalt in eine Position geschoben, bei der im Vorschau - Fenster der Video - Freeware "Amcap" das Spektrum 0. Ordnung der Flamme im zeitlichen Mittel besonders hell erkennbar war. Dann wurde die Video - Aufnahme mit 10 Bildern / s gestartet und es wurde eine mit dem Probenkonzentrat befeuchtete Magnesia - Rinne in die verschiedenen Zonen der Flamme gehalten so, dass das Licht der Flamme ohne Behinderung durch die Rinne zum Spektrograph gelangen konnte. In einigen Zonen der Flamme erzeugte die Probe eine stärkere Zunahme der Leuchtkraft als in anderen. Nach etwa 1 Minute wurden die Rinne entfernt und die Video - Aufnahme gestoppt und als .avi - Datei gespeichert. Das Video wurde in der Freeware "Media Player Classic - Home Cinema" geöffnet, außer dem Spektrum 0. Ordnung waren keine Spektrallinien der 1. Beugungsordnung erkennbar. Zur Suche nach schwachen Linien wurden aus dem Video Schnappschüsse gespeichert von den Stellen, an denen das Spektrum 0. Ordnung besonders hell zu sehen war, und die Photos wurden als .bmp - Dateien gespeichert. Mit der Freeware "ImageJ" wurden die Photos geöffnet und mit je einem Markierrahmen in Höhe der 0. Beugungsordnung des Spektrums und vom linken bis zum rechten Bild - Rand reichend versehen. Von den markierten Ausschnitten wurden mit "ImageJ" Spektrogramme erzeugt. Auch bei starker Dehnung der Grauwert - Skala blieben etwaige spektrale Muster unterhalb der Basis - Linie in den Diagrammen, die der Obergrenze der Rauschen - Unterdrückung - Funktion der Spektrograph - Kamera entspricht, verborgen, sowohl bei Belichtung mit der Flamme alleine als auch nach Einführung der Probe. Auch bei Durchsicht der zu den Spektrogrammen gehörenden Messwerte - Listen fehlten Werte oberhalb des von der Kamera - Software bestimmten Rauschen - Unterdrückung - Niveaus, abgesehen vom Spektrum 0. Ordnung.

 

Einsatz eines kommerziellen Gitterspekrographen

 

Mit einem kommerziellen Gitter - Spektrometer [2] wurde zunächst das kontinuierliche Spektrum einer Glühlampe, von seiner Natur her primär frei von schmalen, mit Spektrallinien verwechselbaren Peaks, aufgenommen zum Test auf etwaige Spektrallinien - ähnliche Muster, die von Inhomogenitäten der Eigenschaften der Spektrometer - Sensor - Pixel verursacht sein könnten:

 

 

Nachdem wegen möglicher Verunreinigung aus früheren Experimenten der Spiritus - Brenner mit einem neuen, unbenutzten Docht versehen worden war, wurde folgendes Spektrogramm der Spiritus - Flamme aufgenommen:

 

 

Danach wurde eine Probe des Leitungswasser - Konzentrats in die Flamme eingebracht und, zwecks länger anhaltender Anregung, am Docht abgestreift. Damit wurde folgendes Spektrogramm erhalten:

 

 

Die Spektrometer - Einstellungen waren für die 3 obigen Spektrogramme gleich bis auf die Integrationszeit, die so angepasst wurde, dass die maximal registrierten Helligkeiten in einem Spektrogramm im Bereich des maximal möglichen Messwerts des Spektrometers lagen. So konnten alle spektralen Muster mit in der Gesamtansicht eines Spektrums größtmöglicher Deutlichkeit dargestellt werden.

Bei Dehnung der Intensität - Skala im Spektrogramm der Flamme alleine zeigte sich, dass Dieses im Wesentlichen die gleichen spektralen Muster aufwies wie nach Einbringen der Probe in die Flamme, vergleiche mit oben:

 

 

Demnach fehlen im Spektrum der Flamme mit Probe solche Muster, die eindeutig der Probe zugeschrieben werden könnten. Geringe Unterschiede könnten durch zeitliche Schwankungen von Rauschen - Peaks oder von Emissionsbanden der Flamme erklärt werden. Der ohne Nachkalibrierung gebliebenen Wellenlänge - Skala des Spektrometers zufolge liegt einer der beiden großen Peaks bei etwa 588 nm, wohl der hier nicht getrennt dargestellte Doppelpeak von Natrium mit den Wellenlängen 589,0 nm und 589,6 nm. Der andere erweist sich bei Dehnung der Wellenlänge - Skala als Doppelpeak mit Maxima bei 768 nm und 771 nm, wahrscheinlich den Spektrallinien von Kalium bei 766,5 nm und 769,9 nm entsprechend. Diese beiden Elemente sind in vielen weniger reinen Materialien, hier naheliegend der Brennspiritus und der Brenner - Docht, als Verunreinigungen vertreten.

 

 

Quellen und Anmerkungen


 

1. Siehe Kapitel: Spektrogramm - Erstellung und Selbstbau - Spektrographen
2. Spektrometer "BlackComet" der Firma "StellarNet".

 

 

Zuletzt aktualisiert am 11.11.2018
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Die Realisierung von auf dieser Site dargestellten Experimenten und Untersuchungen kann Gesundheitsgefährdungen für die daran Beteiligten mit sich bringen. Diese sollten sich daher von Fachkundigen zur technischen Durchführung und zu Risiken beraten lassen. Kinder und Jugendliche werden dringend gebeten, praktische Unternehmungen auf Anregungen in dieser Site hin in eigenem Interesse nur zusammen mit fachkundigen Erwachsenen zu tätigen!

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