Mittaustekniikat ja -periaatteet virtavesien vedenlaadun seurannassa

Tärkeimpiä jatkuvatoimisesti mitattavia suureita ovat sameus, nitraattityppi, orgaaninen aine, sähkönjohtavuus, pH, liuennut happi ja lämpötila. Mittaukset tehdään optisilla tai sähkökemiallisilla antureilla. Kaikkia vedenlaadun tärkeitä muuttujia ei kuitenkaan voida mitata suoraan antureilla. Niiden seurantaa varten mittaukset on kalibroitava vesinäytteistä tehtyjen laboratorioanalyysien avulla. Kalibroinnissa selvitetään, miten suoraan mitattavat suureet suhteutuvat tavoiteltuihin suureisiin, kuten fosfori- ja kiintoainepitoisuuteen. Muodostetun yhtälön avulla mittaustuloksista voidaan laskea arviot näille pitoisuuksille. Mittausdata tallennetaan ja siirretään automaattisesti käyttäen mobiiliverkkoja ja pilvipalveluja. Näin tietoja voidaan seurata lähes reaaliajassa.

Veden laadun eri suureiden mittaustekniikat ja -periaatteet

Mitattava suure	Mittausperiaate	Käyttötarkoitus ja merkitys
Sameus	Valon sirontaan tai vaimenemiseen perustuva optinen mittaus	Kuvaa vedessä olevien partikkelien määrää ja veden kirkkautta. Savisameissa vesissä korreloi usein fosforin kanssa, mikä mahdollistaa kuormituksen seurannan.
Nitraattityppi	Spektrin tulkintaan perustuva optinen mittaus	Tärkein suoraan mitattava ravinne. Mittaustuloksia käytetään kuormituksen laskentaan.
Orgaaninen aine	Spektrin tulkintaan tai fluoresenssiin perustuva optinen mittaus	Valuma-alueella tapahtuvien prosessien ja hiilen kierron tärkeä kuvaaja. Vaikuttaa myös ravinteiden kulkeutumiseen ja veden väriin.
Sähkönjohtavuus	Resistanssin mittaus	Kertoo ionien määrästä vedessä. Puhdas vesi johtaa huonosti sähköä.
pH	Sähkökemiallinen mittaus	Vesistön happamuutta tai emäksisyyttä kuvaava parametri. Vesieliöstölle sopivana pidetään yleensä pH-arvoa 6,5–9.
Liuennut happi	Optinen tai sähkökemiallinen mittaus	Riittävä happipitoisuus on kriittinen vesieliöille. Rehevöityminen voi johtaa hapettomiin oloihin varsinkin hitaasti liikkuvissa vesistöissä.
Lämpötila	Resistanssin mittaus lämpötilariippuvaisella vastuksella (termistori)	Veden lämpötilaa käytetään monen muun parametrin tulosten korjaamiseen ja vakiointiin.
Vedenpinnan korkeus / virtaama	Paine- tai ultraäänimittaus	Tarvitaan veden määrän ja sitä kautta kuormituksen laskentaan. Myös vedenlaatu korreloi usein virtaaman kanssa.