Inhalt: Leitfähigkeit
Einleitung
Die Bestimmung der Leitfähigkeit des Wassers dient dazu, ein Maß für den Salzgehalt zu bekommen. Ursprüngliche Methoden zur Bestimmung des Salzgehaltes sind die Eindampfung und die Titration.
Bei der Eindampfung wird 1 kg Salzwasser erhitzt bis sämtliches Wasser verdampft ist und das übrigbleibende Salz wird abgewogen. Bei Meerwasser mit einem Salzgehalt von 32‰ ergibt sich dabei ein Salzgewicht von 32 g.
Die Titrationsmethode geht davon aus, daß der Salzgehalt hauptsächlich durch die Konzentration der Chlor-Ionen (Cl-) bestimmt wird. Aus der Titration mit Silbernitrat ergibt sich die Konzentration von Cl, die mit der Formel S = 0,03 + 1,805 * Cl in den Salzgehalt umgerechnet wird. Diese Umrechnungsformel ist auf die Zusammensetzung von Meerwasser abgestimmt und berücksichtigt die dort vorhandenen Anteile der verschiedenen Ionen.
Diese ursprünglichen Methoden sind quasi Labormessung, die für die Gewinnung eines Meßwertes mehrere Schritte und einige Zeit benötigen (Probe entnehmen, Volumen abmessen, Eindampfen/Titrieren, Wiegen und Umrechnen), wodurch eine kontinuierliche Messung in kürzeren Zeitabständen sehr erschwert bzw. unmöglich wird. Die Methode der Leitfähigkeitsmessung hat den Vorteil, dass die Gewinnung eines Meßwertes sehr schnell geht und direkt im Wasserkörper erfolgen kann.
Meßmethodik der Leitfähigkeitsmessung
Die Meßmethode macht sich die elektolytischen Eigenschaften des Salzwasser zu nutze. Ein elektrischer Strom wird im Wasser durch die Bewegung der Ionen übertragen. Die Stärke des Stroms hängt von der anregenden Kraft z.B. einer elektrischen Spannung und dem Widerstand bzw. der Leitfähigkeit des Wassers ab. Die Leitfähigkeit hängt von der Konzentration der Ionen, der Art der Ionen und ihrer Beweglichkeit ab. Die Beweglichkeit der Ionen wird durch die Wassertemperatur beeinflußt, beim Absinken der Temperatur verringert sich die Leitfähigkeit bei sonst gleicher Ionen-Konzentration und -zusammensetzung. Das Meerwasser hat bis auf Bereiche von Salzwassereinleitungen eine relativ einheitliche Ionenzusammensetzung. Durch Einleitung von Süßwasser wird die Konzentration verändert.
Diese einheitliche Zusammensetzung ermöglicht die Umrechnung der gemessenen Leitfähigkeit auf den Salzgehalt. Berücksichtigt werden muß hierbei nur die Wassertemperatur und bei Messungen in größeren Tiefen der Wasserdruck. Im Bereich des WSA Bremerhaven brauch bei Wassertiefen bis max. etwa 25 m eine Druckkorrektur nicht durchgeführt werden.
Leitfähigkeitsmessung des WSA
Das WSA Bremerhaven betreibt 7 Dauermessstellen (Lage) für Leitfähigkeit und Temperatur:
| Station | Meßbeginn |
| Alte Weser | 1996 |
| Dwarsgat | 1996 |
| Robbensüdsteert | 1996 |
| Bremerhaven | 1998 |
| Nordenham | 1996 |
| Strohauserplate | 1998 |
| Rechtenfleth | 1996 |
Darüber hinaus werden während der Strömungsmeßkampagnen auch die Leitfähigkeit und die Temperatur mit registriert.
Die Geräte messen die Leitfähigkeit und Temperatur in Abständen von 4 sec. Diese Werte werden über einen Zeitraum von 5 min gemittelt und in einem Datenspeicher abgelegt. Die Datenerfassung könnte mit dieser Einstellung ca. 1 Monat ohne Kontrolle (Speicherwechsel) laufen, da aber besonders in den Sommermonaten die Sensoren bewachsen (Algen, Seepocken usw.) muß in dieser Zeit eine überprüfung und ggf. Reinigung der Geräte alle 1 - 2 Wochen erfolgen.
Meßergebnisse der Leitfähigkeit und Wassertemperatur von Bremerhaven für unterschiedlich lange Zeiträume. Blau die Leitfähigkeit in mS/m (Millisiemens pro Meter), rot die Temperatur in 1/100°C.