Zur Genauigkeit von Wassertests

Zur Genauigkeit von Wassertests
Ein Kurzaufsatz

Irgendwann kommt es wohl bei fast jedem Aquarianer dazu, dass er sich über Wasser und dessen Inhaltsstoffe interessiert und informiert. In diesem Kurzaufsatz geht es nur darum: was von den einzelnen Testverfahren zu erwarten ist und wo die Grenzen liegen und warum.

Im Wesentlichen haben wir als Aquarianer 3 oder 4 verschiedene Messmöglichkeiten zur Auswahl:
1.) Streifentest
2.) Tropftest
3.) Chemische Tests mit elektronischer Auswertung (z.B. Fotometer)
4.) Elektronische Messungen (z.B. ionensensitive Elektroden, Sauerstoffmessgerät usw.)

Bei den ersten zwei Messmöglichkeiten ist die Genauigkeit, neben der Genauigkeit der Tests selber, abhängig vom Messsensor – und das ist hier unser Auge. Dann spielen noch einige Effekte mit, welche die Messgenauigkeit beeinflussen.
Unser Auge – ein Wunderwerk der menschlichen Entwicklung – und doch nur sehr schlecht für die hier gestellte Aufgabe geeignet! Aber von Vorne beginnend:
Zwischen heller Sonne zu Mittag im Sommer bis zu düsterer Dämmerung im Winter besteht ein Kontrast- und auch Farbunterschied von mehreren zehntausend mal! Also 1 zu 20000 auf jeden Fall.
Kommt dieses Spektrum an Farben und Kontrasten in unser Auge, dann regelt das Gehirn in wundersamer Weise die dabei entstehenden Empfindungen. Der Kontrast wird einmal radikal zusammengestutzt und die unterschiedlichsten Farben – besonders die Allgemeinbeleuchtung – wird adaptiert und an die Wahrnehmbarkeit unserer Augen automatisch angepasst.
Der Kontrastumfang und der Farbumfang, den wir jetzt noch wahrnehmen ist bis zum 100-fachen (und mehr) geringer als tatsächlich vorhanden! Getäuscht durch unterschiedlichste Hintergrundfarben („blaues oder rotes Licht“) sehen die Farben bei unterschiedlichem Licht teilweise viel anders aus!
Wenn wir dann noch einen geringen oder stärkeren Farbfehler mit unseren Augen mitbekommen haben, dann ist unser Sensor für den Zweck der Ablesung von Farbtafeln ganz ungeeignet. Hier kann man nachsehen, ob man Farben gut erkennt: http://webapp.arbeitsmedizin.de/Default2.aspx

Und dann bilden wir diese Farben noch auf Papier ab. Auf Papier lassen sich Farben weder in der Farbe noch im Farb- und Kontrastumfang exakt abdrucken. Unser gesundes Auge kann am Papier Farbunterschiede etwa ab 100 Prozent Unterschied wahrnehmen! Meist sind Farbtafeln deswegen in der Abstufung von 1-3-10-30 … usw. ausgeführt, weil das die meisten Menschen noch erkennen können. Das heißt aber auch, dass die messbare Abstufung eines Tests mit Farbtafel (Streifen oder Tropfen)genauso ist. Wir können einen Farbunterschied einer Messung von z.B. 10mg/l auf 30mg/l meist noch gut erkennen – den Unterschied von 10 auf 20 nur mehr mit guten Augen – den Unterschied von 10mg/l auf 17mg/l kann man in der Regel nicht mehr unterscheiden. Mit wirken noch die Beleuchtung, die Genauigkeit der Tests selber und das Druckverfahren. Da solche Test nicht genauer von unseren Augen wahrgenommen werden können, müssen sie auch keine teure sehr hohe Genauigkeit haben.
Wenn wir also einen Tropftest mit Farbtafel ablesen und 10mg/l ablesen, dann kann das auch 3mg/l sein oder 25mg/l sein – das ist nicht ungenau oder falsch – sondern unser Sensor – das Auge – kann einfach nicht mehr!
Noch eine Erkenntnis aus diesen Zeilen: Streifentest können genauer als Tropfentests sein! (wenn alle anderen Genauigkeiten ident sind) – weil der Fehler beim Ablesen beim Übergang von der Färbung im Messbecher zur Farbtafel wegfällt – beim Streifentest wird direkt die „Farbtafel“ gefärbt.

Bei allen elektronischen Messungen fallen fast alle Fehlerfaktoren weg: z.B. die Lichtfarbe für die Durchleuchtung der Messprobe ist genau definiert und der Messsensor ist ein elektronischer, der fast beliebige Genauigkeit ermöglicht. Es gibt u.a. keine Farbfehler oder Kontrastfehler wie beim Auge. Übliche Fehlergrenzen sind hier plus minus 5 Prozent oder besser (meist des elektronisch üblichen Messbereichendwertes). Abhängig auch von der Genauigkeit der verwendeten chemischen Reaktionen (Tropftest), der Genauigkeit der Durchführung und der genauen Kalibrierung.

Ergebnis:
Streifentest oder Tropftest sind meist nicht ungenau oder zeigen falsch an – wir können es nur leider meist nicht genauer mit unseren Augen sehen bzw. ist zusätzlich die korrekte Darstellbarkeit auf Papier nicht ideal möglich. Wichtig dabei sind die Einhaltung der richtigen Beleuchtung und die Erprobung unserer Augen auf Farbtüchtigkeit. Wer es genauer haben möchte kann elektronische Messungen verwenden.

Schöne Grüße, Anton Gabriel
 
Hallo Anton Gabriel
Vielen Dank für die Erläuterungen, ich denke damit werden viele Zweifel bezüglich
"Ungenauigkeiten" ausgeräumt.

Beste Grüße, Karl
 

Biotoecus

Active Member
Hi,

kann man diese Werbung mal abstellen?
Ich meine, ist ja gut und schön.
Aber wen juckt es ob nun 10 oder 17 mg/l NO3?

Dabei sind da noch ein paar Sachen, die tatsächlich völlig falsch sind welche das Farbsehen anbelangen.

Tschöö
ein genervter Martin
 

Olli2

Member
Martin Krüger":2ab4x3dn schrieb:
Hi,

kann man diese Werbung mal abstellen?
Ich meine, ist ja gut und schön.
Aber wen juckt es ob nun 10 oder 17 mg/l NO3?

Dabei sind da noch ein paar Sachen, die tatsächlich völlig falsch sind welche das Farbsehen anbelangen.

Tschöö
ein genervter Martin

Moin!

was Nitrat angeht bin ich völlig bei Dir, da interessiert mich auch immer nur, ob weniger als 10 oder mehr als 20 :)
Ausnahme: Aufzuchtbecken, da geht mein Elos-Test "nur" bis 25, dürften auch gern 50 sein dann fiel mir die Anpassung der Futtermengen zwischen den WW leichter.

Was mich wirklich nervt, sind die Tests die mit jedem Tropfen umspringen können, wie z.B. bei Elos GH/KH.
Ich glaube, da werde ich mal auf Streifentests umsteigen.

Die einzige elektronische Messung neben PH die mich interessieren würde ist der Leitwert, dafür war ich bisher zu geizig.

Lg
Olli
 
Hallo Sash,

Ich hatte vor ein paar Jahren ein Messgerät mit ionensensitiver Elektrode (Nitrat) zum Testen von der Firma polysend bekommen und habe es dann auch gekauft. Ist schon eine feine Sache - aber in der Regel doch zu teuer. Nach heutigem Geld kostete es komplett etwa 300 Euro. Man misst nach einmaliger 2-Punkt-Kalibrierung längere Zeit in dem Fall Nitrat auf 1mg/l genau mit Direktanzeige über einen weiten Messbereich.
Allerdings nur im Süßwasser, weil Fremdionen etwas stören und nacht etwa 1 Jahr muss die Elektrode erneuert werden, weil sie ausgelaugt wird. Hab das Gerät damals bei der Aufzucht,bei Düngertests und zur Kalibrierung von anderen Tests herangezogen.
Leider gibt es die Firma (polysens) glaub ich nicht mehr.

Schöne Grüße, Anton Gabriel
 

Microsash

Member
Danke für die Infos Anton,

Bin von Berufswegen Mess- und Regeltechniker....da ist man allem interresiert, daß man so messen kann.....egal ob sinnvoll oder nicht.
Wie Olli sagte...für den Großteil ist ja son Schätzeisen wie Farbtest völlig ausreichend. Geht ja meist um die Bewertung ob zu wenig oder zuviel und nicht genaue Zahlen.

Werbung ? Sehe ich hier keine....nur Praxisergebnisse und Empfehlungen.

@ Olli

Für mich als Ionentauschernutzer ist ein Leitwertmessgerät fast Pflicht....aber eben hier tuts auch die Genauigkeit eines 12€ Sticks (ebay)

Gruß

Sash
 
Hallo Sash,

Ja richtig - der Eine will gar nix messen - der Andere grobe Richtwerte und Andere wieder wollen genaue Werte und Veränderungen schon nach Tagen messen - jeder wie er mag.
Bei Streifen- und Tropftests ist es ja auch meist nicht so, dass sich alle Fehler summieren - oft ergibt sich ein Mittelwert an Fehlern, der in Summe geringer ist als der maximal mögliche Fehler.

Schöne Grüße, Anton Gabriel
 

ScorpionTHS

New Member
Hallo,

für mich liest sich der Text ebenfalls wie ein Werbetext für chemische bzw. elektronische Messungen.
Die Ausführungen über das menschliche Auge sind extrem pauschaliert und sogar in wenigen Punkten vom tatsächlich entfernt.

Aber so ist das mit den Leuten vom Fach :wink:
Ein Mechatroniker für Elektronik schwört auf solche technischen Spielereien (nicht bös' gemeint).

Anton_Gabriel":1e6he8l1 schrieb:
Unser gesundes Auge kann am Papier Farbunterschiede etwa ab 100 Prozent Unterschied wahrnehmen!
Da du von gedruckten Farben ausgehst ist die Aussage so stehend falsch. Ein gesundes menschliche kann Farbunterschiede von bis zu 5 - 10% wahrnehmen. Deine Aussage würde bedeuten, dass man nur einen Unterschied erkennet, wenn ich auf der einen Seite das weiße Papier habe und auf der anderen Seite ein zu 100% gedrucktes Gelb habe. Nur sehe ich schon einen Unterschied wenn ich nur 5 - 10% der Farbe Gelb drucke. Bei der Farbe Grün kann die Unterscheidung sogar unter die 5% Marke gehen, da Menschen die in unseren Breitengraden leben mehr Grüntöne unterscheiden können, als z.B. arktischen Völker oder Menschen aus dem Arabischen Raum.

Anton_Gabriel":1e6he8l1 schrieb:
Wir können einen Farbunterschied einer Messung von z.B. 10mg/l auf 30mg/l meist noch gut erkennen – den Unterschied von 10 auf 20 nur mehr mit guten Augen – den Unterschied von 10mg/l auf 17mg/l kann man in der Regel nicht mehr unterscheiden.
Diese Aussage wurde pauschaliert. Bei einem NO2 Farbtest kann ich ganz klar Unterschiede zwischen <0.3 mg/l, 0.3 mg/l, 0.8 mg/l, usw. erkennen. Auch bei einem ph-Wert Test kann ein gesundes Auge unterschiede zwischen 6.5 und 6.6 erkennen. Es ist zwar schwerer aber durch aus möglich.

Die Frage ist wirklich wie genau möchte ich die Werte haben. Wie penibel achte ich auf die Werte. In der Natur sind Schwankungen bei den Wasserwerten völlig normal. Wie genau muss ich demnach auf meine Werte im AQ achten. Vielen reicht es eben, einschließlich mir, wenn ich annähernd die gleichen Werte habe, wie im natürlichen Lebensraum der im AQ befindlichen Fischen. Ein Fisch stirbt nicht gleich, bloß weil ich ein ph-Wert von 6,5 statt 6,3 oder ein KH Wert von 2°dH statt 4°dH.

Gruß
Enrico
 
Hallo,

Dieser Beitrag sollte nicht das Für oder Wider von verschiedenen Messmethoden beleuchten sondern sollte darlegen, dass viele Einflüsse eine Ablesung von Streifen- und Tropftests mit Farbtafel ungenauer erscheinen lässt, obwohl die Tests selber gar nicht so ungenau sein müssen nur eben die Gesamtfehler sich summieren können. Viele Beiträge hier befassen sich mit diesen Besonderheiten.
Nocheinmal kurz:
Farbtafeln von Tests sind in der Regel in einer Abstufung von 1 - 3- 10 -30 usw. Der jeweils etwa 3-fache Wert entspricht einer Steigerung von mal 300 Prozent und sind meist noch gut unterscheidbar.
Eine Farbtafel von 0,3 auf 0,8 entspricht einer Steigerung von über mal 250 Prozent. (Eine Farbtafel von pH von z.B. 6 auf 7 entspricht einer Steigerung von mal 1000 Prozent). Das wird auch Vielen ausreichen.
Eine Abstufung von Farbtafeln von z.B.: 1 - 1,1 - 1,2 - 1,3 - 1,4 - 1,5 usw. kann Niemand ablesen, weil die Farben nicht mehr unterscheidbar sind.

mfG Anton Gabriel
 

ScorpionTHS

New Member
@Anton_Gabriel

Das die Tröpfchentest ungenauer sind als eine elektronische Messung ist vollkommen klar. Es ist die Frage wie genau ich es haben möchte bzw. haben muss. Das die Farbtafeln diese "mega" Farbabstufungen haben, hat seine Ursache nicht im Farbsehen (nicht ausschließlich) sondern durchaus auch in ihrer Notwendigkeit.

Mein NO2-Tröpfchentest ist, wie gesagt, gegliedert in den Abstufungen <0,3 − 0,3 − 0,8 − 1,6 − 3,3-33 mg/l. Diese Angaben sind vollkommen ausreichen. Wenn dieser Test mir sagt, dass der NO2-Gehalt bei 0,8 mg/l liegt. Weiß ich: "Ach du sch**** der ist viel zu hoch". Da ist es egal ob er tatsächlich genau 0,8 mg/l ist oder 0,82 mg/l oder 0,85632 mg/l oder sogar 1,2 mg/l. Der Fakt bleibt bestehen 'Er ist zu hoch'. Zur Zeit ist bei mir mit diesem Test kein NO2 nachweisbar, d.h. er ist noch nicht einmal im <0,3 mg/l Bereich. Also werd ich nicht gleich in Panik geraten, auch wenn mir eine elektronische Messung 0,05 mg/l auswirft.

Mein pH-Wert-Tröpfchentest gibt mir die Ergebnisse in 0,2 Abstufungsschritten an. Ebenfalls vollkommen ausreichend. Wie schon im letzten Beitrag gesagt. Den Fischen ist es egal ob das Wasser einen pH-Wert von 6,4 oder 6,6 oder sogar 6,9 hatte, solange sich die Werte im Rahmen ihres natürlichen Lebensraumes befinden und konstant sind. Du erfrierst auch nicht gleich wenn deine Raumtemperatur urplötzlich von 19,4°C auf 19,3°C sinkt. Anders sieht es da aus wenn der ph-Wert plötzlich von 6,4 auf 8,0 geht. Das ist eine Wertveränderung die kritisch ist. Das sind aber auch Werte die ein Streifen- oder Tröpfchentest ausgibt und ablesbar sind.

Einige vllt. sogar viele werden es wohl so wie ich sehen und gehen mit den Werten entspannter, aber dennoch ernsthaft um. Die Südamerikanischen Ureinwohner oder Greenpeace schreien auch nicht gleich auf und rennen wild herum, wenn sich der ph-Wert im Rio Negro plötzlich um einen Wert von 0,2 nach unten bewegt hat und kippen dann Literweise ph+ Mittelchen in den Fluss oder schließen eine riesige CO2-Anlage an, oder was auch immer. :D :wink:

Für was also ein extrem exaktes Auslesen der Werte?

Ich könne euch diese elektronischen Spielereien. Mach bestimmt auch einen Heidenspass an so etwas zu basteln. Über die Notwendigkeit lässt sich aber dennoch streiten.

Auf unser gemeinsames Hobby :bier:

Gruß
Enrico

P.S.
Deine mathematischen Schlussfolgerungen kann ich nicht ganz nachvollziehen. Mit der Berechnung des Prozentsatzes (Formel p=W/G*100) erhalte ich eine Wertsteigerung zwischen 0,3 und 0,8 von 166,66667% (Gegenrechnung: 0,3+166,66667%=0,8). Eine Wertsteigerung von 6 auf 7 entspricht 16,66667%. Ebenfalls nach dieser Berechnung hat mein ph-Wert-Tröpfchentest eine Wertabstufung um jeweils ca. 3,33%.
 

Biotoecus

Active Member
Hallo,

nicht die Tests sind Schuld und auch nicht das Auge.

Das Auge kann sehr viel feiner Auflösen als man denkt.



Nur werden diese Daten nicht sauber verarbeitet.
Wir orientieren uns an den gelieferten Farbtafeln und können dann nicht interpolieren, da das Auge auf die vorgegebenen Farben fixiert ist.

Beste Grüße
Martin
 

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Japanolli

Active Member
Moin,

bei der Diskussion sollten wir nicht unsachlich werden.

Wenn jemand kein Interesse an genauen Werten hat, sondern nur zu hoch, im Rahmen oder zu niedrig wissen möchte, der braucht sicher kein Fotometer.

Allgemein kann ein Becken auch gänzlich ohne Messungen laufen.
Ich habe auch ewig nicht gemessen.

Trotzdem besitze ich ein Fotometer von Anton. Denn wenn ich messe, möchte ich auch eindeutige Messwerte.
NO2 ist natürlich auch das schlechteste Beispiel.
Nehmen wir mal NO3, K und PO4.
Da kann es schon interessant sein genaue Werte messen zu können wenn man bestimmte Sachen untersucht oder Verhältnisse bestimmen möchte.

Ich habe vorher auch etliche Tropfentests der gängigen großen Firmen getestet und bin mit den Ergebnissen nicht wirklich zufrieden gewesen.
Vor allem beim messen von Nitrat im unteren Messbereich bekam ich nie verwertbare Messergebnisse.

Aber wie gesagt, jeder muss selbst entscheiden wie er glücklich wird.
Die Ablesegenauigkeit mit dem Auge wird auch sehr unterschiedlich sein.
Lässt man 10 Leute gucken, werden wahrscheinlich mindestens 5 verschiedene Ergebnisse gemessen.
Und das war für mich Grund genug mich für ein Fotometer zu entscheiden.
 

Biotoecus

Active Member
Hi,

Vor allem beim messen von Nitrat im unteren Messbereich bekam ich nie verwertbare Messergebnisse.

Ist der untere Messbereich dann 1-3 mg/l NO3 oder mehr?

Gerade bei NO3 spielt doch eine feine Auflösung nun gar keine Rolle.

Beste Grüße
Martin

Edit:
Gerade mal in den Nährstoffrechner geguckt:
PO4 0.1-3,0mg/l
NO3 5-30 mg/l
MG 5-10 mg/l
Fe 0,1-0,5 mg/l

Und da braucht man ein Fotometer um diese gravierenden Unterschiede auseinander halten zu können?
Diese Skalierung löst jeder Test auf und das Auge sowieso.
 
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