Tropfbildmethode

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Die Tropfbildmethode (früher Tropfenbildmethode genannt) ist eine bildschaffende Methode zur Untersuchung von Wasser, wässrigen Lösungen und Gemischen hinsichtlich einer zusätzlichen, die chemische Analyse ergänzenden hydromorphologischen Qualitätsbewertung, die von dem Strömungs- und Wasserforscher Theodor Schwenk (1910–1986) entwickelt wurde.

Verfahren[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Es wird eine dünne Schicht (1,1 mm) einer Mischung aus der Wasserprobe und 12,5 % Glycerin unter standardisierten Laborbedingungen durch regelmäßig (alle 5 s) hereinfallende Tropfen von destilliertem Wasser wiederholt zum Strömen angeregt und fotografiert. Die Bilder werden nach dem Vorkommen verschiedener Typen von Strömungsformen morphologisch ausgewertet[1][2]. Die Methode wurde von Theodor Schwenk erstmals 1967 veröffentlicht[3] und seither weiterentwickelt, standardisiert und validiert[4] (Bildbeispiele: Weblink "Institut für Strömungswissenschaften").

Anwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Mit der Tropfbildmethode kann ein charakteristisches Bewegungsverhalten verschiedener Wässer in Strömungsbildern dargestellt werden, die beispielsweise Unterschiede zwischen schadstoffbelastetem (insbesondere mit oberflächenaktiven Stoffen wie beispielsweise Tensiden) und in dieser Hinsicht unbelastetem Oberflächenwasser erkennen lassen[5][6]. Objektiv hängen die entstehenden Bilder besonders von Veränderungen der Oberflächenspannung und der Viskosität der Wasserprobe durch die darin gelösten Substanzen ab. Mit dieser Methode wird das Bewegungsverhalten von Trinkwasserproben mit dem von Grundwasser einwandfreier Beschaffenheit nach DIN 2000[7][8] verglichen.

Die Tropfbildmethode ist eine bildschaffende, keine analytische Methode. Chemische Stoffe können durch sie nicht identifiziert werden. Man erfasst mit ihr die Fähigkeit eines Wassers zu formenreich differenziertem Strömen, was als ein eigenständiger Qualitätsaspekt aufgefasst wird, der ergänzend zu analytischen Untersuchungen einen Beitrag zu einer positiven Qualitätsdefinition[5] leisten soll.

Die Tropfbildmethode ist nicht Bestandteil der offiziellen Trinkwasseruntersuchung, sondern wird in Einzelfällen hinzugezogen.[9] Weitere Anwendungen sind bisher in der jeweils anthroposophisch orientierten Landwirtschaft, Trinkwasserbearbeitung und Arzneimittelherstellung zu finden. Labors, die diese Methode anwenden, gibt es derzeit in Deutschland, den Niederlanden und den Vereinigten Staaten (s. Weblink).

Quellen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Dittmar Jahnke: Morphologische Typisierung von Tropfenbildversuchen und Tropfenbildern. Sensibles Wasser 2, Herrischried 1993, ISBN 3-931719-01-4
  2. Dittmar Jahnke: Morphologische Unterscheidungsmerkmale für die Auswertung von Wasserqualitäts-Untersuchungen mit der Tropfenbildmethode. Sensibles Wasser 2, Herrischried 1993, ISBN 3-931719-01-4
  3. Theodor Schwenk: Bewegungsformen des Wassers. Stuttgart 1967
  4. Andreas Wilkens, Michael Jacobi, Wolfram Schwenk: Die Versuchstechnik der Tropfbildmethode - Dokumentation und Anleitung. Sensibles Wasser 5, Herrischried 2000, ISBN 3-931719-04-9
  5. a b Andreas Grohmann: Positive Definition des Trinkwassers, Kap. 10.7.6 in Karl Höll: Wasser, Nutzung im Kreislauf, Hygiene, Analyse und Bewertung. 8. Auflage, S. 727-728. Berlin - New York 2002, ISBN 3-11-012931-0
  6. Heinz-Michael Peter: Das Strömungsverhalten des Wassers in der biologischen Selbstreinigungsstrecke des Schwarzwaldbaches Mettma. Untersuchungen mit der Tropfenbildmethode im Vergleich mit biologischen, chemischen und physikalischen Parametern. Mit einem Geleitwort von Prof. Dr. Jürgen Schwoerbel (Universität Konstanz), Sensibles Wasser 4, Herrischried 1994. ISBN 3-931719-03-0
  7. In der DIN 2000 wird u. a. das Gütevorbild für Trinkwasser definiert: "Die Anforderungen an die Trinkwassergüte müssen sich an den Eigenschaften eines aus genügender Tiefe und nach Passage durch ausreichend filtrierende Schichten gewonnenen Grundwassers einwandfreier Beschaffenheit orientieren, das dem natürlichen Wasserkreislauf entnommen und in keiner Weise beeinträchtigt wurde." DIN 2000 Zentrale Trinkwasserversorgung - Leitsätze für Anforderungen an Trinkwasser, Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung der Versorgungsanlagen. Beuth-Verlag, Berlin 2000
  8. Dittmar Jahnke: Langjährige Grundwasser-Untersuchungen mit der Tropfenbildmethode. Beitrag mit der Tropfenbildmethode zum Trinkwasser-Qualitätsleitbild der DIN 2000. Gegenüberstellung von hydrochemischen Analysedaten und Versuchsergebnissen der Tropfenbildmethode. Sensibles Wasser 3, Herrischried 1994, ISBN 3-931719-02-2
  9. Klaus Lindner, Dietrich Maier, Hartwig Steusloff (Ed.): What is good drinking water?, Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB Karlsruhe 2015, S. 17, ISBN 978-3-8396-0961-3

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Andreas Wilkens, Michael Jacobi, Wolfram Schwenk: Wasser verstehen lernen. Ausstellungskatalog, Herrischried 1995, ISBN 3-931719-05-7
  • Dittmar Jahnke: Morphologische Typisierung von Tropfenbildversuchen und Tropfenbildern. Morphologische Unterscheidungsmerkmale für die Auswertung von Wasserqualitäts-Untersuchungen mit der Tropfenbildmethode. Sensibles Wasser 2, Herrischried 1993, ISBN 3-931719-01-4
  • Andreas Wilkens, Michael Jacobi, Wolfram Schwenk: Die Versuchstechnik der Tropfbildmethode – Dokumentation und Anleitung. Sensibles Wasser 5, Herrischried 2000, ISBN 3-931719-04-9.
  • Wolfram Schwenk (Hrsg.): Schritte zur positiven Charakterisierung des Wassers als Lebensvermittler. Ausgewählte Texte aus 40 Jahren Wasserforschung mit der Tropfbildmethode. Sensibles Wasser 6, Herrischried 2001, ISBN 3-931719-06-5
  • Howard J. Smith: A Study of Some of the Parameters Involved in the Drop Picture Method. Max-Planck-Institut für Strömungsforschung Göttingen, Bericht 111/1974
  • Howard J. Smith: The Hydrodynamic and Physico-Chemical Basis of the Drop Picture Method. Max-Planck-Institut für Strömungsforschung Göttingen, Bericht 8/1975
  • Dietrich Rapp und Peter E. M. Schneider: Das Tropfenbild als Ausdruck harmonischer Strömungen in dünnen Schichten. Max-Planck-Institut für Strömungsforschung Göttingen, Bericht 102/1974
  • Peter E. M. Schneider: Sechs Instabilitätsphasen eines Ringwirbels als Grundlage für eine Klassifikation der SCHWENK'schen Tropfenbilder. Max-Planck-Institut für Strömungsforschung Göttingen, Bericht 9/1976
  • Peter E. M. Schneider: Die Tropfenbildmethode und ihre Anwendung bei der Überwachung der Qualität von Wasser und anderen flüssigen Nahrungsmitteln. Max-Planck-Institut für Strömungsforschung Göttingen, Bericht 118/1979
  • Peter E. M. Schneider: Die Ringwirbelmetamorphose als Grundlage der Implosion von Kavitationsblasen, der SCHWENK'schen Tropfenbildmethode und des Wasserstrahlschneidens. Max-Planck-Institut für Strömungsforschung Göttingen, Bericht 13/1980

siehe auch Artikel: Institut für Strömungswissenschaften

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]