Monitasoinen näytteenotto: Vaihtoehdot ja hyödyllisiä vihjeitä

Johdanto

Pohjavesinäytteiden kerääminen joko Solinstin jatkuvalla monikanavaputkijärjestelmällä (CMT ) tai Waterloon monitasojärjestelmällä on suoritettava laitteilla, joilla voidaan ottaa näytteitä suhteellisen kapeista putkista tai niiden läpi. Waterloo-järjestelmään sijoitetut näytteenottoputket ovat joko 1/2 ”ID (12 mm), 3/8 ”ID (10 mm) tai 1/4 ”ID (6 mm) riippuen seurattavien vyöhykkeiden lukumäärästä. Näitä avoimia putkia käytetään tavallisesti Waterloo-järjestelmässä erityisten pneumaattisten pumppujen sijasta, kun sovellus on suhteellisen matala ja vedenpinta korkea.

Peristalttinen pumppu

Yleisin tapa kerätä matalan pohjaveden näyte on joko peristaltiikkapumpun tai mini-inertiaalipumpun avulla, riippumatta siitä, työskennelläänkö Waterloo System -järjestelmän avoimissa putkissa vai suoraan CMT-kanavassa. Peristalttinen pumppu ottaa näytteen, jos vedenpinta on arviolta 7,6 metrin (25 jalan) etäisyydellä maanpinnasta merenpinnan tasolla. On huomattava, että jokaista 1000 jalan (300 m) korkeusaseman nousua kohden barometrinen paine laskee noin 1 jalan vedenkorkeuden verran. Näin ollen 300 metrin (1000ft) korkeudella merenpinnasta peristalttinen pumppu voi vetää näytteen vain 7,3 metrin (24ft) korkeudesta, kun otetaan huomioon myös kitka- ja tehohäviöt. Peristalttista pumppua käytetään useimmiten 6 mm:n (1/4″) LDPE-letkujen kanssa, jotka lasketaan CMT:n kanavaan, tai Waterloo System -portista tuleva letku voidaan kytkeä suoraan peristalttisen pumpun silikoniletkuun. On huomattava, että vaikka pumppu voi imeä vettä vain, jos vedenpinnan korkeus merenpinnan tasolla on yli 25 jalkaa (7,6 m), pumpun letkun imu voidaan haluttaessa sijoittaa paljon syvemmälle ja imeä vettä portin imuaukosta.

Mini inertiapumppu

Tilanteissa, joissa vedenpinta on liian syvällä peristaltiikkapumpulle, mutta ei kuitenkaan syvemmällä kuin noin 150 jalkaa (50 m) maanpinnan alapuolella, suositellaan useimmiten edullista ja helppokäyttöistä Mini Inertial Pump -pumppua. Mini-inertiaalipumppu perustuu samaan periaatteeseen kuin kaikki inertiaalipumput, eli se koostuu polyeteeniputkesta, jonka pohjaan on sijoitettu takaiskuventtiili. Putki lasketaan kaivoon, ja nostamalla ja laskemalla järjestelmää, yleensä käsin ja noin 1ft (24mm), pohjaveden pulssi tai ryöppy siirtyy putkea pitkin ylöspäin ja voidaan kerätä pinnalle.

Kun CMT-järjestelmästä otetaan näytteitä Mini Inertial Pumpilla, letku on 1/4″ (6mm) x 0,17″ (4,3mm) LDPE (Low Density Polyethylene) tai PTFE-vuorattua LDPE:tä voidaan käyttää jopa 15 metrin (50ft) syvyyteen asti. Vesisyvyyksissä, jotka ovat 15 m – 45 m (50 – 150′), käytetään puhdasta PTFE:tä kitkavaikutusten vähentämiseksi suuremmissa syvyyksissä. Myös muita putkia, kuten Kynaria, on testattu, mutta ne eivät tarjoa etua ja ovat kalliimpia. Mini Inertial Pumpin takaiskuventtiilissä on kolme erillistä osaa, kaksi onttoa ruostumattomasta teräksestä valmistettua holkkia ja holkkien väliin sijoitettu ruostumattomasta teräksestä valmistettu takaiskupallo. Tämä venttiilikokoonpano työnnetään 1/4 tuuman (6 mm) letkun pohjaan käyttämällä työkalua, joka muistuttaa lyhyttä kapeahalkaisijaista ruuvimeisseliä. Hylsyn pohjassa on ristikkäisrakenne, joka parantaa virtausnopeuksia noin 150-200 ml/min asti. Mini Inertial Pump -pumppua voidaan käyttää menestyksekkäästi myös näytteiden keräämiseen Waterloo-järjestelmään asennetuista avoimista putkista.

Kaksoisventtiilipumput

Pneumaattiset (kaasukäyttöiset) pumput ovat Waterloon monitasojärjestelmän yleisin näytteenottovaihtoehto. Halkaisijaltaan 16 mm:n (5/8″) kaksoisventtiilipumppu (DVP ) tai halkaisijaltaan 24 mm:n (1″) rakkopumppu on molemmat valmistettu ruostumattomasta teräksestä, ja ne on asennettu suoraan järjestelmän näytteenottoaukkoihin. Näiden pumppujen avulla pohjavesinäytteitä voidaan ottaa jopa 300 metrin (1000 ft.) syvyydestä. DVP valitaan usein syvempiin sovelluksiin ja näytteenottoon pohjavedestä, joka saattaa sisältää hienojakoista sedimenttiä, koska ne on helpompi kunnostaa ja näytteitä voidaan ottaa nopeammin syvyydestä ja suuremmista määristä kuin rakkopumpulla. Bladder-pumput ovat edelleen useimmiten valittu pumppu matalampiin sovelluksiin, jopa 150 metriin (500 jalkaan) asti, koska ne eivät ole kosketuksissa ilmaan, ja siksi niitä pidetään ihanteellisina VOC-seurantaan. DVP on suunniteltu uudelleen mikro-muodossa käytettäväksi CMT-järjestelmän kapeissa kanavissa. Tämä paineilmavaihtoehto on erittäin tarpeellinen kehitys, joka mahdollistaa näytteenoton monikanavaisissa putkissa yli 30 metrin (100 ft) syvyyksissä ja myös VOC-näytteenoton kohteissa, joissa inertia- ja peristaltiikkapumppuja ei pidetä sopivina. Micro DVP on käyttökelpoinen näytteenottovaihtoehto, joka pystyy pumppaamaan 150 ml/min, kun se sijoitetaan kapeaan CMT-kanavaan. Micro Double Valve Pump on valmistettu ruostumattomista komponenteista ja koaksiaalisesta LDPE- tai PTFE-putkesta. PTFE:tä käytetään yli 15 metrin (50 jalan) syvyyksissä kitkavaikutusten vähentämiseksi asennuksen aikana. Pinnalla oleva jakotukki yhdistää pumpun käyttökaasuun (paineilma/N2-lähde), ja pumppua on helppo käyttää Solinstin elektronisella ohjausyksiköllä, malli 464.

Höyrynäytteenotto CMT:ssä

CMT-järjestelmä on ihanteellinen kaasuhöyrynäytteenottoon. CMT-järjestelmässä on portit ja tulpat kanavien sulkemiseksi aivan kuten pohjaveden näytteenottosovelluksessa. Ainoa lisäosa on toinen pinnalle sijoitettu tulppa, joka tiivistää näytteenottokanavan yläosan. Tässä ylemmässä tulpassa on työnnettävä liitäntä, jota käytetään 1/4 tuuman (6 mm) letkujen kanssa, jotta kaasunäyte voidaan imeä CMT-portista pintaan käsivakuumipumpun tai peristalttisen pumpun avulla.