Prøvetaking i flere nivåer: Alternativer og nyttige tips

Innledning

Innsamling av grunnvannsprøver, enten i Solinst Continuous Multichannel Tubing (CMT) eller Waterloo Multilevel System, må utføres med utstyr som kan ta prøver i, eller gjennom, relativt smale rør. Prøvetakingsrørene i Waterloo-systemet har enten 1/2″ ID (12 mm), 3/8″ ID (10 mm) eller 1/4″ ID (6 mm), avhengig av hvor mange soner som skal overvåkes. Disse åpne rørene brukes vanligvis i stedet for dedikerte pneumatiske pumper i Waterloo-systemet når applikasjonen er relativt grunn og vannstanden høy.

Peristaltisk pumpe

Enten man arbeider i åpne rør i Waterloo System eller direkte i en CMT-kanal, er den vanligste måten å ta en grunnvannsprøve på enten å bruke en peristaltisk pumpe eller en minitreghetspumpe. Den peristaltiske pumpen tar en prøve hvis vannstanden er innenfor en estimert høyde på 7,6 m (25 fot) fra jordoverflaten ved havnivå. Det er viktig å merke seg at for hver 1000 fot (300 m) økning i høyde over havet reduseres det barometriske trykket med ca. 1 fot i form av vann. Ved 300 meter over havet vil en peristaltisk pumpe derfor bare kunne trekke en prøve fra 7,3 meters høyde, når man også tar hensyn til friksjon og effektivitetstap. Den peristaltiske pumpen brukes oftest med 6 mm (1/4″) LDPE-slanger som senkes ned i kanalen på CMT-enheten, eller slanger fra Waterloo System-porten kan kobles direkte til silikonslangene på den peristaltiske pumpen. Selv om pumpen bare kan trekke vann hvis fallhøyden er over 7,6 m (25 fot) ved havnivå, kan inntaket til pumpeslangen plasseres mye dypere og trekke vann fra portinntaket, hvis ønskelig.

Mini treghetspumpe

I situasjoner der vannstanden er for dyp for en peristaltisk pumpe, men ikke dypere enn ca. 50 meter under jordoverflaten, anbefales ofte den rimelige og brukervennlige minitreghetspumpen. Minitreghetspumpen er basert på samme prinsipp som alle andre treghetspumper, ved at den består av en polyetylenslange med en tilbakeslagsventil plassert i bunnen. Slangen senkes ned i brønnen, og ved å heve og senke systemet, vanligvis for hånd og ca. 1 fot (24 mm), vandrer en puls eller slump med grunnvann opp i slangen og kan samles opp ved overflaten.

Ved prøvetaking med CMT-systemet med minitreghetspumpen er slangen 1/4″ (6 mm) x 0,17″ (4,3 mm) lavdensitetspolyetylen (LDPE) eller PTFE-fôret LDPE kan brukes for bruksområder opp til 15 m (50 fot) dyp. På vanndyp fra 15 til 45 meter (50-150 fot) brukes ren PTFE for å redusere friksjonseffektene på større dyp. Andre slanger, som for eksempel Kynar, har også blitt testet, men de gir ingen fordeler og er dyrere. Tilbakeslagsventilen til minitreghetspumpen består av tre separate komponenter, to hule hylser i rustfritt stål og en tilbakeslagskule i rustfritt stål som er plassert mellom hylsene. Denne ventilenheten skyves inn i bunnen av 1/4″ (6 mm) slangen ved hjelp av et innsettingsverktøy som ligner på en kort skrutrekker med smal diameter. Bunnen av hylsen har en krysshakedesign som forbedrer strømningshastighetene, opp til ca. 150-200 ml/min. Minitreghetspumpen kan også brukes til å samle inn prøver fra åpne slanger som er installert i Waterloo-systemet.

Pumper med dobbel ventil

Pneumatiske (gassdrevne) pumper er det vanligste prøvetakingsalternativet i Waterloo Multilevel System. Dobbeltventilpumpen (DVP) på 16 mm (5/8″) i diameter eller blærepumpen på 24 mm (1″) i diameter er begge konstruert av rustfritt stål og er bygget direkte på systemets prøvetakingsporter. Disse pumpene gjør det mulig å ta grunnvannsprøver fra dybder på opptil 300 meter (1000 fot). DVP velges ofte til dypere bruksområder og til prøvetaking i grunnvann som kan inneholde finsedimenter, ettersom de er enklere å rehabilitere, og prøver kan tas raskere fra dypet og i større volum enn med blærepumpen. Blærepumper er fortsatt den foretrukne pumpen for grunnere bruksområder, opptil 150 meter, fordi de ikke kommer i kontakt med luft, og de anses derfor som ideelle for VOC-overvåking. DVP har blitt redesignet i mikroform for bruk i de trange kanalene i CMT-systemet. Dette pneumatiske alternativet er en sårt tiltrengt utvikling for å muliggjøre prøvetaking i multikanalslangene på dyp større enn 30 m (100 fot) og også for VOC-prøvetaking på steder der treghets- og peristaltiske pumper ikke er egnet. Micro DVP er et levedyktig prøvetakingsalternativ som kan pumpe med en hastighet på 150 ml/min når den plasseres i den smale CMT-kanalen. Micro Double Valve Pump er konstruert av rustfrie komponenter og koaksiale LDPE- eller PTFE-slanger. PTFE brukes på dyp større enn 15 meter (50 fot) for å redusere friksjonseffekten under installasjonen. En manifold på overflaten kobler pumpen til en drivgass (trykkluft/N2-kilde), og pumpen betjenes enkelt ved hjelp av Solinst Electronic Control Unit, modell 464.

Prøvetaking av damp i CMT

CMT-systemet er ideelt for prøvetaking av gassdamp. CMT-systemet er konstruert med porter og plugger for å tette kanalene på samme måte som ved prøvetaking av grunnvann. Den eneste ekstra komponenten er en ekstra plugg som plasseres på overflaten for å tette toppen av prøvetakingskanalen. Denne øvre pluggen har en trykktilkobling som brukes sammen med 1/4″ (6 mm) slanger slik at en gassprøve kan trekkes fra CMT-porten til overflaten ved hjelp av en håndvakuumpumpe eller peristaltisk pumpe.