Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava Hornicko-geologická fakulta Institut environmentálního inţenýrství
Ing. Pavla Šebestová
Odběr vzorků z vodních nádrží, řek a potoků
„Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky“
Obsah: 1 Odběr vzorků vody ............................................................................................................1 2 Druhy vzorků .....................................................................................................................2 2.1 Typy vzorků .....................................................................................................................2 3 Volba místa odběru ...........................................................................................................2 4 Způsob odběru ...................................................................................................................2 4.1 Vzorkovnice .....................................................................................................................3 4.2 Vzorkovače.......................................................................................................................3 4.3 Druhy přístrojů pro odběr vzorků z řek a potoků ...............................................................3 4.4 Druhy přístrojů pro odběr vzorků z vodních nádrží ...........................................................4 5 Doprava a skladování vzorků............................................................................................4 6 Normy zabývající se odběrem vzorků povrchových vod ..................................................5 7 Seznam literatury ..............................................................................................................5
1 Odběr vzorků vody Vlastnímu rozboru vody, pomocí kterého zjistíme potřebné informace o kvalitě vody předchází odběr vzorku zkoumané vody. Vzorek vody odebraný k rozboru musí reprezentovat jakost vody v odebraném místě. Typ vzorku, druh a místo odběru, včetně četnosti a časové i prostorové návaznosti odběru, se řídí účelem rozboru a místními podmínkami. Ukazatele vzorku vody, které se mohou během dopravy vody do laboratoře změnit se stanovují na místě odběru, dále se ihned na místě měří teplota vzduchu a vody, provede se základní popis vzorku (barva, zápach zákal, sediment), uvedou se podmínky odběru (počasí atd). Podle přístrojového vybavení se stanoví pH, obsah rozpuštěného kyslíku event. konduktivita. Vzorky, které nelze dopravit do laboratoří k určeným analýzám beze změny a lze je konzervovat, se po odebrání ihned konzervují. Konzervací vzorku se rozumí uchováni stejných hodnot ukazatelů vzorku vody od doby odběru až do začátku rozboru. Úkolem konzervace vzorku je tedy zabránit změnám hodnot ukazatelů vody v odebraném vzorku v časovém intervalu mezi jeho odběrem a zahájením analýzy. [1] O každém odběru vzorku je nutno vyplnit průvodní list (protokol, viz příloha č. 1). V záznamu má být uveden důvod odběru, typ a druh vzorku, označení místa a bodu odběru, den a hodina odběru označení vzorkovnice, způsob odběru. Protokol by měl být doplněn dalšími specifikacemi, jako jsou teplota vzduchu, oblačnost a další. [1, 2] Podrobná zpráva o odběru vzorku závisí na cílech vzorkování. Je doporučeno, aby byly uvedeny dále tyto skutečnosti [2]: - název řeky, potoka; - místo odběru vzorku; - datum a čas odběru vzorku; - jméno osoby, která odběr prováděla; - počasí v době odběru (teplota, oblačnost, srážky); - vzhled, stav a teplota vodního útvaru; - vzhled vzorku (barva, průhlednost, pach apod.); - druh vzorkovacího zařízení; - informace o způsobu použité konzervace; - informace o způsobu použité filtrace; - informace o skladování vzorku.
V současné době je v ČR vydána ČSN, která má několik samostatných částí, které uvádí pokyny pro odběr vzorků vod, dnových sedimentů a kalů. Každá z ostatních částí normy popisuje již specifické situace odběru a konkrétní postupy odběru pro určitý druh vody, dnových sedimentů, kalů z čistíren odpadních vod a plavenin. [1]
1
2 Druhy vzorků Při jednorázovém odběru se vzorek odebere jen jednou a hodnotí se samostatně. Tento druh odběru, při kterém se získají prosté vzorky, je vhodný tehdy, pokud výsledek jediného rozboru stačí k informování o stavu jakosti analyzované vody. Při řadových odběrech se odebírá několik vzorků v různé časové a prostorové návaznosti s přihlédnutím k průtoku vody. Řadový odběr je vhodný k informaci o změně jakosti vody. [1] U tekoucích vod lze provést odběry časově závislé (periodické), kdy se vzorky odebírají pomocí časovacího mechanismu, který začne a ukončí odběr vzorku v určeném časovém intervalu nebo odběry režimové (objemově nebo průtokově). Odběry režimové objemově závislé jsou nezávislé na čase a vzorky jsou odebírány po každém určeném proteklém objemu vody. Při režimovém průtokově závislém odběru se různé objemy vzorků odebírají v konstantních časových intervalech. U stojatých vod při řadových odběrech se odebírá více vzorků v různé prostorové návaznosti a to, buď z různé hloubky vodního útvaru v určitém místě, nebo z určité hloubky vodního útvaru na různých místech. [1]
2.1 Typy vzorků Prostý vzorek je oddělený vzorek nahodile odebraný z vodního útvaru v časové nebo i polohové závislosti. Obvykle jsou odebírány manuálně, ale mohou být odebrány i automaticky. Směsný vzorek jsou dva nebo více vzorků, popř. dílčích vzorků, odebraných odděleně a smíšených ve vhodných známých poměrech. [1, 3]
3 Volba místa odběru Zvolit vhodná odběrová místa v jednotlivých odběrových stanovištích je velmi důležité. Místo odběru vyznačuje lokalitu odběru (např.: název obce, úpravny vody, vodojemu atd). Bod odběru přesně určuje prostor ve vodním útvaru, odkud je vzorek odebírán (např.: hloubka apod.).
4 Způsob odběru Způsob odběru se řídí druhem odebírané vody, místem a bodem odběru, druhem vodního útvaru, místními podmínkami, druhem a účelem rozboru a dalšími okolnostmi. V případě, že je možné odebrat vzorek vody z povrchu, postačí ponořit odběrnou nádobu do potoka či řeky. Poté se obsah nádoby přelije do předem připravených vzorkovnic. V ostatních případech se pro odběr vzorků použijí přímo vzorkovnice nebo vzorkovače. Vzorkovače jsou přístroje a zařízení, která umožňují jednorázově nebo opakovaně odebrat 2
vzorek bud' z místa obsluze nepřístupného (hlubinné vzorkovače), nebo bez přítomnosti obsluhy (automatické vzorkovače). [1, 2]
4.1 Vzorkovnice Běžně užívané vzorkovnice jsou reagenční skleněné láhve, vyrobené z běžného sodnovápenato-křemičitého obalového skla. Ve speciálních případech je třeba užít vzorkovnice ze skla borokřemičitého. Z plastových materiálů se nejčastěji užívá polyethylen (PE), polytetrafluorethylen (PTFE), polyvinylchlorid (PVC), polyethylentereftalát (PET). Pro většinu ukazatelů rozboru vody lze k odběru vzorku použít obou druhů vzorkovnice, tzn. skleněné i plastové. Pro některé ukazatele je však nutno použít jen jednoho druhu vzorkovnic, druhý je nevhodný (např.: tuky, oleje apod. by se na stěnách plastových láhví sorbovaly). Stanovení těchto ukazatelů tedy vyžaduje pouze skleněné vzorkovnice. [1] Všechny vzorkovnice je potřeba před samotným odběrem řádně vyčistit, aby se zamezilo kontaminaci vzorku. Vzorkovnice by měla být ihned po odběru řádně označena identifikačními údaji (číslo vzorku, datum, lokalita), aby nedošlo k záměně. [1, 2]
4.2 Vzorkovače Z mechanizovaných, často vysoce automatizovaných vzorkovačů jsou vyráběny dva hlavní druhy, a to buď časově, nebo objemově závislé. Oba tyto druhy lze využít k odběru jak vzorků prostých, tak směsných. Časově závislé vzorkovače však nerespektují změny průtoku.[1]
4.3 Druhy přístrojů pro odběr vzorků z řek a potoků Povrchové vzorkovnice Objem povrchových vzorkovnic je minimálně 250 ml a jsou opatřeny šroubovacím uzávěrem nebo zabroušenou zátkou.
Uzavřená ponorná zařízení K manuálnímu odběru z různých hloubek se používají uzavřená ponorná zařízení. Jde o zařízení, které se skládá z uzavřených vzorkovnic naplněných vzduchem a uzávěru. Láhev se přiváže na lanko za hrdlo, nechá se krátká smyčka a znovu přiváže na lanko zátka, která se zatlačí do hrdla (musí jít lehce vytahovat). Láhev se spustí do zvolené hloubky (lanko nutno značkovat po 10 až 50 cm), trhne se lankem, čímž se začne plnit vodou z vrstvy ponoru. Když přestanou unikat bubliny vzduchu, je láhev naplněna a lze ji vytáhnout nad hladinu .
3
Zařízení tvaru otevřené trubice nebo válce Jde o druh zařízení ve tvaru trubice (válce), které je na obou koncích otevřené a je opatřeno přiléhajícími víčky nebo zátkami. Zařízení je při spouštění do vody otevřené a do činnosti je uvedeno pomocí závaží, to uvolní pérový mechanizmus uzavírající víčka.
Čerpací zařízení Jde o velmi často využívané zařízení, jehož volba závisí na specifické potřebě vzorkování.
Automatické vzorkovače Tato zařízení lze použít na mnoha vodních tocích , neboť dovolují odebírat nepřetržitý vzorek a nevyžadují manuální obsluhu. Automatické vzorkovače mohou pracovat jednorázově nebo kontinuálně.
4.4 Druhy přístrojů pro odběr vzorků z vodních nádrží Otevřené vzorkovače a povrchové vzorkovače Jde o nádoby s otevřeným ústím, které slouží k odběru vzorku z povrchové vrstvy vody nebo z vrstvy těsně pod hladinou.
Trubkové vzorkovače uzavřené Jde o vzorkovače vybavené uzávěry nebo ventily, sloužící k odběrům vzorků z určité hloubky. Tyto typy přístrojů jsou spuštěny na lanku nebo kabelu s navijákem. Vzorkovač musí být vybaven zařízením pro únik vzduchu. Uzávěry jsou ovládány dálkově, nebo se uzavírají v okamžiku kontaktu se sedimentem.
Čerpací zařízení K čerpání je možné využít pumpu nebo ruční motorový pohon, ponorné čerpadlo.
5 Doprava a skladování vzorků Po odběru se vzorky převážejí do laboratoří k analýze. Pro přepravu se vzorkovnice ukládají do transportních beden opatřených přihrádkami, popř. výstelkou proti rozbití. Při mrazivém počasí je nutné zajistit, aby vzorek vody nezmrznul. Vzorek musí být dále chráněn před účinky světla a nadměrného tepla. Pro skladování na krátkou dobu lze využít ochlazení na 4 °C, k dlouhodobému skladování se doporučuje zmrazení vzorků na -20 °C. Před rozborem se vzorky temperují na požadovanou teplotu. [1, 3] 4
6 Normy zabývající se odběrem vzorků povrchových vod ČSN EN ISO 5667-1 (757051) - srpen 2007 zobrazit podrobnosti Jakost vod - Odběr vzorků - Část 1: Návod pro návrh programu odběru vzorků a pro způsoby odběru vzorků. ČSN EN ISO 5667-3 (757051) - září 2004 zobrazit podrobnosti Jakost vod - Odběr vzorků - Část 3: Návod pro konzervaci vzorků a manipulace s nimi. ČSN ISO 5667-4 (757051) únor 1994 zobrazit podrobnosti Jakost vod. Odběr vzorků. Část 4: Pokyny pro odběr vzorků z vodních nádrží. ČSN ISO 5667-6 (757051) - květen 2008 zobrazit podrobnosti Jakost vod - Odběr vzorků - Část 6: Návod pro odběr vzorků z řek a potoků. ČSN ISO 5667-8 (757051) leden 1996 zobrazit Jakost vod. Odběr vzorků. Část 8: Pokyny pro odběr vzorků srážek.
podrobnosti
ČSN ISO 5667-14 (757051) - květen 2001 zobrazit podrobnosti Jakost vod - Odběr vzorků - Část 14: Pokyny k zabezpečování jakosti odběru vzorků vod a manipulace s nimi.
7 Seznam literatury [1]
HORÁKOVÁ, M. Analytika vody. Praha : Vysoká škola chemicko-technologická, 2007. 335 s. ISBN 978-80-7080-520-6.
[2]
ČSN ISO 5667-6. Odběr vzorků - Část 6: Návod pro odběr vzorků z řek a potoků. Praha: Český normalizační institut, 2008. 20 s.
[3]
ČSN ISO 5667-4. Odběr vzorků – Část 4: Pokyny pro odběr vzorků z vodních nádrží. Český normalizační institut, 1994. 8 s.
5
Příloha č. 1 Protokol – odběr vzorku z vodní nádrže
Důvod odběru:………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………
Označení bodu odběru: ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………
Datum: den………….………. měsíc ………………………… rok ………………………… Výše vodní hladiny………………………………………. objem…………………………… Doba: zahájení …………………………konec ……………………………………. odběru.
Způsob odběru: …………………………………………………………………………………………………. Odběr z hloubky od …………………………….. do ……………………… m
Pozorování na místě odběru: Ledový pokryv: se sněhem…………………..bez sněhu………………………………………. Zákal způsobený částicemi sedimentu…………………………… /planktonu ………..……… Barva…………………………………………… Pach ………………………………...……… Vodní rostliny………………………………………….. pod povrchem (submersní) Úplně nebo částečně plovoucí popř. vyčnívající (emersní)
Průtok přítoků: (vysoký/střední/nízký):………………………………………………………………………… Teplota vzduchu:………………………………………………………………………………. Síla větru:………………………………………………………………………………………. Směr větru:……………………………………………………………………………………... Oblačnost (%):…………………………………………………………………………………..
6
Poznámky: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………….
Terénní měření
Teplota vody
pH
……………..
………………….
…………………..
…………….
…………….
………………….
…………………..
…………….
……………..
………………….
…………………..
…………….
…………….
………………….
…………………..
…………….
Poznámky k úpravě vzorků, zvláště konzervaci: ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………….
7
Protokol o odběru vzorku vody (vzor) Místo odběru vzorku, označení vzorku*:
Typ vzorku (povrchová vod, odpadní voda apod.)*:
vz.1 ___________________________
vz.1 ___________________________
vz.2 ___________________________
vz.2 ___________________________
vz.3 ___________________________
vz.3 ___________________________
Dat. a čas odběru*:
Způsob odběru*: (P-prostý, S-směsný, Rručně, AUT-aut. vzorkovač
vz.1 ___________________________
vz.1 ___________________________
vz.2 ___________________________
vz.2 ___________________________
vz.3 ___________________________
vz.3 ___________________________
Klimatické podmínky v době odběru vzorku*:_______________________________________________________ Pozn.*:(např. konzervace vzorků _____________________________________________________ Odebral*:_________________________________________________________________ Použité vzorkovnice:
Teplota vzorku při příjmu do laboratoře:
vz.1 ___________________________
vz.1 ___________________________
vz.2 ___________________________
vz.2 ___________________________
vz.3 ___________________________
vz.3 ___________________________
vz.4 ___________________________
vz.4 ___________________________
8
