Viktigt! Vad vill jag ha sagt med passet? Provtagning, provhantering och fältmätning Jord, grundvatten, ytvatten och sediment

(1)

På säker grund för hållbar utveckling

Provtagning, provhantering och fältmätning –

Jord, grundvatten, ytvatten och sediment

Märta Ländell, SGI 013-20 18 63 marta.landell@swedgeo.se

Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03 2

Viktigt!

Provtagning och analyser är underlag för bedömningar och beslut

• Tydligt (och känt) syfte för att rätt undersökningar ska utföras

• Viktigt med rätt metoder och kvalitet på provtagning och undersökning – kunskap krävs!

Vad vill jag ha sagt med passet?

• Översikt om provtagningsmetoder

– Jord, vatten och sediment – för- och nackdelar

– vad är lämpligt vid olika förhållanden

• Fältmätningar

– jord, vatten, porluft – för- och nackdelar

• Provhantering

– provberedning

– transport

(2)

Litteraturtips:

SGF Fälthandbok. Rapport 2:2013

(kan laddas ner från www.sgf.net)

Videncenter for jordforurening (Danmark)

www.jordforurening.info, t.ex. rapport med checklistor för undersökningar

Naturvårdsverket

Nordtest (certifiering av miljöprovtagare) Arbetsmiljöverket

SGI HaV

Provtagningsmetoder – jord

• Borrbandvagn – Skruvborr – Foderrörsborrning – Sonic drilling

• Grävare (grävmaskin, traktorgrävare)

• Grävning och borrning för hand

• Provtagning i hög

• Porgasprovtagning

Skruvborrning med borrbandvagn

• Fördelar

+ Går att ta prover på stora djup + Gör relativt liten åverkan på

området

+ Ger en snabb översiktlig bild av jordlagerföljden

+ Kan gå att sätta grundvattenrör i skruvborrade hål

Den vanligaste borrmetoden i Sverige för miljöprovtagning av jord

(3)

Skruvborrning med borrbandvagn

Nackdelar/ problem

– Ger kontaminering av lager längst ut på borren – viktigt att rensa bort det ytligaste

– Svårt att borra i stenig/ blockig jord – Problem att få upp grövre fraktioner –

grov sand och grus

– Jordlagren blandas samman och kan vara svåra att urskilja

– Undvik att jord från skruven rasar ner i det öppna borrhålet om borrning skall fortsätta på större djup

Skruvborrning med borrbandvagn

• Nackdelar/ problem

– Ger en relativt liten provmängd, ofta tas samlingsprov ut på 0,25-1 m

– Är ett stickprov – ger mindre uppfattning om lokala variationer än t ex provgropar – Begränsningar vid provtagning

under grundvattenytan

Film: borrbandvagn

(4)

Foderrörsborrning

• Foderrör säkrar borrhålet och förhindrar att jord rasar ner från högre nivåer. Det finns olika typer av foderrör, t.ex. ODEX, NOEX

• Foderröret gängas samman och förs ner i det borrade hålet samtidigt som borrning sker

• Tryckluft eller vatten som spolmedium

• Borrkax, krossat, kan inte se jordarter, omblandat

Geoprobe - Först ett ytterrör, därefter sätts ett innerrör i

Sonic drilling – högfrekvent vibroborrning

• Intakta ostörda kärnprover

• Risk för provuttag på fel nivå blir liten

• Provet är skyddat

• Kan vara problem i

grovkorniga moräner eller

fyllnadsmassor

(5)

Provgropsgrävning

• Fungerar oftast bra med en ”vanlig”

traktorgrävare

• Finns många storlekar att välja på – anpassa efter område och syfte!

Provgropsgrävning

• Fördelar

+ Förhållandevis billigt + Lätt att få tag i

+ Bra överblick över jordarter och ev. föroreningsskikt + Fungerar bra i de flesta jordar, även vid förekomst av sten i

marken

• Nackdelar

– Fungerar bra ner till ca 3 meter, vid större djup blir groparna mycket stora

– Större åverkan – Ej under grundvattenytan

– Arbetsmiljörisk p.g.a. risk för ras vid djupa gropar, ev. också gas

– Inte gå ner i djupa gropar: sämre överblick, sämre prov

– Återfyllnad bör ske i samma ordning som massorna togs upp

(6)

Provgropsgrävning

• Bra bild av marken, jordlager

• Billigare

• Mindre kontaminering mellan skikten

• Lättare komma ner i t.ex.

fyllning

• Större provmängder

eller borrning?

• Liten åverkan

• Går att ta djupare prover

• Går att sätta grundvattenrör

• Mindre exponering (människor och miljö)

• Ej risk för ras el. exponering för gas

Grävning eller borrning för hand

• Effektivt, snabbt och enkelt för att ta många ytliga prover i lösa jordar t.ex. matjord, slam- eller komposthögar

• Spadborr, ryssborr, mosskannborr

• Kan gå att sätta ner grundvattenrör (borrning)

• Jobbigare än man tror!

• Rimligt maxdjup i lösa jordar ca 0,5 m (grävning)

• I hårdare jordar (t ex fyllning) – maxdjup ca 0,1-0,2 m

Porgasprovtagning

• Utomhus

• Hitta flyktiga föroreningar i jord, t.ex.

petroleumföreningar, klorerade alifater

• Slår ner ett stål i marken, pumpar till

adsorbentrör eller direktvisande instrument

• Inomhus

• Risksituation inomhus

• Passiva provtagare,

pumpning till adsorbentrör

eller direktvisande

instrument

(7)

Provtagning av flyktiga ämnen Jord och vatten

• Direkt i vial eller spruta

• Försluts direkt

• Headspaceanalys

Provtagningsmetoder för vatten

- Olika typer av pumpar (sugande, tryckande, skakpump)

- Vattenhämtare (”bailer”)

Tryckande pumpar

• Pump under grundvattenytan, vattnet trycks uppåt

• 12 V (bilbatteri), 230 V (strömkälla krävs)

• Fördelar

+ Inget undertryck på prov + Hög kapacitet + Hög lyfthöjd

• Nackdelar

– Vissa modeller mycket strömkrävande – Utrymmeskrävande

– Kan värma provet

– Blandar om provet

– Utsätter provet för övertryck

– Dyra

(8)

Waterrapumpar

Backventil på slang (en typ av tryckande pump)

Fördelar:

+ Enkel konstruktion + Ingen luftning + Stora djup

Nackdelar:

– Lite jobbigt att göra själv

Sugande pumpar

• Pumpdelen ovan vattenytan

• Transporterar upp provet genom undertryck

• Praktiskt max provtagningsdjup ca 7 m

• Fördelar

+ Lätt att anpassa flöde + Hög renlighet

+ Endast slangen är i kontakt med provet + Enkla konstruktioner – billigt

• Nackdelar

– Utsätter provet för undertryck – Begränsad uppfordringshöjd – Blandar om provet – Omsättning kan ta tid

Vattenhämtare

Provtagare som förs ned till grundvattnet och hämtar upp provet

• Fördelar

+ Enkel konstruktion + Billiga

+ Hög renlighet (engångs) + Stora provtagningsdjup + Lätt välja provtagningsdjup + Skikt på/under vattnet kan upptäckas + Rör inte om provet så mycket

• Nackdelar

– Tidskrävande att omsätta

– Viss luftning av provet

(9)

Provtagning – Lämplig utrustning

SGF Rapport 1:2004

Provtagning - arbetsgången

• Kolla att rören ser OK ut

• Nivåmät alla rör!

• Omsätt vatten

• Provta

Tips vid provtagning för analys av olja

• Hög flyktighet (t.ex. BTEX).

Fyll flaskan ända upp.

• LNAPL (låg densitet).

Förorening på grv ytan.

Omsättning?

Ta med ytfilm eller inte?

(10)

Sedimentprovtagning

• I anslutning till förorenat landområde

• Ledningar mynnar i vattendrag/sjö

• Sedimenten byggs på (ackumulationsbotten), äldre förorening kan ha övertäckts

• Rörprovtagare

• Bottenhuggare

Fältmätningar – vatten

• Temperatur, pH, elektrisk konduktivitet, redox och löst syre

• Ska mätas i fält (eller så snart som möjligt), påverkas av kontakt med luft och av temperaturförändringar

• Indikatorer på föroreningsförekomst,

förutsättningar för nedbrytning etc.

Foto: SGI

Fältmätningar - Vatten

• Kalibrera enligt tillverkarens rekommendation och ert kvalitetssystem

• Grundvatten: mät efter omsättning, gärna i flödescell (särskilt redox och O ₂ )

• Stabilt värde visar tillräcklig omsättning

• Ytvatten: direkt i vattendraget

• Mät inte på samma vatten som ska skickas till laboratorium

• Använd samma instrument för alla prover

(11)

Passiv provtagning - Vatten

• Provtagaren sätts ut i vatten- draget under upp till ca 1 månad

• Sänds för analys

• Provtagning över en längre tid, kan hitta låga halter

• Ger medelvärde över tid

• Metaller, PAH, PCB, pesticider,

dioxiner, alifater, osv….

www.alsglobal.se

Permeabilitet

• För flödes- och transportberäkningar

• Hydraulisk konduktivitet (genomsläpplighet, m/s)

• Fält: slugtest, enhålstest, pulstest….

• Utvärdering, beräkningsprogram

– Hvorslev (1951) – Cooper et. al. (1967) – Bouwer & Rice (1976)

Foto: SGI

Slugtest

(12)

Fältmätning - Jord

• Kvantitativa metoder – ger ett mätvärde som kan jämföras m. t.ex. labresultat

• Relativa metoder – resultaten kan användas för jämförelse sinsemellan

Används för:

– Snabb mätning av många prover/stort område – Val av prover för labanalys

– Preliminär avgränsning och klassning av massor vid schaktsanering

PID

Photo Ionization Detector

• Mäter flyktiga kolväten (VOC)

• Inte selektiv, ger en summa

• Porluft över jord i påse, i borrhål, i schaktgrop, inomhusluft……

• Naturligt material kan ge visst utslag

• Påverkas av fukthalt, kornstorlek, provmängd, temperatur m.m.

• Kalibreras dagligen

• Vanligast: ppm

• Finns även: ppb

Fler fältinstrument…

• PetroFlag – tyngre petroleumkolväten, blandar jord med reagens, fotometer

• Fält-GC

• Immunoassay – bindning till antikroppar – PAH,

PCB, diesel, bensin, Cd, Hg

(13)

Kvalitetssäkring av fältmätningar

• Kalibreringar

• Kontrollmätningar

• Provhantering och provberedning

• Korrelation mot laboratorieanalyser, minst var 10:e prov

Fältmätningar

Fördelar

Billigt och snabbt!

+ Scanning av ”hela”

undersökningsområdet + Styrning av efterbehandling + …..

Nackdelar

Osäkra resultat

– En del metoder ger summa av flera ämnen

– Stor mätosäkerhet – Viktigt att veta vad man gör,

kunna instrumentet, kunna tolka resultaten – …..

Provhantering – Varför?

• Påverkar resultaten

• Hantering och förvaring kan ge minskade eller ökade halter

• Sammanblandning av prover

• Korskontaminering

(14)

Provhantering - provkärl

• Använd de provkärl laboratoriet rekommenderar!

– Fasta prover: burkar (glas eller plast) eller diffusionstäta påsar – Vatten