Probenahme auf mehreren Ebenen: Optionen und hilfreiche Hinweise

Technisches Bulletin von Solinst

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Einführung

Die Entnahme von Grundwasserproben im Solinst Continuous Multichannel Tubing (CMT) oder im Waterloo Multilevel System muss mit Geräten erfolgen, die in oder durch relativ enge Rohre beproben können. Die im Waterloo-System platzierten Probenahmeschläuche sind entweder 1/2 „ID (12mm), 3/8 „ID (10mm) oder 1/4 „ID (6mm), je nach Anzahl der zu überwachenden Zonen. Diese offenen Schläuche werden in der Regel anstelle von speziellen pneumatischen Pumpen im Waterloo System verwendet, wenn die Anwendung relativ flach und der Wasserstand hoch ist.

Peristaltische Pumpe

Egal, ob Sie in den offenen Rohren des Waterloo-Systems oder direkt in einem CMT-Kanal arbeiten, die gebräuchlichste Methode zur Entnahme einer flachen Grundwasserprobe ist die Verwendung einer peristaltischen Pumpe oder einer Mini-Trägheitspumpe. Die peristaltische Pumpe entnimmt eine Probe, wenn der Wasserstand weniger als 7,6 m (25 Fuß) über dem Meeresspiegel liegt. Beachten Sie, dass sich der barometrische Druck pro 300m (1000ft) Höhenunterschied um etwa 1ft Wassersäule verringert. Daher kann eine peristaltische Pumpe in einer Höhe von 300m (1000ft) über dem Meeresspiegel eine Probe nur aus 7,3m (24ft) ziehen, wobei auch Reibungs- und Effizienzverluste berücksichtigt werden müssen. Die Peristaltikpumpe wird meist mit einem 1/4″ (6 mm) LDPE-Schlauch verwendet, der in den Kanal des CMT abgesenkt wird. Alternativ können Schläuche aus dem Waterloo-Systemanschluss direkt an den Silikonschlauch der Peristaltikpumpe angeschlossen werden. Beachten Sie, dass die Pumpe zwar nur bei einer Förderhöhe von über 7,6 m (25 Fuß) auf Meereshöhe Wasser ansaugen kann, der Einlass des Pumpenschlauchs aber auch viel tiefer platziert werden kann, um Wasser aus dem Port-Einlass anzusaugen, falls gewünscht.

Mini-Trägheitspumpe

In Situationen, in denen der Wasserspiegel zu tief für eine peristaltische Pumpe ist, aber nicht tiefer als etwa 50 m unter der Erdoberfläche, wird die preiswerte und einfach zu bedienende Mini-Inertialpumpe am häufigsten empfohlen. Die Mini-Trägheitspumpe basiert auf demselben Prinzip wie alle Trägheitspumpen, d.h. sie besteht aus einem Stück Polyethylenschlauch mit einem Rückschlagventil an der Basis. Der Schlauch wird in den Brunnen abgesenkt und durch Anheben und Absenken des Systems, in der Regel von Hand, wandert ein Impuls oder ein Tropfen Grundwasser den Schlauch hinauf und kann an der Oberfläche aufgefangen werden.

Bei der Probenahme mit dem CMT-System und der Mini-Trägheitspumpe besteht der Schlauch aus 1/4″ (6mm) x 0,17″ (4,3mm) Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) oder mit PTFE ausgekleidetem LDPE für Anwendungen bis zu 15m (50ft) Tiefe. In Wassertiefen von 50-150′ (15m bis 45m) wird reines PTFE verwendet, um die in größerer Tiefe auftretenden Reibungseffekte zu verringern. Andere Schläuche wie Kynar wurden ebenfalls getestet, bieten jedoch keine Vorteile und sind teurer. Das Rückschlagventil der Mini-Trägheitspumpe besteht aus 3 separaten Komponenten, zwei hohlen Edelstahlhülsen und einer Rückschlagkugel aus Edelstahl, die zwischen den Hülsen platziert wird. Diese Ventilbaugruppe wird mit einem Einführungswerkzeug, das einem kurzen Schraubendreher mit schmalem Durchmesser ähnelt, in den Boden des 1/4″ (6 mm) Rohrs geschoben. Die Basis der Hülse ist mit einer Kreuzschraffur versehen, die die Durchflussrate auf etwa 150-200 ml/min erhöht. Die Mini-Inertialpumpe kann auch erfolgreich zur Probenentnahme aus offenen Schläuchen verwendet werden, die im Waterloo-System installiert sind.

Pumpen mit Doppelventil

Pneumatische (gasbetriebene) Pumpen sind die gebräuchlichste Probenahmeoption des Waterloo Multilevel-Systems. Die Doppelventilpumpe (DVP) mit einem Durchmesser von 16 mm (5/8″) oder die Blasenpumpe mit einem Durchmesser von 24 mm (1″) sind beide aus rostfreiem Stahl gefertigt und werden direkt an den Probenahmeanschlüssen des Systems angebracht. Mit diesen Pumpen können Grundwasserproben aus einer Tiefe von bis zu 300 m (1000 ft.) entnommen werden. Die DVP wird häufig für tiefere Anwendungen und für die Entnahme von Proben in Grundwasser, das möglicherweise Feinsedimente enthält, gewählt, da sie einfacher zu sanieren ist und Proben schneller aus der Tiefe und mit größeren Volumina als mit der Blasenpumpe gewonnen werden können. Blasenpumpen sind nach wie vor die Pumpe der Wahl für Anwendungen in geringerer Tiefe, bis zu 150 m (500 Fuß), da kein Kontakt mit der Luft besteht und sie daher als ideal für die Überwachung von VOCs gelten. Die DVP wurde als Micro-Pumpe für den Einsatz in den engen Kanälen des CMT-Systems neu entwickelt. Diese pneumatische Option ist eine dringend benötigte Entwicklung, um die Probenahme innerhalb der Mehrkanalschläuche in Tiefen von mehr als 30 m (100 Fuß) zu ermöglichen und auch für die VOC-Probenahme an Standorten, an denen Trägheits- und Schlauchpumpen nicht geeignet sind. Die Micro DVP ist eine praktikable Option für die Probenahme, die in der Lage ist, mit einer Geschwindigkeit von 150 ml/min zu pumpen, wenn sie in den engen CMT-Kanal eingesetzt wird. Die Mikro-Doppelventilpumpe besteht aus rostfreien Komponenten und koaxialen LDPE- oder PTFE-Schläuchen. PTFE wird in Tiefen von mehr als 15 m (50 Fuß) verwendet, um Reibungseffekte bei der Installation zu verringern. Ein Verteiler an der Oberfläche verbindet die Pumpe mit einem Antriebsgas (Druckluft/N2-Quelle), und die Pumpe lässt sich einfach mit der elektronischen Steuereinheit von Solinst, Modell 464, bedienen.

Dampfprobenentnahme in der CMT

Das CMT-System ist ideal für die Entnahme von Gasdampfproben. Das CMT-System ist mit Anschlüssen und Stopfen ausgestattet, um die Kanäle genau wie bei einer Grundwasserprobenentnahme abzudichten. Die einzige zusätzliche Komponente ist ein weiterer Stopfen, der an der Oberfläche angebracht wird, um den oberen Teil des Probenahmekanals abzudichten. Dieser obere Stöpsel hat eine Steckverbindung, die mit einem 1/4″ (6 mm) Schlauch verwendet wird, um eine Gasprobe mit einer Handvakuumpumpe oder einer peristaltischen Pumpe aus dem CMT-Anschluss an die Oberfläche zu ziehen.