Campionamento a più livelli: Opzioni e suggerimenti utili

Bollettino tecnico Solinst

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Introduzione

La raccolta di campioni di acque sotterranee, nei sistemi Solinst Continuous Multichannel Tubing (CMT) o Waterloo Multilevel System, deve essere effettuata con dispositivi in grado di campionare in, o attraverso, tubi relativamente stretti. I tubi di campionamento inseriti nel Sistema Waterloo sono da 1/2 “ID (12 mm), 3/8 “ID (10 mm) o 1/4 “ID (6 mm) a seconda del numero di zone da monitorare. Questi tubi aperti vengono solitamente utilizzati al posto delle pompe pneumatiche dedicate nel Sistema Waterloo, quando l’applicazione è relativamente poco profonda e il livello dell’acqua è alto.

Pompa peristaltica

Sia che si lavori in tubi aperti del Waterloo System o direttamente all’interno di un canale CMT, il mezzo più comune per raccogliere un campione di acqua sotterranea poco profonda è l’utilizzo di una pompa peristaltica o di una mini-pompa inerziale. La pompa peristaltica preleverà un campione se il livello dell’acqua si trova a circa 7,6 m dalla superficie del suolo al livello del mare. Va notato che per ogni aumento di altitudine di 300 m, la pressione barometrica si riduce di circa 1 piede di prevalenza dell’acqua. Pertanto, a 300 m di altitudine, una pompa peristaltica può essere in grado di prelevare un campione solo da 7,3 m di altezza, tenendo conto anche delle perdite di attrito e di efficienza. La pompa peristaltica viene spesso utilizzata con tubi LDPE da 1/4″ (6 mm) che vengono calati nel canale del CMT, oppure i tubi della porta del Sistema Waterloo possono essere accoppiati direttamente ai tubi in silicone della pompa peristaltica. Va notato che, sebbene la pompa possa aspirare l’acqua solo se la prevalenza è superiore a 7,6 m (25 piedi), a livello del mare, l’ingresso dei tubi della pompa può essere posizionato molto più in profondità, attingendo l’acqua dall’ingresso della porta, se lo si desidera.

Mini pompa inerziale

Nelle situazioni in cui il livello dell’acqua è troppo profondo per una pompa peristaltica, ma non più di circa 50 metri sotto la superficie del terreno, la Mini Pompa Inerziale, economica e facile da usare, è la soluzione più consigliata. La mini-pompa inerziale si basa sullo stesso principio di tutte le pompe inerziali: consiste in un tubo di polietilene con una valvola di non ritorno alla base. Il tubo viene calato nel pozzo e sollevando e abbassando il sistema, di solito a mano, per circa 1ft (24mm), un impulso o una goccia di acqua sotterranea migra lungo il tubo e può essere raccolto in superficie.

Nel caso del campionamento del Sistema CMT con la Mini Pompa Inerziale, il tubo è da 1/4″ (6mm) x 0,17″ (4,3mm) in Polietilene a Bassa Densità (LDPE) o LDPE rivestito in PTFE può essere utilizzato per applicazioni fino a 15m (50ft) di profondità. A profondità d’acqua che vanno da 50 a 150 piedi (da 15 a 45 metri) si utilizza PTFE puro per ridurre gli effetti di attrito che si verificano a profondità maggiori. Sono stati testati anche altri tubi, come il Kynar, ma non offrono alcun vantaggio e sono più costosi. La valvola di non ritorno della Mini Pompa Inerziale è composta da 3 componenti separati, due manicotti cavi in acciaio inox e una sfera di non ritorno in acciaio inox posizionata tra i manicotti. Questo gruppo di valvole viene inserito nella base del tubo da 1/4″ (6 mm) utilizzando uno strumento di inserimento simile a un cacciavite corto e di diametro ridotto. La base del manicotto ha un design a tacche incrociate che migliora la portata, fino a circa 150-200 ml/min. La Mini Pompa Inerziale può essere utilizzata con successo anche per raccogliere campioni da tubi aperti installati nel Sistema Waterloo.

Pompe a doppia valvola

Le pompe pneumatiche (a gas) sono l’opzione di campionamento più comune del sistema multilivello Waterloo. La Pompa a Doppia Valvola (DVP) da 16 mm (5/8″) di diametro o la Pompa a Vescica da 24 mm (1″) di diametro sono entrambe costruite in acciaio inossidabile e montate direttamente sulle porte di campionamento del sistema. Queste pompe consentono di ottenere campioni di acqua sotterranea da profondità fino a 300 metri. La DVP viene spesso scelta per applicazioni più profonde e per il campionamento di acque sotterranee che possono contenere sedimenti fini, in quanto sono più facili da ripristinare e i campioni possono essere ottenuti più velocemente dalla profondità e con volumi maggiori rispetto alla pompa a vescica. Le pompe a vescica sono ancora la scelta più frequente per le applicazioni a bassa profondità, fino a 150 m, perché non c’è contatto con l’aria e quindi sono considerate ideali per il monitoraggio dei COV. La DVP è stata riprogettata in forma micro per essere utilizzata nei canali stretti del sistema CMT. Questa opzione pneumatica è un’evoluzione necessaria per consentire il campionamento all’interno dei tubi multicanale a profondità superiori a 30 m e per il campionamento di VOC in siti in cui le pompe inerziali e peristaltiche non sono considerate appropriate. La Micro DVP è una valida opzione di campionamento in grado di pompare a una velocità di 150 ml/min quando viene posizionata all’interno dello stretto canale CMT. La pompa Micro a doppia valvola è costruita con componenti inossidabili e tubi coassiali in LDPE o PTFE. Il PTFE viene utilizzato a profondità superiori a 15 m per ridurre gli effetti dell’attrito durante l’installazione. Un collettore in superficie collega la pompa a un gas di azionamento (aria compressa/N2) e la pompa è facilmente azionabile con l’Unità di Controllo Elettronica Solinst, Modello 464.

Campionamento dei vapori nel CMT

Il Sistema CMT è ideale per il campionamento di gas e vapori. Il Sistema CMT è costruito con porte e tappi per sigillare i canali esattamente come in un’applicazione di campionamento delle acque sotterranee. L’unico componente aggiuntivo è un altro tappo posto in superficie per sigillare la parte superiore del canale di campionamento. Questo tappo superiore è dotato di una connessione push fit che viene utilizzata con un tubo da 1/4″ (6 mm) per consentire il prelievo di un campione di gas dalla porta CMT alla superficie utilizzando una pompa a vuoto manuale o una pompa peristaltica.