Provtagning, provhantering och
fältmätning –
Jord, grundvatten, ytvatten och
sediment
Märta Ländell, SGI
013-20 18 63
[email protected]
På säker grund för hållbar utveckling
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!
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
2
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
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
3
1
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
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
4
Provtagningsmetoder – jord
• Borrbandvagn
– Skruvborr
– Foderrörsborrning
– Sonic drilling
•
•
•
•
Grävare (grävmaskin, traktorgrävare)
Grävning och borrning för hand
Provtagning i hög
Porgasprovtagning
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
5
Skruvborrning med borrbandvagn
Den vanligaste borrmetoden i Sverige för
miljöprovtagning av jord
• 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
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
6
2
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
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
7
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
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
8
Film: borrbandvagn
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
9
3
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
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
10
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
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
11
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
12
4
Provgropsgrävning
• Fungerar oftast bra med en ”vanlig”
traktorgrävare
• Finns många storlekar att välja på –
anpassa efter område och syfte!
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
13
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
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
14
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
15
5
Provgropsgrävning eller borrning?
• Bra bild av marken, jordlager
• Billigare
• Mindre kontaminering mellan
skikten
• Lättare komma ner i t.ex.
fyllning
• Större provmängder
•
•
•
•
Liten åverkan
Går att ta djupare prover
Går att sätta grundvattenrör
Mindre exponering (människor
och miljö)
• Ej risk för ras el. exponering för
gas
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
16
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
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
17
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
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
18
6
Provtagning av flyktiga ämnen
Jord och vatten
• Direkt i vial eller
spruta
• Försluts direkt
• Headspaceanalys
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
19
Provtagningsmetoder för vatten
- Olika typer av pumpar
(sugande, tryckande,
skakpump)
- Vattenhämtare (”bailer”)
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
20
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
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
21
7
Waterrapumpar
Backventil på slang (en typ av tryckande pump)
Fördelar:
+ Enkel konstruktion
+ Ingen luftning
+ Stora djup
Nackdelar:
– Lite jobbigt att göra själv
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
22
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
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
23
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
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
24
8
Provtagning – Lämplig utrustning
SGF Rapport 1:2004
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
25
Provtagning - arbetsgången
• Kolla att rören ser OK ut
• Nivåmät alla rör!
• Omsätt vatten
• Provta
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
26
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?
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
27
9
Sedimentprovtagning
• I anslutning till förorenat
landområde
• Ledningar mynnar i
vattendrag/sjö
• Sedimenten byggs på
(ackumulationsbotten), äldre
förorening kan ha övertäckts
• Rörprovtagare
• Bottenhuggare
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
28
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
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
29
Fältmätningar - Vatten
• Kalibrera enligt tillverkarens rekommendation och
ert kvalitetssystem
• Grundvatten: mät efter omsättning, gärna i
flödescell (särskilt redox och O2)
• 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
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
30
10
Passiv provtagning - Vatten
• Provtagaren sätts ut i vattendraget 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
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
31
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
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
32
Slugtest
SGF Rapport 1:2004
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
33
11
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
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
34
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
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
35
Fler fältinstrument…
• PetroFlag – tyngre petroleumkolväten, blandar jord
med reagens, fotometer
• Fält-GC
• Immunoassay – bindning till antikroppar – PAH,
PCB, diesel, bensin, Cd, Hg
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
36
12
Kvalitetssäkring av fältmätningar
•
•
•
•
Kalibreringar
Kontrollmätningar
Provhantering och provberedning
Korrelation mot laboratorieanalyser, minst var 10:e
prov
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
37
Fältmätningar
Fördelar
Nackdelar
Billigt och snabbt!
+ Scanning av ”hela”
undersökningsområdet
+ Styrning av efterbehandling
+ …..
Osäkra resultat
– En del metoder ger summa av
flera ämnen
– Stor mätosäkerhet
– Viktigt att veta vad man gör,
kunna instrumentet, kunna
tolka resultaten
– …..
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
38
Provhantering – Varför?
• Påverkar resultaten
• Hantering och förvaring kan ge minskade eller ökade
halter
• Sammanblandning av prover
• Korskontaminering
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
39
13
Provhantering - provkärl
• Använd de provkärl laboratoriet
rekommenderar!
– Fasta prover: burkar (glas eller plast)
eller diffusionstäta påsar
– Vatten
• Metaller: syradiskade plastflaskor
(undantaget Hg)
• Organiska ämnen (olja, PAH, pesticider,
etc.): glasflaskor
• Fys-kem (alkalinitet, TOC, DOC, etc.):
plast
Ibland special – fråga lab!
Foto: SGI
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
40
Provhantering - vatten
• Flyktiga ämnen: så lite provberedning som möjligt!
–
–
–
–
Toppfyll flaskan, förvara svalt och mörkt!
Ingen filtrering
Ingen konservering
Vid behov dekantering
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
41
Provhantering
• Förvara svalt efter provtagning, ej fruset!
• Sänd till lab så snart som möjligt – Provta inte
vatten en fredag!
• Förvara inte kraftigt förorenade prover
tillsammans med ”rena” prover
• Jordprover kan sparas för senare analys
(svalt och mörkt), 3 mån
Beror på föroreningstyp!
Oljeföroreningar – Länsstyrelsen i Västmanlands län, 2014-09-03
42
14
