Felszíni vizek mintavétele

Az előadások a következő témára: "Felszíni vizek mintavétele"— Előadás másolata:

1 Felszíni vizek mintavétele

2 Szennyezés-terjedés Folyóvíz
vízhozam sebesség → koncentráció (keveredés: turbulens diffúzió) + biodegradáció és szedimentáció

3 A folyamat T=CQ=aQ+b+cQ(Q-Q1) Q: vízhozam
aQ: vízhozammal arányos alapterhelés b: vízhozamtól független szenyező anyag Q-Q1: időegység alatt bekövetkező vízhozam-változás c: ártérről bemosódó terhelés

4 Kiegyenlített vízjárás
T=CQ=aQ+b C=a+b/Q

5 Szélsőséges vízjárás T=CQ=aQ+b+cQ2 C=a+b/Q+cQ

6 Szennyezés terjedés - Állóvizek
diffúzió hőmérséklet hullámzás ha a tó átfolyásos – a terjedés is gyorsabb

7 Szennyezés terjedés - Állóvizek
diffúzió: nagyobb koncentráció felől a kisebb felé - adott molekula átmérője - a víz viszkozitása - és a hőmérséklet befolyásolja A hőmérséklet növekedésével csökken a viszkozitás és felgyorsul az anyagmozgás

8 Szennyezés terjedés - Állóvizek
hőmérséklet: a víz 4oC-on a legsűrűbb → lehűléskor átkeveredik → felmelegedéskor átkeveredik

9

10 Szennyezés terjedés - Állóvizek
hullámzás: a szél miatt alakul ki, hatására a felső réteg átkeveredik - sekélyebb vizek teljesen átkeverednek

11 Szennyezés terjedés - Állóvizek
hol jut be a szennyező anyag? epilimnion/hipolimnion ennek megfelelően dúsul a koncentráció – átjárás a 2 rétek között kicsi

12 Mintavétel ideje a mérendő komponenseknek napi/évszakos/éves ritmusa lehet hőmérséklet és ami ezzel összefügg tervezés! ha napi ciklusú a mérendő komponens, akkor lehetőleg mindig ugyanabban az időpontban kell mintát venni (ha csak be nem bizonyosodik, hogy kicsi az ebből adódó szóródás)

13 Mintavétel a vízminőség-változás nyomon követéséhez min 6 minta kell 24 óra alatt (20 minta minimálisan a vízminőség jellemzéséhez) heti ciklus esetén a hét különböző napjain kell mintát venni ha nincs ciklikusság, akkor a mintavételi időszakot egyenlő időközökre kell bontani

14 Mintavétel a gyakoriságot befolyásolja
a mért értékek viszonya a határértékekhez adatok szórása kevés minta is elég, ha kicsi a szórás, és/vagy határérték alattiak sok minta gyakran, ha határérték felettiek a mérések és gyakoriak a kiugró értékek

15 Mintavételi helyek geometriai jellemzők morfológia
a szennyező anyag belépési pontja (ha van ilyen)

16 Állóvizek a mintavétel tükrözze a víztér: alakját hosszát szélességét
mélységét rétegzettségét a szennyező források helyzetét

17 Folyóvizek szennyező anyag belépési pont mederszélesség, mélység
vízhozam

18

19

20 Folyóvizek az ábra félrevezető, mert ez csak igen ritkán látszódik így (és az már elég baj) a keresztszelvény legalább 3 pontjából kell minta és/vagy hosszszelvényben a szennyezés irányában

21 Mintavételi hely terv (elméleti)
elsődleges a mintavevő személy biztonsága megközelíthetőség (gaz, magaspart stb)

22 Mintatípusok pontminta: a mintázott közeg egy adott pontjának abban az időpontban tapasztalt állapotát tükrözi ha a vizsgált paraméter nagyon változékony azt az időszakot akrjuk meghatározni, amikor a szennyező anyagok jelen vannak ha az átlagminta elfedné az adott minták közti különbséget

23 Mintatípusok átlagminta: a víz átlagos minőségét mutatja
időbeli átlagminta: azonos hely, de eltérő időpontok területi átlagminta: azonos időpont, de eltérő helyek vertikális átlagminta: 1 pont, de eltérő mélységek a részminták egyesítése előtt meg kell győződni arról, hogy a vízminőség nem változott

24 Mintatípusok átlagminta-képzés szabályai:
tavak (a mintavételi időszakban) egyenletes vízhozamú vízfolyások esetében a részminták térfogata pontosan megegyezzen változó vízhozam esetén a vízhozammal arányosan kell a részmintákat begyűjteni (térfogatarányos időbeli minta) ha a részminták összekeverése során csapadék képződik, kerülni kell a használatát

25 Mintavételi típusok egyszeri periodikus: idő/ térfogat/ vízhozamfüggő
folyamatos: állandó/ áramlással arányosan változó sebességgel Áramló vizeknél: - nem izokinetikus - izokinetikus (a mintavétel sebessége= az áramló vízével) mintavétel

26

27 Az egyenlő távolságú osztásközök módszere
RT: átfolyási arány; W: szélesség; V: az egyes osztásközökből begyűjtött minta mennyisége, mely helyről helyre változik az átfolyó víz mennyiségének függvényében

28 csak akkor, ha van kép a mederaljzatról
Az egyenlő vízhozamok módszere. A mintákat osztásközönként abból a vonalból kell begyűjteni, ahol a vonal mindkét oldalán ugyanannyi víz folyik át

29 Hogyan helyes a kinetikus mintavétel? - Alapelvek
a mintavevő leeresztésének és felhúzásának ideje meghatározza a begyűjthető minta mennyiségét a leeresztés/felhúzási sebesség minden függélyben meg kell, hogy egyezzen (próba kell a legmélyebb függélyben – derüljön ki, mi az a leglassabb sebesség, amikor a mintatartó nem töltődik túl) minden függélyben ugyanolyan mintavételi eszköz, ugyanakkora mintatárolóval kerülni kell a mesterséges elemek által keltett örvényeket keresztszelvényben legalább 3, max kell mintát gyűjteni ha a mintavevő eléri a meder alját, meg kell szakítani a felkavarodó iszap miatt

30 Hogyan helyes a kinetikus mintavétel? - Alapelvek
Nem lehet izokinetikus, ha: a vízfolyás sebessége túl gyors (>10ms) a vízfolyás sebessége túl lassú (<0,5m/s) a mélység túl kicsi pl. automata monitoring állomáson

31 Mintavételi eszközök

32 Üledékmintavevő folyóvízből (D-95 modell, Federal Interagency Sedimentation Project, 2000)
LISST-SL

33

34

35 Mintavevők

36 Merítéses mintavétel általános vízkémiai vizsgálathoz, felúszó szennyeződések, oldott fémek, szerves szennyezők meghatározásához

37 ne keveredjen fel a víz a minatvevő eszköztől és személytől
ajánlott a folyásiránynak háttal állni nem menni bele, ha mély a víz/gyors a sodrás

38 Van Dorn

39 Kemmerer

40

41

42

43 Mintatartók szerves komponens: üveg, fém, vagy teflon (nem: zárószelepben neoprén tömítés, olajjal megkent alkatrész) szervetlen összetevők: üveg, fluorokarbon polimer, egyéb inert nem színezett műanyag nyomelem: gumi, fém nem ajánlott, polietilén ehhez jó fényre bomló szennyezőknél barna boroszilikát üveg kell

44 Mintatartók

45 Minta tartósítás általában hűtés 4oC-ra
kénsav <2 pH (fémek, ammónium, KOI, keménység, szerves szén, foszfor) nátrium-hidroxid >12 pH (cianid) nátrium-tioszulfát (halogének, aromás vegyületek, fenolok, benzidinek, dioxin) tárolás sötétben: PAH

46 Felszín alatti vizek a szennyezők (részben) ugyanazok, de más a megítélés (pl. nitrát) természetes háttérszennyezettség (D-Alföld: 139 ammónium; arzén 73; 13 bór)

47 Szennyezésterjedés talajvíz mélység 2 fázisú/3 fázisú zóna
hézagtérfogat effektív porozitás: pórustér/teljes térfogat

48 Szennyezésterjedés szivárgási tényező Fizikai talajféleség
szivárgási tényező (m/s) Vízvezető-képesség kavics 102 < jó vízvezető homokos kavics kavicsos homok durva homok finom homok közepes vízvezető iszap rossz vízvezető agyag vízzáró

49 relatív dielektromos állandó ()
Szennyezésterjedés dielektromos állandó A vizsgált közeg relatív dielektromos állandó () levegő 1 desztillált víz 80 metanol 32,6 etanol 25 aceton 21,45 paraffin olaj 2,3 benzol 2,28 száraz homok (hézagtérfogat: 0,4) 2,5 ugyanez a homok csapvízzel telítve 20

50 földtani közeg adszorpciós tulajdonságai talajvíz áramlás iránya
= [m] vsz= k × I [m/s].

51 védőidom az üzemelő vagy tervezett vízkivételi műveket körülvevő felszín alatti térrész, amelyet a vízkivétel mennyiségi és minőségi védelme érdekében fokozott biztonságban kell tartani védőterület az üzemelő vagy tervezett vízkivételi műveket körülvevő terület, amelyet a vízkivétel mennyiségi és minőségi védelme érdekében fokozott biztonságban kell tartani védőövezet a vízbázisok védőterületének részegysége, ahol a veszélyeztetés mértékétől függően korlátozások, tilalmak rendelhetőek el. A területhasználatot érintő korlátozások egységes rendszert alkotnak.

52 Belső védőövezet: kút, vagy egyéb vízkivételi hely környezetében kell kijelölni, ivóvízkút esetében mindig ki kell jelölni, a méretezésnél a 20 napos elérési időhöz tartozó területet kell figyelembe venni (vagyis azt, ahonnan a szennyezett víz 20 napon belül elérheti a kút vizét). Ha ez kevesebb, mint 10 méter, biztonsági okokból akkor is be kell tartani a minimum 10 méteres távolságot. Emellett szigorú előírásokat kell betartani: be kell keríteni, csak a személyzet léphet be, a vízmű tulajdonosának rendelkeznie kell a terület tulajdonjogával. Külső védőövezet: ez esetben az elérési idő, amit tervezésnél figyelembe kell venni 6 hónap, de minimálisan 100 m sugarú körnek kell lennie a vízkivételtől számítva. E területen belül szigorúan szabályozott az építkezés, a közlekedés és a földhasználat és minden olyan tevékenység, ami a vízminőségre hatással lehet. „A” hidrogeológiai védőövezet: az 5 éves elérési időhöz tartozó terület. „B” hidrogeológiai védőövezet: az 50 éves elérési időhöz tartozó védőterület. „C” hidrogeológiai védőövezet: a teljes vízgyűjtő – tulajdonképpen az a terület, ahonnan a szennyező anyag egyáltalán eljuthat a vízkivételi helyhez. Kijelölése nem kötelező.

53

54 mintavételi előírások: MSZ-21464:1998

55 Eszközök

56