Грунтові води

Грунтові води є одним з вихідних середовищ для перенесення елементів в екосистемі, яке в значній мірі залежить від особливостей гідрологічного району. Пробовідбір може здійснюватися в місцях виходу грунтових вод на поверхню в джерелах, криницях, шурфах, трубах чи бурових свердловинах.

Відбір проб треба розподілити по ділянках стоку грунтових вод в районі водозбору, де зустрічаються природні джерела чи місця просочування грунтових вод на поверхню. Для належного проведення досліджень треба встановити ряд додаткових труб для відбору проб грунтових вод, охопивши тим самим як ділянки стоку, так і ділянки поповнення грунтових вод; цей ряд труб повинен розміщуватись перпендикулярно контурам схилу.

Просте обладнання для відбору проб в грунтових водах включає пустотілий циліндричний корпус із сірого поліхлорвінілу, який пропускається через пробовідбірну трубу вниз під поверхню грунтових вод. Він забезпечений грузом, встановленим на його дні. Вода може проникати через отвір в стінках циліндру. До верхньої частини циліндра приєднана безкольорова кварцева трубка, яка з'єднується з більш довшою пластмасовою трубкою, з'єднаною з дволітровою пірексовою пляшкою з поліетиленовою пробкою. Пробка має два вихідних отвора: один – для пробовідбірника, а другий – для повітряного насосу, який, створює вакуум і грунтові води всосуються в пірексову пляшку, не доторкаючись навколишнього середовища.

В тому випадку, коли грунтові води залягають так глибоко, що їх відсос неможливий, треба застосовувати заливні насоси. Якщо металеві деталі насосу безпосередньо доторкаються до відібраної води, тоді існує певний ризик забруднення проби.

Недоліком описаного вище пробовідбірного обладнання є неминуче зникнення CO S₁₂.

Вода, відкачана з встановленої в грунті труби, завжди більш чи менш скаламучена частинками глини. При необхідності наступної консервації кислотою необхідна фільтрація проби. Якщо при введенні кислоти присутні частки глини, тоді звільнюються зв'язані з глиною метали або ж метали в грунтовій воді можуть адсорбувати негативно заряжені частки глини.

Розчинними вважаються такі частки, які проходять через 0, 4– 0, 45 мкм мембранний фільтр. Треба відмітити, що колоїди, гідроокиси і дрібні частки глини можуть також проходити через фільтр. Фільтрувальне обладнання повинно бути виготовлене з тефлону, поліпропилену, поліетилену, плексигласу або полікарбонату, які можна промивати сильними кислотами. Фільтри треба промивати в 0, 05М розчині азотної кислоти і полоскати якомога більше чистою деіонізованою чи дистильованою водою.

Відбір проб грунтових вод треба проводити 2–6 разів на рік, переважно весною в період розтавання снігу.

Відбір проб в природних джерелах

В тому випадку, коли місцем відбору проб є джерело, вода обновляється природним чином і зворотній водозлив не потрібний. Воду, яка далі буде відфільтрована, треба відбирати в пластмасовий шприц прямо із джерела. При цьому треба уникати поверхневої плівки, яка може вміщувати хімічні сполуки, які відрізняються від тих, що вміщуються у воді. Фільтрація здійснюється згідно з описаним вище.

Вода для аналізу основних компонентів відбирається шляхом наповнення пробовідбірної посудини безпосередньо із джерела. Наповнювати посудину із мілководних джерел важко. В цьому випадку, посудина може бути наповнена за допомогою шприца (без фільтра).

Відбір проб із труб чи бурових свердловин

У тому випадку, коли місцем відбору проб є труба чи бурова свердловина, треба застосовувати наступну процедуру:

а) встановити рівень грунтових вод за допомогою відвіса і розрахувати об'єм вміщеної в трубі води;

б) провести підкачку води для водообміну. Якщо проба повинна представляти грунтові води поблизу від решета пробовідбірної труби, вміщений в трубі об'єм води оновлюється в 1, 5–2 рази. Якщо проба повинна репрезентувати більшу частину водоносного горизонту, тоді вода оновлюється набагато більше разів;

в) відбір проб можна починати тоді, коли знову з'являється свіжа вода. При цьому треба надіти пластикові рукавиці. Далі, накачати небагато води в пробовідбірну посудину і сполоснути її. При цьому треба уникати дотикання до дна посудини гнучкою трубкою, оскільки вода в цьому випадку стане більш каламутною. Далі наповнити пробовідбірну посудину накачаною водою;

г) сполоснути пластмасову пляшку (ємкістю, як правило, 250 мл), призначену, головним чином, для відбору проб аніонів, водою з пробовідбірної посудини. Обережно наповнити пляшку до краю і закрутити кришкою таким чином, щоб в пляшці зосталося якомога менше бульбашок повітря.

Проби перевозяться в лабораторію якомога скоріше (переважно в охолоджувальних ящиках). Проби, призначені для визначення металів методом ІЗП, консервуються введенням 0, 5 мл концентрованої азотної кислоти високої очистки на 100 мл проби. Посудини з пробами зберігаються в темному і холодному місці (при температурі 4⁰C) до аналізу. Проміжок часу між відбором проб і проведенням аналізу повинен бути якомога коротшим, особливо для таких найбільш чутливих до цього визначень як кислотність (максимально до одного дня).

Аналітичні методи визначень грунтових вод

Перевагу треба віддавати стандартним аналітичним методам, наприклад, методу ААС в полум'ї (в графітовій печі для аналізу металів) і емісійній спектрометрії з використанням методу індуктивно зв'язаної плазми (ІЗП) чи методу ІЗП–МС, зокрема:

– наявність сірки, фосфору і вуглецю аналізується чи за допомогою автоматичного обладнання, чи за допомогою спектрометрії або ж іонної хроматографії;

– визначення рухливого алюмінію може бути проведене пірокатехолфіолетовим методом аналізу нагнічуваного потока (FIA);

– кислотно–лужний показник (pH) завжди аналізується електрометричним методом.

Контрольованими параметрами є:

– сірка сульфата розчинена (мг/л; з точністю до однієї десяткової цифри);

– азот нітрата розчинений (мг/л; з точністю до двох десяткових цифр);

– азот аміака розчинений (мг/л; з точністю до двох десяткових цифр);

– кальцій розчинений (мг/л; з точністю до однієї десяткової цифри);

– натрій розчинений (мг/л; з точністю до однієї десяткової цифри);

– калій розчинений (мг/л; з точністю до двох десяткових цифр);

– магній розчинений (мг/л; з точністю до двох десяткових цифр);

– хлорид розчинений (мг/л; з точністю до однієї десяткової цифри);

– загальний фосфор розчинений (мкг/л; з точністю до однієї десяткової цифри);

– розчинний органічний вуглець (мкг/л; з точністю до однієї десяткової цифри);

– загальний алюміній (мкг/л; з точністю до однієї десяткової цифри);

– рухомий алюміній (мкг/л; з точністю до однієї десяткової цифри);

– марганець розчинений (мкг/л; з точністю до однієї десяткової цифри);

– залізо розчинене (мкг/л; з точністю до однієї десяткової цифри);

– кремній розчинений (мг/л; з точністю до однієї десяткової цифри);

– pH (з точністю до двох десяткових цифр);

– питома електропровідність (мСм/м; з точністю до однієї десяткової цифри);

– лужність (мг/л; з точністю до однієї десяткової цифри);

– сток підповерхневих вод (л/с · км²);

– рівень грунтових вод (в см відносно поверхні).