Vzorkování plavenin v menších tocích Eva Franců &Milan Geršl Praha, 6.11. 2009
Důvody pro vývoj nové metodiky 1. Pro projekt MŽP Model transportu sedimentů a organických polutantů vázaných na suspendovanou hmotu v povodí Dyje 2. Dostatečné množství vzorku (více jak 10 g) 3. Reprezentativní vzorek (integrální) 4. Paralelní vzorkování na několika profilech 4.1 Časově shodné vzorky 4.2 Stejná technika vzorkování u všech odběrů 5. Snadná obsluha, minimální poruchovost 6. Nízké náklady na pořízení i provoz
Dyje Podhradí nad Dyjí Morava Spytihněv Časový harmonogram testování metodiky Hevlín 2007 Bulhary - rešerše a konzultace - testování prototypu Drnholec v řekách Ladná Lanžhot 2008 - počítačový model proudění optimalizace Oslava a Oslavany instalace v řekách Svratka Nedvědice Bílina Bílina Modřice Vranovice Labe Malé Žernoseky Dunaj Bratislava Most 2009 -instalace v řekách - počítačový model proudění - laboratorní model sedimentace
Suspendovaná hmota - plaveniny Plaveniny kohezivně spojené částice, < 63 μm (prach a jíl). <0,5 μm (příp. 1 μm) koloidní roztok Plaveniny jeden z nejdůležitějších transportních prvků anorganických i organických, především lipofilních polutantů v akvatickém prostředí. Flokulovaná forma, Biofilmy (mikroorganizmy (bakterie, řasy, sinice) Minerální detrit, jíly, hydrooxidy Fe/Mn, black carbon Soudržnost extracelulární polymerickou substancí (EPS) (Buffle et al. 1998, Characklis a Marshall 1990, Galle et al. 2004, Gustavson a Gschwend 1997, Liss et al. 1996, Mitra et al. 2002, Perret et al. 1994, Tulve and Young 2001, Vignati et al. 2005)
Metodiky používané pro vzorkování plavenin A. Vzorek okamžitý B. Vzorek integrální
Technické údaje o vzorkovači Rozměry 400 300 180 mm (d š v) Nerezový plech o síle 1,5 mm Umístění v toku - čelní strana kolmo na směr proudu Vnitřní prostor rozdělen dvěmi přepážkami
Instalace - vzorkovače Dvě ocelová lana průměru 4 mm v plastovém pouzdře Expanzní kotvy průměru 10 mm
Odběr vzorku ze vzorkovače - 1 Doba expozice vzorkovače = 2-4 týdny Obsah je manuálně zhomogenizován Vzorek je odebrán do skleněné, hermeticky uzavíratelné vzorkovnice Uložen do chladničky k dalšímu zpracování Jednotlivé díly vzorkovače jsou vymyty vodou, odrhnuty kartáčem a očištěny roztokem HNO 3 (1:3)
Odběr vzorku ze vzorkovače - 2 Číslo protokolu: OZNAČENÍ VZORKU: Název akce: Zadavatel: Lokalita PROTOKOL O ODBĚRU VZORKŮ SUSPENDOVANÉ HMOTY (SPM) Evidenční číslo vzorku (laboratoř): Litologický popis, vzhled vzorku: Bez zápachu Ropné látky Fekálie Hnilobný rozklad Bahenní plyny Datum odběru: Čas odběru: Předběžná úprava vzorku: Výsledky stanovení provedených na místě: Souřadnice N E Z Říční tok: T vody: Říční tok: ph / T: Říční tok: Eh: Říční tok: KONDUKTIVITA / T: GPS Z mapy. WGS-84 JTSK. Sampler: T vody Sampler: ph / T Sampler: Eh: Sampler: KONDUKTIVITA / T: Charakteristika bodu odběru: Další informace k bodu odběru: Požadovaná laboratorní stanovení: Popis vzorkovacího zařízení: Integrální komorový sampler Osoba odpovědná za vyplnění protokolu: Vzorkovnice: 385 ml 720 ml 1000 ml. Sklo PE PTFE Vzorkovnic celkem ks: Potvrzení o převzetí vzorků laboratoří: Konzervace: Chlad. NE. Převzal: Datum, čas: Teplota vzduchu: C Evidoval: Datum, čas: Počasí: Významné hydrologické jevy: Přezkoumal: Vedoucí ZL:
Výpočtové modelování pohybu částic ve vzorkovači Měření rychlosti proudění Modelový tvar proudnice kapaliny rychlost 0,25 m/s v = 0,19 až 0,27 m/s Dopsat citaci Rudolfa rychlost 0,50 m/s
Vícefázové proudění pomocí laminárního modelu - 1 Nestacionární s časovým krokem 0,5 s velikost částic 5 μm velikost částic 5 μm čas 0,5 s čas 32 s Dopsat citaci Zouhara
Vícefázové proudění pomocí laminárního modelu - 2 Nestacionární s časovým krokem 0,5 s velikost částic 50 μm čas 0,5 s čas 0,5 s čas 32 s Dopsat citaci Zouhara velikost částic 50 μm
Laboratorní model sedimentace
5 6 7 8 9 10 EG045_2 EG045_10 EG045_11 EG045_12 EG050_5 EG050_10 EG050_11 EG050_12 EG054_4 EG054_10 EG054_11 EG054_12 EG055_4 EG055_10 EG055_11 EG055_12 EG057_4 EG057_10 EG057_11 EG057_12 EG067_10 EG067_11 EG067_12 EG068_10 EG068_11 EG068_12 EG070_10 EG070_11 EG070_12 EG087_12 EJ016_12 ph -110-100 -90-80 -70-60 -50-40 -30-20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 EG045_2 EG045_10 EG045_11 EG045_12 EG050_5 EG050_10 EG050_11 EG050_12 EG054_4 EG054_10 EG054_11 EG054_12 EG055_4 EG055_10 EG055_11 EG055_12 EG057_4 EG057_10 EG057_11 EG057_12 EG067_10 EG067_11 EG067_12 EG068_10 EG068_11 EG068_12 EG070_10 EG070_11 EG070_12 EG087_12 EJ016_12 EH [mv] a b c d ph Eh vzorkovač/řeka plavenina - zrnitostní křivky Analytické parametry
Analytické parametry An/An+P 0.3 0.2 0.1 mixed source wood combustion Modrice Nedvedice Ladna Bulhary Drnholec Hevlin Podhradi combustion Pri/n-C17 10 1 0.1 Podhradí2 Hevlín Drnholec Bulhary Ladna Modřice Nedvědice Oxidační pros tředí 6 6 5 5 4 6 6 4 7 3 6 3 56 4 74 5 7 5 5 5 6 7 Biodegradovaná organická hmota březen duben 0 petroleum 0.01 7 Redukční prostředí 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0.001 1,7/1,7+2,6-DMP 0.001 0.01 0.1 1 10 Phy/n-C 18
Závěr 1. Získání integrálního vzorku popisujícího sledované časové období (2 týdny až jeden měsíc) v několika bodech sledovaného říčního toku. 2. Získání dostatečného množství plaveniny pro širokou škálu analytických metod. 3. Zachytit povodňovou nebo havarijní vlnu na několika místech současně a vyhodnotit tak její dosah. 4. Možnost flexibilně instalovat do říčního toku podle požadavků aktuálních, před a po předpokládaném zdroji atp. 5. Nízká pořizovací cena (6,5 tis. Kč vč. DPH) 6. Nerezové boxy nezpůsobují žádnou měřitelnou kontaminaci ve vzorcích v obsahu těžkých kovů. Nebyly vysledovány žádné jevy a procesy ovlivňující chování organických polutantů. 7. Jednoduchost konstrukce usnadňuje a zlevňuje výrobu a minimalizuje riziko poruchy
Poděkování
Praktické užití
Praktické užití