در ادامه بحث مقالات مرتبط با کیفیت آب ، در این مقاله به فرایند نمونه برداری از آب می پردازیم. برای مطالعه بخش های دیگر مقاله می توانید روی لینک مربوطه کلیک نمایید.
جمع آوری نمونه آب
تصویر روبرو یک ایستگاه نمونه برداری خودکار که در امتداد شرق رودخانه میلواکی، نیو فان، ویسکانسین نصب شده است را نشان می دهد.
پوشش از دستگاه اتوماتیک سنج نمونه برداری 24 بطری (مرکز) تا حدی افزایش یافته است، نشان دادن بطری های نمونه در داخل.
نمونه بردار خودکار برای جمع آوری نمونه ها در فواصل زمانی، برنامه ریزی شده یا به مدت زمان مشخصی در جریان است. داده کاوی دما، هدایت ویژه و سطوح اکسیژن حل شده را ثبت کرده است.
اندازه‌گیری‌های پیچیده‌تر اغلب در آزمایشگاه انجام شده و نیازمند جمع‌آوری، نگهداری، انتقال و تحلیل نمونه آب در محل دیگر می‌باشد.
فرایند نمونه‌برداری آب دو مشکل اصلی دارد:
اولین مشکل این است که میزان نمونه ممکن است نماینده منبع آب مورد نظر باشد. بسیاری از منابع آب بخاطر زمان و موقعیت تفاوت دارند. اندازه‌گیری مورد نظر از نظر فصلی، یا از روز به شب، یا در پاسخ به فعالیت‌های انسانی، یا جمعیت طبیعی گیاهان و حیوانات آبی می‌تواند متفاوت باشد. اندازه گیری مورد نظر ممکن است با فاصله بیش از حد از مرز آب با فضا و زیر خاک یا محدود کردن خاک متفاوت باشد.
نمونه‌بردار باید تعیین کند آیا یک زمان و مکان مطابق نیازهای تحقیقات است یا آیا استفاده آب مورد نظر را بطور رضایت بخشی می‌توان بوسیله مقادیر متوسط با زمان و یا موقعیت ارزیابی کرد، یا اینکه آیا حداقل و حداکثر بحرانی نیازمند اندازه‌گیری‌های فردی در محدوده‌ای از زمان‌ها، موقعیت‌ها و یا رویدادها هست یا خیر.
روند جمع‌آوری نمونه باید از وزن صحیح زمان‌ها و مکان‌های نمونه برداری فردی اطمینان دهد که معدل‌گیری مناسب است. جایی که حداقل و حداکثر مقادیر بحرانی وجود دارد، روش های آماری باید به تنوع مشاهده شده برای تعیین تعداد کافی از نمونه ها برای ارزیابی احتمال بیش از این مقادیر بحرانی اعمال شود.
مشکل دوم هنگامی رخ می‌دهد که نمونه از منبع آب حذف شده و تعادل شیمیایی را با محیط جدید خود، یعنی ظرف نمونه آغاز می کند. محفظه نمونه باید از موادی با حداقل واکنش‌پذیری با مواد ساخته شده باشد که قابل اندازه‌گیری باشد و پیش تمیزکاری محفظه‌های نمونه مهم است. نمونه آب ممکن است بخشی از محفظه نمونه و باقیمانده آن محفظه را حل کرده یا مواد شیمیایی حل شده در نمونه آب می‌تواند در محفظه نمونه حل شده و وقتی آب برای آنالیز ریخته می‌شود در آنجا باقی بماند.
ممکن است تعاملات مشابه فیزیکی و شیمیایی با پمپ‌ها، لوله‌کشی یا قطعات واسط که برای انتقال نمونه آب به محفظه نمونه استفاده شده‌اند، انجام شود. آب جمع شده از زیر سطح معمولا در فشار کاهش یافته جو نگهداری خواهد شد، بنابراین گاز محلول در آب می‌تواند به فضای خالی در بالای محفظه فرار کند. گاز جوی موجود در آن فضای هوا نیز می‌تواند در نمونه آب حل شود. اگر دمای نمونه آب تغییر کند، تعادل سایر واکنش‌های شیمیایی نیز می‌تواند تغییر کند.
ذرات جامد دقیق تقسیم شده که قبلا توسط تلاطم آب معلق شده‌اند ممکن است در کف محفظه نمونه ته‌نشین شده یا از رشد بیولوژیکی یا ته‌نشینی شیمیایی، یک فاز جامد شکل بگیرد. میکروارگانیزم‌های درون نمونه آب ممکن است بیوشیمیایی غلظت اکسیژن، دی اکسید کربن و ترکیبات آلی آب را تغییر دهند. تغییر غلظت دی اکسید کربن ممکن است pH را تغییر دهد و محلول شیمیایی مورد نظر را تغییر دهد. این مشکلات در هنگام اندازه گیری مواد شیمیایی که در غلظت های بسیار پایین قابل توجه هستند، نگران کننده است.
تصویر زیر تصفیه نمونه آبی که به صورت دستی برای تجزیه و تحلیل جمع آوری (نمونه گیری) شده را نشان می دهد.
محافظت از نمونه ممکن است تا حدی مشکل دوم را حل کند. یک روش رایج، سرد نگهداشتن نمونه‌ها به منظور کند کردن سرعت واکنش شیمیایی و تغییر فاز و آنالیز نمونه در اولین فرصت ممکن است، اما این روش صرفا باعث به حداقل رساندن تغییرات می‌شود نه اینکه مانع از آنها شود.
یک روش مفید برای تعیین اثر محفظه نمونه در حین تاخیر بین جمع‌آوری نمونه و آنالیز، شامل آماده‌سازی دو نمونه ساختگی (مصنوعی) قبل از نمونه‌برداری است. یک محفظه نمونه از آبی پر شده که براساس آنالیز قبلی حاوی مقدار قابل شناسایی از مواد شیمیایی مورد نظر نیست. این نمونه «خام» نامیده شده، وقتی نمونه مورد نظر جمع‌آوری شد باز می‌شود تا در معرض جو قرار گیرد، سپس مجددا مهروموم شده و با نمونه به آزمایشگاه منتقل می شود تا آنالیز و مشخص شود آیا روند نگهداری نمونه باعث ورود مقدار قابل اندازه‌گیری از مواد شیمیایی مورد نظر شده است یا خیر.
نمونه ساختگی(مصنوعی) دوم با نمونه مورد نظر جمع آوری شده، اما سپس با مقدار اضافی اندازه‌گیری شده‌ای از مواد شیمیایی مورد نظر در زمان جمع‌آوری «طعم دار» شده است. نمونه‌های خام و طعم‌دار با نمونه‌های مورد نظر حمل و با روش‌های یکسان در همان زمان آنالیز شده‌اند تا هرگونه تغییر نشان دهنده افزایش یا کاهش در زمان سپری شده بین جمع‌آوری و آنالیز، مشخص شود.
برای مطالعه ادامه مقاله با ما همراه باشید...
**ن