VZORKOVÁNÍ VODY
Roman ProkešRoman Prokeš
Inovace tohoto předmětu je spolufinancována Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Osnova
Ú1. Úvod
2 Jednorázový bodový odběr2. Jednorázový bodový odběr
3. Aktivní vzorkování
4. Pasivní vzorkování
1.Úvod: Vzorkované analyty
lá bili l ůmalá stabilita analytů
opakovatelnost měření
• polární
→ pesticidy (diuron, pyrazon, terbutylazin)
→ emergentní polutanty (anilín, farmaceutika)
• nepolární
PAH PCP OCP→ PAH, PCP, OCP
→ těkavé látky (chloroform, benzen, vinylchlorid)
1.Úvod: Zdroje chyb při odběru vzorků vody
• znečištění (materiálem odběrového zařízení a vzorkovnice,
navzájem vzorky, konzervačními látkami, nevhodné skladování a
doprava)p )
• nestabilita vzorku (nesprávná volby typu odběrového zařízení a
vzorkovnic, přeprava, skladování)
á á k ( t iál k i t k č í látk )• nesprávná konzervace (materiál vzorkovnice, typ konzervační látky)
• nesprávný odběr vzorku (odchylky od postupu, nesprávná technika)
• doprava a manipulace se vzorkemdoprava a manipulace se vzorkem
1.Úvod: Vzorkovnice
nesmí způsobit:
• znečištění vzorku• znečištění vzorku
• adsorpci na povrchu, pohlcení nebo odpařování stanovovaných
látek
• uvolňování různých látek do vzorku
• specifické vzorkovnice podle analytů nebo laboratorního zpracování
kl ě é→ skleněné
→ kovové
→ plastové→ plastové
(PTFE, HDPE, polykarbonát)
1.Úvod: Rozdělení vzorkovacích metod
• jednorázový bodový odběr
• aktivní vzorkování
• pasivní vzorkování
2.Jednorázový bodový odběr
Odběr vzorku:
j d í tě• v jednom místě
• v jednom okamžiku
2.Jednorázový bodový odběr
Typy odběrů
3.Aktivní vzorkování
• online systémy = online monitoring kvality vody (čistírny a úpravny vod,
průmysl sledování povrchových a podzemních vod)průmysl, sledování povrchových a podzemních vod)
→ celková koncentrace uhlovodíku (extrakce tetrachloretylenem,
spektorfotometricky)
i ký hlík TOC ( l k i í l k d UV í )→ organický uhlík TOC (selektivní elektroda, UV, peroxosíran)
→ analyzátor amonných iontů, kyanidů, dusičnanů (selektivní elektroda)
3.Aktivní vzorkování
• online systémy
→ bez nutnosti filtrace vody→ bez nutnosti filtrace vody
→ nízké provozní náklady-automatický čistící systém
→ UV spektroskopie, bez použití chemikálií
→ detekce: dusičnany, amonný kationt, chrom VI-CHSK, fosforečnany,
PAH, chlorofyl, rhodamin, pH, konduktivita, zákal, rozpuštěný O2,
nerozpuštěné látkyp y
3.Aktivní vzorkování
• přenosné vzorkovače
→ izolační box s řízenou teplotou
→ napájení z baterií nebo ze sítě
ý í té→ promývací systém
3.Aktivní vzorkování
• detektory
→ detekce plovoucích uhlovodíků (benzín 4 s., ropa 2 min., petrolej 26
s olej 2 min )s., olej 2 min.)
→ alarm úniku olejů (bezkontaktní optický senzor až 5 m nad hladinou)
4.Pasivní vzorkování
Časová závislost množství polutantů ve sběrném médiu (SPMD, SR).
4.Pasivní vzorkování
R áž é i í k č• Rovnovážné pasivní vzorkovače
 SPME (mikroextrakce na pevnou fázi)
 SBSE (mikroextrakce na polymerní fázi) SBSE (mikroextrakce na polymerní fázi)
• Integrativní pasivní vzorkovače
 Difúzní (plněné sorbentem)
 Permeační (plněné rozpouštědlem, PISCES, SPM, MESCO,
SLMD, SLM, plněné pevným rozpouštědlem, SPMD-S, SPMD,
TRIMPS POCIS)TRIMPS, POCIS)
 Ostatní (vz. na bázi silikonové gumy - PDMS)
4.Pasivní vzorkování: SPMD
+ SPMD dokáže simulovat + E i ří d í či+ SPMD dokáže simulovat
proces biokoncentrace
+ Expozice SPMD membrány
v toku poskytuje informaci o
+ Expozice v přírodní či
upravené vodě, sedimentech,
ale i ve vzduchu
P t ik l i ká t ív toku poskytuje informaci o
množství i periodicky se
vyskytujících polutantů
+ Užití SPMD dobře simuluje
+ Pro toxikologická stanovení
poskytují relevantní směs
polutantů přítomných v ŽP
+ Užití SPMD dobře simuluje
proces difúze přes
biomembrány
+ SPMD jsou vyráběny ze
+ Detekce náhodných úniků
chemických látek
- Koncentrace v relativních
+ SPMD jsou vyráběny ze
syntetických materiálů (větší
jednotnost a
reprodukovatelnost)
číslech (obtížnější kvantifikace),
nutná kalibrační studie
- Patentovaná technologiereprodukovatelnost).
+ Zachytí metabolizované
chemikálie
M t ti ký d l
g
- Problematické rozmístění
- Únik trioleinu
+ Matematický model
4.Pasivní vzorkování: SPMD
Membrána (LDPE): 94 x 2,5 cm, tloušťka 75-95 µm, póry 1.10-9 m
4.Pasivní vzorkování: PDMS
+ Konstrukčně jednoduchá a
levná zařízení
+ Vzorkování rozdílem+ Vzorkování rozdílem
chemických potenciálů (difúze
molekul analytu)
+ Žádná difúzní bariéra+ Žádná difúzní bariéra
(membrána, rozpouštědlo)
+ Jednoduchá instalace
+ Rychlejší analýza
+ Možnost dalšího výzkumu
- Kalibrační studieKalibrační studie
4.Pasivní vzorkování: umístění
4.Pasivní vzorkování: PRCs
PRCs (referenční látky pro kontrolu účinnosti) - korekce parametrů:
• teplota vody• teplota vody
• velikost biotické vrstvy
• rychlost toku
• = rychlost úniku PRC ze vzorkovače odpovídá rychlosti příjmu
polutantů vzorkovačem
 Výběr vhodné PRC látky:
→ PRC se nesmí nacházet ve sledované lokalitě, nesmí být použity
jako vnitřní standardy a musí být odlišitelné od sledovaných analytůjako vnitřní standardy a musí být odlišitelné od sledovaných analytů
→ PRC - KOW 103 – 106
→ PRC musí být stanovitelné běžnými analytickými postupy
→ Přirozené a deuterované sloučeniny jsou levnější než 13C-značené
PRC.
4.Pasivní vzorkování: matematický model
• výpočet konc. polutantů v lineární fázi
tkCtRVCC uSPMDSSPMDSPMDW // 
Vspmd...objem SPMD (triolein+membr.), Rs...rychlost vzorkování (l/d),
ku...rychlost. konst. příjmu/absorpce (ml/d.g)
• výpočet konc. polutantův rovnovážné fázi
KCC /
Cspmd-e...rovnovážná konc. analytu v SPMD (ng/l)
SPMDeSPMDW KCC /
Inovace tohoto předmětu je spolufinancována
Evropským sociálním fondem a státním rozpočtemEvropským sociálním fondem a státním rozpočtem
České republiky