Якщо відбирання проб здійснюють із використанням наявних бурових свердловин, треба оцінити їхню придатність до даної мети. Це оцінювання має охоплювати обстеження деталей бурової свердловини та фізичний огляд конструкції бурової свердловини.
5 МЕТОДИКА ВІДБИРАННЯ ПРОБ
Очищування свердловини та її підготування
Після встановлення споруди моніторингу в насиченій вологою зоні (бурова свердловина, п’єзометр, багаторівневий пробовідбірник тощо) споруду потрібно очистити та підготовити до відбирання проб підземних вод.
Таблиця 6 — Матеріали для обладнання бурової свердловини
|
Матеріал |
Коментарі |
Придатність для визначення хімічного параметра (див. таблицю 5) |
|
Фторовані полімерні матеріали: PTFE (політетрафтор- етилен) TFE (тетрафторетилен) FEP (фторований етиленпропілен) |
Найпридатніший у найагресивніших середовищах, оскільки він майже повністю стікий до хімічного та біологічного впливу. Дорогий та складний у поводженні, міцність з’єднань обмежено. Ці матеріали не придатні для споруд великого діаметра та глибини. Рекомендований до застосування, де треба визначати органічні сполуки та сліди металів |
Від а до m (усі) |
|
Метали: Вуглецева сталь Низьковуглецева сталь Гальванізована сталь Нержавка сталь - |
Міцніші, твердіші та менш чутливі до температури, ніж пластмаси. Придатніші для споруд великого діаметра та глибини. Потенційно схильні до корозії, продукти якої можуть вплинути на якість підземних вод. Нержавку сталь придатно для більшості агресивних середовищ. Трохи піддається корозії, де є значна мікробна діяльність. Може внести забруднення металами й особливо за потреби вимірювання концентрацій слідів металів |
Від а до е, g до m |
|
Термопластики: PVC (полівінілхлорид) HDPE (поліетилен високої густини) |
Матеріали менш тверді та слабкіші за метали, але їхня доступність та вибір роблять їх універсальними. Можна використовувати як для мілких, так і для.глибоких споруд, де діаметри свердловини не занадто великі. У разі глибоких свердловин обсадна труба може зігнутися, якщо її встановити у свердловині великого діаметра. Це може призвести до складності в монтуванні устатковання для відбирання проб тощо. Стійкі до корозії за коротких та середніх часових проміжків. Органічні забруднювальні речовини можуть загрожувати хімічній стійкості, особливо PVC. Також може відбуватися сорбція забруднювальних речовин. Дешеві матеріали, придатні для більшості загальних досліджень забруднених земель/підземних вод |
Від а до h, m |
Національна примітка
FEP — ФЕП (фторований етиленпропілен).
Мета очищення свердловини полягає в тому, щоб видалити будь-які матеріали, які потрапили до бурової свердловини під час буріння та попереднього підготування. Також це може бути необхідним як попередня дія під час моніторингу за звичайною програмою, особливо, якщо між спорудженням бурової свердловини/пункту моніторингу та відбиранням проби пройшло багато часу.
Мета підготування споруди для моніторингу полягає в тому, щоб упорядкувати всі ущільнення, що використовували під час монтування, забезпечити вільний рух води до або через фільтр свердловини. Підготування здійснюють відкачуванням до отримання води, візуально чистої та постійної якості. Це визначають вимірюванням хімічних параметрів протягом відкачування. Параметри, які можна вимірювати:
електрична провідність (к);
pH;
температура;
окислювально-відновлювальний потенціал (Eh);
мутність; і
параметри специфічних забруднювальних речовин.
Щонайменше має бути виміряно електропровідність (к). Якщо вимірювання хімічних параметрів неможливо, то процес підготування повинен охоплювати прокачування щонайменше трьох об’ємів ствола свердловини (плюс об’єм будь-якої води/рідини, доданої в процесі буріння). У цілому потреба та тривалість підготування свердловин залежатимуть від виду споруд точки моніторингу та мети дослідження.
Коли очищування свердловини та її підготування відбувається одразу після встановлення пробовідбірної споруди або принаймні за один тиждень до відбирання проб, то в матеріалі низької проникності, наприклад глинах, процедуру має бути проведено двічі з перервою в 48 год.
Під час фази підготування свердловини треба врахувати продуктивність свердловини та оцінити зниження та відновлення рівня води внаслідок відкачування. Цю інформацію може бути використано пізніше для вибору прийнятних витрат води для прокачування та оптимальних умов відбирання проб води. Наприклад, не можна обирати дебіт відкачування, який призведе до спорожнювання свердловини у формації з низькою проникністю.
Прокачування
Загальні положення
Один із найважливіших аспектів відбирання проб полягає у відбиранні репрезентативної проби. Вода в межах бурової свердловини, яку давно не прокачували, може бути нетиповою для підземних вод у найближчих пластах із багатьох причин. Вода може надійти до бурової свердловини та лишатися там у контакті зі стінками бурової свердловини протягом багатьох місяців до відбирання проби. Якщо бурову свердловину відкрито, може відбутися окислення та часткове випаровування летких сполук. Крім того, уламки від споруд також можуть накопичуватися у пробовідбірному пристрої.
Прокачування має безпосередньо передувати будь-якому відбиранню підземних вод, щоб видалити непроточну воду з бурової свердловини. Цього досягають відкачуванням достатнього об'єму з бурової свердловини перед відбиранням проби. Об’єм прокачування буде залежати від діаметра свердловини та глибини стовпа води. Прокачування треба робити з витратою меншою, ніж використовували для підготування свердловини та більшою, ніж передбачено для відбирання проби. У таблиці 7 наведено приклад порядку прокачування свердловини.
Уведення прокачування в програму дослідження потребує ретельного розгляду. Корисність прокачування треба розглядати з огляду на вплив його для забезпечення цілісності проби. Під час досліджування потенційно забрудненої ділянки, де забруднювальні речовини локалізовано в дискретних місцях або наявні забруднювальні речовини вільної зони (DNAPLs та LNAPLs), прокачування може перерозподілити або поширити забруднювальні речовини. Це може призвести до помилкових результатів та/або ускладнення проблем. У такому разі під час попередніх стадій дослідження має бути проведено мікропрокачування (див. 5.2.2) та/або відібрано проби води до та після прокачування і проведено аналізування проб, що надасть можливість порівняти результати. Цю інформацію може бути використано під час подальшого відбирання проб.
Важливо передбачити подальше розміщення води, що відбирається зі свердловини під час прокачування, тому що її може бути забруднено. Має бути забезпечено відповідні умови для розміщення потенційно забрудненої води. Це може охоплювати пристрої для Ті переміщення до дозволеного місця видалення. Розташування таких місць нижче від тієї самої свердловини або іншої поблизу може бути неприйнятним або потребувати дозволу.
|
Під час відбирання проб підвішених підземних вод із бурової свердловини прокачування може призвести до швидкого видалення підземної водної маси, тому треба обмежити її збоку та за глибиною. У цьому разі треба бути обережним або застосовувати мікропрокачування.■■ Проект бурової свердловини |
Відношення дебіту свердловини (ДС) до норми продувки (НП) |
Можливий порядок прокачування для одержання об'єктивних проб |
Обєктивна проба |
|||
|
інтегрована/об'єднана проба |
точкова/разова проба |
|||||
|
— Відкриті бурові свер; фільтра — Рівень води нижче ч фільтра та основи о( |
(ЛС лб їса |
вини з фільтром/ без лижче до верхівки дної труби ■^а |
WY>PR |
(1) Використання інших порядків (наприклад (2), (3), (4), (5), (6), (7)) має бути підтверджено порівняльними випробуваннями проти (1) |
(5). (6) |
а Ь її її
—
„ і і і і
її і і а — Інтегрована/об’єднана проба — змішана проба, яка є репрезентативною для цілого відкритого/з фільтром інтервалу водоносного горизонту; b — Разова проба — проба, яка є репрезентативною для підземної води на відповідній глибині |
|
WY < PR |
(4) (припустимий рівень води, щоб відновити принаймні 50 % до відбирання проби) |
Де PR більше ніж WY, у буровій свердловині відбуватиметься змішування вод, унаслідок чого відбирання точкової/разової проби стає неможливим |
||||
|
d а — Вода, що її відбираю! прокачування (PR); b —WY> PR; с — WY < PR; d — Дебіт свердловини (V e — Рівень води після пре |
Є Є ■Ь 3 VY) ка‘ |
Z f / і і свердловини під час жування (знижений) |
||||
|
— Бурові свердловини п’єзометри; — Рівень води вище ві 777 |
3 [}Е |
соротким фільтром/ ерхівки фільтра -——а |
WY > PR |
(1) або після підтвердження порівняльними випробуваннями, (2), (3), (5). (7) |
(5), (6) або (1). (2). (3) |
Порядок прокачування
|
|
WY< PR |
(4) припустимий рівень ґрунтових вод, щоб відновити вище від фільтрувального інтервалу до відбирання проби |
Де PR більше ніж WY, може відбуватися змішування води в буровій свердловині, унаслідок чого відбирання точкової/ разової проби стає неможливим |
||||
|
d а — Вода, що її відбираю прокачування; b — WY> PR; с — WY<PR; d — Дебіт свердловини; e — Рівень води після пр |
Є е ть ОДІ |
У/' с / і 1 1 зі свердловини під час івки (знижений) |
||||
Таблиця 7 — Порядок прокачування свердловини відповідно до проекту пунктів моніторингу
ДСТУ 130 5667-18:2007
Там, де прокачування великих об’ємів непрактично, небезпечно або може несприятливо впливати на розподіл забруднювальних речовин у підповерхневому шарі (наприклад для глибоких бурових свердловин), можна застосовувати мікропрокачування. Цей метод видаляє тільки маленькі об'єми -води від споруди моніторингу в місці, від якого треба відібрати пробу. Це є найпридатнішим для відкритих бурових свердловин або п’єзометрів із довгими фільтрами, де геологічна формація має істотну проникність.
Для мікропрокачування треба використовувати тільки насоси або пробовідбірники таких типів, які мінімізують хвилювання води в колонці бурової свердловини. Інерційні насоси, черпаки та інші пробовідбірники «захвата» не рекомендовано для мікропрокачування.
Вхідний отвір насоса прокачування має бути розташовано у водоносному горизонті, з якого буде відібрано пробу. Потім бурову свердловину треба прокачати з використанням насоса з низькою витратою, щоб видалити воду з вибраної секції бурової свердловини та спричинити локалізований приток підземних вод. Той самий насос треба використовувати потім для відбирання проби без видалення, щоб зменшити можливості змішування в буровій свердловині.
Мікропрокачування зменшує об’єм рідини, що витікає, отже полегшує видалення. При цьому зменшується мутність та звітрюваність. Під час мікропрокачування треба визначати такі параметри як електрична провідність (к), pH, температура, мутність та інші специфічні показники забруднення, і прокачування продовжують до стабілізації цих параметрів. Стабільність визначають як постійну величину параметра в межах визначеної зміни за певний період часу. Вибір параметрів має обумовлюватися специфічними умовами ділянки, але щонайменше має бути визначено електропровідність.
Мікропрокачування також застосовують для ідентифікування стратифікації (вертикальної зміни якості води) по вертикалі в межах бурової свердловини. Це може надати важливу інформацію про розподіл забруднювальних речовин та їхнього переміщення в межах насиченою водою зони, яку інакше, за використання технічних засобів для повного прокачування бурової свердловини, було б приховано.
Розвідницькі шурфи
Там, де підземні води пересічено розвідницьким шурфом, пробу води може бути відібрано зануренням пробовідбірного контейнера у воду або відбиранням води, яка просочилася зі стінки розвідницького шурфу. Треба відзначити, що на якість проби може вплинути порушення ґрунту під час розкопування розвідницького шўрфу та змішування підземних вод на дні шурфу.
