COV: campionamento di qualità

COV nelle acque:
gli strumenti per un campionamento di qualità

Low-Flow, High-Flow, Purge, No-Purge...

L’obiettivo principale di chi ha la responsabilità di effettuare campionamenti di acque sotterranee, è quello di raccogliere campioni il più possibile rappresentativi delle condizioni reali del sito, limitando al minimo i le modifiche alle caratteristiche chimiche dei campioni durante la raccolta.

Fortunatamente vi è stata una forte evoluzione nelle tecniche di campionamento, si è passati dai metodi tradizionali di raccolta mediante contenitori sommersi (bailing) o mediante pompaggio a flusso normale, ai sistemi di prelievo con abbassamento (drawdown) minimo e basso flusso.

Basso flusso di campionamento

È stato dimostrato che il campionamento mediante pompaggio a basso flusso (campionamento low-flow), consente di ottenere campioni di acque sotterranee coerenti e altamente rappresentativi. Mantenendo una portata inferiore ai 500 ml/min, il prelievo del campione viene mantenuto a un flusso paragonabile a quello presente all’interno del piezometro, riducendo così al minimo l’agitazione e la torbidità. In particolare, una perturbazione minima della colonna d’acqua diventa fondamentale quando vi è l’esigenza di una misurazione accurata delle concentrazioni di composti organici volatili COV (o VOC - Volatile Organic Compounds), in questi casi è fondamentale il metodo di campionamento e non solo il flusso. Una agitazione meccanica, come quella provocata dalle pale di una pompa a centrifuga, può causare il degassamento dei VOC e la conseguente alterazione del campione, azione che diventa tanto più rilevante quanto più basse sono le concentrazioni in esame.

Spurgo o non spurgo?

Per spurgo del piezometro, si intende la rimozione dell’acqua presente all’interno del piezometro per un volume totale che va da 3 a 5 volte il volume del piezometro stesso. Con questa operazione si punta a ottenere una colonna d’acqua che abbia delle caratteristiche omogenee con il resto della falda circostante, questa tecnica è oramai consolidata, tanto che viene raccomandata dalle linee guida di molti enti di controllo. Naturalmente non è sempre una operazione senza complicazioni, per esempio pone il problema del trattamento dell’acqua di spurgo prima della sua re-immissione nell’ambiente. Oltre ad altri aspetti che hanno portato alla diffusione di tecniche di campionamento indisturbato senza spurgo, a volte in alternativa allo spurgo, altre volte in modalità preliminare allo spurgo, il tutto con l’obiettivo di raccogliere dati che siano non solo rappresentativi, ma anche ripetibili e il meno possibile condizionati dal metodo e dall’operatore.

Campionamento COV: non solo una questione di flusso.

L’acronimo COV sta per “Composti Organici Volatili” (in inglese VOC "Volatile Organic Compounds"), il nome  stesso fa capire che stiamo parlando di sostanze che hanno la tendenza a passare dalla fase in soluzione alla fase gassosa, la loro concentrazione nelle acque non è quindi stabile, ma dipende dalle condizioni chimico fisiche delle stesse, ma non solo: come detto sopra, anche le operazioni meccaniche che vengono condotte all’interno del piezometro possono influenzarne la concentrazione. Naturalmente questo vale non solo per i COV, ma anche per altri gas disciolti, se prendiamo un bicchiere di acqua gassata e ci agitiamo dentro un cucchiaino, andremo a rompere l’equilibrio del sistema e potremo visivamente vedere l’anidride carbonica in soluzione passare alla fase gassosa, ovviamente l’esempio è estremo, perché qui stiamo parlando di concentrazioni al limite della solubilità, ma comunque il principio è lo stesso anche per i COV.
Quando inseriamo una pompa sommersa a centrifuga, non è come agitare un semplice cucchiaino, ma stiamo introducendo una girante che ruota a qualche migliaio di giri al minuto, che crea turbolenze, cavitazioni, ecc. senza considerare che il calore generato dal motore viene smaltito nella stessa acqua che stiamo campionando, tutti fattori che quando si parla di composti volatili, non possiamo trascurare: ottenere campioni veramente rappresentativi, non è solo una questione di basso flusso ma anche della tipologia degli strumenti utilizzati.
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Flussi e turbolenze generate da una pompa sommersa a centrifuga

COV: Campionamento di alta qualità con le Bladder Pump

Le Bladder Pump Solinst, soddisfano le linee guida dell’EPA per il campionamento dei COV nelle acque sotterranee. Come spiegato sopra, le concentrazioni di COV possono variare notevolmente mediante la vaporizzazione delle stesse al contatto con l’atmosfera. L’utilizzo di una pompa a “vescica” (bladder), assicura che non avvenga mai nessun contatto tra l’acqua e il gas di azionamento.

Come funziona una Bladder Pump?

L’elemento caratterizzante di una bladder pump, è la vescica centrale (chiamata in inglese bladder, da cui il nome della pompa), questa vescica è una “sacca” posta all’interno del corpo della pompa. Quando la pompa viene inserita nel piezometro, la pressione idrostatica presente, riempie la vescica interna, insufflando dell’aria (o altri gas) tra il corpo in acciaio della pompa e la vescica, quest’ultima viene compressa e “spremuta” facendo risalire l’acqua attraverso il tubo di campionamento. La presenza di una valvola posta in fondo alla pompa, garantisce che durante la fase di compressione della vescica, l’acqua non ritorni nel piezometro, mentre una seconda valvola posta in testa alla pompa, garantisce che l’acqua risalita lungo il tubo di campionamento, non ritorni dentro la pompa quando, viene meno la pressione dell’aria e si fa riempire nuovamente la vescica. Alternando le fasi di pressurizzazione e di riempimento, l’acqua fluisce regolarmente attraverso il tubo di campionamento, senza che vi sia mai un contatto tra il campione e l’aria garantendo una altissima qualità dello stesso.

Caratteristiche delle Bladder Pump Solinst.

Solinst propone la Bladder Pump mod. 407 in acciaio inox 316 in due diametri: 1.66" (42 mm) ø e 1" (25 mm) ø con due tipologie di vescica: in PTFE e in Polietilene, il PTFE è ideale per applicazioni dedicate o comunque per utilizzi ripetuti, le vesciche in Polietilene, grazie al costo più contenuto, sono particolarmente indicate quando ne viene richiesta la sostituzione dopo ogni campionamento.

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Schema di funzionamento della Bladder Pump Solinst mod. 407
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Fasi operative della Bladder Pump
CARATTERISTICHE TECNICHE:
Prevalenza massima: 150 m
Azionamento: aria compressa, azoto, altri gas.
Materiale pompa: Acciaio Inox 316
Flusso minimo: 100 ml/min o inferiore
  Bladder pump da 1" Bladder pump da 1"
Flusso massimo 400 ml/min 1000 ml/min
Dimensioni 1" (25 mm) x 2 ft (60 cm) 1,66" (42mm) x 2 ft (0,6m)
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Dettaglio filtro Bladder Pump Solinst 407

I Sistemi di campionamento indisturbato Solinst:

Campionatore ad Intervalli Discreti Mod. 425

Pompa a Doppia Valvola Mod. 408

Micro Pompa a Doppia Valvola Mod. 408M

Egeolab - Strumenti per Idrogeologia

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