监测井地下水采样方法台湾

.PAGE.监测井地下水采样方法中华民国99年5月14自中华民国99年NIEAW103.54B一、方法概要本方法系以抽水泵或贝勒管〔Bailers为采样设备,在品保品管的规范下,进行地下水采样,以确保采得具有代表性之地下水水样。二、适用范围本方法适用于依「地下水水质监测井设置规范」设置之监测井采样。三、干扰以贝勒管洗井〔Purgewater,或称为抽除滞留水时,宜缓缓于井管中上升或下降,否则因活塞现象,将造成浊度增加之干扰。以抽水泵洗井时,汲水速度过大,亦会造成浊度增加及气提作用等干扰。采样设备若无适当之清洗,将造成干扰,甚至造成井与井之间的交互污染。当有不互溶的有机液体存在于水中时,可能于采样同时被采集,因而造成干扰。采样时若发现有不互溶有机相存在,应记录于采样纪录表。〔注1采样之规划通常与检测项目及浓度有关,尤其对低浓度之挥发性有机物应更为谨慎,避免受到干扰而影响其测值。四、设备及材料携带式pH计：在25℃下,其分辨率需可达0.01单位,附有温度补偿装置。携带式导电度计：附有温度补偿装置。携带式溶氧计：执行挥发性有机物采样时需备用,附有温度及盐度补偿功能。携带式氧化还原电位计：执行挥发性有机物采样时需备用。样品容器：依据水质检测方法总则－保存篇NIEAW102〔注2之规定,使用适当之容器。水位计：应采用电子侦测式水位计,材质应具化学钝性且不易对分析物造成吸附或脱附者为宜,其刻度需可读到0.1cm,或采用其它功能相当之水位计。洗井设备：以贝勒管洗井或选用可调整汲水速率之抽水泵,其材质应具化学钝性,汲水时不致产生气提、气曝作用及浊度增加等现象者为宜,建议可选用气囊式泵或离心泵,其表现较佳。采样设备：使用可调整速率之抽水泵或贝勒管〔参考图一所示。贝勒管材质以铁弗龙为佳,但亦可采用化学兼容性材质。依需要选用单止逆阀式〔Singlecheckvalvebailers或点源式贝勒管〔Point-sourcebailers〔参考图二所示；若采挥发性有机物水样时,应使用附流速调节底面流出配件〔Controlled-flow,bottomemptyingassembly之铁弗龙贝勒管。过滤装置：包括塑料或铁氟龙固定座及滤纸。水流元〔Flowcell或Flowthroughchamber：于量测水质时,为避免水样因接触空气或扰动造成水质不稳定之问题,用以测得稳定之水质参数。水流元之设计汲出水应从其底部进流,由顶部流出。其系作为承装水质量测仪器之密封容器,建议特别是在量测溶氧及氧化还原电位时使用。其材质应具化学钝性且不易对分析物造成吸附或脱附者为宜。水流元使用时须将水流元及水质量测仪器电极上滞留之空气或气泡排除,以避免因空气或气泡存在造成水质量测干扰。使用时,并须注意水进流速率勿过大或附有挡板之装置,以避免水流直接冲击仪器电极。五、试剂试剂水：请参照环保署公告方法NIEAW102〔注2,依据检测目的及需求不同制备不同标准之试剂水。保存剂：请参照环保署公告方法NIEAW102及各待测物之标准方法。pH计标准缓冲溶液：校正用,可使用市售之商品溶液,保存期限依商品规定。导电度计标准溶液：校正用,标准氯化钾溶液,0.01N：溶解0.7456g标准级氯化钾〔105℃烘干2小时于去离子蒸馏水中,并于25℃时,稀释至氧化还原电位计标准溶液：校正用,可使用市售之商品溶液,保存期限依商品规定。六、采样及保存制作采样计划书：内容应包括：采样地点、采样日期及频率、采样人员、联络人电话、背景数据、采样目的、采样方法、采样器材、样品保存、品管样品选择与决定、安全卫生与污染防治等。安全装备及注意事项采样人员必须对所欲采取样品之环境背景资料有所了解,以决定所需的安全装备,必要时应穿着防护衣及安全帽。采样设备应避免接触任何污染源,因此,应于监测井旁备一干净的塑料布以放置采样设备。建议在井水补注充足的状况下,应避免使用贝勒管洗井,而以低流速抽水泵洗井。采样前准备动作：去污：以干净的刷子和无磷清洁剂清洗所有的器具,并用试剂水冲洗干净,其清洗程序,如注3所示。填写「地下水监测井背景调查表」及「监测井地下水采样纪录表」,可参考后附之表一及表二格式制作。填写计划名称及采样日期。填写采样地点,并将井筛顶部至井口的深度填写于「井筛深度」栏中。记录当天之天候状况。记录现场环境描述。〔现场环境的描述包括：井之锁扣是否完整,有无遭受破坏之现象,若有遭破坏迹象,详细记录其情况。注意是否有外物入侵之可能。另外,记录监测井附近是否有异于平常的环境情况,如积水等现象。记录洗井数据,包括下列项目量测井管内径〔直径的大小,并记录于「井管内径」栏中。用水位计量测地下水位面至井口的深度〔注4,应读至0.1cm,并记录在「水位面至井口深度」栏中。再将水位计之探针沉至井底,量测井底至井口的高度,并将此记录于「井底至井口深度」栏中。拉起水位计时,观察是否有泥沙附着在水位计之探针上,若有此现象,记录在「地下水采样纪录表」的附注中。计算井水深度：井水深度〔m＝井底至井口深度－水位面至井口深度。并将其记录于「井水深度」栏中。记录井水体积计算井水体积：直径2吋监测井井水体积〔L＝2.0×井水深度〔m。直径4吋监测井井水体积〔L＝8.1×井水深度〔m。记录抽水泵的型式、型号及抽水速率。记录抽水泵的抽水方法〔定量或变量抽水。将抽水泵放置于井筛之位置,并记录抽水泵进水口放置位置,记录于「泵进水口深度」栏中。若采微洗井方式,应记录井筛长度〔m及水位泄降〔m。若使用水流元应记录水流元容积〔L及现场仪器量测频率〔分钟/次。现场量测仪器校正：校正pH计及导电度计。若需采挥发性有机物水样时,校正携带式溶氧计及携带式氧化还原电位计。将校正数据记录于地下水采样纪录表中。洗井洗井原则：洗井主要目的乃于采样前以适当流率汲取地下水,抽换监测井中之滞留水,以取得代表性地下水样品。对补注速率较佳之监测井,其汲水速率应小于补水速率,即避免洗井时,水位有明显泄降。但对于挥发性有机物之采样,其汲水速率以不造成浊度增加、气提作用、及气曝作用等现象之小流量汲水,即表示汲水速率应小于补水速率。常用之洗井方式有井柱水体积置换法及微洗井二种。井柱水体积置换法<Wellvolumeapproach>：洗井时可采用抽水泵或贝勒管进行,建议使用可调整汲水速率之泵较能节省时间,洗井汲水速率宜小于2.5L/min,以适当流速抽除3至5倍的井柱水体积,大致可将井柱之水抽换,以取得代表性水样。若以抽水泵洗井与采样时,汲水位置为井筛中间部位〔当水位高于井筛顶部时、井内水位之中点〔当水位低于井筛顶部时、或改采用贝勒管〔当井内水位较低,为避免汲入井底之泥沙时,原则上于洗井过程中尽量避免大幅降低井内水位。若以贝勒管洗井时,汲水位置为井管底部〔注5。微洗井〔Micropurgewater,或称为小流量抽除滞留水：本法需使用可调整汲水速率之抽水泵,并能将汲水速率稳定控制于0.1～0.5L/min,适用之抽水泵型式包括：气囊式泵或离心泵等。惟离心泵不适合作为挥发性有机物样品之采样设备。设置抽水泵时,应缓缓将抽水泵下降放置定位,并尽量避免扰动井管水,以免造成汲出水之浊度增加,因而增加洗井时间。设定汲水速率应从最小流量开始,慢慢调整汲水流量控制于0.1L/min〔汲水速率通常视监测井附近之地质、水文条件而定,每隔1至2分钟量测水位一次,直到水位达到平衡为止。洗井期间须量测井中水位,并确认水位泄降未超过1/8倍井筛长,须于采样纪录表中记录汲水速率及水位深度。以微洗井方式汲水,井中水位泄降未超过1/8倍井筛长,且量测之水质参数达到稳定后,即可以抽水泵进行采样。开始洗井时,以小流量抽水,记录抽水开始时间,同时量测并记录汲出水的pH值、导电度及现场量测时间。采集挥发性有机物样品增加执行溶氧、氧化还原电位之量测。同时观察汲出水有无颜色、异样气味及杂质等,并作记录。洗井过程中需继续量测汲出水的水质参数,同时观察汲出井水之颜色、异样气味,及有无杂质存在,并于洗井期间现场量测至少五次以上,直到最后连续三次符合各项参数之稳定标准,其量测值之偏差范围如下：水质参数稳定标准pH±0.2导电度±3％溶氧符合±10％或±0.3mg/L其中之一氧化还原电位±20mV若已达稳定,则可结束洗井。洗井时,汲出水确认有污染可能时〔特别是污染场址之汲出水,则不可任意弃置或与其它液体混合,须将汲出的水置于容器内,并俟水样检测结果后,决定处理方式。现场仪器量测频率：井柱水体积置换之洗井方式：汲出水约1至1.5倍井柱水体积之水时,量测第一次水质参数,然后每汲出0.5倍井柱水体积之水时再量测乙次。微洗井方式：若在水流元中量测水质参数,则可依水流元容积与汲水速率决定量测频率,以确保每次测量水流元内之水样已充分更新。例如：水流元之容积为500mL,汲水速率为0.25L/min,则量测之时间间隔至少为2分钟。若非于水流元中量测水质参数,量测之时间间隔至少5分钟。洗井时若使用水流元量测水质参数,当水质达到稳定后,进行采样时须将水流元拆离或绕流〔Bypass。洗井时,若以0.1~0.5L/min速率汲水,水位泄降超过1/8倍井筛长,则应由设井时之岩心取样〔Coresampling纪录判断该含水层是否属低渗透性地层。若属低渗透性含水层,则将汲水泵置于井管底部附近以较大之汲水速率将井内积水抽除,待水位回升后采集新鲜水样。若非属低渗透性含水层,则可能井筛产生阻塞,须进行完洗井作业后再重新采样。以贝勒管洗井时,因溶氧与氧化还原电位不易达到稳定标准,需抽除至少三倍井柱水体积之水量,才可以停止洗井。洗井完成时,量测此时地下水位面至井口的高度,并记录于「洗井结束时水位面至井口深度」栏中。所有洗井工作完成后,须以干净的刷子和无磷清洁剂清洗洗井器具,并用去离子水冲洗干净。所有清洗过器具的水须置于装「清洗器具用水」的容器中,不可任意倾倒或丢弃。采样采样应在洗井后两小时内进行为宜,若监测井位于低渗透性地层,洗井后,待新鲜水回补,应尽快于井底采样,较具代表性。如以贝勒管采样,原则上将贝勒管放置于井筛中间附近取得水样。另若考虑污染物在地表下之流布特性、相关之现场筛测结果及采样目的等因素,将贝勒管放置于井筛中适当位置进行取样〔注6。贝勒管在井中的移动应力求缓缓上升或下降,以避免造成井水之扰动,造成气提或曝气作用。检测项目中有挥发性有机物者,洗井设备与采样设备应相同。以抽水泵采样其速率应控制在0.1L/min以下,并确认管线中无气泡存在以避免挥发性有机物逸散。如以贝勒管采样,应注意贝勒管于井管中移动所造成之扰动问题。其采样设备材质应以铁弗龙,且贝勒管应采用控制流速底面流出配件,使水样由贝勒管下的底面流出配件之喷嘴流出,采样步骤请依照挥发性有机物检验方法之规定办理。如以原来洗井之抽水泵采样,则俟洗井完成或水质参数稳定后,在不对井内作任何扰动或改变位置的情形下,维持原来洗井之低流速,直接以样品瓶接取水样。〔注：离心式抽水泵不适合用于采集挥发性有机物样品开始采样时,记录采样开始时间。并以清洗过之抽水泵或贝勒管及其采样管线,取足量体积的水样,装于样品瓶内。并填好样品标签,贴在样品瓶上。装瓶顺序,建议应依待测物之挥发性敏感度之顺序安排,如下所示。挥发性有机物,总有机卤素。溶解性气体及总有机碳。半挥发性有机物。金属及氰化物。主要水质项目之阳离子及阴离子。放射性核种。汲水器操作方法,依其使用说明书或标准操作程序操作。样品保存地下水样品若有悬浮固体,应视待检测项目之方法规定,决定是否进行现场过滤〔请参照NIEAW210。若未于现场进行过滤,地下水样品可能因化学作用〔如氧化沉淀而增加水中胶体或细微颗粒后,此时再予过滤之水样将不具代表性。进行现场过滤时,采样设备如为抽水泵,建议于在线直接过滤；采样设备如为贝勒管,则可于贝勒管底部装上一过滤装置直接加压过滤。水样保存方法,请参照环保署公告方法NIEAW102之规定〔注2。七、步骤略八、结果处理略九、质量管理采样时为确保样品之质量,尤其是挥发性有机物或低浓度之检测,应配合采取如下之采样空白样品,并视需要或依采样计划书之要求,选择执行检验或储存备查使用：现场空白：将不含待测物且类似样品基质的样品〔如试剂水于检验室配制,装入样品瓶密封后,携至采样地点,曝露于相同采样状况下〔如打开瓶盖、加入保存剂等,再与采样之样品一同携回检测,此可用于判知采样、运送过程之污染。每一场址须采一个现场空白。设备空白：采样前,应对采样设备〔抽水泵或贝勒管做一设备空白,其方法是将试剂水导入清洁之采样设备及其采样管线中,再将试剂水移入样品瓶中,依规定加入保存剂后,密封之,再与样品一起携回实验室分析,可用于判知采样设备是否污染情形,如为可弃式采样设备,并经确认未受污染时,则可不作设备空白。每一口井须采一个设备空白。运送空白：不含待测物之试剂水,于检验室配置装入样品瓶密封后,携至现场再与其它采集之样品送回检验室检测,过程中均不打开,可用于判知运送过程之污染情形。每一行程须采一个运送空白。采样过程应确实逐栏填写「地下水采样纪录表」。所有样品之运送应使用坚固容器盛装,避免破损,并提供适当冷藏,以保持水样的新鲜度。十、精密度与准确度:略十一、参考数据USEPA,RCRAGround-WaterMonitoring：DraftTechnicalGuidance,pp7-1～7-32,November1992.USEPA,EvaluationofSamplingandField-FiltrationMethodfortheAnalysisofTraceMetalsinGround-Water,EPA/600/R-94/119,October1994.USEPA,Low-Flow〔MinimalDrawdownGround-WaterSamplingProcedures,EPA/540/S-95/504,1996.USEPA,Ground-WaterSamplingGuidelinesforSuperfundandRCRAProjectManagers,EPA/542/S-02/001,2002.ASTM,D4448-85a,StandardGuideforSamplingGroundwaterMonitoringWells,1992.ASTM,D6771,StandardPracticeforLow-FlowandSamplingforWellsandDevicesUsedforGround-waterQualityInvestigation,2002.ExampleofFieldProtocolforSamplingaMonitoringWell,PrinciplesofContaminantHydrogeology,1996.行政院环境保护署,饮用水采样检测方法建立与验证－地下水标准采样方法之建立,EPA-86-1302-09-02-01,1996。行政院环境保护署,深层大口径监测井地下水采样方法订定,EPA-92-1601-02-08,2004。注1：贝勒管内采集之不互溶有机相厚度,并不等同于不互溶有机相在地下含水层中之厚度。注2：本文引用之公告函及方法之内容及编码,以环保署最新公告者为准。注3：采样前先进行下述之清洗步骤：1.用无磷清洁剂擦洗采样设备。2.用试剂水冲干净。3.用甲醇清洗。4.阴干或吹干。需清洗之设备,应包括：水位计、贝勒管、手套、绳子、抽水泵、汲水管线。注4：如果所测量之地下水位面深度之数据,将被用作日后判定此区域地下水流向之用时,则建议先量测区域内之所有监测井或水位观测井的地下水位面深度,然后再逐口进行地下水采样,以免地下水位面受潮汐或其它因素影响而造成误差。注5：洗井时应避免产生过大泄降。过大泄降迫使远处含水层地下水流向井中,造成水质空间混合,此时井柱中之水不代表监测井位置之水样。注6：此井筛中采样位置之原则亦适用于其它采样设备。注7：洗井及采样时产生之废水,应依其可能污染物特性予以分类收集贮存及处理。表一：地下水监测井背景调查表一、井址：二、井号：三、附近可能之污染源描述：1.距离：2.距离：3.距离：四、地下水监测井位置简述：〔标明道路及明显标的物并绘图描述表二：监测井地下水采样纪录表计划名称：采样日期：年月日采样地点：井筛深度：天候状况：井号：环境描述：<1>监测井锁扣是否完整：是□否□<情况描述：><2>监测井附近环境描述：洗井资料井管内径：水位面至井口深度：井底至井口深度：井水深度：井水体积：预估洗井时间：型式：型号：抽水速率：抽水方法：泵进水口深度：井筛长度：水位泄降：水流元容积：现场仪器量测频率