הבנת האתגרים של מים קרים

איסוף דגימות מים בטמפרטורות תת-אפס או מגופים מים מכוסים קרח דורש גישות מיוחדות היוצאות הרבה מעבר לפרוטוקולים סטנדרטיים של שדה מבוזרת שדה.תנאים מקפאה יכולים לשנות כימיה מדגם, ציוד נזק וליצור סכנות בטיחות חמורות.אם אתה ניטור אגמים ארקטריאליים מרוחקים, זרמי הרים מתחת לגלוז, או מאגרים עירוניים באזורים הצפוניים, תוך שמירה על שיטות מוכחות ביותר להבטיח שלמות, בטיחות, וציות רגולטוריות.

דגימת מים באקלים קר היא קריטית להערכת השפעות סביבתיות, ניטור איכות מים, וחקר שינויי האקלים.נוכחות של קרח, שלג וקור קיצוני יכול להציג חפצים כגון ריכוז קפוא של מוצקים מתמוססים, שינויים ב- pH, ואובדן תרכובות תנודתיות.ללא תכנון קפדני וביצוע, נתונים מדגימות כאלה עשויים לא לייצג תנאים שדהיים בפועל, מה שמוביל למסקנות לא מותאמות או לא עקביות.

מדריך זה מתרחב על טכניקות יסוד, טיפול בבחירה בציוד, שיטות חדירה קרח, שימור דגימות, תיעוד שדה, פרוטוקולי בטיחות, וטיפול שלאחר-קולקציה.עבור רקע נוסף על נהלים סטנדרטיים של מים, מתייחס ל-FLT:0EPA של מים מדגימים הדרכה FLT:1 ו-FLT:2USGS שדה ידני עבור מים-מדגם טכניקות 3FLT:0 LT3

הכנה ותכנון מראש

הכנה קלה היא הבסיס של sampling אקלים קר מוצלח. Rushed מאמצים בתנאים קיצוניים לעתים קרובות לגרום ערכות נתונים לא שלמות, כשל בציוד או אירועי בטיחות. תכנון צריך להתחיל שבועות לפני האירוע שדה, לערב סקירה של נתונים היסטוריים מזג אוויר, תנאי קרח, ודרכי גישה.

ציוד ממציא ומיזוג

כל הציוד המפוספס חייב להופיע באופן אמין בטמפרטורות תת-אפס.בטריקים מאבדים את היכולת במהירות בקור; להביא חסונים ולשמור אותם חמים בתוך pouchs מבודדים. Lubricants ו- Imvals במשאבות peristaltic, החילוץ, ויחידות סינון עשויים לנוקשות או סדק. לבדוק את כל הציוד בסביבה קרה לפני הפריסה.

  • (FLT:0) מיכלי דגימות מבודדים: FIRLT:1) השתמש פוליאתילן בעלות ברית גבוהה (HDPE) או בקבוקי זכוכית עם קפי פוליפרופילן.
  • כלי חדירה:0 (Ice חדיר: 1FLT:1; כרובות קרח, כריות שיזל, וגבישים קרח הם חיוניים לקרח עבה (מעל 30 ס"מ) תמיד לשאת להב או דלק.
  • (ב) ⁇ :0 (התקני ההרחבה:0) יונקים (ב) פודינג: 1 (ב) יונקים, בקבוקי מים חמים, או חם יותר ביד כימי יכול להקדים נמלים מדגמי דגימה קפואים או חוטי בקבוק.
  • ציוד הגנה אישי (PPE): ⁇ :1 כפפות מבודדות מדורגות -30 מעלות צלזיוס, מגפיים עמידים למים עם קושרים חשופים, כיסוי תרמי, ומסיכה פנים.
  • (ב) אספקת מסמכים:0 (איור 1:0) השתמש בכל נייר ועיפרון (הקפאה ועטים) עשויים להיכשל).

אתר אינטרנט Reconnaisance and Safety briefing

בקר באתר המעשן לפני כן אם אפשרי.אסה עובי קרח, דפוסים נוכחיים, וסיכון כגון רכסי לחץ או ערוצי זרימה.ייסד מערכת חבר, להסכים על אותות חירום, לזהות את המקלט הקרוב ביותר.קצר את כל חברי הצוות על סימפטומים hypothermia קר וסיוע ראשון.

חתלתול קרח וגישה רגישה

גישה למים פתוחים דרך קרח דורשת גישה שיטתית כדי להימנע מזיהום ופציעה.הטכניקה תלויה עובי קרח, סוג (קרח כחול בהיר לעומת קרח לבן), ואת עומק עמודת המים.

הערכה של קרח

מדד עובי קרח במיקום הדגימה באמצעות מאגר קרח או שיזל.קל, קרח כחול חזק מבנית מאשר לבן, קרח בבוליבי או קרח שלג. ככלל אצבע, קרח (פחות מ 10 ס"מ) אינו בטוח עבור תנועת רגל 1 השתמש במד קרח נייד או מדידה על גבי כוס על טיסות מגוש מים מסוכנים אפילו כאשר זה נראה כהה.

קידוח והבהרת החור

עבור קרח עבה יותר מ 15 ס"מ, auger בעל קוטר של 20-25 ס"מ הוא היעיל ביותר. עבור קרח דק יותר, בר קרח ידני פועל.לאחר קידוח, להסיר מזחלות קרח עם scoop מלוטש כדי למנוע רתיעה.

כאשר משתמשים בשיטות חימום כדי להמיס חור (למשל, קרח עבה מאוד או לגישה לקוטר קטן), להימנע החלת חום ליד צריכת הדגימה. השתמש תנור חור מטה המפיץ מים חמים סביב הגוף המדגם מבלי לחמם ישירות את המים כדי לאסוף.

עקבו אחרי Under-Ice Flows

בנהרות או בנהרות עם כיסוי קרח, מים עשויים לזרום מתחת לפני השטח הקפוא.לחצץ חורים בכמה נקודות טרנזיט כדי להבטיח שילוב מאוחר יותר.אל תדגום מיד לאחר קידוח; תן למים לייצב 30 שניות כדי לאפשר כל שבבים קרח או סיפל מופרע ליישב. השתמש במדגם מעמיק-מחדש שניתן להוריד ולהעלות דרך עמודת המים כדי לאסוף דגימה מורכבת.

עבור אגמים, למקם את החור המעשן הרחק מהחוף (לפחות 10 מטרים) כדי להימנע מים רדודים, ליד החוף כי עשוי להיות ייחודי מבחינה כימית או מושפע מאפקטים פורצי דרך קרח.

טכניקות איסוף

לאחר שגישה הוקמה, אוסף הדגימה חייב למזער את השינויים בכימיה של מים.טמפרטורות קרות יכולות לדכא פעילות ביולוגית, אך גם להגדיל את הסוללה של גזים כמו חמצן ופחמן דו-חמצני, ייתכן שתרכובות אורגניות וולטיל עלולות לאבד אם ציוד דגימה אינו חתומה כראוי.

המונחים: cc-Specific vs.Grampling

  • (ב) ,0) , מפוזה-המתה: (ב) 1:1 השתמש ב-Kmmerer או ואן דורן עם גורם בסגנון ניסקין, מוריד את המדגם לאט כדי להימנע מדלקת תרמי מטרידה.FLT:2 Insulate the Sampler GPSFLT:3 עם קצף סגור כדי למנוע הקפאת ו- icing של המנגנון.
  • <חזק>Grab sampling: עבור מים רדודים (<3 מ'), השתמש במדגם מורחב-פול או מעודן המצורף לטיפול מבודד.להבטיח שהבקבוק הוא לחלוטין שקוע ומלא ללא מלכודות בועות אוויר - ברוטלים יכולים לגרום קריאה שגויה עבור גזים מתמוססים.
  • (FLT:0) דגימות ריקות ושפלות: FIRLT:1 תמיד לאסוף לפחות שדה אחד ריק באמצעות מים מזוהים חשופים לאותו תנאים קרים.

המונחים: a field Measurements

כמה אריות דורשות שימור מיידי.באקלים קר, שימור חומצי (למשל, חומצה חנקית למתכות) עשוי להתבצע בתוך רכב מחומם או מקלט כי התגובה חומצית יכולה להאט בטמפרטורות נמוכות. עבור אינדיקטורים ביולוגיים כמו חיידקים coliform, להשתמש בבקבוקים סטריליים ולשמור אותם מהקפאת -אחר, תות תאים לייצר שליליות כוזבות.

יש לקחת מדידות שדה בהקדם האפשרי לאחר איסוף. השתמש בבן רב-פעמי שיכול לטפל בטמפרטורות עד -2C. Calibrate the Sonde בטמפרטורה בתוך 5 מעלות צלזיוס של הדגימה. Parameters כדי להקליט: טמפרטורה, pH, מוליכות, מתמוסס חמצן (פיקציה או חיישן), ו זעזועים.

עבור מתכות עקבות, דגימות סינון בשדה באמצעות מסנן 0.45 מיקרומטר. קדם-לעת יחידת סינון עם מים מדגם מים. בתנאים קפואים, סינון עשוי לקחת יותר זמן - מרגיע את המסנן דיור בעדינות באמצעות חבילות חם ידיים כדי לשמור על קצב זרימה ללא חימום מים מעל 4 מעלות צלזיוס.

דוגמאות, תחבורה, ו שימור

טמפרטורות קרות יכולות לשמר כמה מרכיבים (למשל, חומרים מזינים) אבל לזלזל באחרים (למשל, תרכובות שבריריות) המטרה היא לשמור דגימות ב 4 מעלות צלזיוס ± 2C במהלך תחבורה, אבל לא לתת להם להקפיא מוצק, אשר יכול להתרכז אריות, לשבור תאים, ופוגע במכלי זכוכית.

אחסון שדה ו בידוד

  • השתמש קרירים מבודדים עם ערכות קרח (לא קרח רטוב) כדי לשמור על טמפרטורה קרירה יציבה ללא הקפאת.בקר קיצוני, ערכות קרח עלולות להקפיא קשה מדי - להשתמש בחפיסות ג'ל עם חומרים שינוי שלב המיועד לתנאי תת-אפס.
  • מניחים שכבת קצף מחלחלת בין בקבוקי דגימה לבין הקירות הקרים יותר, אל תהססו; לאפשר מרחב אוויר לטמפרטורות.
  • אם משתמשים בקרח יבש למשלוחים קפואים (נדרש עבור כמה תרכובות אורגניות), דגימות חבילות במיכל מצופה בתוך הקר יותר כדי למנוע קליטת CO2 שינוי pH.
  • שמור תרכובת אורגנית תנודתית (VOC) באמצעות שבילים מלאים לחלוטין עם אפס משטח הראש ועטוף אותם עם קלטת מסולקת כדי להאט דיפוזיה.

שרשרת של הקוסטודיה והתיעוד

מצבים קרים לעתים קרובות להוביל לקצר את תוחלת תשומת הלב ונייר מודרך. השתמש שרשרת מודפס מראש של הקוסטודיה (COC) טופס עם כיסויים עמידים על מזג האוויר.רשם את כל תנאי השדה הרלוונטיים: טמפרטורת האוויר, טמפרטורת המים, עובי קרח, מהירות רוח, כיסוי ענן, נוכחות של שלג על קרח, וכל תצפיות של קרח או מזחלות במדגם.

אם יש לבצע דגימות במשך יותר מ-48 שעות לפני הניתוח, להקפיא דגימות מים עבור כמה פרמטרים (למשל, ניטריט, פוספט) אבל שימו לב כי מחזורי הקפאה עשויים לשנות ריכוזים חלקיים. לבדוק עם המעבדה האנליטית עבור זמני תחזוקה ספציפיים דרישות שימור.

הבטחת איכות נתונים בסביבה של סובייקט

אבטחת איכות (QA) באקלים קר מדגימה דורש צעדים נוספים מעבר לפרוטוקולים סטנדרטיים.הסיכון של זיהום מהיתוך קרח, נפיחות, ופורקטור הוא גבוה. מחסנים וציוד ריק הופך חשוב עוד יותר.

עיוור Duplicates ושדה Blanks

לאסוף שדה ריק בכל אתר - רצוי להשתמש במים מחוסנים שנחשפו לאותו אוויר קר ותנאי טיפול כמו הדגימות.זהה ריקה אם זיהום נובע מ אגרוף קרח, מגונדר או בקבוקי דגימות.עבור דגימות משוכפלות, ההבדל היחסי צריך להיות בתוך 20% עבור מינים ionic ו 30% עבור מתכות.

בדיקה אחרונה ב-Preservation Check Blanks

חומרים משמרים עצמם יכולים להקפיא או להצטבר בטמפרטורות נמוכות.עבור דגימות מתכות שנשמרו על ידי חומצה, כוללים "ריק משומר" המכיל רק מים חומציים ומחוסנים, מאוחסנים ומועברים תחת אותם תנאים קרים.

ציוד Decontamination בשדה

בין אתרי דגימה, מדגמי דה-קונפל באמצעות שטיפה משולשת עם מים באתר (או עם מים מחוסנים אם cross-contamination הוא דאגה) בטמפרטורות תת-אפס, מים לשטוף צריך להיות בטמפרטורה מבולעת (לא חם) כדי להימנע מתח תרמי פתאומי על הציוד. השתמש בבקבוק ריסוס נייד עם עק לא-מה שאינו קופא.

פרוטוקול בטיחות ל- Ice-Work and Extreme Cold

בטיחות חייבת להתגבר על כל השיקולים האחרים.הנפיחות דרך הקרח דורשת הפחתה מסוימת של סיכונים; אפילו קבוצות מנוסים סבלו היפותרמיה ותאונות הקשורות לקרח.

בדיקת בטיחות קרח

  • תמיד לבדוק עובי קרח בנקודות מרובות לפני שצעד על הקרח, השתמש במגרש קרח או בר ספד.
  • ללבוש מכשיר חיט אישי (PFD) עם מיכל הצלה ונושא כריות קרח (שניים צ'טים ידניים) כדי להעיף את עצמך אם אתה נופל.
  • לעולם אל תדגמי לבד - תמיד יש חבר חוף שיכול לקרוא לעזרה.לבסס מגע חזותי בכל עת.
  • השתמש במערכת חבל: סוף אחד קשור לעץ או לעגן נייח, השני לרתום המדגם.
  • שמור על שינוי של בגדים יבשים בתיק חסימת מים ברכב או מזחל.

פיקוח בריאותי קר-Weather Health

צפה בסימנים של hypothermia (שיווי, בלבול, תיאום גרוע) ו- cbbite (numbness, כתמים לבנים על העור) רוטט חברי צוות לתוך רכב מחומם כל 45 דקות בקור קיצוני (<-20 ° C) להבטיח כי הידיים והרגליים להישאר חם - תחושה מושרה-קרנתב יכול להוביל כלים והפסדים.

קח ערכת עץ ראשונה מוכנה ראשונה עם שמיכה תרמיה נוספת, חם יותר יד, ותרמו למשקה חם.

סליחות ודיווח על שיקולים

היתרים סביבתיים רבים ותוכניות ניטור דורשים דגימות מים להיאסף ולניתח על פי פרוטוקולים ספציפיים.תנאים של אקלים קר עשויים להצדיק סטייה, אך יש לתעד סטייה זו ולהוצדק בדו"ח הסופי.

המונחים: Standard Methods

Adhere to the Testing of Water and WastewatercioFLT (מהדורה שנייה) או מאוחר יותר) או סדרת ISO 5667 שבו ישים.עבור גופי מים מכוסים קרח, מדריך השדה הלאומי USGS ממליץ על סעיף "קרח בקרח" המאפשר שיטות גישה חלופיות אם sampling מים פתוחים הוא תמיד בלתי אפשרי.

דיווח על נתונים של Ice-Cover

בדו"ח השדה, כוללים את הפרטים הבאים: תאריך, זמן, מיקום מדויק (תאם GPS), עובי קרח, עומק שלג על קרח, אוויר וטמפרטורת מים, בין אם עמודת המים הייתה אחרת או מאומתת, ואת שיטת חדירה קרח. metadata זה אינו יקר לפירוש מגמות עונתיות ובדיקת אבטחת איכות.

דוגמה: חורף סאמבלינג באלסקה Tundra Pond

מחקר שנערך ב- 1922 על הכימיה של ת'ולית בצפון אלסקה הראה כי דגימות שנאספו באמצעות קרח עם משאבה peristaltic מחומם המיוצר פחמן אורגני מבוזר (DOC) גבוה 15% מאלה שנאספו עם מדגם ואן דורן סטנדרטי, ככל הנראה בשל ירידה של degassing.הצוות תיעד כי חימום ראש המשאבה ל-15 מעלות צלזיוס מנעה הקפאת צינורות אך לא שינה את הטמפרטורה בקו מעבר ל- 2 מעלות צלזיוס.

מסקנה

דגימת מים באקלים קר דורשת תכנון קפדני, ציוד מיוחד, ודגש חזק על בטיחות.מ קידוח דרך קרח עבה כדי לשמר תרכובות תנודתיות בטמפרטורות תת-אפס, כל צעד מציג סיכונים שיכולים להתפשר על איכות נתונים. על ידי לאחר התרגולים הטובים ביותר המפורטים כאן - החלים במיכלים מבודדים, להעריך בזהירות עובי קרח, באמצעות דגימות עומק הערכה, שמירה על מדגם QQ / Cit מדויק, צוותים מאובטחים מאובטחים מדויקים ומאובטחים יכולים לאסוף תמיכה בטוחה.

כאשר שינויי האקלים משנים את תנאי החורף ברחבי העולם, הביקוש למידע מים באיכות גבוהה יגבר רק על ידי השקעה בהכשרה נכונה, בציוד ופרוטוקולים היום מבטיח כי מידע קריטי זה נשאר אמין במשך עשרות שנים לבוא.עבור קריאה נוספת על טכניקות קשורות, להתייעץ עם תקן FLT:0AS D4447 עבור דגימת מים במים מכוסים קרח 1F1 ו- 3FIRIQIQIQILOILOILOILOILOS: LT / איכות"DILODILODILODY D44 LTILODY D44 LTILODY D44RIC D44 LTILODY D44RIC D4447 סטנדרטי ל-RECTS D44RECT LTRECT LTRIC D44RECT LT LT LT LT LT LT LT LT LT LT LT LTILOILOILOILOD