CZ294489B6 - Způsob určení optimálních dob odčerpávání a použití radonu k rozlišení stanovištní a podzemní vody - Google Patents
Způsob určení optimálních dob odčerpávání a použití radonu k rozlišení stanovištní a podzemní vody Download PDFInfo
- Publication number
- CZ294489B6 CZ294489B6 CZ19983647A CZ364798A CZ294489B6 CZ 294489 B6 CZ294489 B6 CZ 294489B6 CZ 19983647 A CZ19983647 A CZ 19983647A CZ 364798 A CZ364798 A CZ 364798A CZ 294489 B6 CZ294489 B6 CZ 294489B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- radon
- concentration
- groundwater
- activity
- measurement
- Prior art date
Links
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 title claims abstract description 133
- SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N radon atom Chemical compound [Rn] SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 121
- 229910052704 radon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 117
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 53
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000005086 pumping Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 title abstract 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 87
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 57
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 38
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 56
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 7
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 3
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims description 2
- 229910052699 polonium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- HZEBHPIOVYHPMT-UHFFFAOYSA-N polonium atom Chemical compound [Po] HZEBHPIOVYHPMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 claims 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 8
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 6
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 6
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 3
- HCWPIIXVSYCSAN-IGMARMGPSA-N Radium-226 Chemical compound [226Ra] HCWPIIXVSYCSAN-IGMARMGPSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XQVKLMRIZCRVPO-UHFFFAOYSA-N 4-[(2-arsonophenyl)diazenyl]-3-hydroxynaphthalene-2,7-disulfonic acid Chemical compound C12=CC=C(S(O)(=O)=O)C=C2C=C(S(O)(=O)=O)C(O)=C1N=NC1=CC=CC=C1[As](O)(O)=O XQVKLMRIZCRVPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- MASVCBBIUQRUKL-UHFFFAOYSA-N POPOP Chemical compound C=1N=C(C=2C=CC(=CC=2)C=2OC(=CN=2)C=2C=CC=CC=2)OC=1C1=CC=CC=C1 MASVCBBIUQRUKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 241000679125 Thoron Species 0.000 description 1
- 230000005262 alpha decay Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000005255 beta decay Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000005337 ground glass Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000034958 pharyngeal pumping Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000005258 radioactive decay Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005067 remediation Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 238000004457 water analysis Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air
- G01N33/0009—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment
- G01N33/0027—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector
- G01N33/0036—General constructional details of gas analysers, e.g. portable test equipment concerning the detector specially adapted to detect a particular component
- G01N33/0055—Radionuclides
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/10—Locating fluid leaks, intrusions or movements
- E21B47/11—Locating fluid leaks, intrusions or movements using tracers; using radioactivity
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/10—Locating fluid leaks, intrusions or movements
- E21B47/113—Locating fluid leaks, intrusions or movements using electrical indications; using light radiations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
- G01N1/14—Suction devices, e.g. pumps; Ejector devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
- G01N1/2226—Sampling from a closed space, e.g. food package, head space
- G01N2001/2229—Headspace sampling, i.e. vapour over liquid
- G01N2001/2232—Headspace sampling, i.e. vapour over liquid using a membrane, i.e. pervaporation
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Pathology (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Způsob určení optimálních dob odčerpávání měřicích míst podzemní vody ke stanovení časového bodu pro reprezentativní odběr vzorku spočívá v tom, že se během odčerpávání odebírají v definované vzájemné posloupnosti vzorky vody. V odebraných vzorcích se měří koncentrace aktivity radonu, přičemž dosažení v podstatě konstantě stálé koncentrace aktivity radonu oznamuje optimální časový bod pro reprezentativní odběr vzorku podzemní vody z pozorovací trubky podzemní vody. Dále je popsáno použití radonu jako přirozeného indikátoru k rozlišení stanovištní vody a podzemní vody v měřicích místech podzemní vody a/nebo z měřicích míst podzemní vody nebo k rozeznání a/nebo k lokalizaci defektů a/nebo zkratů na měřicích místech podzemní vody, přičemž se vyhodnotí koncentrace aktivity radonu a/nebo celková koncentrace aktivity.ŕ
Description
Způsob určení optimálních dob odčerpávání a použití radonu k rozlišení stanovištní a podzemní vody
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu určení optimálních dob odčerpávání měřicích míst podzemní vody ke stanovení časového bodu pro reprezentativní odběr vzorku. Vynález se dále týká použití radonu jako přirozeného „stopaře“ k rozlišení stanovištní vody a podzemní vody. Vynález je využitelný zejména při zjišťování jakosti podzemní vody.
Dosavadní stav techniky
Jak ochrana podzemní vody k získávání pitné vody, tak také přezkoušení podezřelých ploch, které mohly být v minulosti znečištěny a sanace takových lokalit, vyžadují získávání stále většího počtu vzorků podzemní vody. Aby se umožnilo zkoušení podzemní vody byly zřizovány a zřizují se pozorovací trubky podzemní vody, respektive měřicí místa podzemní vody. Současně se zjemnila analytika stanovení látek, obsažených ve vodě a spektrum jednotlivých dokazatelných látek se rozšířilo. Obojí vedlo k novým požadavkům na kvalitu zkoušky podzemní vody. Vysoké požadavky analytiky a finanční náročnost získání vzorku podzemní vody vyžadují pečlivé, z hloubky odbírané a reprezentativní odebírání vzorků. Předpokladem k tomu je správný výběr typu měřicího místa a technologie odebírání vzorků. Pro prezentaci vzorku podzemní vody je navíc rozhodující znalost optimální doby odčerpávání. Když vzorek obsahuje kvůli zvolené příliš krátké době odčerpávání větší podíly stanovištní vody z pozorovací trubky podzemní vody, může vést vyhodnocení výsledku analýzy k chybným závěrům. Naproti tomu dlouhá doba odčerpávání může přitáhnout vodní tělesa jiných horizontů, což je také nežádoucí. Správné určení dob odčerpávání pro pozorovací trubky podzemní vody není dosud zcela vyřešeným problémem.
Před každým odběrem vzorku se musí zkušební pozorovací trubka podzemní vody odčerpat, až čerpaná voda odpovídá okolní podzemní vodě a není již ovlivňována měřicím místem. Je známo, že je k tomu třeba odčerpávat až ke konstantní elektrické vodivosti, teplotě a hodnotě pH. Současně je známo, že elektrická vodivost je jen orientační veličinou. Další známé metody, jako vícenásobná výměna obsahu trubice, využívají empirických vzorců. Lze tedy shrnout, že konstanta elektrické vodivosti je obvyklým kritériem pro určení časového bodu reprezentativního odběru vzorku, ačkoli je jen málo známo o procesech, které zapříčiňují pokles elektrické vodivosti v pozorovací trubce podzemní vody. Nevýhodné u této metody je, že tato konstanta je uvažována jako nutná podmínka pro následující odběr vzorku, není ale postačující, protože elektrická vodivost může dosáhnout hodnoty prodlevy také před časovým bodem pro reprezentativní odběr vzorku. To může nastat například tehdy, když byla pozorovací trubka podzemní vody dny nebo týdny před odběrem vzorku již jednou použita k odběru vzorku. Koncentrace radioaktivity může být naproti tomu vzata v úvahu jako přípustné kritérium i tehdy, když mezi dvěma zkouškami uběhlo jen málo dní.
Kromě toho je relativní změna mezi výchozí hodnotou (stanovištní voda) a konečnou hodnotou (podzemní voda) u vodivosti zpravidla o několikanásobek menší než u koncentrace radioaktivity, což usnadňuje stanovení optimálního časového bodu pro reprezentativní odběr vzorku při použití měření koncentrace radioaktivity.
Takový způsob pro určení optimálních odčerpávacích dob z pozorovacích trubek podzemní vody ke stanovení optimálního časového bodu odběru vzorkuje znám z DE 3911366 C2, u kterého se hlídá vodivost vody a při konstantní vodivosti se provede reprezentativní odběr vzorku.
Dále je zDE42 17 263 Al známo řešení, kterým se při odběru vzorku zjišťují také plynné podíly. U tohoto řešení nejde o to, využít plyn ke stanovení časového bodu odběru vzorku, nýbrž jde o odběr vzorku plynu, přičemž tento odběr vzorku plynu je analogický odběru vzorku podzemní vody.
V publikaci HOEN ET ALL: „Radon in groundwater“ a tool to asses infíltration from surface waters to aquifers“ WATER RESOURSES RESEARCH, AUG. 1989, USA Bd. 25, Nr. 8 ISSN 0043 - 1397, str. 1795- 1803, XP 002040816 je popsán radon jako přirozený indikátor v podzemní vodě ke stanovení dob zdržení pobřežního filtrátu, tj. stanoví se doba běhu, kterou potřebuje infiltrovaná voda v řece k tomu, aby se dostala až k měřicímu místu podzemní vody. Základní idea přitom je, že na radon chudá říční voda při své cestě přivaděčem podzemní vody nabírá radon, až dosáhne nasycené koncentrace. Ke stanovení odčerpávací doby v měřicích místech podzemní vody se radon nepoužíval.
Z údajů v literatuře Health Physics, Vol. 53 (1987) S. 181 - 186 a Radioisotopes, Vol. 30 (1981) S 649 - 654 jsou známy způsoby měření radonu ve vzduchu (nenasycená zóna, půdní vzduch) prostřednictvím způsobu LSC. Zde se vzduch, obsahující radon, fouká přívodní trubkou do stojící vody, aby se rozpustil a potom se z vody zase extrahuje LCS-koktailem a může se změřit.
Cílem vynálezu je dát k dispozici způsob určení optimálních dob odčerpávání měřicích míst podzemní vody ke stanovení časového bodu pro reprezentativní odběr vzorku, který by dovoloval se srovnatelnými náklady a vysokou přesností stanovit spolehlivě a reprodukovatelně optimální časový bod odčerpávání a spolehlivě stanovit poměr podzemní vody ke stanovišti vodě ve vzorku podzemní vody a zabezpečit lokalizaci defektů.
Podstata vynálezu
Tohoto cíle se dosahuje způsobem určení optimálních dob odčerpávání měřicích míst podzemní vody ke stanovení časového bodu pro reprezentativní odběr vzorku, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že během pochodu odčerpávání se odebírají v definované vzájemné posloupnosti vzorky vody, z odebraných vzorků se měří koncentrace aktivity radonu, přičemž dosažení v podstatě konstantně stálé koncentrace aktivity radonu oznamuje optimální časový bod pro reprezentativní odběr vzorku podzemní vody z pozorovací trubky podzemní vody.
Vytčeného cíle se dosahuje také použitím radonu jako přirozeného „stopaře“ k rozlišení stanovištní vody a podzemní vody v měřicích místech podzemní vody a/nebo z měřicích míst podzemní vody nebo k rozeznání a/nebo k lokalizaci defektů a/nebo zkratů na měřicích místech podzemní vody, přičemž se vyhodnotí koncentrace aktivity radonu a/nebo celková koncentrace aktivity.
Zvláštní výhoda vynálezu spočívá v tom, že stanovení optimálních odčerpávacích dob ve vztahu k optimálnímu Časovému bodu pro odběr vzorku s velmi vysokou přesností a reprodukovatelností vyplývá z toho, že během odčerpávání se v definovaném časově navazujícím sledu odebírají vzorky vody, v odebraných vzorcích se měří koncentrace radioaktivity, a dosažení koncentrace radioaktivity v podstatě setrvávající na konstantní hodnotě signalizuje optimální časový bod pro reprezentativní odběry vzorků.
Další výhoda vynálezu spočívá v tom, že stanovení parametrů měřicích míst podzemní vody bez časového zpoždění se dosahuje tím, že se přímo ze zkoušené podzemní vody z místa měří a vyhodnocuje koncentrace radioaktivity a/nebo celková koncentrace aktivity spektrometricky a/nebo se měří a vyhodnocuje po předchozí difúzi do objemu vzduchu.
Podle výhodného provedení se dodatečně k měření koncentrace aktivity radonu měří elektrická vodivost a/nebo hodnota pH a/nebo teplota.
-2CZ 294489 B6
Podle jiného výhodného provedení se měření koncentrace aktivity radonu of line provádí tak, že se vzorek vody bez kontaktu se vzduchem čerpá do nádobky pro odběr vzorku, v nádobce pro odběr vzorku je uspořádán toluenový scintilátor, toluenový scintilátor se podvrství vzorkem vody, načež se radon třepáním nádobky pro odběr vzorku extrahuje a koktejl toluenového scintilátoru se odpipetuje, vnese do kyvety a následuje měření kyvety pro stanovení koncentrace aktivity radonu kapalinovým scintilačním spektrometrem.
Ke zvýšení počtu započítávaných impulzů, při malých koncentracích aktivity radonu po naplnění koktejlem, se provede odpipetování a plnění stejné kyvety několikrát.
Vyhodnocení správnosti výsledků měření se provede alfa/beta diskriminací.
Koncentrace radonu k časovému bodu odběru vzorku se může stanovit vícenásobným měřením s přihlédnutím k poločasu rozpadu radonu s navazující regresí.
Podle výhodného provedení se vedle měření koncentrace aktivity radonu měří také koncentrace aktivity dceřinných produktů radonu a celková koncentrace aktivity.
Měření koncentrace aktivity radonu a/nebo celkové koncentrace aktivity s výhodou probíhá „on line“.
Podle jiného výhodného provedení se koncentrace aktivity radonu a/nebo celková koncentrace aktivity stanoví a vyhodnocuje spektrometricky, případně s předchozím odplyněním a difúzí radonu a jeho dceřinných produktů do vzduchu.
Spektrometrické měření se s výhodou provádí α-spektrometrickým stanovením radonu a/nebo Po 218.
Podle dalšího výhodného provedení se do čerpaného proudu od čerpadla umístí hadice z difuzně propustné membrány ve tvaru cívky, naplněná vzduchem, do které dovnitř difunduje radon z vody, a konečně se radon, obsažený ve vzduchu měří v měřicí komůrce „on line“.
Dodatečně k měření koncentrace aktivity radonu a/nebo celkové koncentrace aktivity se ve výhodném provedení měří také parametry elektrické vodivosti a/nebo teploty a/nebo hodnoty pH.
Podle dalšího výhodného provedení se v měřicích místech podzemní vody měří charakteristické hodnoty sodnou ve vrtané díře, přičemž měření koncentrace aktivity radonu podzemní vody, obsažené ve vrtané díře probíhá „on line“ během snímání hodnot měřeného místa tak, že se do vyšetřované vody ponoří pro radon propustná hadice, radon z vody difunduje do hadice, vzduch proudící hadicí přijímá radon a koncentrace radonu ve vzduchu se potom měří v měřicí komůrce.
Podle ještě dalšího výhodného provedení se v měřicích místech podzemní vody měří charakteristické hodnoty „on-line“ v průtokové měřicí komůrce, přičemž vedle měření přirozené koncentrace aktivity radonu a/nebo celkové koncentrace aktivity, se měří také tradiční charakteristické hodnoty - elektrická vodivost, teplota a hodnota pH v čerpaném proudu čerpadla při odčerpávání měřicího místa podzemní vody, přičemž navíc se také integruje měření objemu,a měřené charakteristické hodnoty - koncentrace aktivity radonu, elektrická vodivost, teplota a hodnota pH, se měří kontinuálně a znázorňují se a dokumentují „on line“ jako funkce odčerpaného objemu pomocí příslušného software, přičemž k rozsahu funkcí náleží také vyhodnocování zaznamenaných křivek a zejména určení hodnoty prodlevy koncentrace aktivity a návrh optimálního okamžiku pro reprezentativní odběr vzorku na bázi matematického algoritmu.
Měření koncentrace aktivity radonu a/nebo celkové koncentrace aktivity se s výhodou provádí pomocí hadice z difuzně propustné membrány, naplněné vzduchem.
-3 CZ 294489 B6
Hadice může být s výhodou vytvořena ve tvaru cívky.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude blíže vysvětlen na příkladech provedení částečně znázorněných na výkresech.
Obr. 1 rozdělení koncentrace radioaktivity v pozorovací trubce podzemní vody, obr. 2 schematické znázornění nádobky na odběr vzorku s přívodní trubkou, obr. 3 diagram měřené koncentrace radioaktivity a elektrické vodivosti během pokusu s odčerpáváním s čerpadlem přímo pod povrchem podzemní vody, obr. 4 diagram měřené koncentrace radioaktivity a elektrické vodivosti během pokusu s odčerpáváním s čerpadlem v oblasti filtru.
Příklady provedení vynálezu
Jak se dá poznat z obr. 1, objevují se v oblasti pozorovací trubky podzemní vody v podzemní vodě tři různé koncentrace radioaktivity. Zrnitá struktura přiváděče podzemní vody produkuje základní aktivitu AGWL. Zabudovaný filtrační hrubý písek cizího původu a s větším průměrem zrn produkuje svou vlastní koncentraci aktivity radonu Afiitr. Naproti tomu aktivita v neprofiltrované stanovištní trubce 2 pozorovací trubky AGWBr podzemní vody je nula. Pórovým prostorem hrubého filtračního písku 1 pod jílovou zádrží 3 a filtrační trubkou la pozorovací trubky podzemní vody protéká podzemní voda s aktivitou AGWL.V závislosti na rychlosti proudění podzemní vody a na zabudovaném množství hrubého filtračního písku 1 dominuje aktivita podzemní vody také v hrubém filtračním písku 1 a ve vnitřním prostoru filtrační trubky la. V neprofiltrované stanovištní trubce (v nástavci trubky) 2 pozorovací trubky AGWBR podzemní vody se netvoří žádný radon. Aktivita vody v neprotékané stanovištní trubce 2 proto klesá, jak to odpovídá rovnici pro radioaktivní rozpad, na nulovou hodnotu:
At = Aee-Xt (1), kde
At = radioaktivita v časovém bodě t
Ae = radioaktivita v rovnováze λ = rozpadová konstanta (radioaktivní přeměny) λΚη = 0,18d~’
To znamená, když byla při odebírání vzorku čerpána podzemní voda s aktivitou AGWL může být vzhledem ke krátkému poločasu rozpadu radonu po době stání 26 dnů naměřena už jen aktivita 1 % počáteční hodnoty. Proto je radon ideálním parametrem podílu stanovištní vody ve vzorku podzemní vody. Měří-li se koncentrace radioaktivity odčerpané vody, začíná tato koncentrace u nuly a blíží se, jak to odpovídá mísícímu poměru podzemní a stanovištní vody, hodnotě prodlevy. Podle takové křivky se může přesně určit časový bod pro reprezentativní odběr vzorku jako funkce výměnných objemů pozorovací trubky podzemní vody. Při všech průzkumech chování pozorovací trubky podzemní vody při odčerpávání musí být odděleně uvažovány obě možnosti rozdílné montáže čerpadel v oblasti filtrů nebo přímo pod povrchem podzemní vody. Možná je montáž čerpadla 4 jeden metr pod horní hranou filtru, popřípadě uprostřed filtru, nebo u
-4CZ 294489 B6 hlubokých pozorovacích trubek a absenci potřebné čerpací techniky vestavění čerpadla 4 jeden metr pod povrchem podzemní vody. Průběžné filtrované pozorovací trubky podzemní vody jsou z dalších úvah vyňaty.
Radon je radioaktivní vzácný plyn a má tři izotopy s hmotovými čísly 219, 220 a 222. Jsou členy přirozených rozpadovaných řad 238Um 232Th a 235U. Rozhodující pro výskyt a rozšíření tří radioizotopů ve vodě jsou jejich poločasy rozpadu. Když jsou příliš krátké, rozpadají se izotopy na místě svého vzniku. Tak dorazí thoron (220Rn) s 56 s poločasu rozpadu a aktinon (2l9Rn) se 4 s poločasu rozpadu sotva nebo vůbec ne do pohybující se kapalné fáze. Radon 222 s poločasem 3,8 d a jeho následné produkty jsou proto hlavními zdroji přirozené zátěže zářením podzemní vody.
Radon 222 (v dalším textu označovaný jako radon) z radia 226, produktu rozpadu 238U. Následné produkty radonu jsou izotopy prvků polonium, vizmut a olovo. Rozpad radonu až k 214Po se děje třemi alfa a dvěma beta rozpady. Rovnováhy mezi radonem a jeho následnými produkty se dosáhne po cca třech hodinách. Radon vzniká zejména efekty zpětného nárazu při alfa rozpadu zpěvných a sypkých hornin nebo dorazí do kapalné fáze difúzí na povrchu zrn. Navazuje transportní difuzní proces, ohraničený krátkým poločasem rozpadu a prouděním podzemní vody (migrací). Zrnitá struktura přiváděče podzemní vody produkuje permanentně radon a předává jej do kapalné fáze. Rychlost emanace zrnitých hornin závisí vedle koncentrace předchozích izotopů radium 226 také na velikosti zrn a tvaru povrchu zrn. Koncentrace aktivity radonu podzemní vody přitom korelují se stratigrafií přiváděče podzemní vody.
V dalším má být blíže popsána nádobka 5 pro odběr vzorků, znázorněná na obr. 2, a technologie měření.
Nádobka 5 pro odběr vzorků je uspořádána tak, že při naplňování a při navazujícím transportu nemůže velmi mobilní radon uniknout. Především nesmí vzorek vody přijít do kontaktu se vzduchem. Proto se při plnění nádobky 5 realizuje převrstvení s potlačením turbulencí bez kontaktu koktejlu 14, plovoucího na vzorku 11 podzemní vody, se vzduchem. Aby se to zabezpečilo, je zaváděcí trubka 6 uspořádána v nástavci 9 ze zábrusem, přičemž nástavec 9 je opatřen také odvzdušňovací trubkou 10, přičemž odvzdušňovací trubka 6 zasahuje do nádobky 5 pro odběr vzorků až blízko nade dno 7 nádobky 5 pro odběr vzorků a konec zaváděcí trubky 6 je umístěn pod povrchem toluenového scintilátoru. Při začátku odebírání vzorku se nádobka 5 pro odběr vzorku drží šikmo takovým způsobem, že se koktejl 14 na konci zaváděcí trubky 6 shromažďuje a je tím zajištěno postačující převrstvení vtékajícího vzorku podzemní vody také při počátečních turbulencích. Objem vzorku činí v daném příkladu provedení jeden litr. Po odběru vzorku se zaváděcí trubka 6 z nádobky 5 pro odběr vzorků odstraní a nádobka 5 pro odběr vzorků se pevně uzavře zátkou z polyetylénu. Dodatečně se mezi zátkou a hrdlem 5a uspořádají těsnění z teflonu.
Kvůli mnohonásobně větší rozpustnosti radonu v koktejlu toluenového scintilátoru vzhledem k vodě, tvoří koktejl, plovoucí v úzkém hrdle 5a nádobky 5 pro odběr vzorku, bezpečnou ochranu proti ztrátám radonu při transportu vzorku.
Aby se zabránilo ztrátám radonu již při odběru vzorku a zároveň se vytvořily objektivnější podmínky odběrů vzorku, zhotovuje se nástavec 9 s odvzdušňovací trubkou 10 a zaváděcí trubka 6 ze skla se zábrusy. Koktejl 14 se dá do nádobky 5 pro odběr vzorku již před odběrem vzorku a za pomoci zaváděcí trubky 6 se podvrství vzorkem 11 podzemní vody. Při použití ponorného vodního čerpadla 4 se vzorek 11 podzemní vody vede obtokem a polyetylénovou hadičkou 12 a při použití membránových čerpadel se vzorek 11 podzemní vody přivede přímým napojením polyetylénové hadičky 12 přes hadicovou spojku 13 bez kontaktu se vzduchem přímo zaváděcí trubkou 6 pod koktejl 14. K ochraně skleněné zaváděcí trubky 6 před poškozeními se může nasadit druhé hadicové spojení takovým způsobem, že zaváděcí trubka 6 zůstane pevně spojena kouskem hadičky přes hadicovou spojku 13 a napojení a oddělení polyetylénové hadice 12 se
-5CZ 294489 B6 provede přes druhou hadicovou spojku. Odběr vzorku se tak děje se snížením turbulencí a bez bublin.
Vzorek vody, získaný ve vodě ponořeným motorovým čerpadlem se dopraví obtokem a zaváděcí trubkou bez kontaktu se vzduchem do měřicí nádobky 5 o objemu 1 litr. V této měřicí nádobce 5 je umístěno 20 ml toluenového scintilátoru (koktejl, toluenový scintilátor firmy Packard, 5 g PPO a 0,1 g POPOP na litr toluenu), který se podvrství vzorkem podzemní vody. V laboratoři se radon extrahuje třepáním měřicí nádobky 5 a odpipetovaný koktejl se dá do ampulek. Měření ampulek se provádělo na scintilačním kapalinovém spektrometru TRICARB 2550 TR/AB firmy Packard. K zhodnocení správnosti výsledků měření se může přibrat alfa/beta rozlišování. Koncentrace radonu v časovém bodě odebrání vzorku se přepočte regresí z vícenásobných měření nádobky. Koncentrace radonu zjištěné ve scintilačním kapalinovém spektrometru se vyjadřují vcpm counts per minuté).
K měření elektrické vodivosti a popřípadě hodnoty pH a teploty se nasadí měřicí sondy a průtočná měřicí komůrka. Čerpaný proud podzemní vody se rozděluje přes obtok do dvou dílčích proudů pro získání vzorků podzemní vody a pro propláchnutí průtočné měřicí komůrky. Během odběru vzorku nedocházelo k žádnému škrcení čerpaného proudu, protože koncentrace aktivity radonu je nezávislá na čerpaného proudu.
V dalším budou blíže vysvětleny dva pokusy odčerpávání. Dvě zkoumané pozorovací trubky podzemní vody byly montážně stejné. Měly průměr 114 mm (4,5) při průměru vrtání 330 mm (13) a byly vybudovány s 1 m dlouhým filtrem, vinutým z ušlechtilé oceli. Velikost zrn hrubého filtračního písku činila 2 až 8 nm, poréznost byla předpokládána 0,25. Výměnným objemem se v dalším rozumí objem pozorovací trubky včetně prostoru pórů náplně hrubého filtračního písku. Při pokusu A bylo čerpadlo 4 vestavěno jeden metr pod hladinou podzemní vody (montážní hloubka 6 m) do pozorovací trubky podzemní vody s vodním sloupcem s výškou 39 m, stojícím až k dolní hraně filtru. Filtrační náplň měla mocnost 5,5 m. Při konstantní rychlosti čerpání 1,75 m3/h byl odebrán vždy v odstupu každých tří minut jeden vzorek ke stanovení koncentrace aktivity radonu. Současně byla každou minutu zaznamenána elektrická vodivost. Pokus trval 120 minut (obr. 3).
Při pokusu B bylo čerpadlo instalováno ve filtrační oblasti druhé pozorovací trubky podzemní vody (hloubka vestavění 48 m, vodná sloupec, stojící až ke spodní hraně filtru 43 m). Náplň hrubého písku měla mocnost 6,5 m, výkon čerpadla činil 1,73 m3/h. Odebírání vzorků se provádělo jako u pokusu A po dobu trvání pokusu, což bylo 50 min. (Obr. 4).
Vyhodnocení ukázalo, že u pokusu A celková stanovištní voda v pozorovací trubce podzemní vody a ve filtračním hrubém písku musela být před reprezentativním odběrem vzorku vyměněna. Koncentrace aktivity radonu začala podle očekávání u nuly a stoupala až k hodnotě prodlevy 5180cpm/l (obr. 3). Tato křivka je spolehlivou mírou pro poměr stanovištní vody k podzemní vodě v daném místě. Reprezentativní vzorek podzemní vody mohl být odebrán již při hodnotě 1,2 výměnného objemu. Vzestup elektrické vodivosti se projevil zřetelně před vzestupem koncentrace radioaktivity.
U pokusu B došlo bezprostředně po zapnutí čerpadla k čerpání podzemní vody. Z koncentrace radioaktivity mohl být stanoven ve vzorku přímo poměr podzemní vody ke stanovištní vodě. Podle něho obsahoval již první vzorek 82 % podzemní vody. Příměs stanovištní vody se u tohoto uspořádání přesto projevovala v delším časovém úseku, který je normován vzhledem k vyměňovanému objemu (zde fiktivní početní veličina) při hodnotě 1,0 umožňuje reprezentativní odběr (prodleva koncentrace aktivity radonu u 4470 cpm/1). Vodivost ukázala u tohoto uspořádání jen malý přírůstek 30 pS/cm až k hodnotě prodlevy 525 pS/cm.
Za pomoci koncentrace aktivity radonu mohl být spolehlivě určen časový bod pro reprezentativní odběr vzorku pro pozorovací trubku podzemní vody se zabudovaným čerpadlem 4 přímo pod
-6CZ 294489 B6 hladinou podzemní vody a pro druhou pozorovací trubku podzemní vody se zabudovaným čerpadlem 4 v oblasti filtru. Přitom byla relativní změna amplitudy koncentrace aktivity radonu v obou pokusech třikrát větší než změna amplitudy elektrické vodivosti (100 % k 32 % při pokusu A a 18 % k 6 % při pokusu B).
Měření aktivity radonu během odčerpávání dovoluje spolehlivé stanovení poměru podzemní vody ke stanovištní vodě ve vzorku podzemní vody. Příčinou je rychlý rozpad radonu ve stanovištní vodě pozorovací trubky podzemní vody na základě jeho krátkého poločasu rozpadu ve spojení se stálou emanací radonu v kostře zrn přiváděče podzemní vody. Tím vzniká možnost obecně prozkoumávat chování pozorovacích trubek podzemní vody při odčerpávání, a to pro libovolné případy možného zabudování čerpadel.
Navíc se může koncentrace aktivity radonu využít k určení objektivně specifických odčerpávacích dob pro pozorovací trubky podzemní vody. To se ukazuje jako vhodné pro případy, ve kterých nepanuje jasnost o přesné odčerpávací době a kde se přikládá obzvláštní význam výsledku analýzy vody, například jako důkazu pro úspěšné provedení nákladných ozdravných opatření. Bylo by možno si také představit použití koncentrace aktivity radonu pro pozorovací trubky podzemní vody mezistání měřicích sítí, kde je třeba vysokého stupně reprezentativnosti, a aby náklad a užitek byly ve vynikajícím vzájemném poměru. Také při hodnocení funkční způsobilosti starých pozorovacích trubek podzemní vody může být výhodné použití koncentrace aktivity radonu. Filtry starších pozorovacích trubek podzemní vody se zaokrovávají, což omezuje hydraulickou funkční způsobilost. Filtry již podzemní voda neproudí, nebo proudí jen málo. Ke zhodnocení hydraulické funkční způsobilosti starých pozorovacích trubek se může odebrat zkušební vzorek z oblasti filtru. Je-li koncentrace aktivity radonu nulová, neprotéká již filtrem podzemní voda. Provede-li se po odebrání zkušebního vzorku pokus s odčerpáváním a měří se koncentrace aktivity radonu během pokusu s odčerpáváním, může se z poměru koncentrací aktivity radonu zkušebního vzorku k hodnotě prodlevy pokusu udělat závěr o průtočnosti filtru.
Ve variaci vynálezu je možné, že místo koncentrace aktivity radonu se měří celková koncentrace aktivity, přičemž koncentrace aktivity radonu dodává velký přínos k celkové koncentraci aktivity a ostatní nuklidy s delšími poločasy rozpadu způsob neruší. Také je možné provádět měření koncentrace aktivity radonu „on line“.
Pro praxi má stanovení časového bodu odběru vzorku měřením „on line“ rozhodující význam. Při odpovídajících úvahách o praktické použitelnosti způsobu se musí zohlednit, že vlastně nejde o kvantitativní stanovení koncentrace aktivity radonu, ale že pro navrhovaný způsob stačí určení celkové koncentrace aktivity podzemní vody. To je založeno na tom, že radon způsobuje hlavní díl této aktivity a stále stejná aktivita pozadí nuklidů s delšími poločasy rozpadu způsob neruší. Z toho vyplývají dvě možnosti pro měření „on line“ k určení odčerpávacího objemu z měřicích míst podzemní vody:
a) Přímé měření radonu a jeho krátkodobých dceřinných produktů
Krátkodobé dceřinné produkty radonu 222 jsou radionuklidy Po 218, Pb 214, Bi 214, a Po 214, jak je patrno z tabulky 1.
-7CZ 294489 B6
Tab. 1: Souhrn podstatných radiačně fyzikálních vlastností Rn 222 a produktů rozpadu Rn 220
| Izotop | Ti/2 | Záření | a-energie [MeV] | γ-energie [MeV] |
| Ra-226 | 1602 a | α,γ | 4,78 (94,3 %) 4,69 (5,7 %) | 0,186 (3,3%) |
| Rn-222 | 3,82 d | a | 5,49(100%) | |
| Po-218 | 3,05 min | a | 6,00 (100 %) | |
| Pb-214 | 26,8 min | β,γ | — | 0,295 (19 %) 0,352 (36 %) |
| Bi-214 | 19,7 min | β,γ | - | 0,609 (47 %) |
| 1,120(15 %) | ||||
| Po-214 | 164 ms | a | 7,68 (100 %) | |
| Pb-210 | 22,3 a | β | - | 0,0465 (4,06 %) |
| Ra-224 | 3,66 d | a | 5,46 (6 %) 5,68 (94 %) | 0,241 (3,9 %) |
| Rn-220 | 55 s | a | 6,29 (100 %) | |
| Po-216 | 0,15 s | a | 6,78(100%) | |
| Pb-212 | 10,6 h | β,γ | — | 0,239 (47 %) 0,300 (3,2 %) |
| Bi-212 | 60,6 min | a, β,γ | 6,05 (25 %) 6,09 (10 %) | 0,727(11,8%) 1,620 (2,8 %) |
| Po-212 | 304 ns | a | 8,78 (100 %) | |
| Tl-208 | 3,1 min | β,γ | 0,511 (23 %) 0,583 (86 %) 0,860(12%) 2,614(100%) |
Když byl radon z vody extrahován a tím oddělen od dceřinných produktů, určuje v podstatě dceřinný nuklid s nejdelším poločasem rozpadu (Pb 214 s Ify = 26,8 min.) dobu k dosažení obnovené radioaktivní rovnováhy po čtyřech poločasech rozpadu, tj. asi po dvou hodinách. Rychlé měření radonu je možné prostřednictvím alfaspektrometrického stanovení radonu a polonina 218 (Tl/2 = 3,1 min.), protože rovnováha mezi Rn 222 a Po 218 se ustaví již po asi 12 min. Jiná možnost spočívá vtom, vestavět do čerpaného proudu čerpadla hadici ve formě cívky z difuzně prostupné membrány, naplněnou vzduchem. Radon difunduje z vody stěnou hadice do vzduchu a může se změřit „on line“ v malé měřicí komůrce (např. Lucasově komůrce) (SURBECK, 1996). Zde je také uveden příklad pro měření radonu „on line“ v potrubní vodě s časovým zrušením po 30 min. Další zkrácení měřicí doby na 1 min, závisí na tom, zda je dosažitelná přesnost ještě i pak dostatečná pro navržený způsob pro stanovení odčerpávacích dob.
b) Měření celkové koncentrace aktivity
Zde existuje možnost využít již existujících měřicích přístrojů a měřicích principů.
Ke stanovení charakteristických hodnot „on line“ se navrhuje nová průtoková měřicí komůrka, která vedle měření přirozené koncentrace aktivity radonu zachytí také průtok a tradiční charakteristické veličiny - elektrickou vodivost, teplotu a hodnotu pH. Všechny charakteristické hodnoty se dokumentují „on line“ jako funkce odčerpaného objemu pomocí příslušného softwarového programu. Vyhodnocení zaznamenaných křivek a zejména určení hodnot prodlevy všech charakteristických parametrů a návrh optimálního časového bodu pro reprezentativní odběr vzorku náleží také k funkcím tohoto softwaru. S takovou průtokovou komůrkou se mohou odběry
-8CZ 294489 B6 vzorků z měřicích míst podzemní vody objektivizovat, zvýšit reprezentativnost a zároveň snížit odčerpávací doby, což snižuje náklady na odběr vzorků.
Další navržené zařízení je sonda ve vrtané díře k měření charakteristických hodnot v měřicích místech podzemní vody.
Klidné proudění podzemní vody se často idealizuje předpokladem DUPUIT, který naznačuje, že proudění celkovou mohutností přiváděče podzemní vody probíhá horizontálně. Reálná proudění podzemní vody vykazují naproti tomu vertikální složky proudění, které jsou vyvolávány malými tlakovými rozdíly v řádu centimetrů. Tím nabývají velkého významu funkčně způsobilá měřicí místa podzemní vody pro reprezentativní odběr vzorků, orientovaný na hloubku. Když je měřicí místo podzemní vody defektní, je v něm proudění mezi filtrem a defektním místem pomalé (zkratové proudění). Pro 101 mm (4) trubku při tlakovém rozdílu jen 1 cm na 10 m je vertikální proudění trubkou měřicího místa 100 000 x větší než horizontální proudění v přiváděči podzemní vody. Rozeznat defektní měřicí místa podzemní vody má proto zvláštní význam pro reprezentativní odběr vzorků.
Jako způsob k přímému měření zkratového proudění jsou známa měření rychlosti toku, která jsou použitelná při dostatečně velkých rychlostech proudění. Pro menší rychlosti proudění se používá televizní kamera do vrtané díry (optické pátrání po mechanických poškozeních) a teplotního měření, která však nevedou vždy k žádaným výsledkům. Proto se pro lokalizaci přístupových míst k vodě navrhuje nová sonda do vrtané díry ve vrtání s trubkou na bázi přirozené koncentrace aktivity radonu podzemní vody.
Koncentrace aktivity radonu je ve stanovištní vodě měřicího místa podzemní vody blízká nule, protože radon se svým krátkým poločasem rozpadu 3,8 dní se v krátké době rozpadne. Vstupní místa podzemní vody do měřicího místa s defektními nátrubky, spojkami nebo roztrženými trubkami se dají i při malých rychlostech proudění rozpoznat podle přítomnosti radonu 222 ve stanovištní vodě měřicího místa. Je-li na měřicím místě zaznamenán radon 222, mohou být lokalizovány vstupní místo, směr proudění a vždy podle rychlosti proudění také výstupní místo podzemní vody (radon 222 je citlivý na podzemní vodu až 15 dní po vstupu do měřicího místa). Tato metoda může být použita ve vrtech s trubkami k lokalizaci zkratových proudění defektními spojkami, popř. nátrubky, netěsnými trubkami, funkčně nezpůsobilými ucpávkami nebo ve vícekrát profiltrovaných měřicích místech, a je také vhodná k lokalizaci přístupů k vodě ve vrtech s trubkami. Shora navržená sonda do vrtané díry měří koncentraci aktivity radonu ve stanovištní vodě měřicího místa během aplikace „on line“.
K tomu účelu se například ponoří hadice propustná pro radon, např. ve tvaru cívky, do zkoumané vody. Z vody do hadice, kterou prochází vzduch, difunduje radon, jehož koncentrace se potom může měřit „on line“ v měřicí komůrce (např. v Lucasově komůrce).
Existuje také možnost integrovat koncentraci aktivity radonu jako nového parametru do obvyklých průtokových měřicích komůrek. Taková průtoková měřicí komůrka je způsobilá měřit vedle koncentrace aktivity radonu také obvyklé okamžité parametry- vodivost, teplotu, a hodnotu pH a navíc realizovat induktivní průtokové měření. Při využití mikroelektronických prvků se mohou všechny informace ukládat do paměti, opticky znázorňovat „on line“, protokolovat a především je možné reprodukovatelně zjišťovat ze stoupání všech křivek optimální odčerpávací dobu.
Vynález není omezen na zde popsané příklady provedení. Spíše je možno vhodnou kombinací uvedených prostředků a znaků realizovat další varianty provedení bez opuštění rámce vynálezu.
Claims (17)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob určení optimálních dob odčerpávání měřicích míst podzemní vody ke stanovení časového bodu pro reprezentativní odběr vzorku, vyznačující se tím, že během pochodu odčerpávání se odebírají v definované vzájemné posloupnosti vzorky vody, z odebraných vzorků se měří koncentrace aktivity radonu, přičemž dosažení v podstatě konstantně stálé koncentrace aktivity radonu oznamuje optimální časový bod pro reprezentativní odběr vzorku podzemní vody z pozorovací trubky podzemní vody.
- 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dodatečně kměření koncentrace aktivity radonu se měří elektrická vodivost a/nebo hodnota pH a/nebo teplota.
- 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že měření koncentrace aktivity radonu „of line“ se provádí tak, že se vzorek vody bez kontaktu se vzduchem čerpá do nádobky pro odběr vzorku, v nádobce pro odběr vzorku je uspořádán toluenový scintilátor, toluenový scintilátor se podvrství vzorkem vody, načež se radon třepáním nádobky pro odběr vzorku extrahuje a koktejl toluenového scintilátoru se odpipetuje, vnese do kyvety a následuje měření kyvety pro stanovení koncentrace aktivity radonu kapalinovým scintilačním spektrometrem.
- 4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že ke zvýšení počtu započítávaných impulzů při malých koncentracích aktivity radonu po naplnění koktejlem, se provede odpipetování a plnění stejné kyvety několikrát.
- 5. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že zhodnocení správnosti výsledků měření se provede alfa/beta diskriminací.
- 6. Způsob podle nároku 1 nebo 3, vy z n a č u j í c í se t í m , že koncentrace radonu k časovému bodu odběru vzorku se stanoví vícenásobným měřením s přihlédnutím k poločasu rozpadu radonu s navazující regresí.
- 7. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že vedle měření koncentrace aktivity radonu se měří také koncentrace aktivity dceřinných produktů radonu a celková koncentrace aktivity.
- 8. Způsob podle jednoho z nároku 1 nebo 7, vyznačující se tím, že měření koncentrace aktivity radonu a/nebo celkové koncentrace aktivity probíhá „on line“.
- 9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že koncentrace aktivity radonu a/nebo celková koncentrace aktivity se stanoví a vyhodnocuje spektrometricky, případně s předchozím odplyněním a difúzí radonu a jeho dceřinných produktů do vzduchu.
- 10. Způsob podle nároku 9, v y z n a č u j í c í se t í m , že spektrometrické měření se provádí α-spektrometrickým stanovením radonu a/nebo polonia Po 218.
- 11. Způsob podle nároku 9, vyznač u j í cí se tí m , že do čerpaného proudu od čerpadla se umístí hadice z difuzně propustné membrány ve tvaru cívky, naplněná vzduchem, do které dovnitř difunduje radon z vody, a konečně se radon, obsažený ve vzduchu měří v měřicí komůrce „on line“.
- 12. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že dodatečně k měření koncentrace aktivity radonu a/nebo celkové koncentrace aktivity se měří parametry elektrické vodivosti a/nebo teploty a/nebo hodnoty pH.-10CZ 294489 B6
- 13. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že v měřicích místech podzemní vody se charakteristické hodnoty měří sondou ve vrtané díře, přičemž měření koncentrace aktivity radonu podzemní vody, obsažené ve vrtané díře probíhá „on line“ během snímání hodnot měřeného místa tak, že se do vyšetřované vody ponoří pro radon propustná hadice, radon z vody difunduje do hadice, vzduch proudící hadicí přijímá radon a koncentrace radonu ve vzduchu se potom měří v měřicí komůrce.
- 14. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že v měřicích místech podzemní vody se charakteristické hodnoty měří „on-line“ v průtokové měřicí komůrce, přičemž vedle měření přirozené koncentrace aktivity radonu a/nebo celkové koncentrace aktivity se měří také elektrická vodivost, teplota a hodnota pH v čerpaném proudu při odčerpávání měřicího místa podzemní vody, přičemž navíc se také integruje měření objemu, a měřené charakteristické hodnoty - koncentrace aktivity radonu, elektrická vodivost, teplota a hodnota pH se měří kontinuálně a znázorňují se a dokumentují „on line“ jako funkce odčerpaného objemu pomocí příslušného programu, přičemž k rozsahu funkcí náleží také vyhodnocování zaznamenaných křivek a zejména určení hodnoty prodlevy koncentrace aktivity a návrh optimálního okamžiku pro reprezentativní odběr vzorku na bázi matematického algoritmu.
- 15. Způsob podle nároku 14, vyznačující se tím, že měření koncentrace aktivity radonu a/nebo celkové koncentrace aktivity se provádí pomocí hadice zdifuzně propustné membrány, naplněné vzduchem.
- 16. Způsob podle nároku 15, vyznačující se tím, že hadice je vytvořena ve tvaru cívky.
- 17. Použití radonu jako přirozeného indikátoru k rozlišení stanovištní vody a podzemní vody v měřicích místech podzemní vody a/nebo z měřicích míst podzemní vody nebo k rozeznání a/nebo k lokalizaci defektů a/nebo zkratů na měřicích místech podzemní vody, přičemž se vyhodnotí koncentrace aktivity radonu a/nebo celková koncentrace aktivity.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19621158A DE19621158C1 (de) | 1996-05-14 | 1996-05-14 | Verfahren zur Bestimmung der optimalen Abpumpzeiten von Grundwasserbeobachtungsrohren |
| DE19711110 | 1997-03-06 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ364798A3 CZ364798A3 (cs) | 1999-06-16 |
| CZ294489B6 true CZ294489B6 (cs) | 2005-01-12 |
Family
ID=26026044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ19983647A CZ294489B6 (cs) | 1996-05-14 | 1997-05-14 | Způsob určení optimálních dob odčerpávání a použití radonu k rozlišení stanovištní a podzemní vody |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6232598B1 (cs) |
| EP (1) | EP0901625B1 (cs) |
| AT (1) | ATE246354T1 (cs) |
| AU (1) | AU2954197A (cs) |
| CA (1) | CA2254792C (cs) |
| CZ (1) | CZ294489B6 (cs) |
| DE (1) | DE19780447C1 (cs) |
| HU (1) | HUP9901318A3 (cs) |
| PL (1) | PL191617B1 (cs) |
| SK (1) | SK285033B6 (cs) |
| WO (1) | WO1997043637A1 (cs) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10010558B4 (de) * | 2000-03-08 | 2008-02-21 | Ufz-Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen und schnellen Erfassung von Änderungen der Konzentration von in ständig neu zugeführtem Wasser gelöstem Radon-Gas |
| US6847033B2 (en) | 1998-11-13 | 2005-01-25 | Ufz Umweltforschungszentrum Leipzing-Halle Gmbh | Method and device for quickly and continually detecting changes in the concentration of radon gas that is dissolved in water |
| US7196786B2 (en) * | 2003-05-06 | 2007-03-27 | Baker Hughes Incorporated | Method and apparatus for a tunable diode laser spectrometer for analysis of hydrocarbon samples |
| US8074487B2 (en) * | 2009-03-05 | 2011-12-13 | Durridge Company Inc. | Method of calibrating an apparatus for measuring radon and/or its progeny in an air sample |
| US20110153392A1 (en) * | 2009-12-22 | 2011-06-23 | Pallad Steven T | Systems and methods for scheduling a periodic collection of environmental samples |
| US10324224B2 (en) * | 2010-09-02 | 2019-06-18 | Baker Huges, A Ge Company, Llc | Elemental concentration determination using neutron-induced activation gamma radiation |
| CN102830417B (zh) * | 2012-08-30 | 2014-12-10 | 衡阳师范学院 | 利用218Po、214Po总计数闭环式测量氡析出率的方法 |
| US10208585B2 (en) | 2015-08-11 | 2019-02-19 | Intrasen, LLC | Groundwater monitoring system and method |
| US10288534B1 (en) * | 2018-05-01 | 2019-05-14 | Frederick Matthew Thyng | Method of fluid sampling and device thereof |
| CN109001790A (zh) * | 2018-09-19 | 2018-12-14 | 衡阳师范学院 | 一种连续式水氡测量装置及方法 |
| JP7265510B2 (ja) | 2020-08-24 | 2023-04-26 | 三菱重工業株式会社 | サンプリング装置及びサンプリング方法 |
| CN113109535B (zh) * | 2021-04-15 | 2023-04-14 | 天津市地质研究和海洋地质中心 | 一种洲滩地下水和地表水取样装置及相互作用监测方法 |
| CN113625328A (zh) * | 2021-07-27 | 2021-11-09 | 衡阳师范学院 | 冒泡法测量水氡浓度的装置及方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4844839A (en) * | 1984-09-04 | 1989-07-04 | Manchak Frank | In situ treatment and analysis of wastes |
| DD282770A5 (de) * | 1985-02-15 | 1990-09-19 | Freiberg Bergakademie | Verfahren zur ermittlung der grundwasserneubildung in lockergesteinen |
| DE3911366A1 (de) * | 1989-04-07 | 1990-10-11 | Grundfos Int | Verfahren und vorrichtung zur probennahme an einer grundwassermessstelle |
| DE4217236C2 (de) * | 1992-05-20 | 1996-10-31 | Stuckenbrock Medizintechnik Gm | Platten-Schrauben-Implantat |
| DE4217263C2 (de) * | 1992-05-25 | 1994-05-19 | Umwelt Control Luenen Gmbh | Verfahren zum Ziehen von Bodenporengasproben |
| JPH07117599B2 (ja) * | 1993-05-13 | 1995-12-18 | 株式会社日さく | 地下水の短距離追跡法 |
| DE19621158C1 (de) * | 1996-05-14 | 1997-09-11 | Ufz Leipzighalle Gmbh | Verfahren zur Bestimmung der optimalen Abpumpzeiten von Grundwasserbeobachtungsrohren |
| US5744730A (en) * | 1997-02-14 | 1998-04-28 | Ballard; John H. | Subsurface in-situ radon gas detection/penetrometer system |
| US6021664A (en) * | 1998-01-29 | 2000-02-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Interior | Automated groundwater monitoring system and method |
-
1997
- 1997-05-14 DE DE19780447A patent/DE19780447C1/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-05-14 AT AT97923885T patent/ATE246354T1/de not_active IP Right Cessation
- 1997-05-14 PL PL329879A patent/PL191617B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1997-05-14 CZ CZ19983647A patent/CZ294489B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1997-05-14 SK SK1473-98A patent/SK285033B6/sk unknown
- 1997-05-14 HU HU9901318A patent/HUP9901318A3/hu unknown
- 1997-05-14 WO PCT/EP1997/002450 patent/WO1997043637A1/de active IP Right Grant
- 1997-05-14 EP EP97923885A patent/EP0901625B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-05-14 CA CA002254792A patent/CA2254792C/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-05-14 AU AU29541/97A patent/AU2954197A/en not_active Abandoned
- 1997-05-14 US US09/180,706 patent/US6232598B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-03-15 US US09/809,679 patent/US6498341B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ364798A3 (cs) | 1999-06-16 |
| EP0901625B1 (de) | 2003-07-30 |
| PL329879A1 (en) | 1999-04-12 |
| EP0901625A1 (de) | 1999-03-17 |
| CA2254792A1 (en) | 1997-11-20 |
| PL191617B1 (pl) | 2006-06-30 |
| SK147398A3 (en) | 1999-06-11 |
| WO1997043637A1 (de) | 1997-11-20 |
| DE19780447C1 (de) | 2001-06-28 |
| HUP9901318A3 (en) | 2002-11-28 |
| HUP9901318A2 (hu) | 1999-08-30 |
| AU2954197A (en) | 1997-12-05 |
| US6498341B2 (en) | 2002-12-24 |
| SK285033B6 (sk) | 2006-05-04 |
| US20010019106A1 (en) | 2001-09-06 |
| ATE246354T1 (de) | 2003-08-15 |
| CA2254792C (en) | 2002-09-17 |
| US6232598B1 (en) | 2001-05-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Schubert et al. | On-site determination of the radon concentration in water samples: methodical background and results from laboratory studies and a field-scale test | |
| US5010776A (en) | Environmental contamination detection and analyzing system and method | |
| Lamb et al. | Genetic damage in a population of slider turtles (Trachemys scripta) inhabiting a radioactive reservoir | |
| Freyer et al. | Sampling and measurement of radon-222 in water | |
| CZ294489B6 (cs) | Způsob určení optimálních dob odčerpávání a použití radonu k rozlišení stanovištní a podzemní vody | |
| Benischke | Advances in the methodology and application of tracing in karst aquifers | |
| Brenner et al. | Inputs of dissolved and particulate 226 Ra to lakes and implications for 210 Pb dating recent sediments | |
| JPH11295435A (ja) | 地下水中のラドン濃度計測方法及び計測システム | |
| Bem et al. | A fast method for the simultaneous determination of soil radon (222Rn) and thoron (220Rn) concentrations by liquid scintillation counting | |
| Kitto et al. | Direct comparison of three methods for the determination of radon in well water | |
| Li et al. | Further refinements of a continuous radon monitor for surface ocean water measurements | |
| KR101205412B1 (ko) | 관정 지하수 라돈 가스 현장 측정을 위한 이동식 라돈 측정 장치 | |
| Kinner et al. | Effects of sampling technique, storage, cocktails, sources of variation, and extraction on the liquid scintillation technique for radon in water | |
| Darling et al. | Testing tritium-helium groundwater dating in the Chalk aquifer of the Berkshire Downs, UK | |
| HAMADA | Analysis of the interaction between surface water and groundwater using Radon-222 | |
| DE19621158C1 (de) | Verfahren zur Bestimmung der optimalen Abpumpzeiten von Grundwasserbeobachtungsrohren | |
| Saadi et al. | Setting up a continuous monitor for the control of temporal variability of 222Rn in groundwater: Application to samples from Tadla Basin, Morocco | |
| Iovine et al. | Radon (222Rn) levels in thermal waters of the geothermally active Campi Flegrei volcanic caldera (southern Italy): a framework study using a RAD7 radon detector | |
| CN109188498A (zh) | 开环式部分积分测量水中镭浓度的装置及方法 | |
| Harte et al. | Determination of representative uranium and selenium concentrations from groundwater, 2016, Homestake Mining Company Superfund site, Milan, New Mexico | |
| Reddy et al. | Search for correlation between radon and high-yield borewells in granitic terrain | |
| Lucchetti et al. | Testing the radon-in-water probe set-up for the measurement of radon in water bodies | |
| Boergesson et al. | Mechanical interaction buffer/backfill. Finite element calculations of the upward swelling of the buffer against both dry and saturated backfill | |
| Lee et al. | A continuous radon monitoring system for integration into the climate change observation network | |
| Schnegg et al. | A new borehole fluorometer for double tracer tests |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20060514 |