DE2924130A1

DE2924130A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufsammeln von regenproben

Info

Publication number: DE2924130A1
Application number: DE19792924130
Authority: DE
Inventors: Dy Nguyen Ing Grad Van
Original assignee: Kernforschungsanlage Juelich GmbH
Current assignee: Forschungszentrum Juelich GmbH
Priority date: 1979-06-15
Filing date: 1979-06-15
Publication date: 1980-12-18

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Aufsammeln
von Regenproben Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum -Aufsammeln von Regenproben, bei dem das Regenwasser durch einen Trichter gesammelt und in einen Auffangbehälter geleitet wird sowie auf ein Regenproben-Sammelgerät.
Die gravierenden Veränderungen von biologischen Systemen durch -industrielle Verschmutzung haben die allgemeine Aufmerksamkeit auf unterschiedliche Belastungsfaktoren gelenkt und eine Uberwachungstätigkeit ins Leben gerufen, zu der auch die Kontrolle von Regenwasser insbesondere im Einflußbereich von Hüttenwerken und dergleichen gehört.
überlicherweise wird das Regenwasser insgesamt aufgefangen, nach einer gewissen Sammelperiode eingedampft und der Rückstand analysiert.
Um eine Verfälschung der Meßergebnisse durch sedimentierende Staubanteile und größere Verschmutzungen wie durch Pflanzenteile (insb. Blätter) udgl. zu vermeiden, wurde von der Anmelderin bereits ein Gerät vorgeschlagen (DE-Patentanmeldung P 28 31 840.3), bei dem das aus Aufnahmebehälter und Sammeltrichter bestehende Probennahmesystem durch einen Schutzdeckel verschlossen wird, der nur zu Regenzeiten durch eine Automatik mit Regenfühler abgehoben wird.
Bei einer anderen bekannten Anordnung zur Regenprobennahme gemäß DE-AS 1 227 260 wird im Sammeltrichter eine Filterplatte vorgesehen, deren nähere Ausgestaltung und Verwendungszweck nicht angegeben werden, jedoch kann man annehmen, daß damit ebenfalls Grobverschmutzungen abgehalten werden sollen.
Nach einem bei der Anmelderin ausgeübten Verfahren der Regenprobenüberwachung wird das innerhalb eines bestimmten Zeitraumes (wie z.B. einer Woche) aufgesammelte Wasser filtriert und dann polargraphisch auf Schadstoffanteile hin untersucht.
Die verschiedenen Untersuchungsmethoden liefern nun mehr oder minder unterschiedliche Ergebnisse, die insbesondere - wie nun erkannt wurde - die eigentlich interessierende Verschmutzung des Regenwassers nicht sauber erfassen: Beim Aufsammeln von Regenproben ohne jede Filtration gelangen auch bei zwischenzeitlicher Abdeckung des Systems beachtliche Staubmengen mit in das gesammelte Regenwasser, die den Meßwert verfälschen können. Durch Großfilter (wie Gasfilterplatten) werden zwar grobe Stäube zurückgehalten, jedoch gelangt ein nicht unerheblicher Feinanteil mit in den Sammelvorrat und beeinflußt das Meßergebnis. Die abschließende Filtration eines über längere Zeiten gesammelten Regenvorrats liefert schließlich, wie nun befunden wurde, Meßdaten, die für die Abschätzung der Schädlichkeit der gefundenen Konzentration meist nicht unbedingt bestimmend sind. Geht man davon aus, daß die für den Menschen schädliche Form der Verunreinigung von Regenwasser in dem primär im Regenwasser gelösten Anteil zu sehen ist, so muß bereits vor dem Aufsammeln der Probe eine Trennung von nichtgelösten Teilchen und wirklichem Regenwasser erfolgen, da die relativ saure Beschaffenheit des Regenwassers (mit einem pH-Wert von etwa 4) bei einem Dauerkontakt zwischen Wasser und Schmutzteilchen zu einer Auslaugung der letzteren führt, wie durch Versuche ermittelt wurde.
Die Anmelderin ist daher zu der Erkenntnis gelangt, daß eine der möglichen Umweltbelastung am besten entsprechende Regenwasserprobenahme durch unmittelbares Abtrennen der Schmutzteilchen vom Regenwasser gegeben sein dürfte, wie es beim Auftreffen des Regenwassers auf den Erdboden der Fall ist. Auch hier werden nichtgelöste Anteile an der Oberfläche verbleiben und der Luft ausgesetzt und gegebenenfalls von nachfolgenden Regentropfen ausgelaugt, während das gelöste Material in tiefere Erdschichten eindringen und wieder von Pflanzenwurzeln aufgenommen werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufsammeln von Regenproben der eingangs genannten Art ist daher d a d u r c h g e k e nn z e i c h n e t , daß das im Trichter gesammelte Regenwasser durch ein Membranfilter mit einer P~orengröße unter o,45,u geschickt wird.
Auf diese Weise werden folgende Vorteile erreicht: 1) Festanteile werden unmittelbar vom leicht sauren Regenwasser abgesondert; 2) Es erfolgt eine weitgehende Angleichung an natürliche Verhältnisse in der vorstehend skizzierten Art, wobei die auf dem Filter verbleibenden Feststoffe der Luft ausgesetzt werden und dann erneut ausgelaugt werden können; 3) Bei den Laboroperationen wird der Filtrationsschritt eingespart; 4) Durch das Membranfilter werden auch biologische Verunreinigungen wie Algen und Bakterien zurückgehalten, die den Meßwert verfälschen und zu einem "Schlechwerden" der Proben führen können.
Da die im Regenwasser zu bestimmenden Verunreinigungsmengen üb licherweise sehr gering sind, muß darauf geachtet werden, daß der Blindwert der Anordnung möglichst niedrig ist. Zu diesem Zweck sollte das (auf dem Markt SäufGd; erhältliche) Membranfilter zusätzlich gereinigt werden, wie insbesondere durch längere Aufbewahrung in superpurer Salzsäure. Vorzugsweise wird das Membranfilter vor seiner Verwendung etwa eine Woche lang in bis zu 15%iger Salzsäure aufbewahrt und dann gründlich mit 3-fach destilliertem Wasser ausgewaschen und schließlich in etwa 2%iger Salzsäure gelagert, wodurch mechanische Veränderungen der Membran vermieden werden.
Vor der Anwendung werden so gelagerte Membranfilter nochmals gründlich mit (3-fach) destilliertem Wasser gewaschen.
Zur Durchfükrung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist generell ein Sammelgerät für Regenproben mit einem abgedichtet in ein Aufnahmegefäß hineinragenden Sammeltrichter geeignet, das einen durchlässigen Filterboden mit einem aufgebrachten Membranfilter mit einer Porengröße unter o,45 p zwischen Trichterrohr und Aufnahmebehälter aufweist.
Vorzugsweise wird der Aufnahmebehälter durch den unteren Teil einer insbesondere aus Polyäthylen bestehenden Flasche gebildet, dessen obere Abdeckung als durchlässiger Stützboden für ein Membranfilter wirkt (Figur 3) oder den Ablauf einer zerlegbaren Filtrier-Nutsche mit eingespanntem Membranfilter aufnimmt (Figur 1), während der abgedichtet aufgesetzte obere Teil der Flasche eine Abdeckung für die Filteranordnung und eine Stütze für den Sammeltrichter bildet.
Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele für ein Regenproben-Sammelgerät gemäß der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben; es zeigen schematisch: Figur 1 und 2 ein Sammelgerät mit einer kommerziell verfügbaren Filtereinrichtung (die in Figur 2 detaillierter dargestellt ist); und Figur 3 eine besonders einfache Ausführungsart eines erffndungsgemäßen Sammelgerätes.
Das in Figur 1 dargestelie Regenprobensammelgerät umfaßt einen Sammeltrichter 1, dessen Trichterrohr 2 abgedichtet (bei 3) in eine Sammelflasche 4 hineinragt, deren unterer Teil einen Aufnahmebehälter 5 bildet, dessen obere Abdeckung 6 den Ablauf 7 einer kommerziell (bei der Firma Satorius unter der Bezeichnung SM16511) erhältlichen Filtriereinrichtung aufnimmt, die in Figur 2 mehr im einzelnen dargestellt ist. Diese umfaßt einen mit einem abnehmbaren Lochdeckel 9 versehenen Trichtertopf lo, an dessen konisch zulaufendes unteres Ende 11 ein nach innen vorspringender Ring 12 anschließt sowie ein mit Gewinde verseheiter Kragen 13. In den Gewindekragen 13 wird das als poröse Scheibe 14 endende Teil 15 mit Trichterrohr 16 nach Auflegen eines Membranfilters 17 eingeschraubt, wobei ein Dichtungsring 18 für eine gewisse Abdichtung zwischen den Teilen lo und 15 sorgt.
Koaxial zum Trichterrohr 16 umfaßt das Teile 15 einen mit Gewinde versehenen Kragen 19, der in eine öffnung 20 des als "Teil 5" (Figur 1) bezeichneten eigentlichen Probensammelgefäßes 21 eingeschraubt ist. Der Kragen 19 des Teils 15 umfaßt zwei Öffnungen oder Auslässe 22, über die Luft aus dem Behälter 21 entweichen kann.
Der Behater 21 hat schließlich am unteren Ende eine Ablaßöffnung 23 mit Schraube 24.
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Filtereinrichtung 8 ist in der gezeigten Form im Handel erhältlich und wurde deshalb unverändert angewandt. Für die Belange der Regenprobennahme ist jedoch selbstverständlich auch eine vertinfachte Ausführung der Filtereinrichtung anwendbar, etwa wie sie in Figur 3 dargestellt ist, nach welcher der untere Teil 25 des geteilten Regenprobenahmegefäßes (25,26) am oberen Ende eine poröse Stützplatte 27 trägt, auf die ein Filter 28 ausgelegt wird, das vom Ring 29 am Rand angepreßt wird.
Die Teile 25 und 26 können, wie dargestellt, miteinander verschraubt oder ineinander~gesteckt sein.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Verfahren zum Aufsammeln von Regenproben, bei dem das Regenwasser durch einen Trichter gesammelt und in einen Auffangbehälter geleitet wird, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das im Trichter gesammelte Regenwasser durch ein Membranfilter- mit einer Porengröße von Z o,45 P geschickt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Regenwasser durch ein Membranfilterauf i3asts von Zellulosenitrat geschickt wird, das vorangehend durch längeres Auslaugen mit Salzsäure gereinigt worden ist.
3. Verfahren nach Anspr#uch 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß ein Zellulo-senitratfilter benutzt wird, das-nach einwöchiger Lagerung in bis zu 15%iger Salzsäure mit 3-fach destilliertem Wasser ausgewaschen und in etwa 2%iger Salzsäure aufbewahrt worden ist.
4. Sammelgerät für Regenproben mit einem abgedichtet in eine Sammelflasche mit Aufnahmebehälter hineinragenden Sammeltrichter g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen durchlässigen Filterboden mit einem aufgebrachten Membranfilter t20 mit einer Porengröße unter o,45 F zwischen Trichterrohr und Aufnahmebehälter (4).
5. Sammelgerät nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Aufnahmebehälter (5) durch den unteren Teil einer insbesondere aus Polyäthylen bestehenden Sammelflasche (4) gebildet wird, dessen obere Abdeckung (6) als durchlässiger Stützboden für ein Membranfilter wirkt (Figur 3) oder den Ablauf einer zerlegbaren Filtrier-Nutsche(3) mit eingespanntem Membranfilter auf nimmt (Figur 1), während der abgedichtet aufgesetzte obere Teil der Flasche eine Abdeckung für die Filteranordnung und eine Stütze für den Sammeltrichter (1) bildet.