一、方法概要
底泥(Sediment)通常是黏土、泥沙、有機質及各種礦物的混合物,
經過長時間物理、化學及生物等作用及水體傳輸而沉積於水體底部所
形成。表面 0至15公分厚之底泥稱表層底泥 Surface sediment),
超過15公分厚之底泥稱為深層底泥(Deep sediment)(註1)。表層
底泥之採樣可使用抓取式採樣器(Grab sampler)或鑽取式採樣器(
Core sampler),深層底泥之採樣僅能使用鑽取式採樣器水器。底泥
之採樣必須依其採樣目的,以及考量底泥、污染物質和現場周圍環境
等特性而定。一般底泥之採樣可分為抓樣與混樣二種方式,抓樣係以
單一樣品代表採樣點特定深度底泥中污染物濃度分佈情形;混樣為三
個底泥樣品混合均勻後之樣品,代表該採樣點底泥中污染物之平均濃
度值。本方法特針對上述兩種不同情況,說明底泥採樣設備、材料、
採樣、樣品保存、安全方式、安全措施與品質管制等。
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二、適用範圍
本方法適用於河川、湖泊、水庫及港口等水體底泥之採樣。
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三、干擾
(一)若所採底泥要分析揮發性有機物含量時,不可使用混樣方法,以
避免發生待測物逸散而低估其含量。
(二)橋樑或碼頭如設有蛇籠或消波塊時則會影響水流及懸浮物之沉澱
。
(三)採樣器材之交互污染會造成干擾,應避免之。
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四、設備及材料
(一)採樣器材
1.採樣鏟:常用不銹鋼材質製品,或其表面具有塑膠、鐵氟龍塗
佈者。規格大型者如水泥拌合用,小型者如園藝用。如樣品僅
檢測重金屬時亦可使用塑膠材質之採樣鏟代替。
2.抓取式採樣器:
A :採樣杓─不銹鋼製(如附圖一)
B :艾克曼採泥器(Ekman dredge)市售商品,如附圖二。
C :幫能採泥器(Ponar dredge),市售商品,如附圖三。
D :同級品。
3.鑽取式採樣器或同級產品,如附圖四。
(二)樣品容器
1.廣口塑膠瓶或(厚)塑膠袋:容量1L或以上之塑膠瓶,或耐重
之塑膠袋(如至少 20cm × 40cm 可耐重10kg以上、厚度大於
0.1mm 之塑膠袋),適用檢測無機項目(如重金屬)之底泥樣
品。
2.直(廣)口玻璃瓶:容量 500 mL ,瓶蓋附鐵氟龍墊片之棕色
玻璃瓶,適用於有機污染物檢測用。如為檢測揮發性有機物項
目,則使用容積 125 mL 以下(含)之直口玻璃瓶,採樣時玻
璃瓶需裝滿底泥,不得留有空隙,瓶蓋附鐵氟龍墊片。若使用
透明玻璃瓶,則裝入樣品後需有避光的措施。
3.不銹鋼盤或塑膠盤。
4.不銹鋼勺。
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五、試劑
(一)試劑水:去離子蒸餾水或二次蒸餾水。
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六、採樣及保存
(一)採樣位置選取原則
採樣點除須考量現場採樣作業之可行性、方便性、經濟性及安全
性外,採樣位置的選取應符合以下原則 :
1.採樣地點應優先考慮能安全作業之處。
2.底泥之沉積與水流(Current) 及流量(Flow)有關,河川之
採樣應選擇流速小於0.3 m/sec ,懸浮物易沈澱的地區,如彎
道河段、河道變寬河段、河道束縮處上游河段、分叉型河段、
分流河段及支流匯入河段;水庫、湖泊、河口及港口等水體之
採樣點,應選該水域較深之處。
3.若擬採樣之附近有堤堰時或橋樑有消波塊或蛇籠保護橋墩時,
均應在其上游選取緩流處採樣
4.選取之採樣點應避開不規則物堆積如消波塊或廢棄物等。
5.採樣站應盡量避在有施工及採砂作業之處。
6.港口採樣站應盡量避開岸邊有沉積物累積之處。
(二)採樣器材選取原則
視水深及採樣目的需要,選取底泥採樣器材種類。一般使用抓取
式採樣器收集表面底泥,用以分析水平之底泥特性分佈及瞭解近
期沈積的底泥性質。鑽取式採樣器一般用在水道較深之河川及水
庫湖泊,可採取較深層之底泥,可作為分析污染的垂直分佈,及
瞭解底泥形成期間之污染特性。底泥採樣器材選取原則如下 :
1.採樣位置水體水深小於 1公尺,可涉水採樣者,使用採樣杓採
樣。
2.採樣位置水體水深介於於 1至10公尺,需利用膠筏採樣時,使
用抓取式採樣器進行採樣。
3.採樣位置水體水深大於10公尺時,需利用膠筏採樣時或其它船
隻,使用鑽取式採樣器進行採樣。
4.河川港口採樣時,水深大於10公尺時,同時遭遇強勁水流時,
應使用足夠承受強勁水流之鑽取式採樣器採樣。
(三)樣品保存及運送
檢測項目為有機污染物時,使用玻璃材質容器盛裝,而檢測無機
污染物則以塑膠材質容器盛裝。另外對於光線敏感度高的物質,
需盛裝在不透明的容器中或將容器以鋁箔紙包覆。將採好之底泥
樣品置於 4℃以下之冷藏櫃或冰箱運送,樣品送回實驗室後,放
在 4℃冰箱冷藏。若待測物為有機物時,樣品最長保存期限為 1
4 天,若待測物為無機物時,樣品最長保存期限為 6個月。
(四)採樣安全注意事項
採樣人員應該具有水上安全知識,在作業時領隊應嚴格要求隊員
遵守安全規則及緊急事件連絡的方式。有關水上安全知識及相關
安全要求如下:
1.採樣人員需穿著救生衣或備有其他救生裝備。
2.採樣人員在採樣時應有適當的防護設備保護。
3.採樣時至少要有二人同行。
4.水體流速超過 1m/sec 時,禁止涉水勉強採樣。
5.橡皮筏採樣時,應用繩索固定,以免橡皮筏流走。
6.暴雨或洪水暴漲時,應即刻停止作業,改期再執行採樣。
7.河川底泥沉積過深時,應儘量避免涉水採樣。
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七、採樣步驟
(一)抓取式採樣
1.採樣杓採樣
(1)選擇採樣位置水體水深小於 1公尺,穿著連身涉水雨褲採樣
。
(2)將採樣杓深入水底挖取底泥樣品,再將取出樣品全數倒入不
銹鋼或塑膠的淺盤內。
(3)若為混樣,則用採樣杓取三次底泥樣品,每一底泥樣品先用
肉眼觀察其外觀及顏色,若差異過大則丟棄重取。
(4)將三次底泥樣品等體積混合均勻,再裝入樣品容器內。
2.艾克曼採泥器(Ekman dredge)採樣
(1)先將連接採樣器的鋼索,固定在絞盤上。
(2)將艾克曼採泥器之抓柄先固定於卡榫上,使採樣器之抓斗呈
現開啟之狀態。
(3)將採樣器舉起,鬆開絞盤,自作業船之船緣垂直沉入水中。
(4)待採樣器沉至水體底部,將鋼索拉直,但不可將採樣器拉離
底部,再沿鋼索送出信錘,觸動卡榫使採樣器之抓斗關閉。
(5)以絞盤將採樣器緩慢拉起,置於樣品盛裝容器上,緩慢將抓
勺拉開,儘量避免樣品散落於盛裝容器外。
(6)若為混樣,則用採樣杓取三次底泥樣品,每一底泥樣品先用
肉眼觀察其外觀及顏色,若差異過大則丟棄重取。
(7)將三次底泥樣品等體積混合均勻,再裝入樣品容器內。
(二)重力鑽取式採樣:單一重力鑽取式採樣器。
1.將連接採樣器的鋼索,固定在絞盤上。
2.將重錘鎖至採樣器上。
3.打開採樣器底部的蛋形捕捉器(Eggshell core catcher) ,
將採樣管裝入採樣器內。
4.鎖緊採樣管底部的套蓋(Nose piece),並將採樣器上之活塞
固定於卡榫上,使採樣器之活塞呈現開啟之狀態。
5.舉起採樣器,鬆開絞盤,自作業船之船緣垂直將採樣器沉入水
中。
6.採樣器鑽入底質層中會有氣泡產生,待氣泡消失,沿鋼索放下
信錘,以關閉活塞。
7.關閉活塞後,利用絞盤緩慢拉回採樣器。
8.採樣器拉回後平放,打開採樣器底部的套蓋,取出採樣管,並
用橡皮塞塞住二端。採樣管需垂直放置,以使懸浮微粒沉澱及
避免破壞底質層。
9.採樣管送至樣品分樣處進行分樣及檢測作業。
10.底泥採樣器拉回時,必須將活塞緊閉,以免採樣管中的底質在
拉回的過程中流失。
11.利用塑膠管或定量滴管將底質樣品上層的水導出,樣品上層水
導出過程中,儘可能不要擾動固液界面。
12.將採樣管置於盛樣之塑膠淺盤中。
13.打開一邊的橡皮塞,利用橡皮塞控制,將採樣管內的底質樣品
送至採樣管頂部。
14.用不銹鋼片或不銹鋼刮勺切取出欲分析層的樣品至淺盤內。
15.若為混樣,則用採樣杓取三次底泥樣品,每一底泥樣品先用肉
眼觀察其外觀及顏色,若差異過大則丟棄重取。
16.將三次底泥樣品等體積混合均勻,再裝入樣品容器內。
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八、結果處理
底泥採樣進行期間,應針對底泥採樣器材及實施之作業流程保持連續
、正確、完整之記錄,記錄應至少包含下列資料:
(一)日期及天候狀況。
(二)採樣人員。
(三)採樣位置簡圖及佈點位置、採樣地點及其編號、以及相關之資料
。
(四)樣品編號。
(五)採樣器材及方法。
(六)採樣深度。
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九、品質管制
(一)樣品容器空白樣品(Bottle blanks)
此項作業是為瞭解樣品容器在清洗的過程中是否受到污染。在採
樣出發前,將本次採樣要使用的樣品容器,每 10 個樣品容器隨
機選取一個,添加試劑水,作為樣品容器空白樣品,而與所採得
之底泥樣品一起分析。
(二)採樣管空白樣品(Core tube blanks)
為瞭解鑽取式採樣管在清洗的過程中是否受到污染。採樣出發前
,將本次採樣欲使用的採樣管,每 10 個隨機選取一個,利用試
劑水沖洗採樣管內部,並收集沖洗水,與底泥樣品一起分析。
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十、精密度與準確度
略
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十一、參考資料
(一)台北翡翠水庫管理局,翡翠水庫底泥性質及對水質影響潛勢研
究(二),2002。
(二)Resources Inventory Committee, British Columbia
(Canada),Lake and Stream Bottom Sediment Sampling
Manual,1997.
(三)U.S. EPA, Sediment Sampling: SOP#:2016, 1994.
(四)U.S. EPA, Environmental Investigations Standard
Operating Procedures and Quality Assurance Manual,
2001.
(五)International Organization for Standardization, Guidan
ce on Sampling of Bottom Sediments : ISO 5667-12,1995.
註 1.依美國環保署之定義。
註 2.廢液分類處理原則(略)。
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