DIN 38402-24-2007 German standard methods for the examination of water waste water and sludge - General informations (group A) - Part 24 Guidance on sampling of suspended sediments.pdf

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1、Mai 2007DEUTSCHE NORM Normenausschuss Wasserwesen (NAW) im DINPreisgruppe 12DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 13.060.45!,wE“9843497www.din.deDDIN 38402-24Deutsc

2、he Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- undSchlammuntersuchung Allgemeine Angaben (Gruppe A) Teil 24: Anleitung zur Probenahme von Schwebstoffen (A 24)German standard methods for the examination of water, waste water and sludge General informations (group A) Part 24: Guidance on sampling of susp

3、ended sediments (A 24)Mthodes normalises allemandes pour lanalyse des eaux, des eaux rsiduaires et desboues Informations gnrales (groupe A) Partie 24: Lignes directrices pour lchantillonnage des sdiments en suspension (A 24)Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deG

4、esamtumfang 34 SeitenDIN 38402-24:2007-052InhaltSeiteVorwort 4Einleitung . 51 Anwendungsbereich 52 Normative Verweisungen . 63Begrife. 64 Bezeichnung . 65 Strategien und Ziele der Probenahme von Schwebstoffen 65.1 Probenahmeprogramm und -plan 65.2 Abhngigkeit des Schwebstoffgehalts vom Abfluss . 75.

5、3 Hufigkeit, Dauer und Zeitpunkt der Probenahme . 85.4 Probenahmestellen . 86 Verfahren zur Schwebstoffgewinnung 96.1 Allgemeines 96.2 Zentrifugationsverfahren 96.3 Absetzverfahren . 136.4 Filtrationsverfahren . 166.5 Anforderungen an Pumpen und Schlauchmaterial . 187 Vor-Ort-Messungen . 208 Probeni

6、dentifizierung und Protokoll 209 Transport und Lagerung von Schwebstoffproben 2010 Sicherheitsvorkehrungen . 2111 Qualittssicherung 2212 Interpretation der Daten 2312.1 Allgemeines 2312.2 Messwertstreuung, zeitabhngig 2312.3 Messwertstreuung, ortsabhngig . 2412.4 Korngrenverteilung und stoffliche Zu

7、sammensetzung 2412.5 Folgerungen fr die Interpretation der Messdaten . 24Anhang A (informativ) Beispiel fr ein Protokoll Probenahmevon Schwebstoffen mittels Durchlaufzentrifuge(modifiziert nach 5) . 26Anhang B (informativ) Beschreibung von Probenahmegerten . 27Anhang C (informativ) Erluterungen . 32

8、Literaturhinweise 34DIN 38402-24:2007-053SeiteBilderBild B.1 Schematische Darstellung einer Durchlaufzentrifuge . 27Bild B.2 Schematische Darstellung eines SedimentationsbeckensWassergtestelle Elbe . 28Bild B.3 Beispiel: Sedimentationskasten 29Bild B.4 Beispiel: Schwimmender Sammler . 30Bild B.5 Sch

9、ematische Darstellung einer Tellerfalle imgeffneten Zustand 31DIN 38402-24:2007-054VorwortDiese Norm wurde fr die Umsetzung der Richtlinie 2000/60/EG des Europi-schen Parlaments und des Rates vom 23. Oktober 2000 zur Schaffung einesOrdnungsrahmens fr Manahmen der Gemeinschaft im Bereich der Wasser-p

10、olitik1)entwickelt.Das zustndige deutsche Gremium ist der NA 119-01-03-01-01 AK Probe-nahme“ im NA 119-01-03 AA Wasseruntersuchung“ des NormenausschussesWasserwesen (NAW) im DIN.Diese Norm wurde gemeinsam mit der Wasserchemischen Gesellschaft eine Fachgruppe in der Gesellschaft Deutscher Chemiker au

11、fgestellt (sieheAnhang C).Es ist erforderlich, bei den Untersuchungen nach dieser Norm Fachleute oderFacheinrichtungen einzuschalten und bestehende Sicherheitsvorschriften zubeachten.Bei Anwendung der Norm ist im Einzelfall je nach Aufgabenstellung zu prfen,ob und inwieweit die Festlegung zustzliche

12、r Randbedingungen erforderlich ist.Zu DIN 38402 Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- undSchlammuntersuchung Allgemeine Angaben (Gruppe A)“ gehren weitereTeile. Eine bersicht der Gruppen A bis T der Deutschen Einheitsverfahren“enthlt Anhang C.1)Nachgewiesen in der DITR-Datenbank der DIN

13、Software GmbH, zu beziehen bei:Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin.DIN 38402-24:2007-055EinleitungDiese Norm trgt der wichtigen Rolle von Schwebstoffen Rechnung. UnterSchwebstoffen werden hier verstanden: hauptschlich Schluff- und Ton-Fraktio-nen ( 0,45 mm; relativ preisgnstig; fr Frachtberechnung vorte

14、ilhaft, da bei der Filtration der gelste Anteil, derbei Frachtermittlungen unter Umstnden nicht vernachlssigbar werdenkann, unmittelbar verfgbar ist; die Entnahme der Wasserproben sehr variabel gestaltet werden kann (z. B.Aufnahme von Quer- und Lngsprofilen).6.4.3 Nachteile von Filtrationsverfahren

15、Der Filter verstopft schnell; die gewonnene Schwebstoffmasse ist sehr gering, dadurch z. T. relativgroer analytischer Fehler; die Filtration dauert z. T. sehr lange (bei Vakuumfiltrationen teilweise bis zuTagen), so dass es zu Verschiebungen des ursprnglichen Gleichgewichtsvon gelst zu partikulr geb

16、unden kommen kann; da das System hinsichtlich einer Kontamination (Filter, Trocknung) relativanfllig ist, knnen schon geringe von auen eingetragene Verunreinigun-gen das Ergebnis stark beeinflussen;DIN 38402-24:2007-0518 nur bedingt fr organische Inhaltsstoffe geeignet; aufgrund der geringen Schwebs

17、toffmasse sind weitergehende Untersu-chungen, wie z. B. Korngrenanalyse, Analyse der Feinkornfraktion, nichtmglich.6.5 Anforderungen an Pumpen und SchlauchmaterialBei den meisten Sammel-Probenehmern wird das Sediment-Wasser-Gemischaus einer definierten Zone des Gewssers in den Sammel-Probenehmer ode

18、rin einen Vorlagebehlter gepumpt. Es gibt zahlreiche Pumpentypen, wie Tauch-pumpen oder peristaltische Pumpen, die fr die Probenahme zur Wasserbe-schaffenheitsuntersuchung geeignet sind. Die Beschaffenheit der Pumpenteile(Kunststoff, Metall, Polytetrafluorethen (PTFE) usw.), die mit dem Wasser in Ko

19、n-takt kommen, und der Schluche, in denen das Wasser zum Probenahmegertgefrdert wird, kann je nach Art der nachfolgend durchgefhrten chemischenUntersuchung von Bedeutung sein. Tauchpumpen sollten ber magnetischeKraftbertragung verfgen, so dass keine Schmier- und Khlmittel aus demGehuse des Elektromo

20、tors in das Flgelrad-Gehuse (und damit in die Probe)gelangen knnen.Fr Probenahmen in Gewssern knnen grundstzlich alle Pumpen eingesetztwerden, sofern keine isokinetische Probenahme gefordert ist. Nur sehr wenigePumpen sind fr eine isokinetische Probenahme geeignet. Im Allgemeinen istdies jedoch in d

21、er Praxis auch nicht erforderlich, da die Gewsserschwebstoffein vielen Flssen aus Schluff- und Tonpartikeln bestehen, die wiederum den frdie Chemie der Schwebstoffe relevanten Korngrenbereich darstellen. DieSchlauchdicke ist allerdings so zu whlen, dass die Fliegeschwindigkeit imSchlauch der mittler

22、en Fliegeschwindigkeit des Fliegewssers (etwa 1 m/s)entspricht.Bei einer tiefenintegrierenden Probenahme ist der Einsatz von Pumpen oftmalsproblematisch. Wenn das zu beprobende Gewsser einen signifikanten Anteilan grberen Partikeln ( 63 mm) mit sich fhrt, kann bei der Probenahme mitPumpen diese Frak

23、tion unterreprsentiert sein (Sand wird bei geringen Flie-geschwindigkeiten hauptschlich nahe der Sohle transportiert). Fr umweltche-mische Untersuchungen ist dies oft nicht von Bedeutung, da die chemischeAnreicherung von Feststoffen hauptschlich in der Schluff-Ton-Fraktion( 90 % erzielen.Legende1Mot

24、or2Gehuse3 Zulauf4 Separator5 AblaufBild B.1 Schematische Darstellung einer DurchlaufzentrifugeDIN 38402-24:2007-0528B.3 Sedimentationsbecken (stationr) nach dem Muster derWassergtestelle ElbeDas Sedimentationsbecken setzt eine Frderpumpe fr die Versorgung mitFlusswasser voraus. Das Becken wird desh

25、alb in der Regel in dem Gebudeeiner automatischen Messstation installiert.Das aus Acrylglas bestehende Sedimentationsbecken hnelt einem Aquariummit einem schrgen Boden. Die bliche Gre betrgt etwa (Breite Hhe Tiefe) 100 cm 100 cm 40 cm. Der Wasserstand ist auf eine feste Hhe von80 cm eingestellt. Auf

26、 der linken oberen Seite befindet sich der Wasserzulauf,der ber ein Kugelventil geregelt wird. Hier sorgt eine kleine Beruhigungskam-mer fr ein laminares Einstrmen in das Becken. Nach dem langsamen Durch-strmen des Beckens fliet das Wasser rechts oben ber eine Kante in denAblauf. Der schrge Boden un

27、d zwei seitliche Schrgen leiten das frische Sedi-ment zu dem mit einem Kugelventil abgesperrten Sediment-Ablass.Nach einer Sammelzeitspanne von vier Wochen befinden sich bei einerAbscheidungsrate von 20 % bis 40 % je nach Schwebstoffgehalt des Wassersbis zu 6 l frisches Sediment auf dem Beckenboden.

28、 Zur Probenentnahme wirddie Wasserzufuhr geschlossen und zunchst das berstehende Wasser durchden etwa 30 cm ber dem Sediment-Ablass angeordneten Hahn abgelassen.Das frische schwebstoffbrtige Sediment wird nach einer grndlichen Homo-genisierung ber den unteren Hahn entnommen.Das Sedimentationsbecken

29、arbeitet zuverlssig und mit geringem Wartungs-aufwand. Mit dieser einfachen und zuverlssigen Technik lassen sich problem-los lange Zeitreihen messen. Trenduntersuchungen derartiger Messreihenergeben geringe Irrtumswahrscheinlichkeiten.Mae in ZentimeterLegende1 Wasserzulauf2 berlauf3 Ablass fr berste

30、hendes Wasser4 Ablass fr schwebstoffbrtiges Sediment5 AbdeckungBild B.2 Schematische Darstellung eines SedimentationsbeckensWassergtestelle ElbeDIN 38402-24:2007-0529B.4 Sedimentationskasten (in situ)Sedimentationsksten sind oben abgedeckte Gefe mit Maen von etwa50 cm 30 cm 40 cm. Sie knnen entweder

31、 direkt auf der Gewssersohleaufgestellt oder an einer geeigneten Schwimm- bzw. Stnderkonstruktion indefinierten Tiefen ausgebracht werden. Durch mehrere Eintrittsffnungengelangt das Wasser in das Innere des Kastens, wo es durch mehrere senkrechtangebrachte Platten so umgelenkt wird, dass die Schwebs

32、toffe in den dadurchentstehenden Absetzrumen sedimentieren knnen. Das Wasser verlsst denSedimentationskasten durch die Austrittsffnungen. Die Gerte erfordern nurgeringe Personal- und Investitionskosten bei einem relativ hohen Wartungsauf-wand wegen der strmungsexponierten Lage im Gewsser. Durch dies

33、es Ver-fahren werden etwa 20 % bis 30 % der Schwebstoffe erfasst, eine Frachtberech-nung ist nicht mglich.Das Verfahren kann auch in modifizierter Bauweise in Messstationen eingesetztwerden 7. Den Zu- und Ablauf mit Anschlssen fr Rohr- oder Schlauchleitun-gen versehen und mit einem Teilstrom des in

34、die Messstation gefrderten Was-sers versorgen. Der Wirkungsgrad der Abscheidung liegt bei 30 % bis 60 %(n =22).BEISPIEL In Proben aus verschiedenen deutschen Flssen betrug der Anteil der im Sedimen-tationskasten abgesetzten Fraktion 20 mm(Ton,Fein-undMittelschluff)imMittel6321%(immobilen und station

35、ren Einsatz; n = 158) 7.Legende1Aufangkrbe2 Prallbleche3 Fallrohrffnungen4Grobstofe5Schwebstofe6 Sedimentationskasten mit Schwimmkrper7 Grundgewicht8 Landgewicht9 Kette bzw. Stahlseil10 FlierichtungBild B.3 Beispiel: SedimentationskastenDIN 38402-24:2007-0530B.5 Schwimmende Sammler (BISAM)Schwimmend

36、e Schwebstoffsammler sind Passivsammler, die in situ eingesetztwerden und meist ber eine Zeitspanne von mehreren Wochen kontinuierlichden Schwebstoff sammeln. Die Hohlkrper besitzen eine fischhnliche Form,wodurch sie gnstige hydraulische Eigenschaften aufweisen. Durch eine vor-dere, der Strmung entg

37、egen gerichtete ffnung von etwa 15 mm Durchmes-ser, strmt das Wasser in einen trichterfrmigen Innenraum, der als Sedimenta-tionsbecken dient. Durch die Umlenkung der horizontalen in eine kreisfrmigeFliebewegung wird die Aufenthaltszeit zum Absetzen der Schwebstoffeerhht. Die Schwebstoffe sedimentier

38、en und werden in einer am Bauch desSammlers angebrachten Probenahmeflasche aufgefangen. Das Wasser ver-lsst den Sammler am anderen Ende. Durchsatz und Abscheidegrad sind nichtgenau definiert.Die Handhabung des Gertes ist relativ einfach und erfordert in der Regel nureinen geringen Wartungsaufwand. Probleme knnen whrend der Vegetations-periode auftreten, wenn die Zulaufffnung durch pflanzliche oder tierische Bio-masse verstopft 8.Legende1 Einlass2Absetzraum3 Auslauf4 AuffangflascheBild B.4 Beispiel: Schwimmender Sammler