Nytt provtagningssystem för att mäta föroreningar i vatten

Ett nytt passivt provtagarsystem som är enkelt, billigt och robust har utvecklats inom ett avhandlingsarbete vid institutionen för Vatten Miljö Transport på Chalmers och som en del av ett EU projekt. Provtagaren ger ett medelvärde över tid för låga halter av metaller, men också för organiska föroreningar. Systemet följer förändringar i koncentrationen under provtagningstiden om koncentrationsväxlingarna inte är alltför snabba.

– Systemet kommer förhoppningsvis att öka möjligheterna för att billigt och enkelt ta prover i många vattenmiljöer med resultat som ger god information om vattnets kvalitet, säger Lena Björklund Blom.

Mänsklig aktivitet utsätter vattenmiljöer för många olika ämnen t.ex. olika föroreningar. För att få reda på vattnens innehåll av föroreningar och om föroreningarna har toxiska effekter på biologiskt liv tas vattenprov. Vattenprovtagning sker idag ofta genom stickprovstagning, antingen genom att ett slumpmässigt prov tas eller genom automatiserad stickprovstagning där man kan styra provtagningen med avseende på flöde eller tid. Man kan också använda biologiska metoder med t.ex. musslor. Både stickprovstagning och biologisk provtagning har begränsningar och svårigheter, vid stickprovstagning kan man t.ex. lätt missa en koncentrationstopp och en förändring av provet kan ske vid transporten till laboratoriet. Biologisk provtagning är mycket tidskrävande och det finns svårigheter att reproducera resultaten i olika vatten.

Den nya passiva provtagaren består av två membran i en vattentät provtagarkropp. Det membran som är i kontakt med vattnet är poröst och genomsläppligt för metaller, medan det andra membranet binder metaller. En koncentrationsskillnad bildas mellan vattnet och det uppsamlande membranet. Denna koncentrationsskillnad är den drivande kraften och leder till transport genom membranet. Efter exponering transporteras provtagaren till ett laboratorium för analys. Analysen sker antingen genom att man först lösa ut innehållet i membranet i vatten eller genom direkt analys av membranet med en lasermetod.

Inom avhandlingsarbetet har bland annat yttre påverkan av metallupptaget vid olika flödesförhållanden och vid påväxt av t ex alger på provtagaren studerats. Stilla flöden ger en långsammare diffusion. Biologisk påväxt på den passiva provtagaren kan begränsas om det yttersta porösa membranet beläggs med en film av en polymer. Endast lösta metalljoner och metalljoner bundna till små organiska kolloider passerar igenom det polymerbelagda membranet. Metaller som samlas i passiva provtagare har visats motsvara metallhalten vid automatisk stickprovstagning i dagvatten. För att förbättra känsligheten vid snabba koncentrationsförändringar för provtagning med den passiva provtagaren kan ett tunnare poröst membran användas eller så kan det uppsamlande membranet beläggas med ett polymerskikt direkt.

Avhandlingen ”A Passive Sampling System for Monitoring Metals in the Aquatic Environment” försvaras vid en offentlig disputation den 1:a mars kl 10.00 i sal VG, Sven Hultins gata 6, Chalmers tekniska högskola, Göteborg.

Mer information
Lena Björklund Blom, Vatten Miljö Transport, Chalmers, tel: 031-772 2124,
e-post: lena.bjorklund@wet.chalmers.se