نمونه برداری از مواد زائد
۱- نمونه برداری از مواد زائد
نمونه برداری عبارت است از جمع آوری فیزیکی بخشی از کل مواد زائد، به نحوی که از لحاظ آماری به عنوان نماینده ویژگی های میانگین کل توده مواد زائد محسوب گردد. بنابراین، نمونه جمع آوری شده باید به گونه ای جمع آوری و جابجا شود که شکل فیزیکی و ترکیب اولیه آن حفظ شود و از آلودگی یا تغییر غلظت پارامترهای مورد آنالیز نیز جلوگیری گردد. این کار می تواند تنها با انتخاب روش نمونه برداری، تکنیک مناسب و همچنین استفاده از تجهیزات و وسایل مناسب نمونه برداری انجام شود. دستیابی به داده های معنی دار از نمونه ها در گرو آن است که نمونه ها مشخص کننده ویژگی های میانگین کل مواد زائد جامدی باشند که جمع آوری گردیده اند. همچنین، دستیابی به داده های معنی دار در گرو حفظ ویژگی های فیزیکی و شیمیایی نمونه های مواد زائد جامد و آزمایش آنها بر اساس روش کنترل کیفی مناسب و دستور کار معتبر است. روشها و تکنیک های بکار گرفته شده جهت نمونه برداری می تواند بر اساس تفاوت در ویژگی های مواد زائد جامد و روشهای مختلف ذخیره سازی و مدیریت آن متفاوت باشد. معمولاً نمونه های مواد زائد جامد از مخازن، بشکه ها، توده ها و یا از انواع تجهیزات پردازش و حمل و نقل مانند تسمه نقاله ها جمع آوری می شوند.
در هر حال مهمترین نکته ای که باید مدنظر قرار گیرد آن است که نمونه باید نشان دهنده ویژگی های اصلی مواد زائدجامد باشد. نمونه برداری باید بر اساس یک برنامه یا پروتکل خاص انجام گیرد تا از برداشت نمونه های واقعی به تعداد کافی و با فراوانی مناسب و حداقل کاهش یا تجزیه در نمونه های برداشت شده اطمینان کامل حاصل شود. برنامه نمونه برداری که پیش از آغاز عملیات نمونه برداری تهیه می شود، بایستی نحوه دستیابی به هدف، محل نمونه برداری، تعداد نمونه ها، تعداد دفعات نمونه برداری و مقدار نمونه و سایر موارد مرتبط با نمونه برداری را پوشش دهد. همچنین، برنامه نمونه برداری بایستی دربرگیرنده استفاده صحیح از تعاریف، تعداد و فراوانی نمونه برداری، روشهای رفع آلودگی و شیوه های جابجایی باشد. روشهای نمونه برداری بر اساس مایع، جامد، نیمه جامد و یا لجن بودن مواد زائد متفاوت خواهد بود. نمونه های چندگانه معمولاً در شرایطی برداشته می شوند که تعیین میانگین های آماری لازم باشد.
۲- نحوه برداشت نمونه
ابتدا نوع نمونه گیری بر اساس قابلیت اجرا، مزایا و معایب مرتبط با آن جهت برداشت نمونه از توده مواد زائد جمع آوریتعیین می گردد. نمونه های مرکب به تعداد زیاد یا تقسیم نمونه های مرکب به چند نمونه جهت تکرار اندازه گیری پیشنهاد می شود. توده کردن مواد زائد موجود و سپس چهار قسمت کردن، آن روش مؤثری برای یکنواخت شدن نمونه های برداشت شده محسوب می گردد. نمونه به درون یک مخروط ریخته می شود و سپس بالای آن صاف و به چهار قسمت تقسیم می شود. این کار تا زمان رسیدن به حجم یا وزن موزرد نظر ادامه می یابد. استفاده از شکاف دهنده خمیده، یک روش متداول دیگر برای نمونه برداری از مواد زائد می باشد. مواد زائد در شکاف این وسیله قرار می گیرند و به خارج توده کشیده می شوند. با این روش می توان مواد ریز موجود در توده زباله را نیز نمونه برداری کرد.
شکل ۱ – Riffle Splitter
شکل ۲ – Riffle Splitter
۳- برخی تجهیزات برداشت نمونه
برخی از وسایل مورد استفاده در نمونه برداری از مواد زائد جامد به شرح زیل می باشد:
۱-۳ نمونه بردار رباینده
رباینده دو لوله شکاف دار هم مرکز دارد که معمولاً از استیل ضدزنگ یا برنز ساخته می شود. یک سر لوله خارجی تیز و مخروطی است که برای باز و بسته شدن نمونه بردار چرخانده می شود. رباینده برای نمونه برداری از دانه های خشک یا مواد زائد پودر شده ای استفاده می شود که قطری کمتر از یک سوم عرض شکاف های رباینده داشته باشند. نمونه هایی از آن در شکل ۱ و ۲ آمده است این وسیله را می توان از فروشگاه های لوازم آزمایشگاهی تهیه نمود.
۲-۳- نمونه بردار آزماینده
آزماینده لوله ای است که برش طولی خورده است و نوک تیزی دارد که به نمونه بردار اجازه می دهد تا چسبندگی جامدات را کاهش دهد و مواد به هم چسبیده را نرم کند. آزماینده برای جمع آوری نمونه های مرطوب یا جامدات چسبناکی استفاده می شود که قطری کمتر از نصف قطر آزماینده دارند. برخی از انواع آزماینده ها می توانند بصورت آماده از فروشگاه های لوازم آزمایشگاهی و یراق فروشی ها تهیه شوند و یا در ابعاد لازم ساخته شوند. شکل این نمونه بردار در ذیل آمده است.
شکل ۳ – Trier Sampler
شکل ۴ – Trier Sampler
۳-۳- مته
مته پره های مارپیچی تیز دارد که به یک محور سخت فلزی مرکزی متصل شده است. مته از مواد زائد یا خاک های سخت و فشرده نمونه برداری می کند. مته ها می توانند از یراق فروشی ها و فروشگاه های لوازم آزمایشگاهی خریداری شود.
۴-۳- سرتاس و بیلچه
سرتاس و بیلچه برای جمع آوری مواد جامد اعم از گرانول ها و پودرهای موجود از مخازن، ظروف کم عمق و تسمه نقاله ها استفاده می شود. بیلچه در یراق فروشی ها و فروشگاه های لوازم آزمایشگاهی موجود است.
۴- نگهداری و انتقال نمونه ها
انتخاب ظروف مناسب، نگهداری و انتقال صحیح نمونه ها نقش مؤثری در طراحی استراتژی های نمونه برداری دارد. مهمترین عواملی که بایستی هنگام انتخاب ظروف به منظور نمونه برداری از مواد زائد خطرناک در نظر گرفته می شود شامل سازگاری با ویژگی های فیزیکی و شیمیایی ماده زائد، هزینه پایین و مقاومت در برابر شکستگی است. عملیات یکنواخت سازی (مثلاً جمع آوری نمونه های مرکب) نبایستی بر روی نمونه هایی انجام گیرد که برای آنالیز مواد آلی فرار و نیمه فرار جمع آوری گردیده اند، زیرا اختلاط مکانیکی سطح بیشتری از مواد زائد را در برابر هوا قرار میدهد و در نتیجه مقدار فرارسازی اینگونه مواد را افزایش خواهد داد.
همچنین، موارد زیر بایستی در نگهداری و انتقال نمونه ها مورد توجه قرار گیرد:
- استفاده از ظروف دهانه گشاد به انتقال راحت تر نمونه ها از وسایل نمونه برداری به سایر ظروف مورد نظر کمک می کند. همچنین، ظروف بایستی به اندازه کافی بزرگ باشند تا حجم مورد نظر از نمونه را دربرگیرند. ظروف جمع آوری و ذخیره نمونه های مواد زائد خطرناک معمولاً از جنس شیشه انتخاب می شوند.
- پلاستیک هایی که معمولاً برای ساخت این ظروف استفاده می شوند شامل پلی اتیلن با دانسیته بالا یا پلی اتیلن رشته ای معمولی، پلی پروپیلن، پلی کربنات، تفلون یا پلی پروپیلن اتیلن فلوئورینه (PEF)، پلی وینیل کلراید (PVC) یا پلی متیل پنتن می باشند. به دلیل خنثی بودن شیمیایی و مقاومت در برابر شکستگی، ظروف تفلون تقریباً در سراسر جهان استفاده می شود. با این وجود، هزینه بالا می تواند کاربرد تفلون را تا حدودی محدود سازد. از سوی دیگر، پلی اتیلن رشته ای معمولاً بهترین ترکیب از لحاظ مقاومت شیمیایی و کم هزینه بودن برای آنالیز پارامترهای غیر آلی نمونه ها محسوب می گردد.
- ظروف شیشه ای در برابر اغلب مواد شیمیایی حالت خنثی داشته و می توانند برای جمع آوری و ذخیره سازی تقریباً کلیه نمونه های مواد زائد خطرناک، به غیر از مواد حاوی قلیای قوی و اسید هیدروفلوئوریک، استفاده شوند. ظروف شیشه ای بوروسیلیکات نظیر پیرکس و کورکس، نسبت به انواع شیشه های دیگر حالت خنثی تری داشته و در برابر شکستگی مقاومتر هستند. اما باید توجه داشت که این نوع شیشه گران بوده و همواره به راحتی در دسترس نمی باشند.
- در مجموع ظروف شیشه ای یا PEF بایستی برای آنالیز ترکیبات آلی نمونه های مواد زائد استفاده شوند.
- ظروف نمونه برداری بایستی درپوش پیچی محکم داشته باشند. در پیچی بطری های پلاستیکی معمولاً همجنس بطری ساخته می شود.
- اگر آنالیز ترکیبات فرار نمونه ها مدنظر می باشد، نمونه ها بایستی در ظروفی ذخیره شوند که در برابر هوا نفوذناپذیر باشند.
- در هر حالت ظروف مناسب با درپوش مناسب بایستی برای ذخیره سازی و انتقال نمونه ها استفاده شود.
- نمونه های حاوی ترکیبات آلی حساس به نور باید در بطری های شیشه ای کهربایی رنگ با درپوش مناسب ذخیره شوند.
- نمونه های یک ماتریکس مایع یا جامد، که برای آنالیز مواد آلی تهیه می شوند، بایستی در بطری های شیشه ای با در مناسب یا درپوش پوشش دار ذخیره گردند.
- اصولاً یک کیلوگرم نمونه مواد زائد جامد برای آنالیز جامع و کامل کافی می باشد.
- اگر نمونه به شکل لجن یا گل مانند است، مقدار جامدات در نمونه جمع آوری شده باید حداقل یک کیلوگرم باشد.
- پارامترهای مهم نظیر pH و سولفیدها هم باید در نمونه تثبیت گردیده و مورد اندازه گیری قرار گیرد.
- بر اساس نوع پارامترهایی که بایستی آنالیز شوند، مواد نگهدارنده مناسب در محل نمونه برداری به نمونه افزوده شود.
- هر نمونه بایستی بصورت صحیح و با ذکر مشخصات کامل برچسب گذاری شود و فرم درخواست آنالیز نمونه بایستی به همراه مجموعه نمونه ها به آزمایشگاه ارسال گردد.
- نمونه های غیر مایع (نظیر جامدات، رسوبات، لجن ها) در جای خنک و نمونه های مایع برای آنالیز مواد آلی غیر فرار در دمای تعیین شده در دستورالعمل های مربوطه نگهداری شود.
- نمونه ها باید در کمترین زمان ممکن به آزمایشگاه انتقال داده شوند. اگر این شرایط امکان پذیر نمی باشند، دقت کافی در حفظ نمونه نظیر ذخیره سازی در دمای تعیین شده در زمان انتقال انجام گیرد.
- جمع آوری، نگهداری و جابجایی نمونه مواد زائد حاوی سولفید و سیانید یا ترکیبات آنها و یا مشکوک به دارا بودن این ترکیبات بایستی با حداقل امکان ورود هوا به نمونه ها انجام گیرد.
- بطری نمونه باید به استثنای همه فضای دهانه کاملاً پر شده و درب آن بسته شود. نمونه ها تا آغاز آزمایشات در جایی خنک و تاریک نگهداری گردند.
- پیشنهاد می گردد نمونه های مواد زائد سیانیدی هرچه زودتر آزمایش شوند. هر چند آنها را می توان با تنظیم pH تا ۱۲ بوسیله ماده قلیایی قوی برای مدت محدودی نگهداری نمود، اما این کار موجب ترقیق نمونه، افزایش قدرت یونی و احتمالاً تغییر سایر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی مواد زائد گردد که می تواند بر میزان انتشار اسید هیدروسیانیک تأثیرگذار باشد.
مشخصات منبع مورد استفاده:
[restrict level=1]
نام کتاب: روشهای آنالیز مواد زائد جامد
مؤلفان: مهندس مریم خدادادی، مهندس محمد حسین ساقی، دکتر محمدتقی صمدی
ناشر: انتشارات خانیران
نوبت چاپ: دوم
تاریخ نشر: پاییز ۱۳۹۲
صفحات مورد استفاده: ۱۴ تا ۱۹ (فصل اول)
[/restrict]