Monsteranalyse

Met de analyse zijn de volgende eigenschappen van de hemelwatermonsters bepaald: de chemische samenstelling en het bindingspercentage (zie Chemische samenstelling en bindingspercentage); de korrelgrootteverdeling (zie Korrelgrootteverdeling); de valsnelheid (zie Valsnelheid). Alle analyseresultaten zijn verzameld in een spreadsheet die u kunt opvragen bij Stichting RIONED. Chemische samenstelling en bindingspercentage Van de monsters is in het laboratorium de concentratie verontreinigende stoffen bepaald. In dit onderzoek gaat het om zware metalen, PAK’s en fosfor. Naast de kwaliteit van het afstromende hemelwater is de vorm waarin de verontreinigingen zich in dit water bevinden van belang. Vooral de mate waarin verontreinigingen zich binden aan de diverse fracties zwevende stof, is relevant voor de toepasbare behandelingswijzen van hemelwater.   Om de binding van verontreinigingen aan onopgeloste bestanddelen te bepalen, is de totale verontreinigingslast gesplitst in een opgeloste en een gebonden fractie. Door het watermonster door een filter van 0,45 mm te leiden, blijven de zwevende stoffen in het filter achter. Het gefilterde water bevat dan de opgeloste verontreinigingen. Het verschil tussen de totale concentratie en het opgeloste deel is dan het aandeel van de gebonden verontreiniging (deeltjes groter dan 0,45 mm).  Korrelgrootteverdeling Op de Technische Universiteit Delft is de korrelgrootteverdeling bepaald met een deeltjesteller. In de deeltjesteller worden de deeltjes langs een lichtbron geleid. De mate van lichtabsorptie wordt daarna omgerekend naar de deeltjesgrootte. Deze deeltjesteller is geschikt voor deeltjes met een grootte van 0,002 tot 0,4 mm. Bij het omrekenen van het aantal deeltjes naar een fractieverdeling is aangenomen dat alle deeltjes een gelijke vorm en eenzelfde soortelijk gewicht hebben. Valsnelheid Om de valsnelheden te berekenen, is de Sedimet-opstelling gebruikt. Dit is een proefopstelling die de TU Delft in de jaren 90 heeft ontwikkeld. Hiermee is van een monster relatief eenvoudig een bezinkcurve te bepalen1. De Sedimet bestaat uit een meetvat met een zeer nauwkeurige weegschaal die vlak boven de bodem hangt (zie figuur A). De methode is gebaseerd op het principe van Oden2. Dit principe komt verderop in dit onderdeel nader aan de orde. De proefopstelling geeft de verdeling van de valsnelheid in relatie tot het gewicht van het slib. Deze methodiek heeft een hoge afleesnauwkeurigheid (10 μg) en is geschikt om de bezinkingskarakteristieken van monsters te bepalen voor valsnelheden tussen 0,1 en 10 m/uur. Bezinken en wegen Als het monster goed gemengd is, duurt de meting minimaal 9 uur. De deeltjes gaan bezinken en het grootste gedeelte daalt op het weegschaaltje en wordt gemeten. Elk deeltje heeft een eigen valsnelheid. Hierbij registreert een computer hoeveel gewicht op het weegschaaltje neerkomt. De bezinkende deeltjes veroorzaken de gewichtstoename. Voorwaarde is wel dat alle deeltjes een grotere dichtheid hebben dan het hemelwater, zodat deze stoffen kunnen bezinken. Aannemelijk is dat bij een goede doormenging de valhoogte van de deeltjes in een bepaalde grootteklasse gelijkmatig over de hoogte van het meetvat is verdeeld. Het gewicht op het schaaltje neemt in tijdsinterval toe met de som van de gewichten van alle deeltjes die in dat tijdsinterval bezinken. Principe van Oden Het gewicht op de weegschaal op een zeker moment (Tx) bestaat enerzijds uit alle deeltjes met een valsnelheid groter dan de maximale valhoogte/Tx en anderzijds uit deeltjes met een lagere valsnelheid (het deel dat nog aan het bezinken is) (zie figuur B). Op basis van dit principe is de verdeling van de valsnelheden te bepalen door op een aantal momenten de afgeleide (raaklijn) van de gewichttoename op de weegschaal af te lezen. Aan het einde van een proef, hoort de lijn horizontaal te lo pen. Dan is al het bezinkbare materiaal bezonken. Figuur A Schematische weergave SedimetVergroot afbeelding     Figuur B Schematische weergave principe van OdenVergroot afbeelding 1 Toom A.M. den en Kranenburg C. (1992). De Sedimet, een sedimentatiebalans. Rapport no. 4-92. TuD Faculteit der Civiele Techniek, Vakgroep Waterbouwkunde, Laboratorium voor Vloeistofmechanica. 2 Oden S. (1915). Eine neue methode zur mechanischen Bodenanalyze. Internationale Mitteilungen für Bodenkunde, 5: 257-311.