בדיקות קרקע ומים: מזהמים, מתכות, VOC, SVOC ו-TPH

בדיקות מעבדה של קרקע ומים הן כלי מרכזי בחקירות סביבתיות, ניטור, פרויקטי תשתית, בדיקת אתרים, טיפול בזיהומים ובקרה על פעילות תעשייתית.

אולם המונח "בדיקת קרקע" או "בדיקת מים" אינו מתאר בדיקה אחת.

דוגמה סביבתית יכולה להיבדק לעשרות ואף מאות חומרים שונים, החל ממתכות ויסודות ועד תרכובות אורגניות נדיפות, פחמימנים, חומרי הדברה ומזהמים מתקדמים כגון PFAS.

לכן השלב הראשון בפרויקט סביבתי אינו שליחת הדוגמה למעבדה, אלא הגדרה נכונה של השאלה:

מה מחפשים, באיזו מטריצה, באיזו שיטה ובאילו גבולות דיווח?

למה מבצעים בדיקות קרקע ומים?

בדיקות סביבתיות עשויות להתבצע כחלק ממגוון רחב של פרויקטים:

• חקירת קרקע

• ניטור מי תהום

• בדיקת חשד לזיהום

• פעילות תעשייתית

• פרויקטי בנייה ותשתיות

• שיקום אתרים

• בדיקת שפכים

• ניטור סביבתי תקופתי

• הערכת השפעה סביבתית

• בדיקות בעקבות דליפה או אירוע

• בדיקות לצורך עמידה בדרישה רגולטורית או מפרט

• בדיקות לפני פינוי, טיפול או שימוש בקרקע

מטרת הפרויקט משפיעה על תוכנית הדיגום, רשימת האנליטים, שיטות הבדיקה וגבולות הדיווח.

מה ההבדל בין בדיקת קרקע לבדיקת מים?

קרקע ומים הן מטריצות שונות מאוד מבחינה אנליטית.

קרקע עשויה להכיל:

• חומר אורגני

• מינרלים

• לחות

• שמנים

• חלקיקים

• מזהמים ברמות שונות

מים, לעומת זאת, יכולים לכלול מי שתייה, מי תהום, מים עיליים, שפכים, מי תהליך ומטריצות נוספות.

לכן אותה תרכובת יכולה לדרוש תהליך הכנת דוגמה ושיטת עבודה שונים בהתאם למטריצה.

לא נכון להניח שבדיקה הזמינה למים מתאימה באופן אוטומטי גם לקרקע.

אילו מזהמים ניתן לבדוק?

קיימות קבוצות רבות של מזהמים סביבתיים.

בין המרכזיות ניתן למצוא:

מתכות ויסודות
כגון עופרת, קדמיום, ארסן, כספית, כרום, ניקל ויסודות נוספים.

VOC
תרכובות אורגניות נדיפות.

SVOC
תרכובות אורגניות נדיפות למחצה.

TPH
Total Petroleum Hydrocarbons.

PAH
Polycyclic Aromatic Hydrocarbons.

PCB
Polychlorinated Biphenyls.

חומרי הדברה
Pesticides ותרכובות הקשורות לשימוש חקלאי או תעשייתי.

PFAS
משפחה רחבה של חומרים פלואורואלקיליים ופוליפלואורואלקיליים.

בנוסף ניתן לבצע מגוון רחב של אנליזות נוספות בהתאם להיסטוריית האתר ולמטרת החקירה.

מהן בדיקות VOC?

VOC הוא קיצור של:

Volatile Organic Compounds

מדובר בקבוצה רחבה של תרכובות אורגניות נדיפות.

חומרים אלה יכולים להיות קשורים לדלקים, ממסים, תהליכים תעשייתיים ומקורות אחרים.

דוגמאות לתרכובות שניתן לפגוש בפאנלים שונים כוללות:

• Benzene

• Toluene

• Ethylbenzene

• Xylenes

• Trichloroethylene

• Tetrachloroethylene

• Vinyl Chloride

• תרכובות נדיפות נוספות

הרשימה המדויקת תלויה בשיטה ובפרויקט.

BTEX

אחת מקבוצות החומרים המוכרות בתחום היא BTEX:

• Benzene

• Toluene

• Ethylbenzene

• Xylenes

חומרים אלה קשורים בין היתר למוצרי דלק ונבדקים לעיתים בפרויקטים שבהם קיים חשד לזיהום שמקורו בדלקים או במוצרים פטרוכימיים.

גם כאן, לא מספיק לבקש "BTEX".

צריך להגדיר מטריצה, שיטה וגבולות דיווח.

כיצד בודקים VOC?

שיטות שונות יכולות לשמש לניתוח VOC בהתאם למטריצה ולדרישה.

לדוגמה, במתודולוגיות של EPA SW-846 קיימות שיטות כגון EPA 8260D, המבוססת על Gas Chromatography/Mass Spectrometry לניתוח תרכובות אורגניות נדיפות.

תהליך הכנת הדוגמה עשוי להשתנות בין מים, קרקע ומטריצות אחרות.

בגלל נדיפות החומרים, גם שלב הדיגום חשוב במיוחד.

טיפול לא נכון בדוגמה עלול לגרום לאובדן של חלק מהאנליטים עוד לפני שהדוגמה מגיעה למעבדה.

מהן בדיקות SVOC?

SVOC הוא קיצור של:

Semivolatile Organic Compounds

אלה תרכובות אורגניות בעלות מאפייני נדיפות שונים מ-VOC.

הקבוצה יכולה לכלול מגוון רחב של חומרים, כגון:

• PAHs

• Phenols

• Phthalates

• תרכובות אורגניות נוספות

אחת המתודולוגיות הנפוצות בעולם היא EPA 8270E, המשתמשת ב-GC/MS לניתוח תרכובות אורגניות נדיפות למחצה.

גם כאן נדרש בדרך כלל שלב מתאים של הכנת דוגמה או מיצוי לפני האנליזה.

מה הם PAHs?

PAHs הם:

Polycyclic Aromatic Hydrocarbons

קבוצה של תרכובות אורגניות שיכולות להיווצר, בין היתר, בתהליכי בעירה ולהימצא במקורות זיהום שונים.

בפרויקטים סביבתיים ניתן לבדוק PAHs בקרקע, מים, משקעים ומטריצות אחרות בהתאם לשיטה ולמטרת הפרויקט.

הפאנל צריך להיות מוגדר מראש בהתאם לדרישה.

מהי בדיקת TPH?

TPH הוא קיצור של:

Total Petroleum Hydrocarbons

המונח מתייחס למדידה של פחמימנים שמקורם במוצרי נפט.

בדיקות TPH רלוונטיות במיוחד באתרים שבהם קיים חשד לזיהום כתוצאה מ:

• דלקים

• סולר

• שמנים

• אחסון דלק

• תחנות תדלוק

• תעשייה

• דליפות

• פעילות מכנית

חשוב להבין ש-TPH אינו חומר יחיד.

מדובר במדד או בקבוצות פחמימנים המוגדרות בהתאם לשיטת הבדיקה.

לכן שתי בדיקות המכונות "TPH" אינן בהכרח זהות.

TPH לפי Fractions

בחלק מהשיטות ניתן לדווח את הפחמימנים לפי טווחים או Fractions.

לדוגמה, פחמימנים קלים וכבדים יכולים להיות מופרדים לטווחים שונים בהתאם לשיטה.

החלוקה חשובה משום שמוצרים פטרוכימיים שונים מכילים התפלגות שונה של פחמימנים.

לכן כאשר מקבלים דרישה ל-TPH חשוב לקבל את השיטה או את הגדרת ה-Fractions ולא להסתפק בשם הכללי.

בדיקות מתכות בקרקע ובמים

מתכות ויסודות הם קבוצה מרכזית נוספת בבדיקות סביבתיות.

בהתאם לפרויקט ניתן לבדוק, בין היתר:

• Arsenic

• Lead

• Cadmium

• Mercury

• Chromium

• Nickel

• Copper

• Zinc

• Selenium

• Barium

• יסודות נוספים

הפאנל משתנה בהתאם למקור החשד, למטריצה ולדרישה הרלוונטית.

ICP-MS ו-ICP-OES

שתי טכנולוגיות מרכזיות בתחום ניתוח יסודות הן:

ICP-MS - Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry

ו:

ICP-OES - Inductively Coupled Plasma Optical Emission Spectrometry

ICP-MS מאפשרת יכולת מדידה רגישה מאוד עבור מגוון רחב של יסודות.

ICP-OES משמשת גם היא באופן נרחב לניתוח יסודות, כאשר התאמת הטכנולוגיה תלויה ברמות הריכוז, במטריצה ובדרישות הפרויקט.

אין צורך לבחור מכשיר רק לפי השם שלו.

הפרמטר החשוב הוא האם השיטה מספקת את הביצועים הנדרשים עבור הדוגמה והמטרה.

Total Metals לעומת Dissolved Metals

בבדיקות מים חשוב להגדיר האם נדרשת בדיקת מתכות כוללת או מומסת.

Total / Total Recoverable Metals ו-Dissolved Metals אינם בהכרח אותו דבר.

בדיקת Dissolved Metals יכולה לכלול שלב סינון מוגדר, בעוד בדיקה אחרת עשויה להתייחס גם לחלקיקים הנמצאים בדוגמה.

לכן יש להגדיר את הדרישה עוד בשלב הדיגום.

ומה לגבי Chromium VI?

גם כאשר מבקשים "Chromium", חשוב להבין האם נדרשת מדידת כרום כולל או Speciation של צורה מסוימת.

Hexavalent Chromium - Cr(VI) אינו זהה לבדיקת Total Chromium.

אם הפרויקט דורש Cr(VI), יש להגדיר זאת במפורש ולפעול בהתאם לדרישות הדיגום, השימור והשיטה המתאימות.

זהו דוגמה טובה לכך ששם היסוד לבדו אינו תמיד מספיק כדי להגדיר את הבדיקה.

בדיקות PCB

PCB הוא קיצור של:

Polychlorinated Biphenyls

אלה תרכובות אורגניות ששימשו בעבר ביישומים תעשייתיים שונים ויכולות להישאר בסביבה לאורך זמן.

בדיקות PCB עשויות להיות רלוונטיות בקרקע, משקעים, שמנים ומטריצות אחרות בהתאם להיסטוריית האתר ולמטרת החקירה.

גם בתחום זה קיימות גישות שונות לדיווח, למשל Congeners או קבוצות אחרות בהתאם לשיטה.

בדיקות חומרי הדברה

קרקע ומים יכולים להיבדק גם לשאריות חומרי הדברה.

הפאנל עשוי לכלול מספר גדול של חומרים, ולכן חשוב להגדיר:

• אילו חומרים מחפשים

• מהי מטרת הבדיקה

• מהי המטריצה

• מהו ה-LOQ הנדרש

• האם קיימת רשימה רגולטורית מוגדרת

בהתאם לחומרים ניתן להשתמש בטכנולוגיות כגון GC-MS/MS או LC-MS/MS.

PFAS בקרקע ובמים

PFAS הפכו לקבוצה משמעותית בתחום האנליזה הסביבתית.

מדובר במשפחה רחבה מאוד של תרכובות, ולכן "PFAS Test" אינו מתאר בהכרח פאנל אחיד.

יש להגדיר:

• רשימת אנליטים

• מספר התרכובות

• מטריצה

• שיטה

• גבולות כימות

• דרישות דיגום

במטריצות סביבתיות שונות ניתן להשתמש, בהתאם לפרויקט ולדרישה, בשיטות ייעודיות כגון EPA Method 1633A ושיטות אחרות.

למה היסטוריית האתר חשובה?

לפני שמחליטים אילו בדיקות לבצע, כדאי להבין מה התרחש באתר.

לדוגמה:

תחנת דלק
עשויה להוביל לבחינת TPH, BTEX ומזהמים נוספים בהתאם לחקירה.

מפעל מתכת
עשוי להוביל לבחינת יסודות ומתכות מסוימים.

פעילות עם ממסים
עשויה להצדיק בדיקות VOC או SVOC.

אתר שבו נעשה שימוש בקצפי כיבוי מסוימים
עשוי להצדיק בחינת PFAS.

שטח חקלאי
עשוי להוביל לבחינת חומרי הדברה בהתאם להיסטוריית השימוש.

זו הסיבה שתוכנית בדיקות סביבתית טובה מבוססת על מידע ולא רק על "פאנל סטנדרטי".

הדיגום הוא חלק מהבדיקה

גם המעבדה הטובה ביותר אינה יכולה לתקן בהכרח דוגמה שנאספה בצורה שאינה מתאימה.

בדיגום סביבתי יש משמעות ל:

• מיקום הדגימה

• עומק

• כלי הדיגום

• סוג המיכל

• נפח או משקל הדוגמה

• חומרי שימור

• טמפרטורת אחסון

• זמן עד להגעה למעבדה

• Holding Time

• מניעת זיהום צולב

• תיעוד ושרשרת אחזקה

הדרישות משתנות בהתאם לאנליט ולשיטה.

למה VOC דורשים תשומת לב מיוחדת בדיגום?

תרכובות VOC נדיפות מטבען.

פתיחה ממושכת של המיכל, העברת הדוגמה בין כלים או טיפול שאינו מתאים עלולים להשפיע על הריכוז שנמדד.

לכן דוגמאות VOC צריכות להיאסף ולטופל בהתאם לפרוטוקול המתאים.

כאשר מדובר בקרקע, המעבדה עשויה לדרוש כלי דיגום או שימור ייעודיים.

מהו Chain of Custody?

Chain of Custody, או COC, הוא מסמך מרכזי בפרויקטים סביבתיים רבים.

הוא מתעד את הדוגמאות ואת המידע הנדרש להעברתן למעבדה.

המסמך יכול לכלול:

• מזהה דוגמה

• תאריך ושעת דיגום

• סוג המטריצה

• מיקום

• הבדיקות המבוקשות

• פרטי הדוגם

• מידע על שימור

• העברת הדוגמאות בין גורמים

בפרויקטים שבהם חשובה עקיבות מלאה, COC מסודר הוא חלק משמעותי מתהליך העבודה.

Field Blanks, Trip Blanks ו-QC Samples

בהתאם לפרויקט ולשיטה, ניתן להשתמש בדוגמאות בקרת איכות שונות.

Field Blank
יכול לסייע בזיהוי זיהום שהוכנס במהלך עבודת השטח.

Trip Blank
נפוץ במיוחד בהקשרים מסוימים של VOC ויכול לסייע בבחינת זיהום במהלך ההובלה.

Duplicate
דוגמה כפולה המשמשת להערכת שונות.

קיימים סוגי QC נוספים בהתאם לשיטה ולתוכנית האיכות.

לא כל פרויקט מחייב את כולם, אבל כדאי להגדיר את דרישות ה-QC מראש.

מהו Holding Time?

Holding Time הוא פרק הזמן המותר או המוגדר בין איסוף הדוגמה לבין שלבים מסוימים של הכנתה או ניתוחה בהתאם לשיטה.

ה-Holding Time יכול להשתנות משמעותית בין אנליטים.

לכן לא נכון לאסוף דוגמאות ביום שישי ולהחליט רק בשבוע הבא לאיזו מעבדה לשלוח אותן.

לפני הדיגום צריך לוודא:

איזו בדיקה מתבצעת, איזה מיכל נדרש, איזה שימור נדרש וכמה זמן עומד לרשותנו.

LOD, LOQ ו-Reporting Limit

שלושת המונחים האלה חשובים במיוחד באנליזה סביבתית.

LOD - Limit of Detection
רמת זיהוי נמוכה בהתאם לביצועי השיטה.

LOQ - Limit of Quantitation
הרמה שממנה ניתן לבצע כימות בהתאם לביצועי השיטה.

Reporting Limit
הרמה שבה המעבדה מדווחת את התוצאה בהתאם לשיטה ולמערכת הדיווח שלה.

ההגדרות המדויקות יכולות להשתנות בין מסגרות ושיטות, ולכן בפרויקט חשוב לבחון את הנתונים בפועל.

למה גבול הדיווח קריטי?

נניח שהקריטריון הרלוונטי לפרויקט הוא ברמה מסוימת, אך המעבדה מסוגלת לדווח רק מרמה גבוהה יותר.

במקרה כזה, תוצאה של "לא זוהה" עלולה לא להספיק כדי לענות על שאלת הפרויקט.

לכן לפני בחירת המעבדה צריך לוודא:

Reporting Limit ≤ הרמה הנדרשת לפרויקט, בהתאם לשיטה ולמסגרת הרלוונטית.

האם "ND" אומר שאין מזהם?

לא.

ND בדרך כלל מציין שהחומר לא זוהה מעל גבול מוגדר של השיטה או הדיווח.

המשמעות המדויקת תלויה בדוח ובשיטה.

לכן יש לקרוא תוצאה יחד עם:

• Method

• LOD

• LOQ

• Reporting Limit

• Units

ND אינו שקול בהכרח לריכוז אפס.

יחידות דיווח

בדוחות סביבתיים ניתן למצוא יחידות שונות.

במים, למשל:

• µg/L

• mg/L

• ng/L

בקרקע:

• mg/kg

• µg/kg

• ng/g

לפני שמשווים תוצאה לקריטריון, חשוב לוודא שהיחידות תואמות.

לדוגמה:

1 mg/kg = 1,000 µg/kg

טעות ביחידות עלולה לגרום לפרשנות שגויה של התוצאה בסדרי גודל.

Dry Weight לעומת Wet Weight

בתוצאות קרקע חשוב להבין האם הריכוז מדווח על בסיס משקל יבש או רטוב.

תכולת הלחות של הקרקע יכולה להשפיע על ההשוואה בין התוצאות.

לכן בדוח ובמפרט יש לוודא מהו בסיס הדיווח.

איך בוחרים מעבדה לפרויקט סביבתי?

מעבדה מתאימה צריכה להיבחן לפי מספר פרמטרים ולא רק לפי מחיר.

כדאי לבדוק:

מטריצה
האם השיטה מתאימה לקרקע, מים, שפכים או המטריצה הרלוונטית?

אנליטים
האם כל רשימת החומרים הנדרשת כלולה?

שיטה
האם הבדיקה מתבצעת בשיטה הנדרשת לפרויקט?

גבולות דיווח
האם הם נמוכים מספיק?

הסמכה
האם קיימת הסמכה מתאימה כאשר היא נדרשת?

QC
מהי מערכת בקרת האיכות?

TAT
האם זמן הביצוע מתאים לפרויקט?

לוגיסטיקה
האם ניתן לעמוד בדרישות הדיגום, השימור והשילוח?

מה צריך להעביר לפני קבלת הצעת מחיר?

כדי לקבל הצעה מדויקת לפרויקט קרקע או מים, מומלץ להעביר:

1. סוג המטריצה

2. מספר הדוגמאות

3. רשימת האנליטים

4. שיטת הבדיקה הנדרשת, אם קיימת

5. גבולות דיווח נדרשים

6. מטרת הפרויקט

7. דרישה רגולטורית או מפרט

8. האם הדוגמאות כבר נדגמו

9. האם נדרש ציוד דיגום

10. האם נדרשים Field Blanks, Trip Blanks או Duplicates

11. לוח הזמנים

12. דרישות מיוחדות לדוח

אם קיימת טבלה עם אנליטים, Limits ושיטות, מומלץ לצרף אותה כבר בפנייה הראשונה.

טעויות נפוצות בפרויקטים סביבתיים

שולחים דוגמאות לפני שסוגרים את הבדיקות

הדבר עלול ליצור בעיות של מיכלים, שימור ו-Holding Time.

בוחרים מעבדה לפי מחיר בלבד

הצעה זולה יותר עם Reporting Limits שאינם מתאימים עלולה להיות חסרת ערך לפרויקט.

לא מציינים את המטריצה

"בדיקת Benzene" בקרקע ו-"בדיקת Benzene" במים אינן בהכרח אותו תהליך.

מבקשים "כל המתכות"

עדיף להגדיר רשימת יסודות בהתאם לפרויקט.

לא מגדירים TPH

יש לוודא איזו שיטה ואילו Fractions נדרשים.

מפרשים ND כאפס

יש לבדוק את גבולות השיטה.

מתעלמים מהלוגיסטיקה

באנליזה סביבתית, דיגום ושילוח הם חלק מהאיכות האנליטית של הפרויקט.

איך NOVALYTICA עובדת בפרויקטים סביבתיים?

NOVALYTICA מרכזת פתרונות אנליטיים לבדיקות סביבה באמצעות מעבדות מקצועיות ומתמחות בארץ ובאירופה.

העבודה מתחילה בהבנת הפרויקט ולא רק בקבלת רשימת דוגמאות.

אנו בוחנים:

מהי המטריצה?
קרקע, מי תהום, שפכים, מים, משקעים או מטריצה אחרת.

מה מחפשים?
VOC, SVOC, TPH, PAH, PCB, מתכות, PFAS, חומרי הדברה או פרמטרים נוספים.

מהי השיטה?
האם קיימת שיטה מוגדרת בפרויקט או שיש צורך להתאים מתודולוגיה.

מהם גבולות הדיווח?
האם היכולת האנליטית של המעבדה מתאימה לדרישה.

מהן דרישות הדיגום?
מיכלים, שימור, Holding Times, QC ותנאי שילוח.

לאחר מכן ניתן להתאים את המעבדה והיכולת האנליטית לפרויקט.

NOVALYTICA מרכזת את התיאום המקצועי, דרישות הדוגמה, הלוגיסטיקה, האיסוף והשילוח ואת התקשורת מול המעבדה.

המודל מאפשר לעבוד עם יכולות אנליטיות שונות בהתאם לצורך של כל פרויקט, במקום להיות מוגבלים לסל הבדיקות של מעבדה אחת.

לסיכום

בדיקות קרקע ומים הן הרבה יותר מרשימה של מזהמים.

פרויקט סביבתי איכותי מחבר בין היסטוריית האתר, תוכנית הדיגום, המטריצה, האנליטים, שיטת הבדיקה, גבולות הדיווח ובקרת האיכות.

VOC, SVOC, TPH, מתכות ו-PFAS דורשים כל אחד גישה אנליטית שונה.

לכן תכנון נכון לפני היציאה לשטח יכול למנוע דיגום חוזר, לחסוך זמן ועלויות ולהבטיח שהנתונים שיתקבלו מהמעבדה אכן מתאימים למטרת הפרויקט.

צריכים לבצע בדיקות קרקע או מים?

שלחו ל-NOVALYTICA את סוג הדוגמאות, מספר הדוגמאות, רשימת האנליטים, השיטות וגבולות הדיווח הנדרשים.

נבחן את הפרויקט ונסייע בהתאמת המעבדה, שיטות הבדיקה, דרישות הדיגום והפתרון האנליטי המתאים.