Saugkerzen und Saugplatten für die Gewinnung von Bodenlösung
ecoTech bietet Saugkerzen, Saugplatten und Vakuumsysteme für die Gewinnung von Sickerwasser, Bodenlösung und Porenwasser im Feld und im Labor. Entscheidend für eine aussagekräftige Probe sind neben der Entnahmegeometrie vor allem das Filtermaterial, der hydraulische Kontakt zum Boden und das Vakuumkonzept.
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Produkte im Überblick
Die passende Lösung ergibt sich aus der gewünschten Probengeometrie, der Zielstoffgruppe und dem Entnahmekonzept. ecoTech kombiniert dazu Saugkerzen oder Saugplatten mit einer zum Versuchsaufbau passenden Vakuum- und Probenahmetechnik.
Saugkerzen
Für punktuelle und tiefenbezogene Bodenlösungsproben sowie wiederholte Messreihen am selben Messpunkt.
- geringerer Einbauaufwand als bei Saugplatten
- gut für mehrere Messstellen und Messtiefen
- Glas, Kunststoff und Keramik je nach Zielstoffgruppe
Saugplatten
Für eine größere Sammelfläche und Fragestellungen, bei denen ein definierterer Flächenbezug der Bodenlösung benötigt wird.
- für flächenbezogene Stoffflussbetrachtungen
- Glas- und Kunststoffausführungen
- Multisegment-Ausführungen für räumlich aufgelöste Versuche
Vakuum- und Probenahmesysteme
Zur Erzeugung, Regelung und Kontrolle des Unterdrucks sowie zur zuverlässigen Sammlung der Bodenlösung.
- mechanische und elektronische Vakuumregelung
- manuelle bis automatisierte Probenahmekonzepte
- Auslegung nach Messstellenzahl, Leitungslänge und Einsatzbedingungen
Auswahl- und Konfigurationshilfe
Die erste Entscheidung ist die Probengeometrie. Für Konzentrationsverläufe an definierten Messpunkten sind Saugkerzen meist die einfachere Lösung. Saugplatten sind besonders dann sinnvoll, wenn eine größere Sammelfläche oder ein Flächenbezug für Stoffflussbetrachtungen benötigt wird.
| Kriterium | Saugkerzen | Saugplatten |
|---|---|---|
| Typische Fragestellung | Konzentrationen, Zeitreihen, Tiefenprofile | flächenbezogene Probenahme, Stoffflüsse |
| Einbau | vergleichsweise einfach; auch über Bohrungen und in größeren Tiefen | aufwendiger; vorzugsweise lateral unter ungestörtem Boden |
| Beprobte Fläche | nicht exakt definiert | durch die Plattenfläche wesentlich klarer definiert |
| Mehrere Messtiefen | sehr gut umsetzbar | möglich, aber mit höherem Einbauaufwand |
| Besondere Varianten | Mini-Saugkerzen, Schaftsammlung | Multisegment-Saugplatten, Saugplattenverbund |
Materialwahl und Probenqualität
Das Material des porösen Sammlers ist ein wesentlicher Teil der Messmethode. Gelöste Stoffe können an Filteroberflächen adsorbiert werden oder mit dem Material wechselwirken. Deshalb gibt es kein universell geeignetes Material für alle Zielstoffe. ecoTech bietet unterschiedliche Werkstoffe, damit der Sammler gezielt auf die Analytik abgestimmt werden kann.
Welches Material für welche Stoffgruppe?
| Stoffgruppe | Glas | Kunststoff | Keramik |
|---|---|---|---|
| Organische Stoffe, z. B. Pflanzenschutzmittel, DOC | ++ | - | - |
| Phosphat | ++ | ++ | -- |
| Nitrat, Chlorid, Bromid | ++ | ++ | ++ |
| Natrium, Calcium | 0 | ++ | + |
| Schwermetalle | 0 | ++ | -- |
Warum ecoTech mehrere Materialien anbietet
- Glas: bindemittelfrei gesintertes Borosilikatglas mit kleiner spezifischer Oberfläche; besonders für organische Stoffe wie DOC und Pflanzenschutzmittel.
- Kunststoff: Polyamid-Membran auf porösem Kunststoffträger; besonders für anorganische Stoffe, Phosphat, Schwermetalle und Halbmetalle.
- Keramik: robuste und wirtschaftliche Lösung für wenig sorbierende Stoffe wie Nitrat, Chlorid und Bromid.
- Bei kritischer Analytik können pH-Wert, Konzentrationsbereich, Ionenstärke und Matrix die Materialeignung zusätzlich beeinflussen.
Die Tabelle dient als methodische Orientierung. Bei besonders niedrigen Konzentrationen oder anspruchsvollen Zielstoffen sollte die Eignung projektspezifisch geprüft werden.
Technische Informationen
ecoTech Zwei-Schlauch-System
ecoTech-Saugkerzen werden mit zwei Schläuchen ausgeführt. Dadurch lässt sich der Unterdruck an der einzelnen Saugkerze kontrollieren und das System nach der Entnahme vollständig entleeren.
- Kontrolle des Vakuums an jeder einzelnen Saugkerze
- vollständige Entleerung der Leitungen durch Belüftung
- keine Vermischung von Proben verschiedener Entnahmetermine
- bei Bedarf Befüllung des Sammelsystems mit N₂ oder einem anderen Gas zur Verringerung von Oxidationsprozessen
Typische Filterdaten
| Werkstoff | Typischer Filter | Bubble Point |
|---|---|---|
| Glas | Borosilikatglas, ca. 1 µm | mind. 1000 hPa |
| Kunststoff | Polyamid-Membran, 0,45 µm | mind. 1000 hPa |
| Keramik | poröse Keramik, ca. 1 µm | mind. 1000 hPa |
Abmessungen, Schaftausführungen, Schlauchmaterialien und weitere technische Daten sind produktabhängig und stehen bei den jeweiligen Produkten.
Vakuum und Probenahme
- Unterdruck und Regelbereich werden an Boden, Sammler und Versuchsbedingungen angepasst.
- Mechanische und elektronische Vakuumregelungen stehen für unterschiedliche Anlagenkonzepte zur Verfügung.
- Systeme können für einzelne Messstellen oder größere Monitoringanlagen aufgebaut werden.
- Schlauchlänge, Höhendifferenz, gewünschtes Probenvolumen und Probenahmeintervall beeinflussen die Auslegung.
Einbau und hydraulischer Kontakt
- Ein guter Kontakt zwischen porösem Sammler und wasserführenden Bodenporen ist entscheidend.
- Saugkerzen können punktuell in unterschiedlichen Tiefen installiert werden.
- Saugplatten sollten für einen klaren Flächenbezug vorzugsweise lateral unter einem ungestörten Bodenbereich eingebaut werden.
- Bei steinigen, sehr lockeren oder stark heterogenen Böden muss der Einbau projektspezifisch geplant werden.
FAQ
- Kann mit Saugkerzen ein Stofffluss pro Fläche bestimmt werden? Saugkerzen eignen sich sehr gut für Konzentrationen und zeitliche Veränderungen am Messpunkt. Das tatsächlich beprobte Bodenvolumen ist jedoch nicht exakt definiert. Für einen klareren Flächenbezug sind Saugplatten meist besser geeignet.
- Reicht eine Konditionierung des Filtermaterials aus? Eine Konditionierung kann Sorptionseffekte beeinflussen, beseitigt die materialabhängigen Wechselwirkungen aber nicht grundsätzlich. Die Werkstoffwahl sollte deshalb von Anfang an zur Zielstoffgruppe passen.
- Können Saugkerzen in mehreren Tiefen installiert werden? Ja. Gerade für Tiefenprofile und Langzeitmonitoring ist die Installation mehrerer Saugkerzen in verschiedenen Horizonten eine typische Anwendung.
- Ist Keramik eine universelle Standardlösung? Nein. Keramik eignet sich gut für wenig sorbierende Stoffe wie Nitrat, Chlorid oder Bromid. Für Phosphat, Schwermetalle und viele organische Stoffe sind Glas oder Kunststoff in der Regel die passendere Ausgangswahl.
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