การเก็บตัวอย่างตะกอนดิน

การสุ่มเลือกสถานีเก็บตัวอย่าง

การเลือกจุดเก็บตัวอย่างตะกอนดินจะต้องทำด้วยความระมัดระวังเพราะหากเลือกจุดเก็บตัวอย่างไม่เหมาะสมหรือจุดเก็บตัวอย่างไม่ครอบคลุมพื้นที่ศึกษาแล้ว อาจทำให้งบประมาณที่ใช้ไปในการเก็บตัวอย่าง ตลอดจนถึงงบประมาณที่ใช้ไปในการวิเคราะห์ตัวอย่างสูญเสียไปโดยเปล่าประโยชน์ เพราะจุดเก็บตัวอย่าง และจำนวนจุดเก็บตัวอย่างมีความสำคัญต่อคุณภาพและคุณค่าของข้อมูล

จากการวิเคราะห์ตัวอย่างตะกอนดินที่ได้รวบรวมมาในการประเมินผลของตะกอนดินต่อสิ่งแวดล้อม จุดเก็บตัวอย่างควรเป็นตัวแทนของพื้นที่ ซึ่งในการเลือกจุดเก็บตัวอย่างและจำนวนจุดเก็บตัวอย่างตะกอนดินมีข้อควรพิจารณาดังนี้ (Quevauviller, 1995)

1. วัตถุประสงค์ของการเก็บตัวอย่าง วัตถุประสงค์ของการเก็บตัวอย่างตะกอนดินมีอยู่หลายประการด้วยกัน เช่น เพื่อติดตามตรวจสอบมลภาวะ ศึกษาการพัดพาตะกอนหาการตกตะกอนและสมดุลย์ของมวล เป็นต้น แม้ว่าวัตถุประสงค์ของการเก็บตัวอย่างจะแตกต่างกันแต่เทคนิคการเก็บตัวอย่างจะคล้ายคลึงกัน และวิธีการเลือกจุดเก็บตัวอย่างและจำนวนจุดเก็บตัวอย่างเพื่อวัตถุประสงค์อย่างหนึ่งอาจใช้เพื่ออีกวัตถุประสงค์อย่างหนึ่งได้ (Mudroch and MacKnight, 1994)

2. ข้อมูลย้อนหลังและข่าวสารอื่นๆ ก่อนวางแผนเก็บตัวอย่างควรศึกษาทบทวนข้อมูลต่างๆ ที่เกี่ยวข้องที่พอจะหาได้จากแหล่งต่างๆ

3. ลักษณะทางอุทกวิทยาของพื้นที่ศึกษา เนื่องจากลักษณะทางอุทกวิทยาที่แตกต่างกัน เช่น กระแสน้ำหรือโครงสร้างของมวลน้ำตามแนวดิ่งที่แตกต่างกันมีผลต่อการแพร่กระจายของตะกอนดินในแหล่งน้ำต่างกัน เช่น แม่น้ำที่ไหลเชี่ยวพื้นท้องน้ำเป็นพวกกรวด ทราย ส่วนตะกอนดินที่เป็นเม็ดละเอียดจะพบตามอ่าวหรือทะเลสาบที่น้ำไหลไม่แรง ในกรณีของการแพร่กระจายของสิ่งปนเปื้อนต่างๆ นั้นพบว่า พื้นที่ที่กระแสน้ำไม่แรง สิ่งปนเปื้อนจะพบมากบริเวณที่ใกล้แหล่งกำเนิดมลภาวะแล้วลดลงตามระยะทางที่ห่างจากแหล่งกำเนิดเหล่านั้น บริเวณที่ตกตะกอนครั้งแรกอาจไม่ใช่ที่เก็บ(sink) ตะกอนดินก็ได้ เนื่องจากลม คลื่น และกระแสน้ำจะทำให้ตะกอนดินฟุ้งกระจายขึ้นมาอีกครั้งซึ่งตะกอนดินที่ฟุ้งกระจายขึ้นมาอาจถูกพัดพาไปยังพื้นที่อื่นๆ การหมุนเวียนของมวลน้ำตามแนวดิ่งและการแพร่ของออกซิเจนจากบรรยากาศสู่พื้นท้องน้ำเกิดขึ้นได้ไม่ดีเนื่องจากการแบ่งชั้นของมวลน้ำ ดังนั้นสภาพรีดอกซ์ที่ผิวหน้าตะกอนดินอาจผันแปรตามเวลา การติดตามตรวจสอบอย่างต่อเนื่องตามพื้นที่ดังกล่าวจะไม่ให้ความหมายใดๆ เพราะ

1) การตกตะกอนและการละลายของสารประกอบบางชนิดแปรเปลี่ยนตามสภาพรีด๊อกซ์

2) ประชาคมสัตว์หน้าดินอาจเปลี่ยนแปลงตามปริมาณออกซิเจนซึ่งจะมีผลต่อตะกอนบริเวณผิวอันเนื่องจาก bioturbation ซึ่งส่งผลถึงความเข้มข้นในตัวอย่างด้วย

4. ขนาดของพื้นที่และความเป็นเนื้อเดียวกันของตะกอนดิน ขนาดของพื้นที่เป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่กำหนดจุดเก็บตัวอย่างและจำนวนจุดเก็บตัวอย่าง โดยทั่วไปพื้นที่ศึกษาที่มีขนาดใหญ่จะมีจุดเก็บตัวอย่างมากกว่าพื้นที่ที่มีขนาดเล็ก นอกจากพื้นที่แล้วความเป็นเนื้อเดียวกันของตะกอนดินยังมีอิทธิพลต่อการกำหนดจุดเก็บตัวอย่างและจำนวนจุดเก็บตัวอย่าง พื้นที่ศึกษาที่มีขนาดใหญ่และตะกอนดินมีความเป็นเนื้อเดียวกันสูง จุดเก็บตัวอย่างจะน้อยกว่าพื้นที่ศึกษาที่มีขนาดใหญ่แต่การแพร่กระจายของตะกอนดินไม่เป็นเนื้อเดียวกัน

เครื่องมือสำหรับเก็บตัวอย่างตะกอนดิน

มีหลายปัจจัยที่ต้องพิจารณาในการเลือกใช้เครื่องมือเก็บตัวอย่างตะกอนดินให้เหมาะสม ได้แก่ แผนการเก็บตัวอย่าง พื้นที่ที่ใช้เก็บตัวอย่าง (เรือ หรือ สะพาน) ที่ตั้งและการเข้าถึงจุดเก็บตัวอย่าง ลักษณะทางกายภาพของตะกอนดิน จำนวนสถานีเก็บตัวอย่าง สภาพดินฟ้าอากาศ เจ้าหน้าที่ และต้นทุน (Quevauviller, 1995) เครื่องมือที่ใช้เก็บตัวอย่างตะกอนดินที่ใช้กันทั่วๆ ไปมี 2 ชนิด คือ เครื่องตักตะกอนดิน (grab) และท่อ (core) (Mudroch and MacKnight, 1994) การเก็บตัวอย่างตะกอนดินด้วยเครื่องตักตะกอนดินนั้นทำได้ง่าย และได้ตัวอย่างปริมาณมาก (Keith, 1991) แต่การใช้เครื่องตักตะกอนดินเก็บตะกอนดินนั้นมีข้อเสียตรงที่ตะกอนดินละเอียด ส่วนที่อยู่บนสุดอาจถูกน้ำชะออกไปได้ และเก็บตะกอนดินได้ไม่ลึก (Mudroch and MacKnight, 1994) เครื่องตักตะกอนดินโดยทั่วไปสามารถเก็บตะกอนดินได้ลึก 0-30 เซนติเมตร เท่านั้น เครื่องตักตะกอนดินที่ใช้กันมีหลายแบบ เช่น Ponar grab, Birge-Ekman grab , Van veen grab และ Smith-Macintyre grab เป็นต้น ซึ่งผู้ใช้จะเลือกใช้เครื่องตักตะกอนดินแบบใดนั้นควรพิจารณาถึงลักษณะของตะกอนดินและความลึกที่จะเก็บ ยานพาหนะที่ใช้ กระแสน้ำหรือคลื่นลม เป็นต้น หากแหล่งน้ำที่จะเก็บมีกระแสน้ำไม่แรง ยานพาหนะที่ใช้มีขนาดเล็ก และต้องการเก็บตะกอนดินในระดับที่ไม่ลึกนักควรใช้ Birge-Ekman grab เพราะมีน้ำหนักเบาทำให้ใช้ได้สะดวก ส่วน core เป็นเครื่องมือเก็บตัวอย่างตะกอนดินอีกชนิดหนึ่ง การใช้ core เก็บตะกอนดิน จะได้ชั้นตะกอนดินตามความลึกซึ่งมีประโยชน์ต่อการศึกษาความเป็นมาของสิ่งปนเปื้อนของแหล่งน้ำ (Mudroch and MacKnight, 1994)

การเก็บรักษาตัวอย่างตะกอนดิน

การเก็บรักษาตัวอย่างตะกอนดินมีวัตถุประสงค์เพื่อยับยั้งการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน และการย่อยสลายที่เกิดขึ้นในตะกอนดินโดยจุลินทรีย์ และ/หรือลดการระเหยของสารประกอบที่ระเหยได้ การเก็บรักษาตัวอย่างตะกอนดินอาจทำได้โดยการควบคุมพีเอช การทำให้แห้ง การแช่เย็น การแช่แข็ง และการไม่ให้สัมผัสกับอากาศ วิธีการรักษาตัวอย่างเหล่านี้ไม่สามารถใช้ได้กับทุกพารามิเตอร์ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องแบ่งย่อยตัวอย่างแล้วเก็บรักษาตัวอย่างย่อยนั้นด้วยวิธีที่เหมาะสมตามจุดประสงค์ของการศึกษาและพารามิเตอร์ที่ต้องการจะวิเคราะห์เป็นหลัก

ตาราง  ความลึกของตะกอนดินที่สามารถเก็บตัวอย่างได้ด้วยเครื่องมือเก็บตัวอย่างแต่ละประเภทภายใต้สภาพความปกติ

ตาราง  แนวัทางการเลือกใช้เครื่องมือเก็บตะกอนดิน

หมายเหตุ X =ดี XX = ดีมาก O =ไม่แนะนำ na =ไม่ใช้ EW =รอกไฟฟ้า M =ใช้มือ W =รอก

ที่มา : Chapman (1996

ตาราง  วิธีการเก็บรักษาตัวอย่างตะกอนดิน