Campionamento per l'analisi delle acque

Il campionamento, essendo parte integrante dell’intero procedimento analitico, deve essere effettuato da personale qualificato e nel rispetto della normativa in materia di sicurezza del lavoro. Il campione dove essere:

  • prelevato in maniera tale che mantenga inalterate le proprie caratteristiche fisiche, chimiche e biologiche fino al momento dell’analisi;
  • conservato in modo tale da evitare modificazioni dei suoi componenti e delle caratteristiche da valutare.
    Per evitare contaminazioni crociate è fondamentale inoltre eseguire, nell’ambito del processo di campionamento, una accurata procedura di pulizia e decontaminazione delle apparecchiature tra un campionamento e l’altro.

La quantità da prelevare del campione per le analisi dipende dalle determinazioni da eseguire, dal metodo di analisi impiegato e dai limiti di sensibilità richiesti. Si consiglia di prelevare in ogni caso quantità di campione in eccesso e di distribuirlo in più contenitori, in modo da premunirsi dalla possibilità di perdita del campione per eventuali incidenti ed avere la possibilità di compiere ulteriori accertamenti, se ritenuti in seguito necessari.
Nel caso di campionamento di piccoli volumi di acque si raccolgono diverse aliquote di campioni in uno o più contenitori da sottoporre successivamente a filtrazioni ed analisi. Il prelievo del campione di acqua può essere effettuato con sistemi di campionamento costituiti da bottiglie verticali o orizzontali, oppure tramite un campionatore automatico. Le bottiglie Niskin e Van Dorn sono costituite da cilindri di materiale plastico le cui estremità sono aperte nella fase iniziale del campionamento e che possono essere chiuse alla profondità prestabilita del corpo idrico in esame, tramite un meccanismo che permette la chiusura di entrambe le estremità delle bottiglie. La capacità delle bottiglie è molto variabile: in genere i volumi prelevabili variano da 1 dm3 fino a 10 dm3.
Al fine di assicurare un campione omogeneo e rappresentativo delle acque in esame, particolari cautele dovranno essere prese per non perdere la frazione più pesante del particolato in sospensione, sia durante l’apertura delle estremità delle bottiglie, sia nel caso in cui si voglia filtrare solo un’aliquota del campione raccolto con la bottiglia. Nel caso in cui la componente solida sospesa non sia distribuita uniformemente nella colonna d’acqua, il campione raccolto con questi sistemi va riferito allo strato di colonna interessato dal campionamento e non a tutta la massa d’acqua. Campionatori del tipo a “bottiglia orizzontale” sono da preferire a campionatori verticali, nel caso in cui si vogliano caratterizzare forti differenze verticali di variabili ambientali nella colonna d’acqua.
Se l’indagine richiede la separazione della frazione solida sospesa dalla componente liquida, i campioni di acqua raccolti con tutti i sistemi sopra descritti devono essere filtrati il più presto possibile dopo il campionamento. La filtrazione di un volume noto del campione di acqua è normalmente effettuata a temperatura ambiente, utilizzando filtri compatibili con il campione di acqua in esame. Al fine di avere maggiori garanzie di stabilità del campione è opportuno, in tutti quei casi in cui l’analisi andrà effettuata sul campione filtrato, eseguire la filtrazione entro le 24 ore e conservare il campione filtrato secondo le modalità indicate nelle norme di riferimento.
Nel caso siano evidenti forti variazioni nel tempo o comunque sia necessario definire con maggiore certezza un valore medio che caratterizzi una variabile dell’ambiente acquatico in esame, si possono utilizzare campioni ottenuti per miscelazione di aliquote raccolte ad intervalli di tempo prestabiliti. In casi particolari, come ad esempio gli ambienti lacustri, l’integrazione temporale viene sostituita da quella spaziale, raccogliendo aliquote di campione rappresentative di un’intera colonna o di una superficie acquatica.
Sia nel caso di fiumi, ma ancor più nel campionamento di laghi o acque sotterranee, è indispensabile registrare su carte geografiche di scala appropriata (1:10.000 o 1:25.000) le coordinate del luogo di campionamento. Anche la corretta misura della profondità del punto di campionamento rappresenta una variabile di campo significativa per interpretazioni successive della validità e/o rappresentatività del campionamento.
La documentazione del campione prelevato dovrà includere lo scopo del campionamento, la descrizione del luogo del campionamento, l’ora ed il giorno del campionamento, le caratteristiche del campione, le precauzioni necessarie alla conservazione, l’identificazione del campione, l’identificazione degli operatori e delle analisi che devono essere fatte. del campionamento e
Conservare un campione significa garantire la stabilità e la inalterabilità di tutti i suoi costituenti nell’intervallo di tempo che intercorre tra il campionamento e l’analisi. Questi aspetti non sono realizzabili al cento per cento; è però possibile ricorrere ad accorgimenti al fine di ridurre al minimo le alterazioni, salvaguardando la rappresentatività del campione. Dal momento in cui il campione viene separato e confinato in un recipiente inizia a modificarsi fisicamente (evaporazione, sedimentazione, assorbimento alle pareti del contenitore ecc.), chimicamente (reazioni di neutralizzazione, trasformazioni ossidative ecc.) e biologicamente (attacco batterico, fotosintesi ecc.). Vari fattori di tipo meccanico concorrono inoltre all’alterazione della composizione del campione. Tra questi si ricordano l’imperfetta chiusura del contenitore ed il deposito o rilascio di sostanze sulle o dalle pareti del contenitore. Per ovviare a questi inconvenienti e per ridurre entro limiti accettabili le variazioni delle caratteristiche del campione è necessario utilizzare contenitori costituiti da materiali scelti di volta in volta, in funzione del parametro da determinare.
L’attività microbica, a cui è imputabile l’alterazione di alcuni parametri analitici (ad esempio COD, fosforo e azoto organici), può essere convenientemente ritardata mediante l’aggiunta di battericidi e/o ricorrendo alla refrigerazione.
Qualora si renda necessario evitare il contatto del campione con l’aria o si debbano analizzare sostanze volatili, si consiglia di riempire il contenitore fino all’orlo. In quest’ultimo caso tale accortezza impedisce il trasferimento degli analiti nello spazio vuoto e la loro perdita all’atto dell’apertura dei contenitori.
Per quanto attiene i tempi massimi intercorrenti tra il campionamento e l’analisi è raccomandabile eseguire le analisi sui campioni sempre il più presto possibile dopo la raccolta. Per attività non finalizzate al controllo microbiologico si può ricorrere, dopo filtrazione del campione, ad una stabilizzazione per congelamento. Questo tipo di stabilizzazione consente l’effettuazione delle analisi anche dopo diverse settimane dal campionamento per la stragrande maggioranza degli analiti.
I contenitori utilizzati per la raccolta e il trasporto dei campioni non devono alterare il valore di quei parametri di cui deve essere effettuata la determinazione, in particolare:

  • non devono cedere o assorbire sostanze, alterando la composizione del campione;
  • devono essere resistenti ai vari costituenti presenti nel campione;
  • devono garantire la perfetta tenuta, anche per i gas disciolti e per i composti volatili, ove questi siano oggetto di determinazioni analitiche.

I materiali più usati per i contenitori sono generalmente il vetro (che rimane il materiale da preferire) e la plastica (polietilene, teflon, PVC, TPX). Nel caso in cui non sia richiesta una particolare impermeabilità ai gas o nel caso in cui non vi siano interferenze dovute agli additivi organici (per esempio, plastificanti), si può ricorrere all’uso di materiale plastico che presenta il vantaggio di essere leggero, resistente all’urto ed economico. Esistono infine contenitori in metallo, per esempio acciaio inox, usati per alcuni campionamenti particolari, ma il loro impiego non è molto diffuso.