Проба должна представлять водоем или определенную часть его и характеризовать состояние воды за определенный промежуток времени. Степень, до которой одиночная малая проба может считаться характерной для большой водной массы, зависит от следующих факторов:
- однородности отбираемой водной массы;
- количества точек пробоотбора;
- размера отдельных проб;
- способа отбора.
Отбор представительных проб должен учитывать специфику водоема (морфология, гидрология, характер водосбора и т. д.).
Реки, ручьи. В тех случаях, когда целью исследования не является поверхностный или придонный слой, пробу отбирают на глубине 20—30 см от поверхности и на таком расстоянии от дна, какое допускает аппаратура для отбора пробы. Пробы отбирают или смешанные по глубине, или в ряде точек в поперечном сечении на стрежне потока. Для малых потоков смешанная по глубине проба обычно равнозначна пробе, взятой в центре потока. Большие потоки требуют выбора определенных разрезов и вертикалей на основании гидрологической и гидрохимической рекогносцировки.
Озера, водохранилища, пруды. При детальных исследованиях в озерах и водохранилищах пробы отбирают на станциях (разрезы, полуразрезы) по трехмерной сетке как минимум на двух горизонтах; у поверхности (0,2—0,5 м) и у дна (0,5 м). На промежуточных горизонтах пробы воды берут в зависимости от существующего в это время распределения слоев воды с различной температурой: одну пробу выше слоя температурного скачка (в поверхностнои слое воды с относительно постоянной температурой из-за ветрового перемешивания), одну в слое скачка (слой быстрого снижения температуры с глубиной) и одну ниже. В нижнем слое (гиполимнионе, слое с относительно постоянной или медленно снижающейся температурой) в глубоком озере иногда следует брать несколько проб на разных глубинах. В целях сравнимости результатов химического анализа проб воды целесообразно установить стандартные горизонты, например 0,5; 2; 5; 10; 20; 30; 50; 100 м, сообразуясь при этом с термической стратификацией.
Атмосферные осадки. Отбор проб атмосферной воды целесообразно проводить вблизи или на метеоплощадках, где одновременно фиксируются метеорологические условия. Осадкосборники необходимо размещать на высоте около 2 м от поверхности земли с учетом преобладающего направления ветра; следует также исключить влияние пыли и случайных загрязнений.
При исследовании озер, прудов, рек для отбора проб воды используют специальные устройства — батометры разных систем. Батометр должен удовлетворять следующим требованиям:
– вода, проходящая сквозь него, не должна в нем задерживаться;
– батометр должен закрываться плотно, чтобы проба воды в нем не имела сообщения с внешней водой;
— материал пробоотборников должен быть химически инертным и исключать возможность загрязнения пробы мешающими определению веществами.
Обычно в анализе вод используют пробоотборники типа бутылки (рис. 3.3, 3.4), опрокидывающиеся батометры, горизонтальные Типометры, автоматические пробоотборники (рис. 3.5), приспособления для отбора проб без применения плавсредств (рис. 3.6) и др.
Широко распространенными являются простые и надежные батометры Рутнера и Молчанова (рис. 3.7 а, б). Батометр Рутнера имеет вид открытого с обоих концов цилиндра емкостью от 1 до 3 л и используется для отбора проб с глубины до 20—30 м. Батометр опускают в воду в открытом виде и закрывают на требуемой глубине с помощью посыльного груза или сильного встряхивания за трос. Батометр Молчанова (рис. 3.7, б) состоит из двух одинаковых цилиндров емкостью по 2 л каждый, связанных металлической рамой. В этом приборе крышки открываются, двигаясь по спирали и оставаясь в плоскости, параллельной плоскости торцов цилиндров.