Direct push

OBS Remissversion - texterna är fortfarande under bearbetning och ska enbart ses som utkast. Finns det direkta fel? Hittar du enkelt det du vill, dvs är strukturen bra? Finns det ord/begrepp som behöver förklaras? Vi tar tacksamt emot förslag på ändringar/tillägg via e-post till This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.. Texterna kommer kontinuerligt att uppdateras och revideras och layouten förbättras. 

Tillämpning

Direct push, ibland kallad DPT, (direct push technology), bygger på så kallad direkt tryckteknik, som till skillnad från t.ex. rotosonicborrning, inte använder sig av någon rotation, utan enbart tryckning med hydraulisk hammare för att driva ner provtagaren i jordprofilen. Prover tas upp med kolvprovtagare. Metoden lämpar sig i sand, silt och lera och fungerar även med visst innehåll av grus, men inte för jordpartiklar som är  grövre än rörets mynning då större stenar kan blockera öppningen i provtagaren. Ej heller i eller väldigt hårt packat material det kan hindra provtagaren att tränga ner i marken.

Metoden är även, liksom övriga rörprovtagare, lämplig för provtagning under grundvattenytan. Provtagningsdjup och mängd prov som erhålls beror på vilken typ av rigg som används för att driva ned provtagaren. Det finns allt från handhållna borrhammare till stora maskiner på tiotals ton som kan användas för neddrivning. Provtagning på upp till 30 meters djup är möjligt under rätt förhållanden. På större djup innebär friktion och begränsad kraft från utrustningen att provtagning kan bli svårt, men kan motverkas av större borrigg..

Genom att provtagaren går att öppna på specifika djup innebär metoden att jordprov kan tas upp från önskat lager utan att behöva avlägsna ovanliggande jord och lämpar sig därför särskilt i de fall provtagning endast är aktuellt inom ett visst intervall i jordprofilen och då det finns risk att föroreningsinnehållet kan påverkas av att ovanliggande jord avlägsnas.

Metoden användes till en början i huvudsak för att ta ut porgasprover, men har utvecklats och kan nu användas även för att ta ut jord-, sediment- och grundvattenprover eller för direkta fältanalyser, tex MIP-sondering och LIF. Vid användning av dubbelrör kan grundvattenrör installeras i samma borrhål enligt samma princip som vid foderrörsborrning. Direct push kan även användas som en metod för injektering av additiv/kemikalier i samband med in situ-behandling av föroreningar.

Tekniska principer

Metoden innebär att en kolv drivs ned i jorden, detta kan göras med allt från handhållna borrhammare till stora borrbandvagnar på tiotals ton. Prover tas upp i kolven och ger i lämpliga förhållanden ett prov med intakt jordlagerföljd, till skillnad från skruvprovtagning. Metoden bevarar de geokemiska förutsättningarna i den aktuella jorden, men kan påverka geotekniska egenskaper, t.ex. genom att material trycks ihop.

Det finns i huvudsak två kategorier för denna typ av provtagning; enkelrörsystem samt dubbelrörsystem. Användning av enkelrör medger en snabb och effektiv provtagning men innebär en viss risk att borrhålet kollapsar när provtagaren tas upp. Dubbelrör innebär att det finns både ett yttre och ett inre rörsystem, där det yttre rörsystemet fungerar som ett foderrör och minskar risken för t.ex. korskontaminering och att borrhål rasar ihop. Det yttre röret innebär också att t.ex. grundvattenrör med god kvalitet kan installeras i samma borrhål då det yttre höljet möjliggör kontrollerad tillförsel av filtersand och tätningsmaterial kring grundvattenröret.

Den enklaste provtagaren består av en kolvaktiverad mekanism. Jordprovtagaren förs inledningsvis ned i ett "stängt" läge till en nivå strax över det önskade provtagningsintervallet. Provtagarens inre konspets dras tillbaka, vilket exponerar en ihålig jordprovtagningshylsa. Den ihåliga jordprovtagningshylsan förs sedan ner till nivån där provtagning är aktuell, vrids om, och samlar in ett jordprov. Provtagaren, som nu är fylld med jord, dras sedan upp med hjälp av borrstängerna. Den ihåliga provtagaren förseglas i båda ändar för att inte tappa ur material. Om ytterligare prover behövs från djupare skikt upprepas hela processen, vilket innebär att det finns risk för korskontaminering om prov tas ut från samma borrhål då det finns risk att borrhålet kan rasa igen då provtagningsutrustningen tas upp. Om risk för korskontaminering inte är acceptabel måste dubbelrör/foderrör användas eller att nästa prov insamlas från ett nytt borrhål.

Utvärdering av resultat

Metoden kan ge detaljerad information om jordlagerförhållandena vilket är en viktig parameter vid utvärdering av t.ex. transport och spridning av föroreningar. Det ger också underlag för installation av grundvattenrör och vid vilken nivå filter och längd på filter som ska användas.

Kvalitetskritiska faktorer

Innan beslut om vilket system som ska användas tas, måste risken för korskontaminering utvärderas. Huruvida denna risk är acceptabel eller inte måste värderas i förväg för att kunna bedöma vilken metod som är lämplig.

Beroende på jordart, motsvarar inte alltid längden på den upptagna kärnan den borrade längden. Särskilt i ytliga lager, eller lösare eller steniga lager så kan materialet i kärnan kompakteras eller material tappas, och en kärna som motsvarar 1 m mäter bara t.ex. 70 cm. Det är då upp till fältpersonalen att bedöma om det är 30 cm som försvunnit, t ex på grund av att en sten täppt till provtagarens öppning, eller om hela kärnan kompakterats 30%.

Eftersom kärnorna riskerar att komprimeras vid provtagning är det är viktigt att notera både borrat djup och längden på upptagen kärna och att säkerställa att upp och ner på borrkärnan är tydligt markerat. Det kan också vara bra kontrollera att djupet på borrkärnan stämmer med djup under markytan, framförallt om provtagare med annan längd än 1 meter används.

Vid all borrning finns risk att täta skikt punkteras. Om sådant skikt innesluter eller avgränsar en förorening med fri fas eller hög koncentration finns en risk att borrhålet kan skapa nya spridningsvägar för föroreningarna. Under sådana omständigheter bör tätare skikt undvikas att punkteras och om risk identifierats att det ändå skett ska borrhålen förseglas efter genomförd provtagning.

För- och nackdelar

Fördelar

  • Goda möjligheter att bevara jordlagerföljder väl
  • Goda möjligheter att urskilja tunna jordartskikt
  • Liten risk för exponering av förorenat material då prov tas upp i kolvar
  • Liten risk för korskontaminering, framförallt vid användning av dubbelrör
  • Vid användning av dubbelrörsystem kan grundvattenrör installeras i samma borrhål
  • Kan även montera på sond för direkt fältmätning, t.ex. av porgas

Nackdelar

  • Begränsad kunskap i Sverige
  • Vissa begränsningar i vilka jordarter metoder kan användas i (främst lämpad i ler, silt och sand, framförallt ej för större partiklar än provtagarens mynning)
  • Begränsad möjlighet att ta ut prov på större djup än 30 meter

Att tänka på

Kontrollera att jordarterna som ska undersökas är lämplig för aktuell provtagare. Om provkärnorna i provtagaren är kortare än provtagaren behöver en bedömning göras av vilken jord i provtagaren som härrör från aktuellt markdjup. Det ska också noteras i fältprotokoll om provet kompakterats eller om provtagarens öppning blivit tilltäppt. I Sverige finns ett begränsat antal borriggar av aktuell typ varför det är viktigt att tidigt bedöma om metoden kan vara aktuell och i så fall boka fältdatum i god tid.

Lästips:

CLU-IN, US EPA - https://clu-in.org/characterization/technologies/dpp.cfm