Soil Assessment and Sampling 
          October 1, 2001 
          Page two 
                                    INTRODUCTION 
          The soil assessment requirements and procedures mandated by the United States Environmental 
          Protection Agency (EPA) and the 1997 revision of Chapter 62­770, Florida Administrative Code 
          (F.A.C.) have sometimes been confusing or misinterpreted.  In the past three years, there have been 
          additional changes or clarifications as to where to collect samples, the number of samples to be 
          collected, how samples are to be collected, preserved, and analyzed, and how to interpret the data. 
          Consultants and contractors working on petroleum projects must be familiar with the following three 
          guidance documents related to soil assessment which are available on the BPSS web site 
          (www.dep.state.fl.us/dwm/programs/pcp/default.htm). 
             1.  “Guidelines for Assessment and Source Removal of Petroleum Contaminated Soil,” dated May 
               1998. 
             2.  “Chapter 62­770,  F.A.C. Table IV Interpretation,” dated July 13, 1998. 
             3.  “New Soil Sampling Procedures and Recommended EPA Methods (per changes to USEPA 
               SW­846) and other Quality Assurance Issues for the Division of Waste Management,” dated 
               July 15, 1998. 
          This memorandum does not replace or supersede the above guidance documents but 
          is intended to enhance and better clarify the procedures. 
          One of the most commonly misunderstood procedures relates to collecting the soil samples for 
          laboratory analyses.  Chapter 62­770, F.A.C. mandates the collection of confirmatory soil lab analyses 
          for a minimum of three vadose zone soil samples per source area representing high, medium, and low 
          screening results for Gasoline Analytical Group (GAG) and/or Kerosene Analytical Group (KAG) 
          discharges.  The establishment of Method 5035 during the revision of EPA’s SW846, which changed 
          the way soil samples should be collected, prepared, and analyzed to reduce volatilization, caused some 
          degree of confusion because it requires a high level and/or low level laboratory analysis (depending on 
          the concentration of contaminants in the sample) of each sample collected.  Assessments at petroleum 
          impacted sites in Florida must satisfy both of these regulatory documents whether there are one or 
          multiple source areas, whether the water table is shallow or deep, whether the discharge is old or new, 
          and in a variety of lithologies.  Soil sampling may also be necessary in the smear zone and/or saturated 
          zone to obtain further data to assist in remedial decisions. 
                                    Printed on recycled paper. 
            Soil Assessment and Sampling 
            October 1, 2001 
            Page three 
                                         DEFINITIONS OF  
              VADOSE ZONE, SMEAR ZONE, CAPILLARY FRINGE, AND SATURATED ZONES  
                                         FOR BPSS SITES  
            When screening a petroleum contaminated site with an Organic Vapor Analyzer (OVA), certain 
            observations must be made as soil is collected to differentiate between vadose zone soil contamination, 
            smear zone contamination, volatilization from the water table, and capillary fringe effects.  For the 
            purpose of describing soil sampling strategy in Florida’s petroleum cleanup program, the following 
            definitions for the different soil zones should be used. 
            The vadose zone is the area between the land surface and the water table.  Since the water table 
            fluctuates, the thickness of the vadose zone varies with the water table.  Due to the nature of 
            contamination migration in the soil matrix, soil contamination in the vadose zone is generally restricted to 
            the source area locations. 
            The saturated zone is defined as the area below the water table.  The top of the saturated zone will 
            vary depending upon the seasons and is sometimes difficult to distinguish from the capillary zone during 
            the drilling event.  For this reason, soil borings should be completed to a depth of at least one to two 
            feet into the water table to ensure that the borings are completed into the saturated zone (unless a 
            variance to this policy has been approved by the BPSS). 
            The capillary fringe is described as the area directly above the water table where moisture “wicks” 
            upward due to capillary forces, leaving small amounts of water in the pore spaces above the water 
            table.  The thickness of the capillary fringe zone is dependent primarily on the type of soils. 
            The smear zone is the area of soil contamination that may exist, at varying extents, within the zone of 
            water table fluctuations that have occurred since the time of the petroleum release.  Petroleum product 
            floating on top of the water table can become sorbed onto the soils within this zone as the water table 
            fluctuates, potentially leaving a large amount of petroleum product mass that has adhered to the soil 
            grains.  This product can remain trapped below the water table as the water table rises.  Soil Cleanup 
            Target Levels (soil CTLs) generally apply to the vadose zone (above the water table), but due to water 
            table fluctuations the soil CTLs may or may not apply to the smear zone samples and a case­by­case 
            determination is necessary (for a detailed discussion, see the Smear Zone Sampling Strategy section on 
            pages 12 and 13).  It is important to determine whether there is a smear zone and to define the smear 
            zone boundaries as part of a site assessment to allow proper decisions regarding the need for, and 
            scope of, remedial action and the proper placement of the top of well screens (because apparent smear 
            zones, as indicated by elevated OVA readings as the water table is approached, can help estimate 
            historical water table fluctuations at a site). 
                                         Printed on recycled paper. 
                          Soil Assessment and Sampling 
                          October 1, 2001 
                          Page four 
                                              CHAPTER 62­770, F.A.C. REQUIREMENTS, INTERPRETATIONS,  
                                                                         AND ACCEPTABLE ALTERNATIVES  
                          All petroleum site assessments must have laboratory analyses performed on representative vadose zone 
                          soil samples from areas suspected of being contaminated by petroleum products.  Chapter 62­770, 
                          F.A.C. allows field soil screening techniques for soil assessment to complement limited soil lab data, and 
                          the soil laboratory analytical results from the vadose zone need to be compared to soil CTLs for each 
                          site.  Soil samples obtained for the purpose of comparison with soil CTLs must be: 
                                       1.   Grab samples (not composited) which are collected during field soil screening activities; 
                                       2.   Collected in the vadose zone above the seasonal high water table; and 
                                       3.   Collected at least once during the site assessment (although additional sampling may be 
                                             required depending on the age of the soil screening and OVA data and on the horizontal 
                                             and vertical extent of soil contamination). 
                          The criteria to determine which subsamples of the field­screened samples should be collected for 
                          laboratory analyses are listed below. 
                                       1.   At each GAG or KAG source area, when there are positive corrected hydrocarbon 
                                             measurements (above background) during soil screening activities, at least three vadose 
                                             zone soil samples for laboratory analyses should be collected as follows: 
                                                    a.    One sample should be taken at a soil screening location with a relatively high 
                                                          corrected hydrocarbon measurement compared to other measurements taken at the 
                                                          site.  If several screening results exceed the instrument’s detection capability, the 
                                                          sample should be collected close to the suspected source area.  It should be noted 
                                                          that if the corrected hydrocarbon measurements are undetermined due to a high 
                                                          methane content, then subsequent sampling events must utilize a screening 
                                                          instrument that has a measuring limit of at least 5,000 ppm; 
                                                    b.   One sample should be taken at a soil screening location with a medium range 
                                                          corrected hydrocarbon measurement; and 
                                                    c.    One sample should be taken at a soil screening location with a relatively low 
                                                          positive corrected hydrocarbon measurement (the value should be above 
                                                          background, generally above 10 to 20 ppm). 
                                                                                             Printed on recycled paper.