Quan trắc môi trường nước doc

Các trường hợp lấy mẫu đơn: trộn lẫn đồng nhất trong khoảng thời gian đáng kể và theo mọi hướng thông số cần nghiên cứu thay đổi, mẫu đơn có thể cho biết mức độ, tần suất và khoảng t

Water quality

Laboratory analysis Sample collection

Thông số hóa học: pH, độ kiềm, độ cứng,

DO, BOD5, COD, N, P, Cl-, kim loại,…

Thông số sinh học: coliforms, protozoa,…

3.1.2 Tiêu chun CLN

Phân loại:

Tiêu chuẩn dòng nhận

Tiêu chuẩn dòng thải

Tiêu chuẩn nước uống

Giá trị giới hạn trong các tiêu chuẩn dòng nhận tùy

thuộc vào:

Loại nguồn - nước mặt, nước ngầm, nước biển,…

Mục đích sử dụng nước - cấp sinh hoạt, nuôi trồng thủy sản, tưới tiêu,…

Giá trị giới hạn trong các tiêu chuẩn dòng thải tùy

thuộc vào:

Đối tượng nhận thải - sông, ao hồ, biển,…

Cỡ nguồn thải - ? m 3 /d, ? kg BOD5/d,…

3.2 Lựa chọn thông số quan trắc

Lựa chọn thông số quan trắc tùy thuộc vào:

Mục tiêu quan trắc - nền CLN, xu hướng diễn biến CLN, đánh giá ÔN do nguồn thải,…

Mục đích sử dụng nước – cấp nước sinh hoạt, cấp nước

công nghiệp, nuôi trồng thủy sản,…

Đặc điểm đối tượng quan trắc – sông lớn, sông nhỏ, hồ, đầm phá, dòng chảy,…

Quy định trong các tiêu chuẩn chất lượng

Các Bảng 3.1-3.4 liệt kê các thông số quan trắc khuyến cáo trong các mục đích khác nhau (theo Deborah Chapman, 1998)

Ngoài các thông số CLN, các thông số thủy văn, sinh học cũng được quan tâm trong các chương tình quan trắc CLN

3.2 L a ch n thông s quan tr c

3.3 L a ch n v trí quan tr c

Quan trắc tác động

ở những nơi có nguồn thải – chọn vị trí dưới nguồn

xả, nước trộn đều

khi có dòng nhánh vào dòng chính – cần lấy ít nhất

2 điểm, một ở thượng lưu điểm rẽ nhánh và một ở

hạ lưu đủ xa để bảo đảm trộn lẫn hoàn toàn Trộnlẫn theo chiều thẳng đứng thường hoàn toàn trongvòng 1 km; trong khi trộn lẫn theo chiều ngang phụthuộc vào các khúc ngoặt và thường là vài km

Các sông bị ảnh hưởng triều cần phải nắm rõ chế

độ triều và lấy mẫu khi triều kiệt

3.4 Tần suất, thời gian lấy mẫu

Tùy thuộc vào yêu cầu công tác quản lý môi trường,

đặc điểm nguồn nước.

Khi có những thay đổi theo chu kỳ hay thường

xuyên, cần thiết kế khoảng thời gian đủ ngắn giữa 2 lần lấy mẫu liên tiếp để phát hiện được những thay đổi.

Quan trắc sự cố MT-thu mẫu hàng ngày hoặc nhiều

lần trong ngày.

Về nguyên tắc, tần số thu mẫu càng dày, độ chính

xác của đánh giá càng cao Tuy nhiên phải tối ưu do hạn chế nhân lực, chi phí,

Tần số lấy mẫu ở các trạm GEMS/Water (lần/năm)

4 – 12 (b)

Trạm cơ sở (a)

Nước ngầm Hồ

Sông Loại trạm

(a) Các trạm cơ sở chỉ khảo sát trong 2-5 năm

(b) Thời gian thu mẫu cần thể hiện đủ các thay đổi chu trình thủy văn trong năm

(c).Tần số thu mẫu cần theo chu trình thủy văn, thu mẫu cực đại trong chu trình TV bất thường nhất (d) Tần số thu mẫu cần phù hợp mức độ lấy nước và số dân có nhu cầu cấp nước

(e) Thời gian thu mẫu tiến hành khi Q thấp

(f) Cần xem xét chu trình sinh học, cần tăng tần số thu mẫu ở thời điểm có năng suất sinh học cao (g) Thu mẫu khi Q cao

(h) Với hồ đơn tầng và 2 tầng – thu 2 mẫu/năm ở các thời điểm phân tầng nhiệt cao nhất và thấp nhất Với hồ nhiều tầng, thu 6 mẫu/năm

3.4 T n su t, th i gian l y m u

3.5 Các dạng mẫu nước

3.5.1 Mẫu đơn

Mẫu riêng lẻ, gián đoạn được lấy từ một điểm đặc biệt trong một thời gian ngắn (vài giây đến vài phút)

Mỗi mẫu chỉ đại diện cho CLN ở thời điểm và địa điểm lấy mẫu

Các trường hợp lấy mẫu đơn:

trộn lẫn đồng nhất trong khoảng thời gian đáng kể và theo mọi

hướng

thông số cần nghiên cứu thay đổi, mẫu đơn có thể cho biết mức

độ, tần suất và khoảng thời gian của các thay đổi này.

dùng mẫu tổ hợp không phân biệt được những mẫu riêng lẻ vì

chúng phản ứng với nhau;

nghiên cứu khả năng xuất hiện ô nhiễm hoặc giám sát sự lan toả của nó,

trong trường hợp lấy mẫu gián đoạn tự động, để xác định thời

điểm trong ngày khi chất gây ô nhiễm xuất hiện

để xác định những thông số không ổn định: các chất khí hoà tan, clo dư, sunfua tan, Fecal coliforms, VOC, NH3 tự do.

3.5.2 Mẫu tổ hợp

Mẫu thu được bằng cách trộn lẫn các mẫu hoặc các phần mẫu với nhau theo tỷ lệ thích hợp biết trước, từ đó có thể thu được kết

quả trung bình của một đặc tính cần biết

Cung cấp mẫu đại diện cho các đối tượng quan trắc không đồng nhất, trong đó nồng

độ của chất cần phân tích biến động trong các khoảng thời gian hay không gian ngắn.

3.5 Các d ng m u n c

Các ưu điểm của mẫu tổ hợp:

giảm chi phí phân tích mẫu

tính đại diện cao với đối tượng quan trắc không đồng

gia tăng khả năng cản trở phân tích

gia tăng khả năng xảy ra các tương tác của chất phân tích

có thể làm giảm số mẫu phân tích dưới yêu cầu về mặt thống kê đối với các mục tiêu chất lượng số liệu đặc biệt

Không nên sử dụng mẫu tổ hợp với các

thông số thay đổi đáng kể trong thời gian lưu mẫu (các khí hòa tan, dư lượng clo, nhiệt độ, pH)

Mẫu tổ hợp theo thời gian

Gồm những mẫu đơn có thể tích bằng nhau, được lấytại một điểm lấy mẫu, ở những khoảng thời gian bằngnhau trong chu kỳ lấy mẫu

Nhằm nghiên cứu chất lượng trung bình của dòng

nước

Thường lấy mẫu tổ hợp trong chu kỳ 24 h; tuy nhiên

một số trường hợp khoảng thời gian có thể ngắn hơn

Có thể được thu bằng cách bơm mẫu liên tục với tốc độkhông đổi, hay trộn lẫn các thể tích bằng nhau thu đượcsau các khoảng thời gian định kỳ

Mẫu tổ hợp theo không gian

Gồm những mẫu đơn có thể tích bằng nhau và

được lấy đồng thời ở các địa điểm khác nhau.

Dùng nghiên cứu chất lượng trung bình theo mặt

cắt ngang hay mặt cắt dọc của dòng nước.

Ví dụ: lấy mẫu nước sông theo mặt cắt ngang

Mẫu tổ hợp theo dòng chảy

Hỗn hợp các mẫu đơn tại các khoảng thời gian bằngnhau nhưng theo tỷ lệ với lưu lượng dòng chảy

Thường áp dụng trong quan trắc nước thải (nguồnthải có lưu lượng và thành phần thay đổi theo thờigian)

Cần phải khảo sát trước thông tin về lưu lượng dòngchảy

Kỹ thuật lấy mẫu khá phức tạp, thường sử dụng thiết

bị lấy mẫu tự động với chương trình lấy mẫu lập sẵn

Thể tích của mỗi mẫu đơn không được nhỏ hơn 50

mL, tôt nhất là trên 100 mL

Tính lượng mẫu tức thời để có mẫu tổ hợp theo dòng chảy:

Tính phần mẫu tức thời cần thiết trên 1 đơn vị lưu lượng

Tổng thể tích mẫu tổ hợp cần lấy Lưu lượng TB × Số mẫu tức thời cần trộn Thể tích mẫu tổ hợp thường từ 2 – 4 lít

Tính thể tích mẫu tức thời cần lấy ở các lưu lượng khác nhau.

315 × 0,53 = 167 315

13

345 × 0,53 = 183 345

12

520 × 0,53 = 276 520

11

450 × 0,53 = 239 450

10

310 × 0,53 = 164 310

9

280 × 0,53 = 148 280

8

195 × 0,53 = 103 195

7

155 × 0,53 = 82 155

6

145 × 0,53 = 77 145

5

155 × 0,53 = 82 155

4

180 × 0,53 = 95 180

3

210 × 0,53 = 111 210

2

270 × 0,53 = 143 270

14

245 × 0,53 = 130 245

1

Thể tích lấy, mL Lưu luợng tức thời, L/h

Mẫu tức thời

TB: 270 Σ : 2000

3.6 Thi t b l y m u

3.6 Thiết bị lấy mẫu

Với mẫu bề mặt – chỉ cần nhúng trực tiếp

gáo, xô xuống sâu 0,5 m dưới mặt nuớc.

Với mẫu ở các độ sâu – sử dụng các thiết

bị lẫy mẫu theo độ sâu

Thiết bị lấy mẫu tự động (automatic water sampler)

3.7 Ch a m u và b o qu n m u

3.7 Chứa mẫu và bảo quản mẫu

3.7.1 D!ng c! ch"a m%u

Sử dụng chai chứa mẫu tùy theo thông số cần phân

tích Thường có hướng dẫn trong các tiêu chuẩn Một

số chú ý quan trọng:

Chai thủy tinh có thể hấp thụ phosphat

Nhiễm bẩn kim loại có thể từ bề mặt chai thủy tinh hay plastic

Nhiễm bẩn chất hữu cơ có thể từ bề mặt chai plastic

Chai chứa mẫu phân tích kim loại tốt nhất là PTFE (Teflon),

FEP hay HDPE (polyethylen mật độ cao)

Luôn phải làm sạch chai chứa mẫu trước khi lấy vào

Xem:

TCVN 5993-1995 hay Bảng trích ra

3.7.2 B&o qu&n m%u

Các nguyên tắc chung:

bảo quản ngay trong vòng 15 phút từ khi lấy mẫu khỏi môi

trường

làm lạnh đến 4 o C bằng cách nhúng trong nước đá

Thêm các chất bảo quản thích hợp:

H2SO4 đến pH<2 đối với các mẫu phân tích T-P, NH3, TKN, NO3+NO2

HNO3 đến pH<2 với mẫu phân tích kim loại

Na2S2O3 để khử clo với mẫu phân tích coliforms

Chú ý: không cần thêm hóa chất bảo quản mà chỉ cần làm

lạnh với mẫu phân tích TSS, BOD5, và NO3

Xem các bảng hướng dẫn cụ thể trong các tiêu chuẩn.

Ví dụ: Bảng 1060:1-Standard methods

3.7 Ch a m u và b o qu n m u

3.7 Ch a m u và b o qu n m u

3.8 QA/QC trong lấy mẫu nuớc

Sử dụng các mẫu QC:

Mẫu trắng hiện trường (Field blank)

Chú ý:

– không áp dụng với các mẫu VSV và BOD5

– thu mẫu trắng thiết bị 5% số mẫu

Mẫu lặp hiện trường (Field duplicate): không

bắt buộc, trừ khi PP phân tích yêu cầu

Các thông số có thể đo bằng các sensor.

Với các mẫu tổ hợp: nên đo các thông số hiện trường trên mẫu đơn, phân tích PTN trên mẫu tổ hợp.

Luôn phải kiểm chuẩn máy đo theo manual.

Ghi chú các điều kiện khi đo (nhiệt độ khí quyển, thời tiết,…)

Đo hiện trường

Sử dụng các thiết bị đo

Cho kết quả hiển thị số, trực tiếp

Thiết bị có thể:

đo từng thông số Ví dụ: WTW pH meter chỉ đo pH

đo nhiều thông số trên cùng 1 máy (multiparameter) Ví dụ:

Máy Consort C535 đo 6 thông số (T o , pH, DO, E.C, SAL, TDS)

Máy WQC-22 TOA đo được 8 thông số (T o , pH, DO, E.C, SAL, TDS, Tur, SS)

Thường sử dụng các sensor (đầu đo) rời (ví dụ

Consort C535) hay tổ hợp thành chùm (ví dụ

WQC-22).

3.9 Đo đ c hi n tr ng

TOA WQC-22A.

DO meter ORION

3.10 Phân tích mẫu nước trong PTN

Các phương pháp tiêu chuẩn:

US APHA-AWWA,WEF Standard methods for the

examination of water and wastewater

Các tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN)

Xem Bảng 4, trang 67, Trương Mạnh Tiến

Một số điểm lưu ý chung khi phân tích mẫu

Với các mẫu bảo quản ở nhiệt độ thấp phải đưa về nhiệt

độ phòng trước khi phân tích.

Trộn đều mẫu ngay trước khi phân tích.

Thực hiện QA/QC, ví dụ: kiểm tra đường chuẩn mỗi lần đo

(dùng 1 mẫu chuẩn, sai lệch xác định với mẫu chuẩn không được vượt quá 10%).

Phân tích tương quan…

Sử dụng các công cụ: chỉ số CLN, GIS, mô

hình CLN…

Chỉ số CLN (WQI: Water Quality Index)

Khái niệm: “thông số tổ hợp”, xây dựng từ các thông

số chất lượng

Các bước xây dựng WQI:

Lựa chọn thông số để đưa vào WQI (tùy mục đích sử dụng),

Xác định trọng số của các thông số,

Xây dựng hàm chỉ số phụ (chuyển các giá trị đo thông số

CLN sang thang đơn vị chung, không thứ nguyên)

Tính các giá trị WQI theo các công thức tập hợp.

Đánh giá, phân loại CLN theo WQI: thang WQI: 0

∼100; WQI càng lớn – chất lượng nước càng tốt

Ví dụ: NSF-WQI (Hoa Kỳ)

1,00 T)ng

0,08 9.Tổng chất rắn

3.11 X lý s li u

Xanh

91 - 100 Rất tốt

Lục

71 -90 Tốt

Vàng

51 -70 Trung bình

Da cam

26 -50 Kém

Đỏ

0 -25 Rất kém

Màu quy ước trên bản đồ

WQI Chất lượng

Chuyển từ các giá trị đo sang chỉ số phụ qi bằng các đồ thị lập sẵn

n: số thông số trong WQI

w i

i

qWQI

Ví dụ: Áp dụng NSF-WQI cho số liệu quan trắc CLN sông Hương (2-4/1997)

74,3 75,0

74,8 76,5

80,1 78,3

TB (2-4/97)

73,1 72,4

73,1 75,0

72,6 76,3

7/4-11/4/97

72,8 72,7

73,4 75,0

75,2 76,8

27/3-31/3/97

74,2 76,4

75,0 78,4

90,8 80,8

10/3-14/3/97

77,2 78,6

77,6 77,8

82,0 79,5

24/2-28/2/97

H6 (Bao Vinh)

H5 (La )

H4 (Ch Đông Ba)

H3 (C u Phú Xuân)

H2 (Giã Viên)

H1 (V n Niên) Mặt cắt

Th i gian