BÀI GIẢNG CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐẠC VÀ THU MẪU KHÔNG KHÍ

BÀI GIẢNG CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐẠC VÀ THU MẪU KHÔNG KHÍ

G KHÔNG

KHÍ

- A -

CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐẠC CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ

PHÂN TÍCH CHẤT Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ

DẠNG HẠT

ĐO MÙI

KHÁI NIỆM

Các bước thực hiện trong mỗi phép đo

Tính đại diện của mẫu

Các yếu tố lựa chọn phương pháp phân

tích

CÁC YẾU TỐ LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

LẤY MẪU CÁC CHẤT Ô NHIỄM

-Ưu điểm: không dùng các dụng cụ chuyên

dùng như bơm hút mẫu, bộ chỉnh lưu lượng

LẤY MẪU KHÍ THỤ ĐỘNG (tt)

•Ố‹£?o\ «¡

LẤY MẪU CÁC CHẤT Ô NHIỄM

KHÔNG KHÍ DẠNG KHÍ

-Sử dụng bơm hút khí qua dụng cụ mà tại

đó chất ô nhiễm cần đo đạc được giữ lại

do phản ứng hóa học với dung dịch lấy

mẫu hoặc giữ lại trên màng lọc

-Lưu ý việc giảm thiểu sự tổn thất trong đường ống khi hút khí vào

LẤY MẪU CHỦ ĐỘNG (tt)

• Vấn đề: tính toàn vẹn của mẫu

-Nhược điểm của biện pháp ngăn ngừa sa

lắng của các sol khí: Sol khí sẽ tích tụ trên

đầu lọc, tại đây có thể có phản ứng giữa sol khí và mẫu không khí cần đo

-Ví dụ, nếu ta cần lấy mẫu đo HF và đầu lọc

ở miệng vào chứa sol khí mang tính kiềm, HF

sẽ nằm lại trên đầu lọc và không vào hệ

thống đo

LẤY MẪU CÁC CHẤT Ô NHIỄM

KHÔNG KHÍ DẠNG KHÍ

•Lấy mẫu tự động:

-Dùng thiết bị lấy mẫu chuyên dụng thu hỗn khí

vào buồng phản ứng của thiết bị thu mẫu Tạiđây, các chất ô nhiễm sẽ được phân tích cho kếtquả trực tiếp, hiển thị trên màn hình thiết bị

đây, các chất ô nhiễm sẽ được phân tích cho kếtquả trực tiếp, hiển thị trên màn hình thiết bị

-Ứng với mỗi chỉ tiêu cần quan trắc sẽ có một

loại thiết bị khác nhau

-Số liệu do máy đo đạc được sẽ được lưu trong

datalogger và có thể truy xuất từ xa

-Số liệu có độ tin cậy cao, việc vận hành và bảo

dưỡng khá phức tạp

HÌNH MINH HOẠ TRẠM QUAN TRẮC

KHÔNG KHÍ TỰ ĐỘNG

SƠ ĐỒ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG

SỐ LIỆU HIỂN THỊ TẠI THIẾT BỊ ĐO

GIỚI THIỆU hệ thống quan trắc quang học (Optical Monitoring

System)

GIỚI THIỆU hệ thống quan trắc quang học (Optical Monitoring

System)

LIỆT KÊ CÁC PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU KHÔNG KHÍ

- T -

ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU

Phương pháp Ưu điểm Nhược điểm Chi phí

- Đơn giản - Giá trị trung bình tuần hoặc tháng

- Không cần điện - Không cho giá trị tức thời

- Nhiều mẫu - Chậm cho kết quả

- Nhiều mẫu - Chậm cho kết quả

- Thích hợp với nghiên cứu nền

Lấy mẫu chủ động

(Active sampler)

- Rẻ tiền - Giá trị trung bình ngày

Cao

- Dễ làm - Đòi hỏi chuyên môn hoá cao

- Ít sai sót khi vận hành - Yêu cầu cao về PTN

- Hiệu suất cao - Đắt tiền

- Số liệu hàng giờ - Yêu cầu cao về chuyên môn

- Nối mạng thông tin - Cho kết quả tức thời

tích hóa học

PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ

-Dòng khí đi qua một dung dịch hấp thụ

phù hợp, chất ô nhiễm được hấp thụ vào dung dịch này và sau đó được cố định

thông qua một phản ứng với hóa chất

dung dịch này và sau đó được cố định

thông qua một phản ứng với hóa chất

thêm vào.

-Quá trình hấp thụ xảy ra trong impinger

càng tốt khi sự tiếp xúc giữa dung dịch và dòng khí càng nhiều.

MÔ HÌNH THIẾT BỊ THU MẪU

BẰNG PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ

TÁCH KHÍ (tt)

Thiết bị xử lý dòng mẫu khí

• Dòng mẫu khí cần được xử lý (loại bỏ các yếu

tố gây ảnh hưởng đến bộ phận hấp thu khí và

bơm hút khí), gồm:

- Đầu hút giảm độ ẩm

- Bộ lọc khói trước khi vào Impinger

- Bình hút ẩm trước khi vào bơm hút khí

SƠ ĐỒ THU MẪU KHÔNG KHÍ XUNG QUANH

HÌNH THU MẪU KHÔNG KHÍ TRONG MÔI TRƯỜNG LAO

ĐỘNG

IMPINGER SỦI BỌT

TÁCH KHÍ (tt)

PHƯƠNG PHÁP HẤP PHỤ

• Dẫn dòng khí đi qua một ống chứa chất hấp

phụ (thường dùng than hoạt tính)

• Chú ý: không để xảy ra hiện tượng no hấp phụ

• Chú ý: không để xảy ra hiện tượng no hấp phụtrên chất hấp phụ và khí đi qua không còn

được hấp phụ nữa

TÁCH KHÍ (tt)

• Thiết bị tách khí - sol khí

Là một ống bên trong có phủ một lớp mỏng chấthấp thụ (chuyên biệt cho chất cần phân tích)

Mẫu không khí được hút qua ống Ống có tỷ lệchiều dài/đường kính thích hợp để các phân tửchất cần phân tích khuếch tán tới được thành

ống, tại đây nó được hấp thụ

LIỆT KÊ CÁC PHƯƠNG PHÁP

TÁCH KHÍ

-Đầu dò giữ điện tử (ECD)

-Đầu dò ion hoá ngọn lửa (FID)

LẤY MẪU CHẤT ÔNKK DẠNG HẠT

KHÁI NIỆM

KỸ THUẬT LẤY MẪU BỤI

LẤY MẪU CHẤT ÔNKK DẠNG HẠT

KHÁI NIỆM

-Đặc tính chung của sol khí

-Đường kính hạt tương đương

-Phân bố kích thước sol khí

-Phân bố đường kính tới hạn 50% của sol khí

-Tổng lượng bụi lơ lửng (TSP)

-Bụi có thể xâm nhập vào phế nang

-Bụi hô hấp

KHÁI NIỆM

Sol khí là sự lơ lửng bền của hạt rắn trong khí

Chất gây ô nhiễm không có hình dạng thể hạt theo quy tắc, kích thước hạt không đồng nhất Kích

thước tương đương là kích thước hạt cầu với những chất lượng đặc trưng (tỷ trọng, chỉ số phản xạ, điện tích), mà cho những đặc tính (tốc độ lắng, mật độ khúc xạ ánh sáng) giống với hạt lý tưởng

KHÁI NIỆM

• Phân bố kích thước sol khí

Sol khí tồn tại một phổ kích thước hạt Dãy phổ như thế được gọi là sự

phân bố kích thước hạt

• Tổng lượng bụi khí (TAP)

Tât cả dạng giọt lỏng và hạt hiện diện trong một thể tích không khí xác

định Đây là khái niệm lý thuyết, vì hạt càng lớn (đường kính khí động học > từ 50 đến 100 m) thời gian lơ lửng trong không khí càng ngắn và càng nhanh chóng biến mất khỏi không khí Vì vậy mà khó đo được các hạt bụi có kích thước lớn hơn.

• Tổng lượng bụi lơ lửng (TSP)

TSP bao gồm tất cả các sol khí trong các mẫu không khí bằng một dụng cụ

đo đặc biệt được tiêu chuẩn hóa theo tổ chức EPA của Mỹ: Thiết bị lấy mẫu thể tích lớn (HVS)

• Bụi hô hấp

Hạt đi qua đường hô hấp thâm nhập qua cuống phổi rồi đến túi phổi

LẤY MẪU CHẤT ÔNKK DẠNG

HẠT (tt)

KỸ THUẬT LẤY MẪU BỤI

Các câu hỏi cần phải trả lời trước khi tiến hành thu mẫu bụi

-Sự phân bố kích thước hạt trong khoảng nào?

-Cần đo phần nào?

-Kỹ thuật đo nào chính xác cho phần mong muốn đó; có cần

phải dùng thiết bị đặc biệt nào để có giá trị nồng độ nằm

trong giới hạn đã xác định ?

-Phương pháp lấy mẫu có thích hợp cho việc phân tích hạt không?

-Phương pháp lấy mẫu có gây thay đổi gì cho mẫu lấy hay

không (ví dụ như vỡ, xảy ra phản ứng với khí hay hạt khác)?

LẤY MẪU CHẤT ÔNKK DẠNG

HẠT (tt) Phân bố kích thước mong muốn

Tùy theo tốc độ lắng tương đối của hạt, kích thước lớn thì sa lắng nhanh và không đi xa

nguồn phát tán, hạt nhỏ hơn thường phát tán

ra nhiều.

nguồn phát tán, hạt nhỏ hơn thường phát tán

ra nhiều.

Các quá trình năng lượng thấp (cưa bào gỗ,

lưu trữ và xử lý các loại ngũ cốc, ) thường gây phát tán các phần tử hạt lớn hơn.

Từ đó có thể ước lượng sơ bộ được kích

thước hạt trong một vài trường hợp.

LẤY MẪU CHẤT ÔNKK DẠNG HẠT

(tt)

• CHỌN PHÂN ĐOẠN

Trong một tình huống ô nhiễm liên quan đến bụibẩn, hoặc liên quan đến sức khỏe con người do

sự sa lắng kim loại nặng lên các cánh đồng

đang trồng, cần phải xác định hàm lượng TAP.Nếu sự khảo sát liên quan sự tiếp xúc với các

hạt gây ô nhiễm cho toàn bộ cộng đồng dân

cư, thì nên chọn đường kính tới hạn trong mức3,5 hoặc 2,5 m

LẤY MẪU CHẤT ÔNKK DẠNG HẠT

(tt)

• CHỌN THIẾT BỊ ĐO

Khi lấy mẫu khí bằng cách hút khí vào, hướng dòng khí thay đổi ở miệng vào của bộ phận lấy mẫu.

Tùy thuộc vào quán tính của hạt, không phải tất

cả các hạt đều bị chuyển hướng và cuối cùng đi

vào miệng vào Cũng có thể xảy ra hiện tượng trái ngược lại, có quá nhiều hạt chui vào bộ phận lấy

mẫu

Ta cần chọn thiết bị đảm bảo hạn chế được điều này

LẤY MẪU CHẤT ÔNKK DẠNG

- Thành phần hoá học (đối với phân tích hoá học);

- Tính ưa nước hay kỵ nước, độ nhạy với quá trình giảm áp (quan trọng cho việc chọn công suất bơm hút, lưu lượng);

- Đường kính lỗ hiệu dụng (liên quan đến việc muốn thu mẫu hạt có kích thước nào);

- Màu sắc (đối với phân tích quang).

LẤY MẪU CHẤT ÔNKK DẠNG

HẠT (tt)

• NHỮNG THAY ĐỔI KHI LẤY MẪU

Trong suốt quá trình lấy mẫu các hạt có thể thayđổi kích thước do các quá trình cơ học gây ra

Sự tổn thất do sự dính lên bề mặt hoặc biến đổihóa học đặc biệt là phản ứng giữa các chất gây

ô nhiễm tích tụ trên đầu lọc với dòng không

khí đi qua miệng lọc đó

LẤY MẪU CHẤT ÔNKK DẠNG

HẠT (tt)

• QUAN TRẮC BỤI TỰ ĐỘNG LIÊN TỤC

Phương pháp beta gauss (ISO/FDIS 1999b)

- Nguyên lý: Đo đạc độ suy giảm của chùm tia beta khi đi qua

lọc chứa bụi.

- Mô tả phương pháp: Chùm tia beta được phát ra từ nguồn

(C14, Kr85 – tại vị trí RS trên sơ đồ) xuyên qua giấy lọc trắng

và được ghi nhận bằng detector (vị trí detector: MC); Giá trị

đó gọi là I0.

Bụi từ ngoài không khí (phân loại theo kích cỡ hạt tại inlet sau đó được cân bằng nhiệt độ tại heater theo ISO 7708 - ISO 1995) được hút vào bằng bơm hút và bám trên lọc tại vị trí C.

Chùm tia beta truyền qua các hạt bụi sẽ bị suy giảm và được ghi nhận bằng detector; Giá trị đó gọi là Imeas.

Độ suy giảm cường độ tia beta I = I0 – Imeas tỷ lệ với tổng nồng

độ bụi trên giấy lọc.

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA

MÁY ĐO BỤI TỰ ĐỘNG

THIẾT BỊ QUAN TRẮC BỤI TỰ ĐỘNG

LẤY MẪU CHẤT ÔNKK DẠNG HẠT

Phương pháp trọng lượng

- Bụi tổng (TSP)

- Bụi PM 10

- Bụi PM 2.5

THU MẪU BỤI BÁN TỰ ĐỘNG

• BỤI TỔNG (TSP)

- Mô tả phương pháp: Bụi trong không khí được

hút bằng thiết bị thu mẫu đi qua giấy lọc đã biết trước khối lượng (mo) Cài đặt lưu lượng và thời gian hút cho phù hợp (khoảng 500l/phút, thời gian lấy mẫu 30 phút) Không nên cài đặt thời gian quá dài hoặc quá ngắn, sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác của phương pháp.

- Sau khí đi qua giấy lọc toàn bộ bụi có kích thước

lớn hơn lổ lọc sẽ được giữ lại Cân giấy lọc sau

khi đã hút ẩm (m1) Hiệu Δm = m1 - mo sẽ cho

biết hàm lượng bụi tổng có trong không khí.

THIẾT BỊ THU MẪU BỤI THỂ TÍCH CAO

(HIGHT VOLUME AIR SAMPLER)

THIẾT BỊ THU MẪU BỤI THỂ TÍCH CAO

(HIGHT VOLUME AIR SAMPLER)

THU MẪU BỤI BÁN TỰ ĐỘNG

• BỤI PM 10

Mô tả phương pháp: Bụi trong không khí sẽ đựợc hút

bằng bơm lấy mẫu chuyên dụng đã được hiệu chuẩn

lưu lượng Sau khi hỗn hợp bụi và không khí đi qua các

lổ nhỏ trên PEM sẽ tiếp tục đi qua tấm hướng dòng Tại đây, chiều của dòng khí bị thay đổi đột ngột nên các hạt

có kích thước lớn hơn 10µm sẽ bị rới xuống và giữ lại.

Hỗn hợp bụi có kích thước nhỏ hơn 10µm sẽ tiếp tục đi theo dòng khí và đựợc giữ lại bởi lớp giấy lọc đặt ở đáy PEM (đã biết trước khối lượng mo) Cân giấy lợc sau khi được hút ẩm (m1) Hiệu Δm = m1 - mo sẽ cho biết hàm lượng bụi tổng có trong không khí.

THIẾT BỊ LẤY MẪU BỤI PM10

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

CHẤT ÔNKK DẠNG HẠT

PHÂN TÍCH TRỌNG LƯỢNG

PHÂN TÍCH CẤU TỬ HẠT

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CHẤT ÔNKK DẠNG HẠT (tt)

PHÂN TÍCH TRỌNG LƯỢNG

Xác định nồng độ bụi tính bằng đơn vị khối lượng

trên một đơn vị thể tích không khí (thông dụng là

Dùng cân để cân giấy lọc trước và sau khi lấy mẫu.

Dùng cân để cân giấy lọc trước và sau khi lấy mẫu Khối lượng tăng thêm của giấy lọc chia cho thể tích không khí được lấy mẫu cho ta nồng độ bụi.

Các phép đo phải thực hiện sao cho sự thay đổi độ ẩm không ảnh hưởng đến kết quả Muốn vậy giấy lọc

trước khi cân phải được sấy trong tủ sấy có nhiệt độ

và độ ẩm không đổi và phòng cân có điều kiện vi khí hậu thích hợp với thiết bị cân.

sáng từ đèn catot rỗng và làm tia sáng yếu đi Hiệntượng đó giúp đo được lượng nguyên tố chúng ta

cần xác định Phương pháp này thường dùng địnhlượng kim loại nặng

Liệt kê các phương pháp phân tích mẫu bụi

ĐO MÙI

SỬ DỤNG KHỨU GIÁC Đến nay người ta chưa xác định được

quan hệ giữa hóa tính và lý tính của một chất với đặc tính mùi của nó Do đó

không thể dựa vào việc đo nồng độ các chất trong các vấn đề về mùi.

Tài liệu tham khảo

1 PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn (Chủ biên);

Th.S Nguyễn Thanh Hùng; “KIỂM SOÁT ÔNHIỄM KHÔNG KHÍ”; NXB ĐHQG Tp

HCM; 2007

2 PGS.TS Đinh Xuân Thắng; “Giáo trình ô

nhiễm không khí”; NXB ĐHQG Tp HCM,

2007