Quan trắc môi trường nước

4.2. Thiết kế chương trình QTMT nước 4.2.1. Nhng vn ñ chung khi thit k ch
ng trình QTMT
Chúý ñặc ñiểm: tính liên thông của môi trường nước (lục ñịa) mang tính cục bộ hơn không khí
Tùy thuộc mục ñích sử dụng nước:
Cấp nước cho sinh hoạt,ăn uống
Cấp nước cho sản xuất công nghiệp
Tưới tiêu nông nghiệp
Nuôi trồng thủy sản
Giải trí
Giao thông thủy
Đa mục ñích sử dụng,...

4.1 Các thông s ố CLN (xem thêm Tr
 ng M  nh Ti  n, tr.53-58)

Các thông s ố CLN:

v ậ t lý: To, EC, ñộmàu, ñộ ñục, TSS

hóa h ọ c: pH, ñộcứng, DO, BOD5, COD, các dạng N, P,

Chl-a, TDS, dầu mỡ, kim loại nặng, dưlượng HCBVTV,…

sinh h ọ c: Tổng coliforms, Fecal coliforms, protozoa, sinh

vật phù du và sinh vậtñáy…

L ự a ch ọ n thông s ố CLN quan tr ắ c tùy thu ộ c vào:

Mục tiêu quan trắc

Mụcñích sử dụng nước

Đặcñiểmñối tượng quan trắc

Quyñịnh trong các tiêu chuẩn chất lượng

Các thông s ố h ỗ tr ợ : t ọ a ñộ , khí t ượ ng, th ủ y v ă n,…

4.2 Thi ế t k ế ch ươ ng trình QTMT n ướ c

4.2.1 Nh  ng v  n ñ chung khi thi  t k  ch
 ng trình QTMT

Chú ý ñặc ñiểm: tính liên thông của môi trường nước (lục

ñịa) mang tính cục bộ hơn không khí

Tùy thuộc mục ñích sửdụng nước:

C ấ p n ướ c cho sinh ho ạ t, ăn uố ng

C ấ p n ướ c cho s ả n xu ấ t công nghi ệ p

T ướ i tiêu nông nghi ệ p

Nuôi tr ồ ng th ủ y s ả n

Gi ả i trí

Giao thông th ủ y

Đ a m ụ c ñ ích s ử d ụ ng,

Tùy thu ộ c v ấ n ñề môi trườ ng quan tâm:

Chất thải hữu cơ từhệthống thoát nước thải ñô thị

Sựphú dưỡng của các loại nước mặt

Sựmặn hóa và ô nhiễm nước ởcác vùng có nước tưới

tiêu tuần hoàn

Ô nhiễm nguồn nước mặt và nước ngầm do sửdụng hóa

chất nông nghiệp, phân hóa học, thuốc trừsâu

Các chất ñộc hữu cơ và vô cơ từ nước thải công nghiệp

Nước thải và nước rò rỉtừkhai thác mỏ

Axit hóa nước sông, hồdo vận chuyển lan truyền xa các

chất ô nhiễm không khí,…

4.2.2 V trí tr  m quan tr c và ñ i m l  y m u n c

4.2.1.1 V i sông, su  i

Quan trắc chất lượng nền

các v ị trí ở th ượ ng l ư u, ch ư a có tác ñộ ng ngu ồ n x ả th ả i,

n ế u có các nhánh sông, ch ọ n ñ i ể m sau h ợ p l ư u, tr ộ n l ẫ n các nhánh

v ị trí ch ọ n sao cho d ễ ti ế p c ậ n

Quan trắc tácñộng

ở nh ữ ng n ơ i có ngu ồ n th ả i – ch ọ n v ị trí d ướ i ngu ồ n x ả , n ướ c tr ộ n ñề u

khi có dòng nhánh vào dòng chính – c ầ n l ấ y ít nh ấ t 2 ñ i ể m, m ộ t ở

th ượ ng l ư u ñ i ể m r ẽ nhánh và m ộ t ở h ạ l ư u ñủ xa ñể b ả o ñả m tr ộ n l ẫ n

hoàn toàn.

Các sông b ị ả nh h ưở ng tri ề u c ầ n ph ả i n ắ m rõ ch ế ñộ tri ề u và l ấ y m ẫ u

khi tri ề u ki ệ t.

B ả ng: Khuy ế n cáo s ố l ượ ng ñ i ể m l ấ y m ẫ u trên m ỗ i m ặ t

c ắ t sông, su ố i theo lo ạ i hình th ủ y v ự c

1 2 3 4

2 4 6 Tối thiểu là 6

Suối nhỏ Suối Sông Sông lớn

Nhỏ hơn 5

5 – 150

150 – 1.000

Lớn hơn 1.000

Số lượng mẫu lấy theo ñộ sâu/mặt cắt

Số lượng ñiểm lấy mẫu/mặt cắt

Loại hình vực nước

Lưu lượng trung

bình năm (m3/s)

4.2.2.2 V i h 

Cần chú ý cácñặc ñiểm của hồ khi xácñịnh vị trí quan trắc:

Dung tích n ướ c, th ờ i gian l ư u n ướ c

Hình d ạ ng h ồ

S ự phân t ầ ng: v ớ i các h ồ sâu, cô l ậ p, ít b ị gió xáo tr ộ n,…

Một số chỉ dẫn lựa chọn vịtrí quan trắc

nên g ầ n v ớ i ñ i ể m vào và ra các dòng th ả i

n ế u có xáo tr ộ n t ố t và kh ố i l ượ ng n ướ c gia nh ậ p l ớ n thì m ộ t v ị trí

g ầ n gi ữ a h ồ là ñủ

n ế u h ồ ñượ c chia thành nhi ề u v ị nh hay l ư u v ự c thì c ầ n nhi ề u v ị trí

h ơ n

Tr ườ ng h ợ p chung: h ệ th ố ng ô l ướ i và ñườ ng c ắ t ngang

Theo các tài li ệ u, s ố lượ ng các ñ i ể m l ấ y m ẫ u s ẽ b ằ ng giá tr ị làm

tròn c ủ a lôgarit di ệ n tích h ồ (theo kilômét vuông).

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

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

nguồn nước

Quan trắc nền: tối thiểu 1 lần/tháng

Quan trắc tácñộng: tối thiểu 4 lần/năm

Khi có thayñổi theo chu kỳ cần thiết kế khoảng thời gian

giữa 2 lần lấy mẫu ñểphát hiện ñược những thayñổi

Những vị trí chịu tácñộng mạnh thủy triều hay có thay

ñổi lớn về vận tốc, hướng dòng chảy – nên lấy mẫu ít

nhất 2 lần/ngày

Quan trắc sựcố MT-thu mẫu hàng ngày hoặc nhiều lần

trong ngày

4.3 Các k ỹ thu ậ t l ấ y m ẫ u và b ả o qu ả n m ẫ u n ướ c

4.3.1 Cá c d ng m u n c

(1) M ẫ u ñơn (discrete sample, grab sample)

Mẫu riêng lẻ, giánñoạnñược lấy tư= mộtñiểm trong một

thời gian ngắn (vài giâyñếnvàiphút)

Mẫu chỉ ñại diện cho CLN ở thờiñiểm va= ñịañiểm lấy mẫu

Các trường hợp lấy mẫu ñơn:

n ướ c có thành ph ầ n ñồ ng nh ấ t theo mọ i h ướ ng và trong th ờ i gian

ñá ng kê D

m ẫ u ñơ n cho bi ế t m ứ c ñ ô E , t ầ n su ấ t va = khoả ng th ờ i gian cá c thay ñổ i

c ủ a thông sô F c ầ n nghiên c ứ u

ñ ê D xá c ñị nh nh ữ ng thông sô F không ổ n ñị nh, cá c ch ấ t khí hòa tan nh ư

VOC, NH3t ưE do…

(2) M ẫ u tô  h ợp (composite sample)

Thu ñược bằngcách trộn lẫn các mẫu hoặccác phần

mẫu theo tyD lêE thích hợp biết trước, tư= ñoF có thêD thu

ñược kết quả trungbìnhcủa một ñặc tính cần biết

Cung cấp mẫu ñại diện chocácñối tượng quan trắc

khôngñồng nhất, trongñoF nồngñôE của chất cần phân

tích biến ñộng trongcác khoảng thời gian hay không gian

ngắn

Không nên sưD dụng mẫu tôD hợp vớicác thông sôF thay ñổi

ñáng kêD trong thời gian lưu mẫu (các khiF hòa tan, dư

lượng clo, nhiệt ñôE, pH)

Có 3 dạng mẫu tổ hợp:

M u t  h  p theo th  i gian

Gồm những mẫuñơn có thểtích bằng nhau, ñược lấy tại

mộtñiểm lấy mẫu, ởnhững khoảng thời gian bằng nhau

trong chu kỳlấy mẫu

Nhằm nghiên cứu chất lượng trung bình của dòng nước

Thường lấy mẫu tổhợp trong chu kỳ24 h; tuy nhiên một số

trường hợp khoảng thời gian có thể ngắn hơn

Có thể ñược thu bằng cách bơm mẫu liên tục với tốcñộ

khôngñổi, hay trộn lẫn các thểtích bằng nhau thuñược

sau các khoảng thời gianñịnh kỳ

M u t  h  p theo không gian

Gồm những mẫu ñơn có thểtích bằng nhau vàñược lấy

ñồng thờiởcác ñịa ñiểm 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







M u t  h  p theo l
u l
 ng

Hỗn hợp các mẫuñơn tại các khoảng thời gian bằng nhau

nhưng theo tỷlệvới lưu lượng dòng chảy

Thường áp dụng trong quan trắc nước thải (nguồn thải có

lưu lượng và thành phần thayñổi theo thời gian)

Cần phải khảo sát trước thông tin vềlưu lượng dòng chảy

Kỹthuật lấy mẫu khá phức tạp, thường sửdụng thiết bịlấy

mẫu tự ñộng với chương trình lấy mẫu lập sẵn

Thểtích của mỗi mẫuñơn khôngñược nhỏhơn 50 mL, tôt

nhất là trên 100 mL

Các ph ươ ng pháp l ấ y m ẫ u n ướ c

4.3.2 Thi ế t b ị l ấ y m ẫ u n ướ c

Với mẫu bề mặt – chỉcần nhúng trực tiếp gáo, xô xuống

sâu 0,5 m dưới mặt nuớc

Với mẫuở cácñộsâu – sửdụng các thiết bị lẫy mẫu theo

ñộsâu

Lo ạ i th ẳ ng ñứ ng

Lo ạ i n ằ m ngang.

Thiết bịlấy mẫu tự ñộng (automatic water sampler)

4.3.3 D  ng c  ch  a m u

Chai th ủ y tinh,chai nh ự a (PE, PET)

Lo ạ i chai tùy thông s ố c ầ n phân tích

M ộ t s ố chú ý quan tr ọ ng:

Có thểnhiễm bẩn kim loại từbềmặt chai thủy tinh hay nhựa

Có thểnhiễm bẩn chất hữu cơtừbềmặt chai nhựa

Chai chứa mẫu phân tích kim loại tốt nhất là PTFE hay

HDPE; phải tráng bằng dd.HNO31:1 rồi tráng lại bằng nước

cất

Luôn phải làm sạch chai chứa mẫu trước khi lấy vào

Có thểsửdụng lại chai chứa mẫu nhưng phải làm sạch;

không sửdụng lại với các phép phân tích cóñộnhạy cao

Xem: TCVN 5993-1995

4.3.4 B  o qu  n m u

Các nguyên tắc chung:

b ả o qu ả n ngay trong vòng 15 phút t ừ khi l ấ y m ẫ u kh ỏ i môi tr ườ ng

làm l ạ nh ñế n 4 o C b ằ ng cách nhúng trong n ướ c ñ á

Thêm các ch ấ t b ả o qu ả n thích h ợ p:

H2SO4ñế n pH<2 ñố i v ớ i các m ẫ u phân tích T-P, NH3, TKN,

NO3+NO2

HNO3ñế n pH<2 v ớ i m ẫ u phân tích kim lo ạ i

Na2S2O3ñể kh ử clo v ớ i m ẫ u phân tích coliforms

Chú ý: không c ầ n thêm hóa ch ấ t b ả o qu ả n mà ch ỉ c ầ n làm l ạ nh v ớ i

m ẫ u phân tích TSS, BOD5, và NO3

Xem các b ả ng h ướ ng d ẫ n c ụ th ể trong các tiêu chu ẩ n.

Ví d ụ : B ả ng 1060:1-Standard methods

4.4 Đ o ñạ c v à phân t í ch ch ấ t l ượ ng n ướ c

4.4.1 Đ o hi  n tr
 ng

G ồ m:

Các thông s ố thay ñổ i khi l ấ y m ẫ u, v ậ n chuy ể n, b ả o qu ả n (nhi ệ t ñộ ,

DO, ñộ ñụ c, )

Các thông s ố có th ể ñ o b ằ ng các sensor.

V ớ i các m ẫ u t ổ h ợ p: nên ñ o các thông s ố hi ệ n tr ườ ng trên m ẫ u ñơ n, phân

tích PTN trên m ẫ u t ổ h ợ p.

S ử d ụ ng các thi ế t b ị ñ o

thi ế t b ị ñ o t ừ ng thông s ố (máy ñ o DO, máy ñ o pH, )

thi ế t b ị ñ o nhi ề u thông s ố trên cùng 1 máy (multiparameter) Ví d ụ : Máy

WQC-22 TOA ñ o ñượ c 8 thông s ố (T o , pH, DO, E.C, SAL, TDS, Tur,

SS)

Các máyño cần phảiñược chuẩn trước khi sửdụng

TOA WQC-22A.

DO meter ORION

Chú ý khi s ử d ụ ng máy ñ o pH:

Chuẩn máy với các ddñệm pH (thường kèm theo máy)

Có thểchuẩn với 1, 2 hay 3 dung dịch; thường dùng 2

(pH 7 và pH 10 hay pH 7 và pH 4 tùy khoảngño)

pH phụthuộc nhiệtñộ!

Chú ý khi s ử d ụ ng máy ñ o DO:

Chuẩn hóa máyño (Calibration)

V ớ i không khí ẩ m bão hòa oxy

V ớ i n ướ c c ấ t bão hòa oxy

V ớ i dung d ị ch DO zero (2% Na2SO3trong 0.01M Na2B4O7)

Khuấy thật nhẹvàñều khiño

Máy có thểhiển thị ñơn vịmg/L hay % bão hòa

Khiño với nước cóñộmuối cao, phải hiệu chỉnh theoñộ

muối

4.4.2 Phân tí ch m u n c trong PTN

Sửdụngcác phươngpháp tiêu chuẩn:

APHA, AWWA, WEF Standard methods for the examination of

water and wastewater.

Cá c tiêu chu ẩ n Vi ệ t Nam (TCVN)

Xem Bả ng 4, trang 67, Tr ươ ng Mạ nh Ti ế n ho ặ c b ả ng d ướ i ñ ây

Các ñiểm lưu ý chung khi phân tích mẫu

V ớ i các m ẫ u b ả o qu ả n ở nhi ệ t ñộ th ấ p ph ả i ñư a v ề nhi ệ t ñộ

phòng tr ướ c khi phân tí ch.21

Tr ộ n ñề u m ẫ u ngay tr ướ c khi phân tí ch.

Ki ể m tra hóa ch ấ t, thu ố c th ử (k ế t t ủ a? ñụ c? có t ả o? )

Ki ể m tra ñườ ng chu ẩ n v ớ i m ẫ u ki ể m tra (n ồ ng ñộ bi ế t tr ướ c)

Th ự c hi ệ n các th ủ t ụ c ki ể m soát ch ấ t l ượ ng.

Chú ý với từng thông số(xem tr.70-82 Tr ươ ng Mạ nh Ti ế n)

Bảng các PP phân tích chất lượng nước trong PTN

4.4.3 X  lý s  li  u quan tr c CLN

X ử lý th ố ng kê

Lo ạ i sai s ố thô

Tính các ñặ c tr ư ng th ố ng kê (trung bình, min, max, ñộ l ệ ch chu ẩ n,…)

Phân tích t ươ ng quan…

S ử d ụ ng các công c ụ : ch ỉ s ố CLN, GIS, mô hình CLN…

Ch ỉ s ố CLN (WQI: Water Quality Index)

Khái ni ệ m: là “thông sô F tô D h ợ p”, xây d ự ng t ư= cá c thông sô F ch ấ t l ượ ng.

Các b ướ c xây d ự ng WQI:

Lựachọn thông sôF ñêD ñưavào WQI (tùy mụcñích sử dụng),

Xácñịnh trọng số củacác thông sôF,

Xây dựnghàm chỉ sôF phuE (chuyểncác giaF trị ño thông sôF CLN sang thangñơn vịchung, không thứnguyên)

Tínhcác giaF trị WQI theocác công thức tập hợp

Đá nh gia F , phân loạ i CLN theo WQI: thang WQI: 0

∼ 100; WQI cà ng l ớ n – ch ấ t l ượ ng n ướ c cà ng t ố t.

Ví d ụ : NSF-WQI (Hoa K ỳ ) – m ụ c ñ ích s ử d ụ ng n ướ c

t ổ ng quát

1,00

T ng

0,08 9.T ổ ng ch ấ t r ắ n

0,08

8 Đ ô  ñụ c

0,10

7 Nhi ệ t ñ ô 

0,10

6 PO 4

3-0,10

5 NO 3

-0,10

4 BOD 5

0,12

3 pH

0,15

2 Fecal coliform

0,17

1 DO

Trọ ng sô #

Thông sô #

Xanh

91 - 100

R ấ t t ố t

Lụ c

71 -90

T ố t

Và ng

51 -70 Trung bì nh

Da cam

26 -50

Ké m

Đ o 

0 -25

R ấ t ké m

Mà u quy ướ c trên bả n ñ ô

-WQI

Ch ấ t l ượ ng

Chuy ể n t ừ các giá tr ị ñ o sang ch ỉ s ố ph ụ q i b ằ ng các ñồ th ị l ậ p s ẵ n

n: sô F thông sô F trong WQI

qi: c hỉ sô F phu E củ a thông sô F th ưF i

wi: tr ọ ng s ố củ a thông sô F th ưF i

∏

1

w i

i

q WQI

Ví d ụ : Áp d ụ ng NSF-WQI cho s ố li ệ u quan tr ắ c CLN sông

H ươ ng (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 Ỷ )

H4 (Ch ợ Đ ông Ba)

H3 (C ầ u Phú Xuân)

H2 (Giã Viên)

H1 (V ạ n Niên)

M ặ t c ắ t

Th ờ i gian

4.5 Ki ể m soát ch ấ t l ượ ng trong

quan tr ắ c ch ấ t l ượ ng n ướ c

nguồn nước

Quan trắc nền: tối thiểu lần/tháng

Quan trắc tácñộng: tối thiểu lần/năm

...

Loại hình vực nước

Lưu lượng trung

bình năm (m3/s)

4.2.2.2 V i h 

Cần ý cácñặc ñiểm hồ xácđịnh vị trí quan trắc:

... gian

nhưng theo tỷlệvới lưu lượng dòng chảy

Thường áp dụng quan trắc nước thải (nguồn thải có

lưu lượng thành phần thaổi theo thời gian)