Hiện Trạng Công Nghệ Quan Trắc Môi Trường Tại Việt Nam – Xu Hướng Phát Triển Của Thế Giới Hiện Nay

Công nghệ QTMT nước• Quan trắc môi trường nước mặt: - Thiết bị đo đơn chỉ tiêu: + pH/ORP: Phương pháp đo điện cực chọn lọc ion + TDS/EC: Phương pháp đo điện cực + Độ đục: Phương pháp qu

HIỆN TRẠNG CÔNG NGHỆ QUAN TRẮC

MÔI TRƯỜNG TẠI VIỆT NAM – XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA THẾ GIỚI HIỆN NAY

Nguyễn Văn Thùy Trung tâm Quan trắc môi trường, Tổng cục Môi trường

Hải Phòng, 6/2014

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

Tổng quan về công nghệ quan trắc môi trường

I

Hiện trạng công nghệ quan trắc môi trường ở Việt Nam

II

I Tổng quan về công nghệ quan trắc môi trường

1 Công nghệ QTMT nước

• Quan trắc môi trường nước mặt:

- Thiết bị đo đơn chỉ tiêu:

+ pH/ORP: Phương pháp đo điện cực (chọn lọc ion)

+ TDS/EC: Phương pháp đo điện cực

+ Độ đục: Phương pháp quang học

+ DO/t0: Chủ yếu dùng công nghệ màng

- Thiết bị đo đa chỉ tiêu: Hiện nay có rất nhiều

thiết bị đo đa chỉ tiêu, thuận lợi cho quan trắc hiệntrường với đặc tính gọn nhẹ, dễ sử dụng, sử dụngcông nghệ tiên tiến (công nghệ quang học) củacác Hãng: Hach, Horiba, YSI…Một số thiết bịtích hợp hệ thống tự làm sạch bằng cần gạt

1 Công nghệ QTMT nước (tiếp)

1 Công nghệ QTMT nước (tiếp )

- Hệ thống Trạm quan trắc tự động, cố định:

Hiện nay, mô hình các trạm quan trắc môitrường nước tự động, cố định đang phổ biến trênthế giới, quan trắc các thông số như: pH, nhiệt độ,

DO, EC, độ đục, TSS, Nitrat,…

Phương pháp đo

Máy đo chất lượng nước HORIBA U-50

Quan trắc môi trường nước tự động, liên tục

- Công nghệ quan trắc môi trường nước tự động,

di động cũng đang phổ biến trên thế giới

• Quan trắc môi trường nước biển: QTMT nước

biển đang được áp dụng công nghệ tiên tiến:

- Phổ biến hiện nay là công nghệ quan trắc trựctuyến (online)

- Sử dụng nguồn năng lượng mặt trời

- Dùng các tàu chuyên dụng đi quan trắc trênbiển

• Quan trắc môi trường nước dưới đất: Kết quả

quan trắc cung cấp một bức tranh hoàn thiện, đầy

đủ và chính xác nhất về số lượng, chất lượngnước, phục vụ các nhu cầu phát triển kinh tế xãhội và dự báo khả năng sử dụng tài nguyên nướctrong tương lai

• Quan trắc môi trường nước thải:

Hệ thống quan trắc nước thải tự động, liên tụcphổ biến hiện nay của các hãng HACH, Horiba,WTW

- Các đầu đo chịu được điều kiện khắc nghiệt của

môi trường

Trạm quan trắc tự động

tại bể nước thải

Sensor đo thông số: pH, TSS, COD

T rung tâm điều khiển trạm

quan trắc từ xa

2 Công nghệ QTMT khí

Căn cứ vào các phương pháp tiêu chuẩn và sự phát triển của các phương pháp tương đương được công nhận có thể chia ra làm 02 loại nhóm chính như sau:

- Nhóm phương pháp manual

- Nhóm phương pháp tự động

- Nhóm phương pháp mô hình

2 Công nghệ QTMT khí (tiếp)

2.1 Nhóm phương pháp manual:

- Là các hướng dẫn kỹ thuật chi tiết cho việc quan trắc một thông số cụ thể từ hiện trường đến phân tích trong phòng thí nghiệm, việc thu mẫu có thể là chủ động hoặc thụ động

- Bao gồm các phương pháp gốc đã được công nhận, phê duyệt bởi các tổ chức uy tín trên thế giới (US EPA, ISO,…)

và được viện dẫn là các Tiêu chuẩn để xác định nồng độ các chất Ví dụ: US EPA M6 : Xác định nồng độ SO2 trong khí thải, ISO 6768:1998: Xác định NO2 trong không khí xung quanh.

– Phát quang hóa học/Chemiluminescence

– Chuyển đổi quang phổ hồng ngoại/Fourier transform infrared spectroscopy-FTIR

 được ứng dụng để phát triển hệ thống trạm quan trắc tự động,

di động, cố định AQMS hệ thống quan trắc liên tục khí thải CEMs

Đặc biệt trong nhóm này là các thiết bị cầm tay (portable

equipment) sử dụng các sensor điện hóa

bị bức

xạ β

Bộ khuếc

h đại

Màn hình hiển thị

Băng tải bụi

Tiến hành lấy mẫu khí thải theo phương phápđẳng động học (Isokinetic)

3 Quan trắc một số chất độc hại trong môi trường

Quan trắc, phân tích Dioxin và các hợp chất khóphân huỷ Furam, POPs

Công ước Minamata về Thủy ngân

Quan trắc và phân tích

thủy ngân là một phần

Minamata Thủy ngân

được quan trắc và phân

Các ca nhiễm độc thủy ngân trên thế giới và sự ra

đời của Công ước Minamata

Công nghệ và kỹ thuật lấy mẫu thủy ngân

- Lấy mẫu không khí: Lấy mẫu khí xung quanh kiểu lắng đọng bằng thiết bị chuyên dụng; lấy mẫu phát thải theo phương pháp đẳng động học (isokinetic) EPA 29.

- Lấy mẫu đất, nước và sinh vật: Lấy mẫu đất, nước

và sinh vật theo các tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam và thế giới (EPA, JIS, ISO, WHO…)

Lấy mẫu không khí xung quanh Lấy mẫu phát thải theo EPA 29

- Phân tích thủy ngân trong phòng thí nghiệmbằng các thiết bị phân tích thủy ngân chuyên dụng(Hg Analyser), ICP-MS cho độ chính xác cao.

- Các thiết bị đo nhanh cũng được sử dụng trongquan trắc và phân tích thủy ngân tại hiện trường,phương pháp cho độ tin cậy tốt

Thiết bị đo nhanh thủy ngân Thiết bị ICP-MS phân tích thủy ngân hàm lượng cực thấp

Công nghệ và kỹ thuật lấy mẫu thủy ngân

4 Công nghệ/phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm

4 Công nghệ/phương pháp phân tích trong

phòng thí nghiệm (tiếp )

- Thiết bị AAS

(Atomic Absorption

Spectrophotometric)

4 Công nghệ/phương pháp phân tích trong

phòng thí nghiệm (tiếp)

• Thiết bị GC/MS (Gas Chromatography/MasSpectrometry)

4 Công nghệ/phương pháp phân tích trong

Revolution Mas Spectrometry):

Thiết bị có giới hạn phát hiện

4 Công nghệ/phương pháp phân tích trong

5 Công nghệ viễn thám trong QTMT

• Phạm vi không gian lớn: quan trắc các vấn đề môitrường toàn cầu

5 Công nghệ viễn thám trong QTMT (tiếp)

Các vấn đề đang được một số dự án thực hiện:quan trắc bụi toàn cầu, quan trắc Armoni, quantrắc tảo biển, Clorophyn,

6 Truyền nhận và xử lý số liệu

• Cơ sở hạ tầng

- Tại các trạm: Các trạm quan trắc môi trường không khí, nước nằm trong mạng lưới quan trắc tự động, đều được trang bị hạ tầng mạng internet đường truyền ADSL tương đối ổn định, phục vụ cho việc truyền nhận số liệu từ các trạm đến trung tâm CSDL.

- Tại trung tâm: Trung tâm (phòng máy chủ) được trang bị các thiết bị mạng hiện đại (router, switch, checkpoint, firewall…) phục vụ duy trì mạng internet với tốc độ đường truyền Mix trong nước(20Mb/s) và quốc tế lên đến 1,5Mb/s đảm bảo được tính ổn định

và tốc độ nhận dữ liệu từ nhiều trạm trong cùng một thời điểm Ngoài ra tại trung tâm có một hệ thống tường lửa được thiết lập chặt chẽ đáp ứng được các vấn đề về bảo mật dữ liệu.

Công nghệ truyền nhận số liệu

6 Truyền nhận và xử lý số liệu

• Hệ thống phần mềm truyền nhận dữ liệu qua môi trường 3G/GSM.

- Ứng dụng công nghệ truyền số liệu qua môi trường viễn thông không dây 3G/GSM có thể giải quyết được vấn đề truyền số liệu tại các trạm có vị trí địa lý phức tạp, chưa có internet.

- Ứng dụng công nghệ không dây phát triển các phần mềm khai thác, quản lý dữ liệu quan trắc tự động (cảnh báo, khai thác trên thiết bị di động).

Hệ thống cơ bản sẽ gồm 2 phần chính:

+ Tại trạm: Thiết bị thu phát 3G/GSM (có thể tích

hợp datalogger).

+ Tại trung tâm: Cài đặt các phần mềm tiếp nhận dữ

liệu tại trung tâm (qua IP, Webservices…) và đưa dữ liệu vào cơ sở dữ liệu.

Hệ thống quản lý và lưu trữ dữ liệu

Phần cứng

- Hệ thống phòng máy chủ hiện

đại,

- Hệ thống có các thiết bị lưu

trữ, ổ cứng với dung lượng lớn

(bigdata) được thiết kế theo các

máy chủ lưu trữ riêng biệt đảm

bảo được khả năng lưu trữ dữ

liệu trong thời gian dài (FTP,

Server dữ liệu thô, Server dữ

liệu đã kiểm duyệt…)

- Hệ thống được thiết kế cho

phép sao lưu, backup các dữ

liệu theo lịch thiết lập đảm bảo

được tính bảo toàn dữ liệu và

phục hồi khi có sự cố.

Phần mềm

- Các hệ thống server máy chủ được cài đặt các

hệ quản trị cơ sở dữ liệu bản quyền được sửdụng cho các hệ thống dữ liệu lớn(bigdata)như: DataWareHouse, Microsoft SQL Servercùng với các hệ điều hành Linux, WindowServer

- Các hệ quản trị cơ sở dữ liệu này cho phéplưu trữ dữ liệu rất lớn ( Tính đến 11/6/2014CSDL Quan trắc đã có xấp xỉ 31 triệu bản ghi)

và hoàn toàn có thể đáp ứng được tần xuấttruyền nhận dữ liệu là 5phut/bản ghi như hiệntại

- Vấn đề bảo mật cũng được thiết kế tối ưu đảmbảo được an toàn và tránh ở mức tối đa sự cốthất thoát dữ liệu

Phần mềm xử lý dữ liệu

- Để đáp ứng được công tác quản lý dữ liệu,các phần mềm thương mại, bản quyền cũngđược trang bị và cài đặt cho các hệ thống máytính trạm, máy tính cá nhân như: Envi Man,ArcGis Server, ArcGIS, IOVIS…

Phần mềm chuyển đổi dữ liệu (đối với những

dạng dữ liệu không theo cấu trúc chuẩn truyền về

từ các trạm)

Chuyển đổi

Dữ liệu phi cấu trúc Dữ liệu có cấu trúc

7 Hiện trạng và xu hướng

• Hiện trạng:

- Đo nhanh tại hiện trường, gắn kết với định vịGPS, gắn với hình ảnh

- Quan trắc gắn với Smartphone

- Đầu tư quan trắc tự động, liên tục

- Các nguồn thải (khí, nước): đều được giám sáttrực tuyến, liên tục

- Đo, ghi số liệu, truyền thẳng về CSDL trungtâm (đặc biệt là các hệ thống quan trắc khí thải):3G, GSM

- Quan trắc kim loại nặng trong nước: có cáctrạm quan trắc tự động liên tục (các thông số: Fe,

Cu, ….)

- Ứng dụng năng lượng mặt trời

- Quan trắc - CSDL - công bố thông tin cộngđồng: thông số, chỉ số chất lượng môi trường: trêninternet cho cộng đồng truy cập thường xuyên

• Xu hướng:

- Quan trắc môi trường nước: Sử dụng các chỉ thịsinh học, Biomonitoring

- Quan trắc tự động, ngay tại hiện trường

- Quan trắc khí: có nhiều thiết bị đo nhanh hiệntrường với độ chính xác cao, gọn nhẹ

- Quan trắc - CSDL - công bố thông tin cộng đồng

Air Quality Index

(AQI) Values) Levels of Health Concern

II Hiện trạng công nghệ quan trắc

môi trường ở Việt Nam

• Quan trắc môi trường xung quanh

- Nước mặt: Tần suất quan trắc còn ít (3 - 4 lần/năm).

+ Một số địa phương, thiết bị quan trắc cũ, lạc hậu, chưa đáp ứng được với nhu cầu thực tiễn.

+ Tại một số địa phương như: Hà Nội, Hải Phòng, Quảng Ninh, Bắc Giang, Thái Nguyên, Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Bà Rịa-Vũng Tàu, Bình Dương, Đà Nẵng ), trang thiết bị và con người đã được quan tâm đầu tư trang thiết bị hiện đại.

- Nước biển: Hiện tại mới chỉ tập chung quan trắc

nước biển ven bờ Quan trắc nước biển xa bờchưa được chú trọng, thiếu thiết bị cũng nhưphương tiện để thực hiện các chương trình quantrắc xa bờ

Bước đầu tiếp cận với công nghệ quan trắconline liên tục

- Nước ngầm:

Hiện nay đang chủ yếu quan trắc nước ngầmbằng phương pháp thủ công, đang bắt đầu tiếp cậnvới công nghệ quan trắc tự động

Quan trắc thủ công Quan trắc tự động

- Nước thải:

+ Bước đầu đã xây dựng các hệ thống quan trắc

nước thải tự động, liên tục và giám sát tập trung

Hệ thống QT tự động

- Quan trắc môi trường không khí:

+ Chủ yếu quan trắc các thông số cơ bản: CO,

SO2, NOX, O3 bằng phương pháp thủ công

Quan trắc môi trường không khí (tiếp)

+ Đã đầu tư các trạm quan trắc tự động, cố định;

với công nghệ hiện đại

Trạm quan trắc khí tự động tại Đồng Nai

Quan trắc môi trường không khí (tiếp)

+ Song song với việc đầu tư xây dựng các Trạm

QT tự động, cố định, các xe quan trắc tự động, diđộng cũng đang được đầu tư Các module

phân tích khí trong xe

Xe quan trắc tự động,

di động

- Hiện tại đã đầu tư các Trạm quan trắc tự độngnhưng việc giám sát cũng chưa tốt;

- Chưa khai thác hết nguồn số liệu quan trắc được,khâu xử lý số liệu chưa được tốt

- Chưa có đầy đủ văn bản QPPL về quan trắc phátthải tự động, liên tục

Trân trọng cảm ơn!