CHƯƠNG 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ QUAN TRẮC VÀ PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG 1.1. Khái niệm, mục tiêu và yêu cầu của quan trắc môi trường 1.1.1. Khái niệm Quan trắc môi trường là quá trình theo dõi có hệ thống về thành phần môi trường, các yếu tố tác động lên môi trường nhằm cung cấp thông tin đánh giá hiện trạng, diễn biến chất lượng môi trường và các tác động xấu đối với môi trường. (Luật BVMT 2014) Do đó, quan trắc môi trường (QTMT) được hiểu là quan trắc, đo lường, ghi nhận một cách thường xuyên, liên tục và đồng bộ các thông số chất lượng cũng như các thông số khí hậu thủy văn liên quan. Kết quả của quan trắc là những số liệu, là cơ sở để phân tích chất lượng môi trường phục vụ cho quy hoạch, kế hoạch phát triển bền vững trong một phạm vi không gian nhất định (toàn quốc, vùng lãnh thổ, khu vực …) Nội dung của quan trắc môi trường gồm: 1. Thiết kế chương trình quan trắc 2. Quan trắc tại hiện trường 3. Hoạt động trong phòng thí nghiệm: xử lý và phân tích mẫu 4. Xử lý số liệu và lập báo cáo 1.1.2. Mục tiêu Việc xác định mục tiêu phải căn cứ vào chính sách, pháp luật về bảo vệ môi trường hiện hành và các nhu cầu thông tin cần thu thập. Theo UNEP ,quan trắc môi trường có thể được tiến hành để nhằm một số mục tiêu sau đây: (1) Để đánh giá các hậu quả ô nhiễm đến sức khỏe và môi trường sống của con người và xác định được mối quan hệ nhân quả của nồng độ chất ô nhiễm. Ví dụ: Đánh giá ảnh hưởng của ô nhiễm không khí đến sức khỏe con người ( các thông số đại diện bao gồm CO, SO2, NOx…); Quan trắc độ nhiễm mặn của đất và đánh giá quá trình xâm nhập mặn của nước biển vào đất liền ảnh hưởng đến nguồn nước sinh hoạt và đất canh tác cua người dân vùng duyên hải; Quan trắc nồng độ asen trong nước ngầm ảnh hưởng đến sức khỏe người dân và hậu quả của sự nhiễm asen trong nước ngầm ảnh hưởng đến sức khỏe người dân và hậu quả của sự nhiễm asen trong nước ngầm ở một số khu vực ở Hà Nội… (2) Để đảm bảo an toàn trong việc sự dụng tài nguyên (không khí, nước, đất, sinh vật, khoáng sản…) vào các mục đích kinh tế.
Trang 1CHƯƠNG 1 ĐẠI CƯƠNG VỀ QUAN TRẮC VÀ PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG 1.1 Khái niệm, mục tiêu và yêu cầu của quan trắc môi trường
1.1.1 Khái niệm
Quan trắc môi trường là quá trình theo dõi có hệ thống về thành phần môi trường, các
yếu tố tác động lên môi trường nhằm cung cấp thông tin đánh giá hiện trạng, diễn biến chất lượng môi trường và các tác động xấu đối với môi trường (Luật BVMT 2014)
Do đó, quan trắc môi trường (QTMT) được hiểu là quan trắc, đo lường, ghi nhận một cách thường xuyên, liên tục và đồng bộ các thông số chất lượng cũng như các thông số khí hậu thủy văn liên quan
Kết quả của quan trắc là những số liệu, là cơ sở để phân tích chất lượng môi trường phục
vụ cho quy hoạch, kế hoạch phát triển bền vững trong một phạm vi không gian nhất định (toàn quốc, vùng lãnh thổ, khu vực …)
Nội dung của quan trắc môi trường gồm:
1 Thiết kế chương trình quan trắc
2 Quan trắc tại hiện trường
3 Hoạt động trong phòng thí nghiệm: xử lý và phân tích mẫu
4 Xử lý số liệu và lập báo cáo
1.1.2 Mục tiêu
Việc xác định mục tiêu phải căn cứ vào chính sách, pháp luật về bảo vệ môi trường hiện hành và các nhu cầu thông tin cần thu thập Theo UNEP ,quan trắc môi trường có thể được tiến hành để nhằm một số mục tiêu sau đây:
(1) Để đánh giá các hậu quả ô nhiễm đến sức khỏe và môi trường sống của con người và xác định được mối quan hệ nhân quả của nồng độ chất ô nhiễm
Ví dụ: Đánh giá ảnh hưởng của ô nhiễm không khí đến sức khỏe con người ( các thông số đại diện bao gồm CO, SO2, NOx…); Quan trắc độ nhiễm mặn của đất và đánh giá quá trình xâm nhập mặn của nước biển vào đất liền ảnh hưởng đến nguồn nước sinh hoạt và đất canh tác cua người dân vùng duyên hải; Quan trắc nồng độ asen trong nước ngầm ảnh hưởng đến sức khỏe người dân và hậu quả của sự nhiễm asen trong nước ngầm ảnh hưởng đến sức khỏe người dân và hậu quả của sự nhiễm asen trong nước ngầm ở một số khu vực ở Hà Nội…
(2) Để đảm bảo an toàn trong việc sự dụng tài nguyên (không khí, nước, đất, sinh vật, khoáng sản…) vào các mục đích kinh tế
Trang 2Ví dụ: Quản lý và khai thác tài nguyên rừng hợp lý, ngăn chặn các hoạt động khai thác rừng bất hợp pháp, khai thác rừng đi đôi với trồng rừng để tăng diện tích rừng trồng; quản lý việc
sử dụng tài nguyên nước, sử dụng hợp lý nguồn nước và bảo vệ nguồn nước ngầm phục vụ đời sống và sinh hoạt…
(3) Để thu được các số liệu hệ thống dưới dạng điều tra cơ bản chất lượng môi trường và cung cấp ngân hàng dữ liệu cho sử dụng tài nguyên trong tương lai
Ví dụ: Đánh giá diễn biến chất lượng không khí và một số thông số khí tượng xây dựng ngân hàng dữ liệu để kiểm dịnh các giả thuyết về biến đổi khí hậu toàn cầu và nguyên nhân của hiện tượng này; Thiết lập bộ cơ sợ dữ liệu cho đánh giá tác động môi trường, xây dựng tiêu chuẩn (tiêu chuẩn chất lượng và tiêu chuẩn xả thải), xây dựng các chỉ thị môi trường và chỉ số môi trường, xây dựng các mô hình tính toán và phục vụ công tác mô hình hóa trong quản lý môi trường
(4) Để nghiên cứu và đánh giá các chất ô nhiễm và hệ thống tiếp nhận chúng (xu thế, khả năng gây ô nhiễm)
Ví dụ: Đánh giá sự tồn dư của hàm lượng chất độc Dioxin trong môi trường Việt Nam sau chiến tranh và sự phát sinh Dioxin trong các quá trình sản xuất, hoạt động giao thông vận tải, đánh giá ảnh hưởng lâu dài của chất độc này đến quá trình di truyền và phát triển của thế hệ sau; Đánh giá nồng độ dinh dưỡng hữu cơ và vô cơ đưa vào thủy vực và ngưỡng chống chịu của thủy vực;
(5) Để đánh giá hiệu quả của các biện pháp kiểm soát, luật pháp về phát thải
Ví dụ: Căn cứ vào các Quy chuẩn và tiêu chuẩn cho phép về giới hạn cho phép của các khí độc hại trong môi trường không khí, tiêu chuẩn xả thải đối với một số ngành công nghiệp, từ việc quan trắc, phân tích xác định hàm lượng của các thông số trong môi trường, trong nước thải… để đưa ra các biện pháp kiểm soát và các chế tài hợp lý cho các đơn vị xả thải nhằm bảo
vệ môi trường và phát triển bền vững
(6) Để tiến hành các biện pháp khẩn cấp tại những vùng có ô nhiễm đặc biệt
Ví dụ: Quan trắc sinh học thực vật bậc cao tại khu vực đất bị ô nhiễm bẩn kim loại nặng
để xây dựng phương pháp xử lý bằng công nghệ hấp thụ thực vật; Quan trắc xác định nồng độ hữu cơ trong nước thải làm cơ sở để lựa chọn phương pháp xử lý: yếm khí hoặc hiếu khí…
Dựa trên cơ sở thông tin trên, cơ quan quản lý môi trường có biện pháp cảnh báo, quản lý môi trường và thi hành các biện pháp khống chế, giảm thiểu tác động cô nhiễm và sử dụng hợp
lý các thành phần môi trường
Trang 31.1.3 Yêu cầu
Yêu cầu chung
- Quan trắc phải bao quát được không gian (phạm vi) và thời gian diễn biến bằng số lượng tối thiểu các trạm và thông số môi trường
- Quan trắc phải tập trung vào những vấn đề môi trường quan trọng của quốc gia, vùng lãnh thổ và các đối tượng chủ yếu (không khí, nước,…) Để xác định những vấn đề cấp thiết và trọng tâm của quan trắc cần phải có các nghiên cứu xem xét các yếu tố nào là đặc trưng gây sự thay đổi của các thông số môi trường
Yêu cầu khoa học về số liệu quan trắc
- Tính khách quan của quan trắc môi trường: có nghĩa là số liệu quan trắc môi trường phải có độ chính xác và phản ánh trung thực chất lượng các thành phần môi trường khu vực khảo sát Các số liệu quan trắc ở các trạm hoặc điểm đo phải đồng nhất về phương pháp và thời gian
đo, quy trình và quy phạm đo đạc Các số liệu sau khi đo phải có tính tương đương với nhau từ
đó rút ra các số liệu tổng hợp và cơ chế tương tác các thành phần trong khu vực đo
- Tính đại diện của các số liệu đo: Số liệu đo được đại diện cho khu vực được khảo sát
về mặt không gian và thời gian, số liệu phản ánh chất lượng môi trường nền hay môi trường bị tác động
- Tính tập trung và các vấn đề chủ yếu của khu vực có rất nhiều các yếu tố môi trường cần được quan trắc, tuy nhiên các số liệu quan trắc giữa một vùng, của quốc gia trong từng giai đoạn phải căn cứ vào những vấn đề chủ yếu về môi trường, của vùng quốc gia Cụ thể là phải tập trung vào nguồn và nguyên nhân gây suy thoái môi trường khu vực trong một đoạn xác định
Yêu cầu kỹ thuật
- Các máy móc thiết bị cần thống nhất về tiêu chuẩn kỹ thuật và thường xuyên được
kiểm định theo tiêu chuẩn quốc gia hay quốc tế
- Các cơ sở phân tích mẫu phải có trang thiết bị đồng nhất, thường xuyên được kiểm định
(liên kết chuẩn) với các phòng phân tích quốc gia hay quốc tế
1.2 Phân loại quan trắc môi trường và trạm quan trắc môi trường
1.2.1 Phân loại quan trắc môi trường
Quan trắc hiện trạng và xu hướng
Chương trình quan trắc hiện trạng và xu hướng là một chương trình quan trắc dài hạn gồm các mục tiêu:
- Miêu tả chất lượng môi trường xung quanh
Trang 4- Đánh giá xu hướng theo thời gian, hiện trạng theo không gian
Quan trắc dựa vào cộng đồng
Mục tiêu là: Thu thập một cách có hệ thống thông tin quan trắc dựa vào các nguồn phi kỹ thuật; Không cần phòng thí nghiệm
Ví dụ:
- Số lượng các u, bướu ở trong cá
- Màu sắc của dòng thải trong rãnh nước
- Mùi từ nhà máy
Phân loại theo thành phần môi trường và chất phát thải cần được quan trắc
1 Môi trường nước gồm nước mặt lục địa, nước dưới đất, nước biển, nước mưa
2 Môi trường không khí gồm không khí trong nhà, không khí ngoài trời
3 Tiếng ồn, độ rung, bức xạ, ánh sáng
4 Môi trường đất, trầm tích
5 Phóng xạ
6 Nước thải, khí thải, chất thải rắn
7 Hóa chất nguy hại phát thải và tích tụ trong môi trường
8 Đa dạng sinh học
1.2.2 Trạm quan trắc môi trường
Khái niệm
Là nơi mà tại đó chất lượng môi trường được theo dõi quan trắc nhiều lần để đảm bảo
tính liên tục và hệ thống của số liệu
Yêu cầu vị trí đặt trạm quan trắc
Trang 5- Mang tính đại diện cho toàn khu vực: mẫu thu được là đại diện đặc trưng cho chất lượng môi trường khu vực nghiên cứu
- Không bị ảnh hưởng pha tạp
Ví dụ: Nếu đặt trạm lấy mẫu nước ngay sau đập nước thì giá trị DO sẽ cao do xáo trộn, không đặc trưng cho nguồn nước
Phân loại
Phân loại theo chức năng
- Trạm cơ sở
+ Mục đích:
Xác định mức cơ sở (nền) của các thông số môi trường tự nhiên
Kiểm soát các tác nhân ô nhiễm nhân tạo
Kiểm soát nguồn ô nhiễm từ bên ngoài quốc gia (thường đặt tại vùng biên giới) + Vị trí: Đặt tại khu vực không bị ảnh hưởng trực tiếp bởi các nguồn ô nhiễm
- Trạm tác động
+ Mục đích:
Đánh giá tác động của các hoạt động con người đối với chất lượng môi trường
Theo dõi môi trường ở các khu công nghiệp, các bãi chôn lấp rác…
Theo dõi chất lượng nguồn cung cấp nước cho các nhu cầu sử dụng nước
Kiểm soát ô nhiễm
+ Vị trí: Đặt tại khu vực chịu tác động của con người hay khu vực có nhu cầu riêng biệt
- Trạm xu hướng
+ Mục đích:
Đánh giá xu hướng thay đổi chất lượng môi trường ở quy mô toàn cầu
Đánh giá tải lượng các tác nhân ô nhiễm (VD Trạm quan trắc ở cửa sông đánh giá tải lượng ô nhiễm từ sông ra biển và diễn biến xâm nhập mặn)
+ Vị trí: Đặc biệt, đại diện cho một vùng rộng có nhiều loại hình hoạt động của con người
Phân loại theo tính chất liên tục của quan trắc
- Trạm quan trắc gián đoạn
- Trạm quan trắc liên tục
Phân loại theo tính cơ động của trạm quan trắc
- Trạm quan trắc cố định (tọa độ lấy mẫu, đo là xác định)
Trang 6- Trạm quan trắc lưu động (tọa độ lấy mẫu, đo có thể thay đổi)
- Trạm tự ghi
- Trạm thu mẫu
Phân loại theo thành phần môi trường: Trạm quan trắc chất lượng đất, nước, không khí, sinh vật
Mạng lưới quan trắc môi trường
Khái niệm mạng lưới quan trắc môi trường: Với chương trình quan trắc trên diện tích
lớn, để đảm bảo độ phủ của số liệu, phải tiến hành đồng thời ở một số lượng đủ lớn các trạm
quan trắc hợp thành mạng lưới quan trắc
Mạng lưới quan trắc môi trường các cấp
Mạng lưới quan trắc môi trường địa phương
Các địa phương thành lập đơn vị trực thuộc thực hiện chức năng quan trắc môi trường, theo dõi và giám sát chất lượng môi trường không khí và nước trên địa bàn của địa phương mình
Mạng lưới quan trắc môi trường thuộc các Bộ, ngành khác
Nhiều Bộ, ngành cũng tiến hành quan trắc một số thành phần môi trường để đánh giá các tác động đến môi trường do hoạt động của ngành, lĩnh vực mình quản lý như: Bộ Khoa học và Công nghệ, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Bộ Quốc phòng, Bộ Giao thông vận tải, Bộ
Y tế, Bộ Giáo dục và Đào tạo, Tổng Liên đoàn lao động Việt Nam, Tập đoàn dầu khí quốc gia Việt Nam, Tập đoàn than và khoáng sản Việt Nam
Theo Nghị định số 81/2007/NĐ-CP ngày 23/5/2007 của Chính phủ quy định tổ chức, bộ phận chuyên môn về bảo vệ môi trường tại cơ quan nhà nước và doanh nghiệp nhà nước
- Các Bộ: Xây dựng, Giao thông vận tải thành lập cơ quan chuyên trách về môi trường (Vụ Môi trường)
- Bộ NN&PTNT: Vụ Khoa học công nghệ và môi trường
- Bộ Công nghiệp: Cục kỹ thuật an toàn và môi trường công nghiệp
- Bộ Y tế: Cục quản lý môi trường y tế
- Bộ Quốc phòng: Cục khoa học công nghệ và môi trường
để tổ chức thực hiện các văn bản pháp luật, chương trình, kế hoạch, dự án, đề án về BVMT trong ngành, lĩnh vực được phân công quản lý
- Bộ Công an: thành lập Cục Cảnh sát phòng chống tội phạm môi trường để điều tra, xử
lý các hành vi vi phạm pháp luật về BVMT theo quy định của pháp luật
Trang 7Mạng lưới quan trắc môi trường quốc gia
Mạng lưới các trạm quan trắc và phân tích môi trường quốc gia được thành lập từ năm
1994 dưới sự quản lý của Bộ KHCN & MT, nay là Bộ TN & MT Cơ quan điều hành, chỉ huy là Tổng Cục Môi trường Các đơn vị thực hiện: nhiều cơ quan trong Bộ TN&MT và các bộ/ngành khác Chức năng: quản lý môi trường các cấp, báo cáo môi trường quốc gia hàng năm, cung cấp cho cộng đồng thông tin về chất lượng môi trường, phục vụ cho các công tác nghiên cứu, giảng dạy, hội nhập, chia sẻ quốc tế
Mạng lưới QTMT quốc gia là hệ thống có nhiều số liệu QTMT nhất cả nước (có số liệu
từ năm 1994 đến nay với đầy đủ các thành phần môi trường)
Mạng lưới gồm có trung tâm đầu mạng, các trạm vùng đất liền, các trạm vùng biển, các trạm chuyên đề, trạm địa phương
Mạng lưới quan trắc môi trường quốc gia gồm 14 loại hình trạm quan trắc như sau:
* Đối với mạng lưới quan trắc môi trường nền:
- Trạm quan trắc môi trường không khí, nước mặt lục địa (sông, hồ,…);
- Trạm quan trắc môi trường biển;
- Trạm quan trắc môi trường không khí và nước mặt lục địa, lắng đọng axit;
- Trạm vùng quan trắc nền nước dưới đất;
* Đối với mạng lưới quan trắc môi trường tác động:
- Trạm quan trắc đa dạng sinh học;
- Trạm quan trắc và phân tích môi trường nước sông (09 Trạm);
- Trạm quan trắc chất thải;
- Trạm không khí tự động (58 Trạm)
Trang 8Hình: Sơ đồ tổ chức Mạng lưới Quan trắc môi trường Quốc gia
Ngày 29/01/2007, Thủ Tướng chính phủ đã ban hành quyết định về việc phê duyệt “Quy hoạch tổng thể mạng lưới quan trắc tài nguyên và môi trường quốc gia đến năm 2020” số 16/2007/QĐ-TTg trên cơ sở 3 hợp phần:
- Mạng lưới quan trắc môi trường quốc gia,
- Mạng lưới quan trắc tài nguyên nước,
- Mạng lưới quan trắc khí tượng thủy văn
1.3 Tiêu chuẩn quy chuẩn môi trường
1.3.1 Giới thiệu chung về tiêu chuẩn, quy chuẩn môi trường trong môi trường nước
Mục đích xây dựng tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật:
Luật Tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật số 68/2006/QH11 ngày 29 tháng 6 năm 2006 quy định về tiêu chuẩn và quy chuẩn kỹ thuật:
Tài nguyên và Môi trường
Các Bộ, ngành, địa phương
Các Viện nghiên cứu,
Các Sở Tài nguyên và Môi trường, Cục, Vụ KH-CN-MT
Trạm vùng
đất liền
Trạm địa phương
Các trạm chuyên đề
Các trạm vùng biển
Phòng phân tích môi trường
3 Đất (2)
4 Mưa axit (3)
5 Phóng xạ (3)
6 Trạm nền, đầu nguồn (1)
1 Ven bờ miền Bắc
2 Ven bờ miền Trung
3 Ven bờ miền Nam
4 Biển khơi I
5 Biển khơi II
1 Phòng phân tích I
Trang 9- Quy chuẩn kỹ thuật: Quy định mức giới hạn mà đối tượng phải tuân thủ để đảm bảo an toàn, vệ sinh, sức khỏe con người, bảo vệ động vật, thực vật, môi trường; bảo vệ lợi ích và an ninh quốc gia, quyền lợi người tiêu dùng
Loại quy chuẩn kỹ thuật:
- Quy chuẩn kỹ thuật chung
- Quy chuẩn kỹ thuật an toàn
- Quy chuẩn kỹ thuật môi trường
- Quy chuẩn kỹ thuật quá trình
- Quy chuẩn kỹ thuật dịch vụ
- Tiêu chuẩn: Dùng làm chuẩn để phân loại, đánh giá, nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của đối tượng
Các loại tiêu chuẩn:
- Tiêu chuẩn thuật ngữ
- Tiêu chuẩn yêu cầu kỹ thuật
- Tiêu chuẩn phương pháp thử
- Tiêu chuẩn ghi nhãn, bao gói, vận chuyển và bảo quản
Thuật ngữ tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật môi trường:
Luật Bảo vệ môi trường 2014 đã quy định:
- Quy chuẩn kỹ thuật môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất lượng môi trường
xung quanh, hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có trong chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và
quản lý được cơ quan nhà nước có thẩm quyền ban hành dưới dạng văn bản bắt buộc áp dụng
để bảo vệ môi trường
- Tiêu chuẩn môi trường là mức giới hạn của các thông số về chất lượng môi trường xung quanh,
hàm lượng của các chất gây ô nhiễm có trong chất thải, các yêu cầu kỹ thuật và quản lý được các
cơ quan nhà nước và các tổ chức công bố dưới dạng văn bản tự nguyện áp dụng để bảo vệ môi
trường
Hệ thống quy chuẩn kỹ thuật môi trường
1 Quy chuẩn kỹ thuật về chất lượng môi trường xung quanh gồm:
a) Nhóm quy chuẩn kỹ thuật môi trường đối với đất;
b) Nhóm quy chuẩn kỹ thuật môi trường đối với nước mặt và nước dưới đất;
c) Nhóm quy chuẩn kỹ thuật môi trường đối với nước biển;
d) Nhóm quy chuẩn kỹ thuật môi trường đối với không khí;
Trang 10đ) Nhóm quy chuẩn kỹ thuật môi trường đối với âm thanh, ánh sáng, bức xạ;
e) Nhóm quy chuẩn kỹ thuật môi trường đối với tiếng ồn, độ rung
2 Quy chuẩn kỹ thuật về chất thải gồm:
a) Nhóm quy chuẩn kỹ thuật về nước thải công nghiệp, dịch vụ, nước thải từ chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản, nước thải sinh hoạt, phương tiện giao thông và hoạt động khác;
b) Nhóm quy chuẩn kỹ thuật về khí thải của các nguồn di động và cố định;
c) Nhóm quy chuẩn kỹ thuật về chất thải nguy hại
3 Nhóm quy chuẩn kỹ thuật môi trường khác
Ký hiệu quy chuẩn kỹ thuật môi trường
1 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về môi trường, ký hiệu là QCVN số thứ tự - MT: năm ban hành/BTNMT VD: QCVN 08-MT:2015/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt (trước đây là QCVN 08 : 2008/BTNMT)
2 Quy chuẩn kỹ thuật địa phương về môi trường, ký hiệu là QCĐP số thứ tự MT: năm ban hành/tên viết tắt tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương
Tiêu chuẩn môi trường:
1 Tiêu chuẩn môi trường gồm tiêu chuẩn chất lượng môi trường xung quanh, tiêu chuẩn
về chất thải và các tiêu chuẩn môi trường khác
2 Toàn bộ hoặc một phần tiêu chuẩn môi trường trở thành bắt buộc áp dụng khi được viện dẫn trong văn bản quy phạm pháp luật, quy chuẩn kỹ thuật môi trường
3 Tiêu chuẩn cơ sở áp dụng trong phạm vi quản lý của tổ chức công bố tiêu chuẩn
Ký hiệu chung của của tiêu chuẩn quốc gia:
Ký hiệu tiêu chuẩn quốc gia bao gồm số hiệu, năm công bố tiêu chuẩn đứng sau cụm từ viết tắt TCVN và được phân cách bằng dấu hai chấm (:) Ví dụ: TCVN 4980:2006 là ký hiệu của tiêu chuẩn quốc gia có số hiệu là 4980, được công bố năm 2006
Trường hợp tiêu chuẩn quốc gia hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế, ký hiệu tiêu chuẩn gồm ký hiệu tiêu chuẩn quốc gia và ký hiệu của tiêu chuẩn quốc tế để trong ngoặc đơn, cách nhau khoảng trống một ký tự Ví dụ: TCVN 111:2006 (ISO 15:1998)
1.3.2 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng môi trường nước
Sau đây là các QCVN về chất lượng môi trường nước, áp dụng cho nước mặt, nước ngầm
và nước biển
TT Tên và mã hiệu QCVN
Thực hiện Thay thế cho Ngày có hiệu lực
1 QCVN 08-MT:2015/BTNMT - Quy QCVN 08:2008/BTNMT - Quy 01/3/2016
Trang 11chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất
lượng nước mặt chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt;
QCVN 38:2011/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt bảo vệ đời sống thủy sinh;
QCVN 39:2011/BTNMT- Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước dùng cho tưới tiêu
2 QCVN 09-MT:2015/BTNMT - Quy
chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất
lượng nước dưới đất
QCVN 09:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước ngầm
01/3/2016
3 QCVN 10-MT:2015/BTNMT - Quy
chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất
lượng nước biển
QCVN 10:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước biển ven bờ;
QCVN 44:2012/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước biển xa bờ
01/3/2016
1.3.3 Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về ngưỡng xả thải
Đối với nước thải của từng ngành đặc thù, trước khi thải ra ngoài môi trường, cần phải tuân thủ theo QCVN về ngưỡng xả thải tương ứng:
chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước
thải chăn nuôi
15/06/2016
2 QCVN 11-MT:2015/BTNMT - Quy
chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước
thải chế biến thủy sản
QCVN 11:2008/BTNMT -Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải chế biến thủy sản
01/3/2016
3 QCVN 60-MT:2015/BTNMT – Quy
chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước
thải sản xuất cồn nhiên liệu
4 QCVN 01-MT:2015/BTNMT - Quy
chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước
thải sơ chế cao su thiên nhiên
QCVN 01:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp chế biến cao su thiên nhiên
01/6/2015
5 QCVN 12-MT:2015/BTNMT - Quy
chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước
thải công nghiệp giấy và bột giấy
QCVN 12:2008/BTNMT -Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp giấy và bột giấy
01/6/2015
6 QCVN 13- MT:2015/BTNMT -
Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về
QCVN 13:2008/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước
01/6/2015
Trang 12nước thải công nghiệp dệt nhuộm
11
QCVN 35 :2010/BTNMT
QC KTQG về nước khai thác thải từ các công trình dầu khí trên biển
12
QCVN 14:2008/BTNMT QC KTQG về nước thải sinh
hoạt
Áp dụng các QCVN về ngưỡng xả thải:
Ví dụ 1 Nước thải sau xử lý của một nhà máy chế biến thủy sản được xả vào sông Hậu Giang
(nước sông Hậu được bơm vào nhà máy nước cấp, lưu lượng nước sông là 47000 m3
/s) với lưu lượng xả thải vào khoảng 800 m3/ngày (33,33m3/h), có hàm lượng các thông số ô nhiễm đo được như sau: COD = 280 mg/L; NH4+
Với lưu lượng nước thải là 800 m3/ngày, thì hệ số kf = 1,0 đối với cả QCVN 11 và QCVN 40 Theo QCVN 11 (cột A: nước dùng cho mục đích sinh hoạt) quy định các thông số: COD = 50 mg/L; NH4+ = 10mg/L; TSS = 50 mg/L; coliform = 3000 MPN/100 mL
Theo QCVN 40 (cột A) quy định các thông số S2- = 0,2 mg/L và tổng photpho = 4 mg/L
Do vậy, Cmax tính được trong trường hợp các thông số được quy định trong QCVN 11 và QCVN 40 là:
- Cmax của COD = 1,2 x 1,0 x 50 = 60 mg/L
Trang 13- Cmax của amoni = 1,2 x 1,0 x 10 = 12 mg/L
- Cmax của SS = 1,2 x 1,0 x 50 = 60 mg/L
- Cmax của coliform = 3000 MPN/100 mL, do không áp dụng hệ số kq, kf
- Cmax của S2- = 1,2 x 1,0 x 0,2 = 0,24 mg/L
- Cmax của tổng photpho = 1,2 x 1,0 x 4,0 = 4,8 mg/L
Từ đó để tính số lần vượt Quy chuẩn cho phép các thông số này như sau:
- Đối với COD: 280/60 = 4,67 lần ==> vượt 4,67 lần
- Đối với NH4+: 60/12 = 5,0 lần ==> vượt 5,0 lần
- Đối với SS: 92/60 = 1,53 lần ==> vượt 1,53 lần
- Đối với coliform: 4500/3000 = 1,5 lần ==> vượt 1,5 lần
- Đối với S2-: 1,9/0,24 = 7,92 lần ==> vượt 7,92 lần
- Đối với tổng photpho: 12/4,8 = 2,5 lần ==> vượt 2,5 lần
VD2: Một doanh nghiệp sản xuất thép có lưu lượng nước thải = 25.000 m3/tháng, xả thải
vào một con sông (nước sông sử dụng cho mục đích sinh hoạt, có lưu lượng 25.000.000 m3/ngày đêm), có hàm lượng các thông số ô nhiễm đo được như sau: COD = 136 mg/L; NH4+ = 23 mg/L; SS = 82 mg/L, S2- =1,05 mg/L, photpho tổng số = 22 mg/L và
coliform = 9.000 MPN/100 mL Hãy tính số lần vượt QCVN của các thông số trên?
Bài giải
Với lưu lượng nước sông (nguồn tiếp nhận) là 25.000.000 m3/ngày đêm, tương ứng với 25.000.000/(24*60*60)=289 m3/s, thì hệ số kq = 1,1, áp dụng theo QCVN 40 cho nước thải công nghiệp nói chung
Với lưu lượng nước thải là 25000 m3/tháng, tương đương với 25000/30 = 833 m3/ngày, thì hệ số kf = 1,0 theo QCVN 40
Theo QCVN 40 (cột A: nước dùng cho mục đích sinh hoạt) quy định các thông số: COD
= 75 mg/L; SS = 50 mg/L; NH4+ = 5 mg/L; S2- = 0,2 mg/L và tổng photpho = 4 mg/L và coliform = 3000 MPN/100mL
Do vậy, Cmax tính được trong trường hợp các thông số được quy định trong QCVN 40 là:
- Cmax của COD = 1,1 x 1,0 x 75 = 82,5 mg/L
Trang 14- Cmax của amoni = 1,1 x 1,0 x 5,0 = 5,5 mg/L
- Cmax của SS = 1,1 x 1,0 x 50 = 55 mg/L
- Cmax của coliform = 3000 MPN/100 mL, do không áp dụng hệ số kq, kf
- Cmax của S2- = 1,1 x 1,0 x 0,2 = 0,22 mg/L
- Cmax của tổng photpho = 1,1 x 1,0 x 4,0 = 4,4 mg/L
Từ đó để tính số lần vượt Quy chuẩn cho phép các thông số này như sau:
- Đối với COD: 136/82,5 = 1,65 lần ==> vượt 1,65 lần
- Đối với NH4+: 23/5,5 = 4,18 lần ==> vượt 4,18 lần
- Đối với SS: 82/55 = 1,49 lần ==> vượt 1,49 lần
- Đối với coliform: 9000/3000 = 3,0 lần ==> vượt 3,0 lần
- Đối với S2-: 1,05/0,22 = 4,77 lần ==> vượt 4,77 lần
- Đối với tổng photpho: 22/4,4 = 5,0 lần ==> vượt 5,0 lần
TCVN 6980:2001 Chất lượng nước - Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp thải vào lưu
vực nước sông dùng cho cấp nước sinh hoạt
5
TCVN 6981:2001 Chất lượng nước - Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp thải vào lưu
vực nước hồ dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt
Trang 157
TCVN 6983:2001 Chất lượng nước - Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp thải vào lưu
vực nước hồ dùng cho mục đích thể thao và giải trí dưới nước
1.3.4 Tiêu chuẩn quốc gia về phương pháp lấy mẫu và bảo quản mẫu
Bộ TCVN 6663 Chất lượng nước – Lấy mẫu gồm có các tiêu chuẩn sau:
- TCVN 6663-1 : 2002 (ISO 5667-1 : 1980) phần 1: Hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu;
- TCVN 5992 : 1995 (ISO 5667-2 : 1991) Hướng dẫn kỹ thuật lấy mẫu
- TCVN 6663-3 : 2008 (ISO 5667-3 : 2003) Phần 3: Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu
- TCVN 5994 : 1995 (ISO 5667-4 : 1987) hướng dẫn lấy mẫu ở hồ ao tự nhiên và nhân tạo
- TCVN 5995 : 1995 (ISO 5667-5 : 1991) Hướng dẫn lấy mẫu nước uống và nước dùng để chế
biến thực phẩm và đồ uống
- TCVN 6663-6 : 2008 (ISO 5667-6 : 2005) Phần 6: Hướng dẫn lấy mẫu ở sông và suối
- TCVN 6663-7 : 2000 (ISO 5667-6 : 1993) Phần 7: hướng dẫn lấy mẫu nước và hơi nước tại
xưởng nồi hơi
- TCVN 5997 : 1995 (ISO 5667-8 : 1993) Hướng dẫn lấy mẫu nước mưa
- TCVN 5998 : 1995 (ISO 5667-9 : 1992) Hướng dẫn lấy mẫu nước biển
- TCVN 5999 : 1995 (ISO 5667-10 : 1992) Hướng dẫn lấy mẫu nước thải
- TCVN 6000 : 1995 (ISO 5667-11 : 1992) Hướng dẫn lấy mẫu nước nước ngầm
- TCVN 6663-13 : 2000 (ISO 5667-13 : 1997) Phần 13: hướng dẫn lấy mẫu bùn nước, bùn nước
thải và bùn liên quan
- TCVN 6663-14 : 2000 (ISO 5667-14 : 1998) Phần 14: Hướng dẫn đảm bảo chất lượng lấy mẫu
và xử lý mẫu nước môi trường
- TCVN 6663-15 : 2004 (ISO 5667-15 : 1999) Phần 15: Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu bùn
và trầm tích
- TCVN 4556:1988 Nước thải: Phương pháp lấy mẫu, vận chuyển và bảo quản mẫu
1.3.5 Tiêu chuẩn quốc gia về phương pháp phân tích các thông số của môi trường
Trang 16Việc phân tích các thông số của môi trường được thực hiện TCVN hoặc các tiêu chuẩn quốc tế khác có độ chính xác tương đương hoặc cao hơn
Phương pháp phân tích các thông số trong phòng thí nghiệm được quy định trong thông tư hướng dẫn về quy trình kỹ thuật quan trắc môi trường tương ứng Sau đâylà những TCVN về phương pháp phân tích mẫu nước mặt được quy định trong TT 29/2011/TT-BTNMT, thông tư quy định về quy trình kỹ thuật quan trắc môi trường nước mặt lục địa
Trang 18thực vật • EPA 8141;
• EPA 8270D:2007;
• EPA 8081/8141
31 Sinh vật phù du • APHA 10200
1.4 QA/QC trong quan trắc và phân tích môi trường
1.4.1 Khái niệm QA, QC
QTMT thường được thiết kế thực hiện để đáp ứng những nhu cầu thông tin chung và những mục tiêu cụ thể như đánh giá mức độ, nguồn gốc ô nhiễm, đánh giá ảnh hưởng của các hoạt động tới chất lượng môi trường cũng như tác động của hiện trạng môi trường hiện tại tới sử dụng tài nguyên trong hiện tại và tương lai Kết quả cuối cùng của quan trắc môi trường phải được công bố và được sử dụng như một công cụ quản lý, bảo vệ môi trường Do đó, yêu cầu quan trọng đối với QTMT là thông tin được đưa ra bởi quan trắc phải có độ tin cậy nhất định, phản ánh đúng các tính chất của môi trường, tạo điều kiện để các nhà quản lý ra quyết định đúng
và kiểm soát chất lượng của quan trắc
Các hoạt động quan trắc và phân tích môi trường bắt đầu từ thiết kế chương trình (xác định mục tiêu, thông số, phương án thực hiện), các hoạt động ngoài hiện trường (tổ chức lấy mẫu, đo đạc ngoài hiện trường, bảo quản, vận chuyển, tiền xử lý), các hoạt động trong phòng thí nghiệm (đo đạc, phân tích) bao gồm một loạt các hành động có thể gây ảnh hưởng đến chất lượng của QTMT cũng như ảnh hưởng đến chất lượng số liệu Để thu thập được những thông tin môi trường có giá trị cần phải tiến hành đúng tất cả các hành động: thiết kế chương trình đúng, lấy mẫu đúng, phân tích và xử lý số liệu đúng Mục tiêu của đảm bảo chất lượng và kiểm soát chất lượng là cung cấp những số liệu đáng tin cậy và đã được kiểm soát nhằm thỏa mãn nhu cầu thông tin theo mục tiêu quan trắc đã đề ra
Bảo đảm chất lượng (QA: Quality Assurance) trong quan trắc môi trường là một hệ
thống tích hợp các hoạt động quản lý và kỹ thuật trong một tổ chức nhằm bảo đảm cho hoạt động quan trắc môi trường đạt được các tiêu chuẩn chất lượng đã quy định
Kiểm soát chất lượng (QC: Quality Control) trong quan trắc môi trường là việc thực
hiện các biện pháp để đánh giá, theo dõi và kịp thời điều chỉnh để đạt được độ chính xác và độ
Trang 19tập trung của các phép đo theo yêu cầu của các tiêu chuẩn chất lượng nhằm bảo đảm cho hoạt động quan trắc môi trường đạt các tiêu chuẩn chất lượng này
Ta có thể hiểu, QA là tập hợp tất cả các phương thức có thể hạn chế khả năng gây sai số
Ví dụ như: con người có trình độ tốt, máy móc chính xác, lựa chọn dụng cụ lấy mẫu, bình chứa mẫu phù hợp, cách thức bảo quản mẫu phù hợp với phương pháp phân tích
QC là tập hợp tất cả các phép đo để đảm bảo độ đúng, độ chính xác của kết quả Ví dụ:
đo mẫu lặp lại, đo mẫu trắng, đo mẫu chuẩn, kiểm tra chéo
Các chương trình QA/QC phải bao gồm các hoạt động QA/QC cho tất cả các khâu của hệ thống đo đạc/ phân tích: lấy mẫu, đo hiện trường, phân tích ở phòng thí nghiệm, quản lý và báo cáo số liệu
1.4.2 Các hoạt động để thực hiện QA
Trong quan trắc tại hiện trường
Bao gồm bảo đảm chất lượng cho các quá trình lấy mẫu, đo thử tại hiện trường, xử lý mẫu, bảo quản và vận chuyển mẫu về Phòng thí nghiệm Để bảo đảm chất lượng trong quan trắc
tại hiện trường cần thực hiện các yêu cầu sau:
4 Trang thiết bị quan trắc môi trường: sử dụng trang thiết bị phù hợp với phương pháp đo, thử
đã được xác định, đáp ứng yêu cầu của phương pháp về kỹ thuật và đo lường Trang thiết bị phải được sử dụng tương đương giữa các điểm quan trắc trong cùng một chương trình quan trắc Trang thiết bị phải có hướng dẫn sử dụng, thông tin chi tiết về ngày bảo dưỡng, kiểm định, hiệu chuẩn và người sử dụng thiết bị quan trắc;
5 Phương pháp xử lý và bảo quản mẫu: sử dụng phương pháp, cách thức bảo quản mẫu phù hợp với các thông số quan trắc theo các quy định hiện hành về quan trắc môi trường hoặc phương pháp theo tiêu chuẩn quốc tế khác đã được cơ quan nhà nước có thẩm quyền của Việt Nam thừa nhận;
6 Hóa chất, mẫu chuẩn: phải có đầy đủ các hóa chất và mẫu chuẩn theo quy định của từng phương pháp phân tích Hóa chất và mẫu chuẩn được đựng trong các bình chứa phù hợp có dán
Trang 20nhãn với các thông tin như: tên hoặc loại hóa chất và mẫu chuẩn, tên nhà cung cấp, nồng độ, ngày chuẩn bị, người chuẩn bị, thời gian sử dụng và các thông tin khác (nếu có);
7 Dụng cụ chứa mẫu: phải bảo đảm chất lượng, không làm ảnh hưởng hoặc biến đổi chất lượng mẫu, phù hợp với từng thông số quan trắc và được dán nhãn Nhãn của mẫu phải gắn với dụng
cụ chứa mẫu trong suốt thời gian tồn tại của mẫu, bao gồm: thông tin về thông số phân tích, ký hiệu mẫu, thời gian lấy mẫu, phương pháp bảo quản mẫu đã sử dụng và các thông tin khác (nếu có);
8 Vận chuyển mẫu: việc vận chuyển mẫu phải bảo đảm ổn định về mặt số lượng và chất lượng Thời gian vận chuyển và nhiệt độ của mẫu thực hiện theo các tiêu chuẩn, quy định hiện hành về quan trắc môi trường đối với từng thông số quan trắc và cách bảo quản mẫu;
9 Giao và nhận mẫu: việc giao và nhận mẫu được tiến hành ở hiện trường (nhóm hiện trường bàn giao cho người vận chuyển) hoặc ở phòng thí nghiệm (nhóm hiện trường hay người vận chuyển bàn giao cho phòng thí nghiệm) và phải có biên bản bàn giao (có đủ chữ ký của các bên liên quan);
10 Nhân sự: người thực hiện quan trắc tại hiện trường phải có trình độ, chuyên môn phù hợp Việc phân công nhiệm vụ cho từng người phải cụ thể, rõ ràng;
11 Báo cáo lấy mẫu phải được hoàn thành trong thời gian lấy mẫu tại hiện trường
Trong phòng thí nghiệm
QA/QC phòng thí nghiệm chính là việc xây dựng và áp dụng hệ thống quản lý chất lượng trong đó có sự đan xen, kết hợp các hoạt động kiểm soát chất lượng, theo yêu cầu của ISO/IEC Guide 25 – TCVN 5958: 1995, Yêu cầu chung về năng lực của phòng thử nghiệm/hiệu chuẩn hiện nay đã được chuyển thành một tiêu chuẩn quốc tế mang tên ISO/IEC 17025: 2005 ISO/IEC
17025 được các cơ quan công nhận quốc gia/ quốc tế lựa chọn, coi là chuẩn mực trong hoạt động
đánh giá, công nhận đối với các hoạt động thử nghiệm và hiệu chuẩn
Trong xử lý số liệu và báo cáo
- Số liệu trong hoạt động quan trắc ngoài hiện trường phải được kiểm tra, đảm bảo
- Số liệu trong hoạt động phân tích trong phòng thí nghiệm phải được kiểm tra, đảm bảo
- Báo cáo kết quả quan trắc phải được lập bởi người có trình độ chuyên môn phù hợp;
- Báo cáo kết quả quan trắc môi trường phải được kiểm tra và được lãnh đạo của các tổ chức thực hiện quan trắc môi trường ký, đóng dấu xác nhận trước khi giao nộp cho cơ quan có thẩm quyền
1.4.3 Các hoạt động để thực hiện QC
Trang 21o Khi quan trắc và phân tích tại hiện trường phải sử dụng các mẫu QC để kiểm soát chất lượng Tại hiện trường tối thiểu cần phải lấy các loại mẫu QC sau: mẫu trắng hiện trường, mẫu trắng vận chuyển, mẫu lặp (hoặc mẫu đúp) hiện trường Số lượng mẫu QC không quá 10% tổng số mẫu thực cần lấy Nếu số lượng mẫu thực cần lấy của một chương trình quan trắc nhỏ hơn 30 mẫu thì số mẫu QC phải lấy ít nhất là 3 mẫu
o Mỗi mẻ mẫu, phòng thí nghiệm cần thực hiện phân tích mẫu QC (ví dụ: mẫu trắng phương pháp, mẫu trắng thiết bị, mẫu lặp, mẫu chuẩn thẩm tra, mẫu thêm) cùng với mẫu thực để kiểm tra tra sự nhiễm bẩn của dụng cụ, hóa chất, thuốc thử…và đánh giá độ chụm, độ đúng của kết quả thử nghiệm
o Các dạng mẫu QC
1 Mẫu trắng hiện trường (field blank sample) là mẫu vật liệu sạch được sử dụng để kiểm soát sự
nhiễm bẩn trong quá trình lấy mẫu, đo và thử nghiệm tại hiện trường Mẫu trắng hiện trường được xử lý, bảo quản, vận chuyển và phân tích các thông số trong phòng thí nghiệm tương tự như mẫu thực
2 Mẫu trắng vận chuyển (trip blank sample) là mẫu vật liệu sạch được sử dụng để kiểm soát sự
nhiễm bẩn trong quá trình vận chuyển mẫu Mẫu trắng vận chuyển được vận chuyển cùng với mẫu thực trong cùng một điều kiện, được bảo quản, phân tích các thông số trong phòng thí nghiệm tương tự như mẫu thực
3.Mẫu trắng thiết bị (equipment blank sample) là mẫu vật liệu sạch được sử dụng để kiểm soát
sự nhiễm bẩn của thiết bị lấy mẫu, đánh giá sự ổn định và độ nhiễu của thiết bị Mẫu trắng thiết
bị được xử lý như mẫu thật bằng thiết bị lấy mẫu, được bảo quản, vận chuyển và phân tích các thông số trong phòng thí nghiệm như mẫu thực
4.Mẫu trắng phương pháp (method blank sample) là mẫu vật liệu sạch, thường là nước cất hai
lần, được sử dụng để kiểm tra sự nhiễm bẩn dụng cụ và hóa chất, chất chuẩn trong quá trình phân tích mẫu Mẫu trắng phương pháp được trải qua các bước xử lý, phân tích như mẫu thực
5.Mẫu lặp hiện trường (field replicate/ duplicate sample) là hai mẫu trở lên được lấy tại cùng
một vị trí, cùng một thời gian, sử dụng cùng một thiết bị lấy mẫu, được xử lý, bảo quản, vận chuyển và phân tích các thông số trong phòng thí nghiệm tương tự như nhau Mẫu lặp hiện trường được sử dụng để kiểm soát độ tập trung của việc lấy mẫu, đo và thử nghiệm tại hiện trường
6.Mẫu lặp phòng thí nghiệm (lab replicate/ duplicate sample) gồm hai hoặc nhiều hơn các phần
của cùng một mẫu được chuẩn bị, phân tích độc lập với cùng một phương pháp Mẫu lặp phòng thí nghiệm là mẫu được sử dụng để đánh giá độ chụm của kết quả phân tích
Trang 227.Mẫu chuẩn thẩm tra (hoặc chuẩn kiểm tra)(control standard sample) là dung dịch chuẩn của
chất cần phân tích có nồng độ nằm trong khoảng đo của thiết bị hay khoảng làm việc của đường chuẩn được sử dụng để kiểm tra quá trình hiệu chuẩn thiết bị, theo dõi quá trình đo mẫu sau một khoảng thời gian đo mẫu nhất định
8.Mẫu chuẩn đối chứng (certified reference materials - viết tắt là CRMs) là một lượng vật liệu
hay loại chất có đầy đủ các tính chất để hiệu chuẩn thiết bị, đánh giá một phép thử hoặc để xác định giá trị đối với các vật liệu Mỗi mẫu chuẩn đối chứng phải được kèm theo một chứng nhận
về giá trị tham khảo, độ không đảm bảo đo ở một mức độ tin cậy
9.Mẫu thêm chuẩn (spike sample/ matrix spike) là mẫu được bổ sung thêm một lượng chất cần
phân tích đã biết trước nồng độ trên nền mẫu thực Mẫu thêm chuẩn được chuẩn bị và phân tích như đối với các mẫu thực để xem xét quá trình thực hiện của một phương pháp phân tích
Mẫu thêm chuẩn để kiểm tra sự ảnh hưởng của nền mẫu tới kết quả phân tích thông qua việc đánh giá phần trăm độ thu hồi (%R) của mẫu thêm chuẩn
o Kiểm soát chất lượng trong xử lý số liệu
Độ chính xác của kết quả phân tích được đánh giá qua 2 thông số: Độ đúng và độ chụm
Độ chụm (Precision) Là độ lặp lại hay độ sai khác giữa các lần đo Nó biểu thị độ
phân tán của các kết quả đo Đại lượng đặc trưng cho độ chính xác hay độ lặp lại của phép đo là
độ lệch chuẩn (standard deviation, S)
s = √∑(𝑥𝑖−𝑥̅)2
𝑛−1Tuy nhiên, giá trị độ lệch chuẩn luôn luôn phải đi cùng với giá trị độ lớn trung bình Sự xuất hiện đơn lẻ của giá trị độ lệch chuẩn không mang nhiều ý nghĩa
Ví dụ 1: Hàm lượng dầu mỡ trong mẫu nước sau khi xử lý được đo lặp lại 6 lần, thu được
các giá trị tương ứng như sau: 5,3; 4,9; 5,1; 5,5; 4,7 và 5,0 mg/L Hãy xác định giá trị độ lệch chuẩn? (s = 0,29 mg/L)
Ví dụ 2: Hàm lượng dầu mỡ trong mẫu nước thải đầu vào hệ thống xử lý được đo lặp lại
6 lần, thu được các giá trị tương ứng như sau: 53; 49; 51; 55; 47 và 50 mg/L (cao gấp 10 lần nồng độ mẫu nước thải sau khi xử lý) Hãy xác định giá trị độ lệch chuẩn? (s = 2,86 mg/L)
Như vậy có thể thấy nếu chỉ so sánh các giá trị độ lệch chuẩn với nhau, chúng ta không
thể kết luận được phép đo nào chính xác hơn Trong trường hợp này, người ta sử dụng giá trị độ lệch chuẩn tương đối (relative standard deviation, RSD) hoặc hệ số phân tán (coefficient of variance, CV), được tính như sau:
RSD = (𝑠/𝑥̅) × 100%
Trang 23Trong 2 ví dụ nêu ra ở trên, giá trị độ lệch chuẩn tương đối sau khi tính toán thu được kết quả như nhau (RSD = 5,4%), như vậy 2 phép đo có độ chính xác là như nhau
Trong phân tích môi trường, do lượng mẫu là giới hạn, thông thường các phép đo được
đo lặp lại 2 lần Trong trường hợp này, người ta sẽ sử dụng khái niệm phần trăm sai khác tương đối (relative percent difference, RPD) giữa 2 lần lặp lại Giá trị này được tính như sau:
Trong đó:
RPD: phần trăm sai khác tương đối (%)
LD1: Kết quả mẫu thực
LD2: Kết quả mẫu lặp hiện trường
Thông thường, RPD ≤ 20% thì kết quả mẫu thực là chấp nhận được và độ chụm (hay độ tập trung) của quá trình lấy mẫu tại hiện trường là rất lớn Đối với phân tích môi trường, giá trị RPD được đánh giá theo kết quả phê duyệt phương pháp phân tích nhưng phải ≤ 30%
Độ đúng: Là sự sai khác giữa giá trị đo được với giá trị thực Khái niệm độ đúng thường
hay được sử dụng trong phân tích lượng vết
Đại lượng đặc trưng cho độ đúng là độ thu hồi hay phần trăm thu hồi (percent recovery
hoặc recovery rate)
Trong phân tích môi trường, người ta thường áp dụng 2 phương pháp để xác định độ đúng của một phương pháp phân tích:
(1) phương pháp thêm chuẩn (spike sample) sau đó tính phần trăm thu hồi của lượng thêm vào (phương pháp này hay được dùng cho mẫu lỏng);
(2) phương pháp sử dụng mẫu chuẩn thẩm tra đã biết trước nồng độ (reference sample) sau đó tính trăm thu hồi dựa trên nồng độ thực đo được và nồng độ biết trước
Trang 24 Mẫu thêm chuẩn: dùng để kiểm tra sự ảnh hưởng của nền mẫu tới kết quả phân tích
Thực hiện bằng cách thêm một lượng chất chuẩn xác định vào mẫu thử hoặc mẫu trắng, phân tích các mẫu thêm chuẩn đó, tính độ thu hồi theo công thức sau đây:
- Đối với mẫu thử:
(1) Trong đó: R%: Độ thu hồi, %
Cm+c: Nồng độ chất phân tích trong mẫu thêm chuẩn
Cm: Nồng độ chất phân tích trong mẫu thử
Cc: Nồng độ chuẩn thêm (lý thuyết)
- Đối với mẫu trắng:
Cc: Nồng độ chuẩn thêm (lý thuyết)
Ctt: Nồng độ chất phân tích trong mẫu trắng thêm chuẩn
Kết quả phân tích được chấp nhận khi % R của mẫu thêm chuẩn nằm trong khoảng kiểm soát do chính phòng thí nghiệm thiết lập dựa trên kết quả phê duyệt phương pháp Thông thường, phần trăm thu hồi đạt từ 90-110% thì số liệu quan trắc bảo đảm nhu cầu cung cấp và sử dụng thông tin
Mẫu chuẩn thẩm tra:
Hoặc:
C: Nồng độ dung dịch chuẩn đã pha (nồng độ thực tế)
C’: Nồng độ dung dịch chuẩn đo được sau khi trải qua QT vận chuyển, BQ, xử lý mẫu và
PT giống mẫu MT
Trang 25Δ: Sai số theo phê duyệt của phương pháp phân tích
VD1: Hàm lượng CN- phân tích được trong một mẫu nước thải là 3,8 mg/l Sau đó, 1 ml dung dịch chuẩn CN- có nồng độ 500mg/l được thêm vào 100ml mẫu nước thải, rồi đem phân tích Nồng độ CN- trong mẫu sau khi thêm chuẩn đo được là 8,6mg/l Xác định phần trăm thu hồi và đánh giá độ đúng của phương pháp
VD2: Khi phân tích hàm lượng asen tổng số trong nước ngầm, người ta thực hiện mẫu QC chuẩn thẩm tra Mẫu chuẩn được pha bằng cách hút chính xác 100 µl dung dịch As có hàm lượng
1000 ppm vào bình định mức 100 ml và định mức đến vạch Hàm lượng asen trong mẫu chuẩn là phân tích được là 831 ppb Hãy đánh giá kết quả phân tích mẫu QC trên?
Theo quy định của thông tư 21/2012-TT/BTNMT, số liệu quan trắc cần được đánh giá
chất lượng theo mục tiêu chất lượng số liệu Việc đánh giá ít nhất phải bao gồm:
(1) Đánh giá độ chụm của phép phân tích
Mẫu lặp được sử dụng để đánh giá độ chụm của kết quả phân tích Đối với hai lần lặp,
độ chụm được đánh giá dựa trên việc đánh giá RPD, được tính toán như sau:
Trong đó:
RPD: phần trăm sai khác tương đối của mẫu lặp;
LD1: kết quả phân tích lần thứ nhất;
LD2: kết quả phân tích lần thứ hai
Giới hạn RPD được tổ chức thực hiện quan trắc thiết lập dựa trên kết quả
phê duyệt phương pháp phân tích nhưng không vượt quá 30%
(2) Đánh giá tính hoàn thiện của số liệu
a) Tính hoàn thiện của số liệu được xác định thông qua phần trăm đầy đủ của số liệu, là phép đo số lượng mẫu cần quan trắc, được so sánh với số lượng mẫu quan trắc dự kiến lấy ban đầu
b) Cách tính: Công thức sau đây được sử dụng để xác định phần trăm đầy
đủ của số liệu (%):
Trong đó:
C: Phần trăm đầy đủ của số liệu (%);
Trang 26v: số lượng phép đo mẫu quan trắc theo kế hoạch được chấp nhận hợp lệ;
T: tổng số mẫu cần quan trắc theo dự kiến ban đầu
C phải bảo đảm đạt từ 95% trở lên thì số liệu quan trắc bảo đảm nhu cầu cung cấp và sử dụng thông tin
Trang 27BÀI TẬP CHƯƠNG 1
Câu 1: Nêu khái niệm quan trắc môi trường? Phân loại quan trắc môi trường?
Câu 2: Trình bày các khái niệm quy chuẩn kỹ thuật môi trường, tiêu chuẩn môi trường? Viết ký hiệu chung của quy chuẩn kỹ thuật môi trường và lấy VD minh họa?
Câu 3: Nêu khái niệm QA và QC trong quan trắc môi trường?
Câu 4: Nêu khái niệm các loại mẫu QC: mẫu trắng vận chuyển, mẫu trắng hiện trường, mẫu trắng thiết bị, mẫu trắng phương pháp?
Câu 5: Nêu khái niệm các loại mẫu QC: mẫu lặp hiện trường, mẫu lặp phòng thí nghiệm?
Câu 6: Nêu khái niệm các loại mẫu QC: mẫu chuẩn thẩm tra, mẫu chuẩn đối chứng, mẫu thêm chuẩn?
Câu 7: Nêu các yêu cầu cơ bản đối với 1 chương trình quan trắc môi trường?
Câu 8: Nếu các hoạt động để thực hiện QA trong quan trắc môi trường?
Câu 9: Nếu các hoạt động để thực hiện QC trong quan trắc môi trường?
Câu 10: Khi thực hiện kiểm soát chất lượng trong xử lý số liệu, cần phải đánh giá số liệu quan trắc ít nhất phải bao gồm những giá trị nào? Nêu công thức tính và giải thích các đại lượng trong công thức ấy
Câu 11: Nước thải sau xử lý của một cơ sở chỉ sản xuất giấy đang hoạt động được xả vào sông nhỏ (nước sông không được sử dụng cho mục đích sinh hoạt, lưu lượng nước sông là 1.000.000
m3/ngày đêm) với lưu lượng xả thải vào khoảng 1200 m3
/ngày (50m3/h), có hàm lượng các thông
số ô nhiễm đo được như sau: COD = 165 mg/L; NH4+ = 30 mg/L; TSS = 114 mg/L, S2- =1,3 mg/L, photpho tổng số = 17 mg/L và coliform = 45000 MPN/100 mL Hãy tính số lần vượt QCVN của các thông số trên?
Câu 12: Một doanh nghiệp sản xuất thép có lưu lượng nước thải = 25.000 m3/tháng, xả thải vào một con sông (nước sông sử dụng cho mục đích sinh hoạt, có lưu lượng 25.000.000 m3/ngày đêm), có hàm lượng các thông số ô nhiễm đo được như sau: COD = 136 mg/L; NH4+
= 23 mg/L;
SS = 82 mg/L, S2- =1,05 mg/L, photpho tổng số = 22 mg/L và coliform = 9.000 MPN/100 mL Hãy tính số lần vượt QCVN của các thông số trên?
Câu 13: Một doanh nghiệp sản xuất thức ăn gia súc có lưu lượng nước thải = 30.000 m3/tháng,
xả thải vào một hồ ngoài công ty có diện tích mặt hồ là 3 ha và độ sâu tối đa của hồ là 6m Hàm lượng các chất ô nhiễm đo được như sau: COD = 86 mg/L; NH4+ = 13 mg/L; SS = 108 mg/L, S2- =0,83 mg/L, photpho tổng số = 42 mg/L và coliform = 15.000 MPN/100 mL Hãy tính số lần vượt QCVN của các thông số trên?
Trang 28Câu 14: Một doanh nghiệp sản xuất mỳ ăn liền có lưu lượng nước thải = 400 m3/ngày, xả thải vào một hồ ngoài công ty có diện tích mặt hồ là 500 ha và độ sâu tối đa của hồ là 30 m Hàm lượng các chất ô nhiễm đo được như sau: COD = 115 mg/L; NH4+
Câu 16: Quan trắc nước thải sinh hoạt tại một siêu thị có diện tích vào khoảng 4500m2, nước thải
đổ vào sông sử dụng cho mục đích sinh hoạt thu được kết quả như sau: tổng chất rắn lơ lửng (TSS) là 139 mg/l; amoni (tính theo N) là 8 mg/l; nitrat (tính theo N) là 50 mg/l; tổng coliforms
là 4500 MPN/100ml Tính số lần vượt quy chuẩn của thông số trên?
Câu 17: Quan trắc nước thải sinh hoạt tại một chung cư có 60 căn hộ, nước thải đổ vào hồ không
sử dụng cho mục đích sinh hoạt thu được kết quả như sau: BOD5 là 29 mg/l; tổng chất rắn lơ lửng (TSS) là 140 mg/l; amoni (tính theo N) là 10 mg/l; sunfua (tính theo H2S) là 6 mg/l; tổng coliforms là 4500 MPN/100ml Tính số lần vượt quy chuẩn của thông số trên?
Câu 18: Để đánh giá độ chụm của phép xác định độ cứng tổng, mẫu môi trường được phân tích lặp lại 2 lần Kết quả của 2 lần phân tích lần lượt là: 267 và 189 (mgCaCO3/l) Hãy đánh giá độ chụm của phép phân tích trên?
Câu 19: Thêm 100 µl dung dịch có nồng độ 1000 mgPb/l vào 100 ml mẫu nước ngầm Tiến hành
xử lý mẫu và xác định nồng độ Pb bằng phương pháp ICP-MS Sau khi pha loãng mẫu 10 lần, nồng độ Pb đo được là 0,095 mgPb/l Tính % thu hồi
Câu 20: Pyren trong đất được chiết rút và phân tích trên thiết bị HPLC Một lượng chuẩn pyren (50µl, 100 mg/l) pha trong axetonnitril được thêm vào 0,5 g mẫu trắng (clean soil) và chiết rút bằng 10 ml hexan Bơm 10 µl vào thiết bị HPLC và nồng độ đo được là 0.45 mg/l Tính % thu hồi
Trang 29CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH KỸ THUẬT QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG NƯỚC 2.1.Các loại mẫu nước và đặc điểm
Tuỳ thuộc vào mục đích yêu cầu của đối tượng quan trắc mà có thể lựa chọn các loại mẫu sau:
a) Mẫu đơn
Mẫu đơn là các mẫu được lấy từ các điểm và thời gian cụ thể, chỉ đại diện cho thành phần của nguồn tại thời điểm và địa điểm đó Khi nguồn nước có thành phần khá đồng đều theo mọi hướng và ít thay đổi theo thời gian thì cách lấy mẫu đơn có thể đại diện cho cả khu vực gần đó
Mẫu đơn là mẫu gián đoạn thường được lấy ở tầng mặt hoặc ở độ sâu nhất định hay ở tầng đáy
Mỗi mẫu thường chỉ đại diện cho chất lượng nước ở thời điểm và địa điểm được lấy mẫu Lấy mẫu tự động tương đương với một loạt mẫu đơn lấy theo thời gian hoặc khoảng dòng chảy đã được chọn trước
Mẫu đơn được dùng khi nghiên cứu khả năng xuất hiện hoặc theo dõi sự lan truyền chất ô nhiễm
Trong trường hợp lấy mẫu gián đoạn để xác định thời điểm trong ngày khi chất gây ô nhiễm xuất hiện thì mẫu đơn có thể được lấy trước khi lập chương trình lấy mẫu mở rộng
Nếu mục tiêu của chương trình lấy mẫu là đánh giá sự thay đổi bất thường của chất lượng nước thì phải lấy mẫu đơn
Nên dùng mẫu đơn để xác định những thông số không ổn định như nồng độ các chất khí hoà tan, clo dư, sunfua tan
b) Mẫu tổ hợp
Mẫu tổ hợp theo thời gian
Mẫu tổ hợp theo thời gian là tổ hợp những mẫu đơn có thể tích bằng nhau, được lấy ở các
vị trí khác nhau nhưng có cùng thời gian lấy mẫu
Mẫu tổ hợp theo thời gian dùng để phân tích chất lượng trung bình của dòng nước
Mẫu tổ hợp theo không gian
Mẫu tổ hợp theo không gian là tổ hợp những mẫu đơn có thể tích bằng nhau, cùng một vị trí lấy ở những khoảng thời gian khác nhau trong thời kỳ lấy mẫu
Mẫu tổ hợp theo không gian dùng để đánh giá diễn biến chất lượng môi trường của dòng nước
Mẫu tổ hợp theo không gian chủ yếu là theo dòng chảy (theo chiều dài, chiều rộng và theo chiều sâu)
Trang 30Trong cả hai mẫu tổ hợp thể tích mẫu đơn phải lớn hơn 50ml, nên lấy mẫu đơn từ 200 - 300ml để có được mẫu đại diện
Mẫu tổ hợp theo lưu lượng
Loại mẫu này được lấy khi các chỉ tiêu chất lượng nước không liên quan đến tốc độ dòng chảy Cứ mỗi thể tích nước chảy qua, lấy một thể tích mẫu xác định không kể đến thời gian
c) Mẫu tích phân
Mẫu tích phân là mẫu được lấy liên tục tại các thời điểm khác nhau Ví dụ trên mặt cắt ngang của một con sông hay suối mà các thông số môi trường thay đổi theo chiều sâu hoặc chiều rộng thì cần thiết phải lấy mẫu tích phân, nghĩa là lấy mẫu tích phân từ bề mặt xuống đáy ở chính giữa dòng và từ bờ này sang bờ kia, ở giữa độ sâu của con sông hay suối
d) Mẫu liên tục
Mẫu liên tục được lấy ở lưu lượng định trước, lấy bằng cách này mẫu chứa mọi thành phần của nước trong suốt giai đoạn lấy mẫu, nhưng trong nhiều trường hợp các mẫu này không cho thông tin về sự thay đổi nồng độ của các chất cần quan tâm trong giai đoạn đó
Mẫu liên tục nên lấy ở vị trí có sự thay đổi về lưu lượng nước
Nếu cả dòng chảy và thành phần nước đều thay đổi thì mẫu lấy theo cách này có thể phát hiện được sự thay đổi đó mà mẫu đơn không làm được
Đây là cách lấy mẫu nước chính xác nhất nếu cả lưu lượng và nồng độ chất ô nhiễm đều thay đổi mạnh
2.2.Thiết bị lấy mẫu nước và thiết bị đo nhanh một số thông số tại hiện trường
Các loại thiết bị lấy mẫu nước được thể hiện trong TCVN 5992 – 1995
Phương tiện, dụng cụ quan trắc, lấy mẫu bao gồm:
- Phương tiện ra sông: thuyền hoặc cano có trang bị tời;
- Thiết bị lấy mẫu nước;
- Thước đo mực nước, nhiệt biểu nước;
- Xô và can nhựa đựng mẫu;
- Máy đo chất lượng nước nhiều yếu tố hoặc máy đo pH, máy đo độ dẫn điện (EC)…
Chú ý :
- Dụng cụ, thiết bị lấy mẫu phải được hiệu chuẩn trước khi sử dụng
- Dụng cụ, thiết bị phải được đánh dấu, dán nhãn để phân biệt và nhận dạng dễ dàng, phản ánh được tình trạng hiệu chuẩn, kiểm chuẩn và thời hạn hiệu chuẩn, kiểm chuẩn tiếp theo của trang thiết bị đó Hồ sơ của từng loại trang thiết bị phải được lưu giữ;
Trang 31- Dụng cụ, thiết bị phải được bảo dưỡng thường xuyên và theo định kỳ ;
- Dụng cụ, thiết bị hỏng, trang thiết bị có sai số phải được dán nhãn để phân biệt với các trang thiết bị bình thường và ngừng sử dụng đến khi sửa chữa, hiệu chỉnh xong
2.2.1 Các loại dụng cụ, thiết bị lấy mẫu nước
Dụng cụ lấy mẫu bề mặt
Để lấy mẫu phân tích hoá học thường chỉ cần nhúng một bình rộng miệng (thí dụ xô hoặc
ca xuống ngay dưới mặt nước
Nếu cần lấy mẫu ở một độ sâu đã định (hoặc lấy mẫu các khí hoà tan) thì nhất thiết phải dùng các thiết bị chuyên dụng
Khi lấy mẫu lớp nước trên mặt để phân tích vi sinh (đặc biệt là vi khuẩn), có thể dùng các bình lấy mẫu như khi lấy mẫu nước uống Những bình này thường có dung tích ít nhất là 250 ml
và có nút vặn, nút thuỷ tinh nhám hoặc loại nút khác có thể khử trùng được và bọc trong giấy nhôm Nếu dùng bình có nút vặn thì gioăng cao su silicon phải chịu được nhiệt độ khử trùng ở trong nồi hấp ở 121oC hoặc 175 oC để tránh những ảnh hưởng do nhiễm vi khuẩn từ tay người lấy mẫu
Thiết bị nhúng
Các thiết bị này gồm những bình kín chứa không khí (hoặc khí trơ) và được nhúng xuống nước đến một độ sâu định nhờ một cây cáp Một bộ phận mở nắp bình và nước choán chỗ không khí đến đầy bình
Thiết bị có ống hở
Loại này chứa một ống bình trụ hở cả hai đầu và hai nắp hoặc nút vừa khít gá trên bản lề Hai nắp được mở khi thiết bị được nhúng tới độ sâu cần thiết Sau đó thiết bị hoạt động nhờ sức nặng của dây cáp thả xuống và lò xo được nhả ra, làm các nắp hoặc nút được đóng chặt Các thiết bị kiểu này chỉ hoạt động được khi dòng nước có thể tự do đi qua ống mở
Lấy mẫu bằng bơm là phương pháp phổ biến.Tùy theo loại bơm mà dạng thiết bị này có thể lấy mẫu nước ngầm hay mẫu nước mặt
Máy lấy mẫu tự động
Thiết bị loại này dùng tốt trong nhiều tình huống lấy mẫu ở sông và suối vì nó cho phép lấy các mẫu hàng loạt mà không cần sự can thiệp của con người Thiết bị loại này rất hữu dụng trong việc lấy mẫu tổ hợp và nghiên cứu những thay đổi chất lượng nước theo thời gian Các
Trang 32thiết bị lấy mẫu tự động có thể là loại liên tục hay gián đoạn và có thể hoạt động theo thời gian hoặc theo dòng chảy
Hình 2 a) Thiết bị lấy mẫu nước theo tầng
Trang 33c) Thiết bị lấy mẫu nước tự động model ASX – 260 của hãng Hach - Mỹ
d) Thiết bị lấy mẫu nước 2020XT Online
2.2.2 Thiết bị đo nhanh một số thông số tại hiện trường
Các chỉ tiêu có thể đo nhanh tại hiện trường như: Nhiệt độ, pH, độ đục, độ màu, độ dẫn điện, độ muối, hàm lượng oxi hòa tan…Để đo các chỉ tiêu này tại hiện trường chúng ta có thể sử dụng các máy đo đa chỉ tiêu hoặc sử dụng các máy chỉ có chức năng đo từng chỉ tiêu
Thiết bị đo nhiệt độ
Để xác định nhiệt độ của nước, người ta dùng nhiệt kế thủy ngân có chia độ từ 0 – 50o
C, tối đa là 100oC Muốn xác định nhiệt độ của nước ở tầng mặt, ta đặt bầu thủy ngân của nhiệt kế
Trang 34vào trong nước ở độ sâu 15 – 20cm, cho đến khi nhiệt độ trong nhiệt kế không đổi (khoảng 5 phút), sau đó nghiêng nhiệt kế và đọc nhiệt độ của nước xong mới lấy nhiệt kế lên khỏi mặt nước
Muốn xác định nhiệt độ của nước ở tầng giữa hay tầng đáy của của thủy vực, ta cắm nhiệt kế vào nắp bình thu mẫu nước, thả bình xuống đúng vị trí cần xác định nhiệt độ, cho nước vào đầy bình, để yên 5 phút sau đó kéo lên và đọc ngay nhiệt độ nước ở tầng đó
Chúng ta có thể đo nhiệt độ bằng máy, hiện nay một số máy đo pH hay DO được chế tạo
có thể đo dược cả chỉ tiêu nhiệt độ
pháp điện thế (máy đo pH) hoặc bằng giấy chỉ thị so màu
- Xác định pH bằng giấy chỉ thị so màu
Giấy được tẩm dung dich chỉ thị màu thích hợp, sấy khô cho vào hộp sử dụng Khi được tẩm ướt giấy sẽ hiện màu Tùy thuộc pH của nước, giấy sẽ hiện màu khác nhau Sau đó đem so màu với bảng màu tiêu chuẩn kèm theo trên nắp hộp, ta sẽ biết được pH của nước
- Xác định pH bằng phương pháp điện thế (máy đo pH)
a Nguyên tắc
Máy đo pH hoạt động dựa vào nguyên tắc hoạt động của pin điện hóa Pin điện hóa trong máy đo có một điện cực là điện cực thủy tinh, điện cực còn lại là điện cực Calomen Điện thế sinh ra từ pin điện hóa tỷ lệ với nồng độ H+ trong mẫu nước, điện thế này được đo bằng một điện thế kế và được thiết bị đặc biệt dịch sang trị số pH hiện trên màn ảnh của máy
Khi tiếp xúc với mẫu nước, ở điện cực Calomel sẽ xảy ra phản ứng:
Hg2Cl + 2e 2Hg + 2Cl- Điện cực thủy tinh là điện cực Ag - AgCl ngâm trong dung dich HCl 0,1M và được bao bọc bởi 1 màng thủy tinh có độ nhạy cảm rất cao với ion H+ Điện thế này của điện cực sẽ xuất hiện khi ion H+ được màng thủy tinh hấp thụ
b Tiến hành đo
- Đọc kỹ hướng dẫn của nhà sản xuất trước khi sử dụng máy đo pH Trước khi xác định
pH của mẫu nước phải tiến hành chuẩn hóa máy
Trang 35- Nếu các mẫu cần đo có tính axit, hiệu chỉnh máy với dung dịch chuẩn có pH = 5
- Nếu các mẫu cần đo có tính kiềm, hiệu chỉnh máy với dung dịch chuẩn có pH = 9
- Đo mẫu nước, đọc kết quả trên máy
Hình 3 a) Máy đo pH cầm tay model Eutech pH 5+ của thermo - Mỹ
Hình 3 b) Máy đo pH để bàn model 827 pH lab của Metrohm - Thụy Sỹ
Trang 36 Thiết bị đo độ trong, độ đục
Độ đục, được hiểu là một đặc tính của chất rắn làm cản trở sự truyền ánh sáng trong nước, là một chỉ thị quan trọng cho chất lượng nước Độ đục có thể được dùng để phân loại độ trong của nước và thường được dùng để chỉ thị sự hiện diện của chất rắn lơ lửng, bị phân tán; các hạt không hòa tan hoàn toàn trong dung dịch như đất bùn, sét, tảo và các vi sinh vật khác; các vật chất hữu cơ và các hạt nhỏ khác Độ đục không đo trực tiếp nồng độ cũng như số lượng các hạt
lơ lửng trong nước nhưng đo sự phân tán ánh sáng gây ra bởi các hạt đó
Mức độ chấp nhận sự tồn tại của các chất rắn lơ lửng rất rộng và khác biệt tùy theo từng điều kiện Chẳng hạn trong công nghiệp làm mát nước, có thể tồn tại lượng chất rắn lơ lửng rất cao mà không gây bất cứ một vấn đề nghiêm trọng nào Tuy nhiên trong nồi hơi áp suất cao thì nước phải hoàn toàn không có chất cặn Chất rắn trong nước uống là nơi cư trú của các vi khuẩn gây bệnh phát triển và do đó làm giảm hiệu quả khử trùng nước bằng quá trình clo hóa, kết quả
là gây nguy hiểm đến sức khỏe con người Trong hầu hết các việc cung cấp nước, chất lơ lửng nhiều gây mất mỹ quan và có thể gây cản trở trong các thí nghiệm sinh hóa
- Cách xác định độ trong
Nếu muốn xác định độ trong chính xác, có thể dùng đĩa hai màu (Secchi) Đĩa có dạng hình tròn, đường kính 20 phân (cm), được chia làm 4 ô trong đó 2 ô sơn trắng và hai ô sơn đen Gắn đĩa vuông góc với một thanh gỗ tại tâm điểm của đĩa hoặc dùng dây treo để thao tác dễ dàng Khi đo, thả đĩa chìm vào nước chầm chậm đến khi mắt thường không còn phân biệt giữa hai màu đen trắng trên mặt đĩa, sau đó hơi kéo nhẹ đĩa lên đến khi có thể phân biệt giữa hai màu đen trắng trên mặt đĩa thì dừng lại Đo khoảng cách từ mặt nước đến mặt đĩa chính là độ trong
của nước Nếu nguồn nước có độ trong lớn hơn 30 là nguồn nước tốt
Hình 4: Đĩa Secchi dùng để xác định độ trong của nước
- Cách xác định độ đục
Độ đục được đo bằng phương pháp Nephelometric
Trang 37Phương pháp này được dựa trên việc so sánh cường độ ánh sáng tán sắc của mẫu (trong điều kiện xác định) với cường độ ánh sáng khuếch tán của mẫu chuẩn đối chứng trong điều kiện tương tự Cường độ ánh sáng khuếch tán càng cao thì độ đục càng cao Đơn vị của độ đục là NTU (Nephelometric Turbidity Unit), là đơn vị hiệu chuẩn để đo độ đục theo phương pháp tán
xạ ánh sáng trắng tại 90° theo tiêu chuẩn kỹ thuật của EPA dựa vào dung dịch formazine Formazin polymer được sử dụng làm chất lơ lửng trong mẫu chuẩn Độ đục của chất lơ lửng formazin được xác định đến 4000 NTU
Bộ phận quang học của thiết bị bao gồm một đèn, thấu kính và bộ lọc để hội tụ ánh sáng
và một detector góc 90o để quan trắc ánh sáng phát tán, một detector cho ánh sáng phát tán về phía trước, một detector cho ánh sáng truyền qua và một detector cho phát tán phía sau Những detector quang học này có thể được đặt thêm vào để giảm tác động do màu sắc, ánh sáng lạc, đèn
Trang 38Hình 6 b)Máy đo độ đục cầm tay model 2100P của Hach – Mỹ
Thiết bị đo độ màu
Nước nguyên chất không có màu Màu sắc gây nên bởi các tạp chất trong nước (thường
là do chất hữu cơ (chất mùn hữu cơ - acid humic), một số ion vô cơ (sắt…), một số loài thủy sinh vật…Màu sắc mang tính chất cảm quan và gây nên ấn tượng tâm lý cho người sử dụng Độ màu thường được so sánh với dung dịch chuẩn trong ống Nessler, thường dùng là dung dịch K2PtCl6+ CaCl2 (1 mg K2PtCl6 tương đương với 1 đơn vị màu chuẩn) Độ màu của mẫu nước nghiên cứu được so sánh với dãy dung dịch chuẩn bằng phương pháp trắc quang Độ màu là một trong các
yếu tố quyết định công nghệ xử lý và liều lượng phèn sử dụng
Thiết bị đo độ dẫn điện (EC)
Độ dẫn điện là khả năng mang một dòng điện của dung dịch Khả năng này tùy thuộc vào
sự hiện diện của các ion, tổng nồng độ, tính linh động, hóa trị của các ion và nhiệt độ lúc đo đạc Các dung dịch của hầu hết các chất vô cơ là các chất dẫn tốt nhưng ngược lại đối với các phân tử hữu cơ có tính dẫn điện kém
Đơn vị đo độ dẫn điện là micromho/cm (µmho/cm) hoặc theo hẹ thống đo lường quốc tế (SI) là milisiemens/m (mS/m); 1mS/m = 10 µmho/cm và 1 µmho/cm = 1mS/cm Trong nước ngọt độ dẫn điện thường từ 50 – 1500 µmho/cm, môi trường nước lợ và mặn có độ dẫn điện cao hơn nhiều Độ dẫn điện và nồng độ muối có liên quan rất chặt chẽ về nồng độ các ion trong môi trường, độ dẫn điện tăng cùng với sự tăng của nồng độ muối Máy đo độ dẫn điện thường được
sử dụng để ước tính nhanh mức độ khoáng hóa của nước thiên nhiên và mức độ ô nhiễm nguồn nước thải công nghiệp
Trang 39Hình 7 a) Máy đo độ dẫn điện cầm tay model HI 98172 của Hanna - Italia
Hình 7 b) Máy đo độ dẫn điện để bàn model EC 125 của Hanna – Italia
Thiết bị đo độ muối
Độ mặn hay độ muối được ký hiệu S‰ (S viết tắt từ chữ salinity - độ mặn) là tổng lượng (tính theo gam) các chất hòa tan chứa trong 1 kg nước Trong hải dương học, người ta sử dụng
độ muối (salinity) để đặc trưng cho độ khoáng của nước biển, nó được hiểu như tổng lượng tính
Trang 40bằng gam của tất cả các chất khoáng rắn hoà tan có trong 1 kg nước biển Để ước tính nồng độ muối của nước một cách tốt nhất cần tính nồng độ 7 ion quan trọng trong môi trường làm cho nước thiên nhiên có nồng độ muối đó là: Na+,
K+, Ca2+, Mn2+, Cl-, SO42-, HCO3-, vì các ion này thường chiếm hơn 95% trong tổng số các ion hòa tan trong nước
Để đo nồng độ muối chúng ta có thể sử dụng tỷ trọng kế, nhưng mức độ chính xác của dụng cụ do này không cao Trong lĩnh vực thủy sản, thiết bị đo nồng độ muối được sử dụng phổ biến nhất là khúc xạ kế và máy đo nồng độ muối
Hình 8 a) Máy đo độ muối model SM 802 của Apel - Việt Nam
Hình 8 b) Khúc xạ kế đo độ muối cầm tay Hình 8 c) Khúc xạ kế đo độ muối để bàn