BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM
KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC-KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG
MÔN QUẢN LÍ MÔI TRƯỜNG
CHƯƠNG TRÌNH, KẾ HOẠCH
QUAN TRẮC CHẤT LƯỢNG
MÔI TRƯỜNG NƯỚC
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
Ths. Đặng Hồ Phương Thảo
NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN
Nguyễn Thị Thủy Tiên (2008120293)
Nguyễn Thị Bích Như (2008120268)
Lưu Thị Hạnh (2008120295)
Trần Thị Thúy (2008120299)
Nguyễn Tuấn Anh (2008120094)
Lương Thị Kiều Oanh (2008120285)
Nguyễn Phương Thùy (2008120188)
Tp, Hồ Chí Minh, tháng 10 năm 2015
MỤC LỤC
2
2
BẢNG ĐÁNH GIÁ CÁC THÀNH VIÊN TRONG NHÓM
TÊN THÀNH VIÊN
ĐIỀM
KÍ TÊN
Nguyễn Thị Thủy Tiên
A
Nguyễn Thị Bích Như
A
Lưu Thị Hạnh
A
Trần Thị Thúy
A
Lương Thị Kiều Oanh
A
Nguyễn Tuấn Anh
A
Nguyễn Phương Thùy
B
3
3
DANH MỤC HÌNH
DANH MỤC BẢNG
4
4
LỜI MỞ ĐẦU
Quan trắc (QT) chất lượng môi trường là một hoạt động quan trọng của
công tác quản lý nhà nước về bảo vệ môi trường. Tại các Điều 37 và 38 của Luật
Bảo vệ môi trường đã quy định rằng, Bộ Tài nguyên Môi trường chịu trách nhiệm
trước Chính phủ về hoạt động quản lý nhà nước về bảo vệ môi trường và một
trong những nội dung cơ bản của công tác nà y là: "Tổ chức, xây dựng, quản lý hệ
thống quan trắc, định kỳ đánh giá hiện trạng môi trường, dự báo diễn biến môi
trường". Để thực hiện các quy định trên của Luật Bảo vệ m ôi trường, từ năm
1994, Bộ Tài nguyên & Môi trường đã từng bước xây dựng Mạng lưới các trạm
QT quốc gia. Mạng lưới này được xây dựng trên cơ sở phối hợp liên bộ nhằm tận
dụng được các năng lực sẵn có về QT tại một số bộ, ngành, địa phương và nhanh
chóng đưa được Mạng lưới vào hoạt động phục vụ kịp thời các yêu cầu cấp bách
về quản lý môi trường. Ngoài Mạng lưới QT quốc gia thì vài năm trở lại đây, hàng
chục địa phươn g trong nước cũng bắt đầu xây dựng và bước đầu đưa vào hoạt
động các trạm QT địa phương. Các trạm QT thường được thiết lập để
quan trắc chất lượng không khí, chất lượng nước và 1 số mục đích riêng, mục tiêu
của tiểu luận này nhằm trình bày 1 số vấn đề trong quan trắc chất lượng nước cụ
thể là:
− Trình bày vai trò của quan trắc chất lượng nước trong ho ạt động quản lý tài
nguyên nước của các cơ quan chức năng;
− Trình bày các bước trong quan trắc chất lượng môi trường nước;
− Trình bày các kỹ thuật và thiết bị quan trắc chất lượng nước trên thế giới và Việt
Nam;
− Các văn bản pháp lý liên quan.
5
5
Chương 1
TỔNG QUAN
1.1.
Tổng quan về chất lượng nước
1.1.1. Nước tự nhiên
Nước là thành phần chủ yếu trong khí quyển. Các quá trình xảy ra trong
môi trường nước bao gồm: chu trình cacbon, chu trình nito, chu trình lưu huỳnh
và chu trình phosphor.
Hình 1. Các quá trình hóa học quan trọng chủ yếu trong nước tự nhiên
Nguồn nước tự nhiên có thành phần hóa-lý và sinh học phức tạp. các hợp
chất có thể tồn tại ở trạng thái ion hòa tan. Chính sự phân bố các hợp chất này mà
quyết định đó là nước ngọt, mặn, lợ, hay giầu dinh dưỡng, nghèo dinh dưỡng,…
Hình 2. Ảnh hưởng của vi sinh vật lên tính chất hóa học của nước tự nhiên
Trong nước bao gồm:
- Các ion hòa tan
- Các khí hòa tan
6
6
-
Các chất hữu cơ
Hệ sinh thái trong nước
Hệ sinh thái là tập hợp các quần thể sinh vật chung sống trong một môi trường.
Hệ sinh thái nước cấu thành từ:
- Dòng chảy
- Thành phần hóa lí của nước
- Yếu tố sinh học.
Hình 3. Chuỗi thức ăn đặc trưng cho một hệ sinh thái nước
1.1.2. Tiêu chuẩn chất lượng nước
Chất lượng nước được đánh gái qua nồng độ hoặc hàm lượng các tác nhân
vật lý, hóa học, sinh học có trong nước qua các tiêu chuẩn quy định cho từng mục
đích sử dụng.
Phân loại:
- Tiêu chuẩn dòng nhận
- Tiêu chuẩn dòng thải
- Tiêu chuẩn nước uống
Giá trị giới hạn trong các tiêu chuẩn dòng nhận tùy thuộc vào:
-
Loại nguồn: nước mặt, nước ngầm, nước biển,…
Mục đích sử dụng: cấp sinh hoạt, nuôi trồng thủy sản, tưới tiêu,…
Giá trị giới hạn trong các tiêu chuẩn dòng thải tùy thuộc vào:
-
Đối đượng nhận thải: song, ao hồ, biển,…
Cỡ nguồn thải: tính theo ? m3 /d, ? kg BOD5 /d,…
Ví dụ về tiêu chuẩn chất lượng nước thủy lợi:
Bảng 1. Chất lượng nước dùng cho thủy lợi
7
7
1.1.3. Các tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước
Nguyên nhân:
- Do tự nhiên: núi lữa, lũ lut4, xâm nhập mặn, phong hóa.
- Hoạt động con người là chủ yếu
Một số tác nhân gây ô nhiễm chủ yếu:
-
8
Chất hữu cơ
Kim loại nặng
Các ion vo cơ
Khí hòa tan
Dầu mỡ
Chất phóng xạ
Vi khuẩn
Các chất có mùi
Chất rắn
8
Hình 4. Sự phân bố của các chủng loại thủy ngân trong nước mặt
1.2.
Quan trắc môi trường
1.2.1.
Định nghĩa
Quan trắc môi trường (Environmental monitoring): có thể định nghĩa là một
qúa trình đo đạc lặp đi lặp lại cho những mục đích trước đối với một hay nhiều chỉ
định lý, hóa hoặc sinh học của một thành phần hay bộ phận môi trường, tuân theo
các lịch trình định trước.
Nói cách khác: Quan trắc môi trường là việc theo dõi thường xuyên chất
lượng môi trường với các trọng tâm, trọng điểm hợp lý nhằm phục vụ các hoạt
động bảo vệ môi trường và phát triển bền vững
Quan trắc môi trường (QTMT) là một quá trình đo đạc thường xuyên một
hoặc nhiều chỉ tiêu về tính chất vật lý, hoá học và sinh học của các thành phần môi
trường, theo một kế hoạch lập sẵn về thời gian, không gian, phương pháp và quy
trình đo lường, để cung cấp các thông tin cơ bản có độ tin cậy, độ chính xác cao và
có thể đánh giá được diễn biến chất lượng môi trường
9
9
Quan trắc môi trường phải được thực hiện bằng một quá trình đo – lường, ghi
nhận thường xuyên và đồng bộ chất lượng môi trường và các yếu tố liên quan đến
chất lượng môi trường (UNEP) QTMT phải thực hiện đầy đủ các nội dung trên
nhằm đáp ứng nhu cầu thông tin của quản lý môi trường, do đó có sự khác biệt cơ
bản giữa QTMT với những công cụ khác của quản lý môi trường
Khái niệm chương trình quan trắc môi trường
Chương trình quan trắc môi trường là kế hoạch tiến hành quan trắc môi
trường cho một đối tượng môi trường cụ thể như môi trường quan trắc ô nhiễm
nước ngầm, chương trình quan trắc ô nhiễm không khí,… chương trình được thực
hiện trên cơ sở các phân tích khoa học về những nhu cầu môi trường và khả năng
thực hiện để đáp ứng các nhu cầu đó, nhằm có được thông tin một cách đầy đủ và
hệ thống về đối tượng
Ngoài ra, trong công tác QLCLMT còn sử dụng thêm 2 định nghĩa liên quan
đến QTMT đó là:
− Điều tra MT (environmental investigation): là các chương trình đo đạc và
quan trắc chất lượng môi trường cấp tập có thời hạn cho một mục tiêu nhất
định. Ví dụ: khi đi ngang qua con kênh có thể lấy mẫu ngẫu nhiên để kiểm
tra chất lượng nước kênh.
− Giám sát MT (environmental survey): là việc đo đạc và quan trắc môi
trường liên tục nhằm để quản lý môi trường và các hoạt động điều hành. Ví
dụ: nếu lần lượt đo trước phát hiện có vấn đề về chất lượng nước kênh thì
có thể tiến hành lấy mẫu đo và khảo sát lặp lại
1.2.2.
Mục tiêu của quan trắc môi trường
Mục tiêu chính của quan trắc môi trường là cung cấp về thông tin về điều kiện
môi trường và nồng độ các chất ô nhiễm, tạo tiền đề căn bản cho việc ra đời các
chiến lược, chính sách và kế hoạch môi trường, đảm bảo tính hiệu quả của công
tác quản lý chất lượng môi trường. quan trắc môi trường được cụ thể bằng các mục
tiêu sau:
− Dự báo sớm các biến đổi môi trường thông qua động thái môi trường để có
các kế hoạch, chính sách phù hợp trên cơ sở xem xét các thứ tự ưu tiên,
tránh khỏi các hư hại tiềm ẩn cho môi trường
− Đánh giá hiệu quả của thể chế và các hoạt động trong công tác quản lí bảo
vệ môi trường
− Thực hiện chức năng điều chỉnh và kiểm soát các nguồn ô nhiễm phát sinh
trong hoạt động sản xuất của con người
− Xá định các xu hướng liên tục, đồng bộ và có quy luật về diễn biến của các
thành phần môi trường cũng như diễn biến môi trường cũng như diễn biến
môi trường cụ thể
− Nâng cao kiến thức về các hệ sinh thái và sức khỏe môi trường
1.2.3.
Đối tượng quan trắc môi trường
10
10
Cùng với các mục tiêu đặt ra như trên, việc xác định đối tượng để tiến hành
quan trắc môi trường đòi hỏi tính chính xác và phù hợp cao. Có như vậy mới đảm
bảo được tính hiệu quả của công tác quản lí chất lượng môi trường. tùy theo yêu
cầu và mục đích cụ thể mà đối tượng quan trắc cũng được xác định phù hợp sao
cho đối tượng đó là các thành phần hay yếu tố môi trường chịu ảnh hưởng của các
hoạt động phát triển gây ra. Một cách chung nhất, quan trắc môi trường quan tâm
đến các đối tượng sau:
− Các thành phần môi trường: không khí, nước, đất thông qua việc lựa chọn
các thông số, chỉ tiêu, chỉ thị về chất lượng môi trường
− Nồng độ và tải lượng thải của các nguồn phát thải: nguồn điểm, nguồn
đường, nguồn mặt, nguồn tự nhiên, nguồn cố định, nguồn di động, nguồn
nhân tạo, nguồn tai biến
− Động thái của các nguồn tài nguyên thiên nhiên và môi trường trên quy mô
quốc gia, khu vực và toàn cầu (tài nguyên rừng, tài nguyên đất, tài nguyên
biển, động thực vật hoang dã…)
− Các diễn biến môi trường quy mô toàn cầu hoặc từng khu vực
− Tình trạng sức khỏe của dân cư trong mỗi quốc gia, khu vực và trên toàn
cầu đặc biệt là tình trạng sức khỏe môi trường
− Tình trạng xu hướng vận động, chuyển dịch cân bằng của các hệ sinh thái
trên cạn, dưới nước,…chú trọng hơn đến các hệ sinh thái nhạy cảm
− Mật độ và sự phân bố của các quần thể sinh vật v.v
1.3.
Quan trắc chất lượng môi trường nước
1.3.1. Vai trò và yêu cầu quan trắc chất lượng môi trường nước
Vai trò
− Đưa ra các thông tin đún g đắn về đối tượng môi trường nước được quan
trắc;
− Thu thập dữ diệu phục vụ cho công tác thanh tra, kiểm tra việc thực hiện
các
quy
định
pháp
luật
về
BVMT;
− Thu thập dữ liệu cho việc mô hình hóa, dự báo các tai biến môi trường;
−
Đánh giá diễn biến chất lượng môi trường nước theo thời gian;
−
Đánh giá hiện trạng chất lượng nước khu vực/địa phương;
−
Cảnh báo sớm các hiện tượng ô nhiễm môi trường nước;
− Đánh giá hiệu quả của công tác quản lý chất lượng nước.
Yêu cầu
Xác định bước quan trắc căn cứ mục tiêu quan trắc để đưa ra kiểu quan trắc
môi trường nền hay môi trường tác động.
− Xác định vị trí quan trắc tùy thuộc vào điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội và tùy
thuộc vào kinh tế để đưa ra số điểm cần quan trắc. Điểm quan trắc phải đáp
ứng được yêu cầu cần quan trắc vị trí quan trắc phải chịu ảnh hưởng của các
yếu tố môi trường.
−
11
11
Thông số quan trắc tùy thuộc mục đích sử dụng của nguồn nước ta xác định
thông số cần quan trắc: đối với nước sinh hoạt cần xác định thông số Cl-,
COD,Fe, TSS,As,các hợp chất hữu cơ, hợp chất bảo vệ thực vật..., các thông số
đo nhanh tại hiện trường như độ đục, Ph, nhiệt độ, độ dẫn,DO...
− Tần suất và thời điểm quan trắc 2 tháng tại các địa điểm quan trắc quan trọng
như gần khu sản xuất, mương máng.
1.3.2.
Các loại trạm quan trắc
−
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 vùng tác động (10 Trạm);
- Trạm vùng ven bờ (03 Trạm);
- Trạm vùng biển khơi (04 Trạm);
- Trạm vùng đất (03 Trạm);
- Trạm vùng phóng xạ (04 Trạm);
- 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).
12
12
Chương 2
CHƯƠNG TRÌNH QUAN TRẮC CHẤT LƯỢNG
MÔI TRƯỜNG NƯỚC
Mục tiêu quan trắc chất lượng nước là nhằm đưa ra những thông tin đúng đắn
về đối tượng môi trường nước được quan trắc, làm cơ sở cho các nhà quản lý
đưa ra những quyết định chính xác.
Hình 5. Mối quan hệ giữa các nội dung trong việc lập kế hoạch quan trắc
Thiết kế chương trình quan trắc:
1. Mục tiêu quan trắc
2. Thông số môi trường đã lấy mẫu
3. Thông số thống kê
4. Lịch trình lấy mẫu
5. Mô tả vị trí
6. Phân tích phòng thí nghiệm
7. Hướng dẫn thiết kế cơ sở dữ liệu
8. Hướng dẫn báo cáo kết quả
9. Kiểm soát chất lượng
13
13
Hình 6. Các bước thực hiện chương trình quan trắc môi trường
Thông số quan trắc
Các nhóm thông số chất lượng nước:
- Thông số vật lí: nhiệt độ, chất lơ lửng, độ đục, độ dẫn điện, màu, mùi,
vị.
- Thông số hóa học: pH, độ kiềm, độ cứng, DO,BOD 5, COD, N, P, Cl-,
kim loại,…
- Thông số sinh học: colifroms, protozoa,…
Việc lựa chọn các thông số đúng đắn và phù hợp cho từng đối tượng quan
trắc rất quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả của quá trình quan trắc
môi trường. Ví dụ: đối với không khí, ta có thể chọn thông số hóa lý như các
loại khí, nhưng không thể nào lấy thông số như COD, BOD hay E.coli… để
quan trắc được. Điều này cũng dễ hiểu tại sao. Vì vậy việc lựa chọn các thông
số đúng đắn và phù hợp với mục đích:
• Đáp ứng đúng mục tiêu quan trắc/nghiên cứu
• Đánh giá đúng mức độ ô nhiễm
• Tiết kiệm nhân lực, thời gian, chi phí.
2.2.
Vị trí quan trắc đối với chất lượng môi trường nước
2.1.
Tùy theo mục đích, yêu cầu, quy mô cũng như loại hình quan trắc, ta sẽ tiến
hành lựa chọn các điểm quan trắc cho phù hợp.
Ví dụ đối với nước sông, suối:
14
14
-
-
Quan trắc chất lượng nền: các vị trí ở thượng lưu, chưa có tác động
nguồn xả thải, phân bố đều vực nước, đại diện cho các đặc điểm thủy
văn khác nhau nếu có các nhánh sông hợp lưu, chọn điểm sau hợp
lưu, trộn lẫn các nhánh vị trí chọn sao cho dễ tiếp cận.
Quan trắc tác động: ở những nơi có nguồn thải – chọn vị trí dưới nguồn
xả, nước trộn
đều khi có dòng
nhánh
vào
dòng chính – cần
lấy ít nhất2
điểm,
một
ở
thượng
lưu
điểm rẽ nhánh và
một ở hạ lưu
đủ xa để bảo đảm
trộn lẫn hoàn
toàn. Trộn lẫn theo
chiều
thẳng
đứng thường hoàn
toàn
trong
vòng 1 km; trong
khi trộn lẫn
theo chiều ngang
phụ
thuộc vào các
khúc ngoặt và
thường là vài
km. Các sông bị
ảnh
hưởng
triều cần phải nắm
rõ chế độ triều
và lấy mẫu khi
triều kiệt.
Hình 7. Vị trí lấy mẫu
-
15
quan trắc
Ví dụ chi tiết vị trí
quan trắc:
Quan trắc môi
trường nước mặt
của ao, hồ, sông,
suối, nước thải
• Đối với sông,
suối, kênh rạch
chảy qua thành
phố và khu công
nghiệp:
tối
thiểu phải quan
trắc tại 2 địa
điểm là đầu vào và
đầu ra của
nguồn nước trên
lãnh thổ, cách bề mặt nước 30 – 40 cm tối thiểu ở 3 vị trí (bờ phải, bờ
trái, ở giữa) ở 3 đến 4 độ sâu khác nhau.
• Hồ không phân tầng: tối thiểu 2 điểm giữa hồ cách mặt nước 10 – 30 cm
và cách đáy hồ 100 cm
15
Hình 8. Cách lấy mẫu đối với hồ không phân tầng
•
Đối với hồ phân tầng: lấy tối thiểu 5 độ sâu, dưới mặt nước, trên tầng
suy nhiệt, ngay dưới tầng suy nhiệt, giữa tầng bình nhiệt, 10 cm trên lớp
bùn đáy
Hình 9. Cách lấy mẫu đối với hồ phân tầng
-
16
Lưu ý: *các điểm quan trắc không lấy gần miệng cống vào và ra của ao,
hồ.
** Chất lượng nước ao, hồ chịu ảnh hưởng rất lớn của nhiều yếu tố như
lượng mưa, lượng nước chảy tràn, sự phân tầng theo mùa…do đó, mẫu
được lấy là mẫu tổng hợp theo không gian ở nhiều độ sâu khác nhau tại
cùng một vị trí hay tổng hợp theo vùng lấy mẫu ở nhiều nơi khác nhau ở
cùng một độ sâu
Đối với điểm quan trắc môi trường nước ngầm: vị trí lấy mẫu là các giếng
đào (nước ngầm thổ nhưỡng), nước giếng khoan nông không áp (nước
ngầm mạch nông) hoặc giếng khoan có áp (nước ngầm mạch sâu). Các
giéng được chọn lấy mẫu phải đặc trưng cho nguồn nước ngầm trong khu
vực. giếng phải đảm bảo vệ sinh, không bị hư hỏng và nước mặt xung
quanh không tràn vào. Số lượng và khoảng cách giếng tùy thuộc vào điều
kiện địa chất, thủy văn khi vực. Quan trắc chất lượng nước ngầm cần được
thực hiện ở nhiều độ sâu khác nhau ở các lớp nước ngầm khai thác khác
nhau.
16
Hình 10. Lắp đặt thiết bị ở các vị trí lấy mẫu nước ngầm
2.3.
-
-
-
Kế hoạch thời gian và tần suất quan trắc đối với các thành phần môi
trường nước
Trên cơ sở nghiên cứu khoa học kế hoạch thời gian và tần số lấy mẫu của
mỗi một đối tượng quan trắc phải được xây dựng tương tự như một bộ tiêu
chuẩn áp dụng.
Tùy thuộc vào yêu cầu công tác quản lý môi trường, đặc điểm nguồn nước.
Khi có những thay đổi theo chu kỳ hay thường xuyên, cần thiết kế khoảng
thời gian đủ ngắn giữa 2 lần lấy mẫu liên tiếp để phát hiện được những thay
đổi.
Quan trắc sự cố MT-thu mẫu hàng ngày hoặc nhiều lần trong ngày.
Về nguyên tắc, tần số thu mẫu càng dày, độ chính xác của đánh giá càng
cao. Tuy nhiên phải tối ưu do hạn chế nhân lực, chi phí,…
Ví dụ:
• Lấy mẫu theo mùa, mùa khô và mùa mưa;
• Lấy mẫu theo từng ngày;
• Lấy mẫu theo giờ, mỗi lần cách nhau từ 1 – 3 g, theo một chu kỳ sản
xuất (một ca hoặc một ngày) thời gian gốc quy định từ sau thời điểm
thải ra.
Bảng 2. Tần số thu mẫu hàng năm ở các trạm giám sát chất lượng nước
theo yêu cầu của GEMS
Loại trạm
17
Sông
(lần/năm)
17
Hồ (lần/năm)
Nước
(lần/năm)
ngầm
Trạm cơ sở
Trạm tác động
- Nước uống
- Nước thủy lợi
- Nước thủy sản
- Tác động đa
dạng
Trạm xu hướng
4 12
4
2 4
12 24
12
12
12
12 24
6 12
2
6
4
2 6
4 12
4
4
4
Mỗi một đối tượng quan trắc sẽ được quy định khác nhau về tần suất lấy
mẫu trong một ngày. Ví dụ:
- Khảo sát trong 2-3 năm.
- Số lần lấy mẫu nước mặt ở vùng đất liền là 2 lần: sáng từ 8 – 12 giờ, chiều
từ 14 – 17 giờ
- Số lần lấy mẫu môi trường không khí và quan trắc khí tượng trong một
ngày đêm là 12 lần, cách 2 giờ đo một lần.
- Số lần lấy mẫu nước mặt ở vùng cửa sông ven biển là hai lần: vào lúc nước
lớn và vào lúc nước ròng trong kỳ nước cường
- Số lần đo tiếng ồn và số lần đếm xe trong ngày là 16 lần, từ 6 giờ sáng đến
22 giờ, mỗi giờ đo một lần,mỗi lần lấy ba số đo, mỗi lần đo kéo dài trong
mười phút
2.4.
Phương pháp lấy mẫu
2.4.1. Các dạng mẫu nước
Mẫu đơn
− Mẫu riêng lẻ, gián đoạn được lấy từ một điểm đặc biệt trong một
thời gian ngắn (vài giây đến vài phút).
− Mỗi mẫu chỉ đại diện cho CLN ở thời điểm và địa điểm lấy mẫu.
− Các trường hợp lấy mẫu đơn:
• Trộn lẫn đồng nhất trong khoảng thời gian đáng kể và theo mọi
hướng.
• Thông số cần nghiên cứu thay đổi, mẫu đơn có thể cho biết mức độ,
tần suất và khoảng thời gian của các thay đổi này.
• Dùng mẫu tổ hợp không phân biệt được những mẫu riêng lẻ vì
chúng phản ứng với nhau.
• Nghiên cứu khả năng xuất hiện ô nhiễm hoặc giám sát sự lan toả
của nó, trong trường hợp lấy mẫu gián đoạn tự động, để xácđịnh
thời điểm trong ngày khi chất gây ô nhiễm xuất hiện.
• Để xác định những thông số không ổn định: các chấtkhí hoà tan, clo
dư, sunfua tan, Fecal coliforms, VOC, NH 3 tự do.
Mẫu tổ hợp
18
18
−
−
−
−
−
−
19
Mẫu thu được bằng cách trộn lẫn các mẫu hoặc các phần mẫu với nhau
theo tỷ lệ thích hợp biết trước, từ đó có thể thu được kết quả trung bình của
một đặc tính cần biết.
Cung cấp mẫu đại diện cho các đối tượng quan trắc không đồng nhất, trong
đó nồng độ của chất cần phân tích biến động trong các khoảng thời gian
hay không gian ngắn.
Các ưu điểm của mẫu tổ hợp:
• Giảm chi phí phân tích mẫu
• Tính đại diện cao với đối tượng quan trắc không đồng nhất,
• Thể tích mẫu lớn khi những lượng mẫu thành phần bị giới hạn.
Các hạn chế:
• Mất đi các mối quan hệ của chất phân tích trong các mẫu gián
đoạn.
• Khả năng pha loãng các chất phân tích dưới mức phát
hiện.
• Gia tăng khả năng cản trở phân tích, gia tăng khả năng xảy ra các
tương tác của chất phân tích.
• Có thể làm giảm số mẫu phân tích dưới yêu cầu về mặt thống kê
đối với các mục tiêu chất lượng số liệu đặc biệt.
Không nên sử dụng mẫu tổ hợp với các thông số thay đổi đáng kể trong
thời gian lưu mẫu (các khí hòa tan, dư lượng clo, nhiệt độ, pH).
3 dạng mẫu tổ hợp: Tổ hợp theo thời gian (Sequential/Time composite
samples), Tổ hợp theo không gian (Spatial composite samples), Tổ hợp
theo lưu lượng dòng chảy (Flowproportional composites)
• Mẫu tổ hợp theo thời gian: gồm những mẫu đơn có thể tích bằng
nhau, được lấy tại một điểm lấy mẫu, ở những khoảng thời gian
bằng nhau trong chu kỳ lấy mẫu. Nhằm nghiên cứu chất lượng
trung bình của dòng nước. Thường lấy mẫu tổ hợp trong chu kỳ 24
h; tuy nhiên một số trường hợp khoảng thời gian có thể ngắn hơn.
Có thể được thu bằng cách bơm mẫu liên tục với tốc độ không đổi,
hay trộn lẫn các thể tích bằng nhau thu được sau các khoảng thời
gian định kỳ.
• Mẫu tổ hợp theo không gian: Gồm những mẫu đơn có thể tích bằng
nhau và được lấy đồng thời ở các địa điểm khác nhau. Dùng nghiên
cứu chất lượng trung bình theo mặt cắt ngang hay mặt cắt dọc của
dòng nước.Ví dụ: lấy mẫu nước sông theo mặt cắt ngang
• Mẫu tổ hợp theo dòng chảy: Hỗn hợp các mẫu đơn tại các khoảng
thời gian bằng nhau nhưng theo tỷ lệ với lưu lượng dòng chảy.
Thường áp dụng trong quan trắc nước thải (nguồn thải có lưu
lượng
và
thành
phần
thay
đổi
theo
thời
gian). Cần phải khảo sát trước thông tin về lưu lượng dòng
chảy. Kỹ thuật lấy mẫu khá phức tạp, thường sử dụng thiết
19
bị lấy mẫu tự động với chương trình lấy mẫu lập sẵn. Thể tích của
mỗi mẫu đơn không được nhỏ hơn 50 mL, tôt nhất là trên 100 mL
− Tính lượng mẫu tức thời để có mẫu tổ hợp theo dòng chảy:
Tính phần mẫu tức thời cần thiết trên 1 đơn vị lưu lượng
Tổng thể tích mẫu tổ hợp cần lấy
Lưu lượng TB× Số mẫu tức thời cần trộn
Thể tích mẫu tổ hợp thường từ 2 – 4 lít
Tính thể tích mẫu tức thời cần lấy ở các lưu lượng khác nhau.
Ví
dụ:
Cần lấy 2 L mẫu tổ hợp, với QTB = 270 L/h, số mẫu tức thời cần lấy
=
14.
->
phần mẫu tức thời trên 1 đơn vị lưu lượng:
= 2000/(270×14) = 0,53 mL/(L/h)
2.4.2. Thiết bị lấy mẫu
Với mẫu bề mặt – chỉ cần nhúng trực tiếp gáo, xô xuống sâu 0,5 m dưới mặt
nuớc.
Với mẫu ở các độ sâu – sử dụng các thiết bị lẫy mẫu theo độ sâu:
− Loại thẳng đứng
− Loại nằm ngang
Hình 11. Dụng cụ lấy mẫu nước
ngang và đứng
Hình 12. Thiết bị lấy mẫu tự động
20
20
2.4.3. Lấy mẫu
- Lấy mẫu đơn giản: khi chất lượng nước không thay đổi lấy mẫu một lần, tại
một điểm mà có thể đánh giá đầy đủ chất lượng nước.
- Lấy mẫu lẫn có tính chất xác xuất.
- Lấy mẫu trung bình:
• Trung bình theo thời gian: Nếu nước thải ra ổn định về khối lượng có
thể chỉ lấy mẫu trung bình trong một ngày, một ca sản xuất, cách từ 1 ÷
1 giờ lấy một lần. Sau mỗi lần đó lấy một thể tích nước như nhau vào
một bình lớn. Trộn đều rồi rút ra một thể thích nước cần thiết để phân
tích.
• Mẫu trung bình tỷ lệ: Khi khối lượng nước thải ra trong ngày không
đồng đều lấ mẫu sau: Lấy mẫu ở cùng một địa điểm theo thời gian cách
đều nhau (1 ÷ 3 giờ một lần) mỗi lần lấy một khối lượng nước thải ra tỷ
lệ với lượng nước thải ra ở thời điểm đó, đổ chung vào một bình lớn,
trộn đều rồi rút ra một thể tích đủ để phân tích theo yêu cầu.
− Dùng máy lấy mẫu chân không để lấy mẫu. Đối với nước thải có chứa
kim loại nặng như thủy ngân, chì v.v... hoặc các chất nổi trên bề mặt (dầu,
mỡ) cần khuấy đều trước khi lấy mẫu.
Khối lượng mẫu phải để và phải phù hợp với yêu cầu phân tích từ 1 ÷ 5 lít
và được quy định trong tiêu chuẩn cụ thể.
− Kèm theo mẫu cần có nhãn hoặc biên bản lấy mẫu ghi rõ thời gian (giờ,
ngày, tháng, năm) địa điểm lấy mẫu (có thể miêu tả bằng sơ đồ, ảnh...); các
điều kiện thiên nhiên như thời tiết, nhiệt độ (cả nước và không khí khi lấy
mẫu); điều kiện sản xuát. Khi cần ghi chú rõ điều kiện sản xuất, tình hình
thời tiết của mấy ngày trước đó. Ghi rõ phương pháp đã làm để bảo quản.
−
Chú thích:
- Mẫu này cho biết thành phân trung bình của nước nơi ta nghiên cứu hoặc là
thành phần trung bình của nước thải đó trong một khoảng thời gian xác định.
- Mẫu trộn không thể dùng để xác định những thành phần dễ thay đổi như
pH, các chất khí hoà tan v.v...
2.5.
-
-
21
Phương pháp bảo quản và xử lí mẫu
Thời gian vận chuyển từ nơi lấy mẫu đến phòng thí nghiệm càng ngắn càng
tốt. Phải giữ mẫu ở chỗ tối và nhiệt độ thấp.
Khi vận chuyển mẫu phải bọc chai, chèn lót giữa các chai bằng giấy mềm,
đặt chai vào hộp gỗ, túi da sao cho an toàn tránh đổ vỡ trong khi vận
chuyển.
Các điều kiện bảo quản và thời hạn lưu mẫu để phân tích các chất cụ thể
xem phần phụ lục của tiêu chuẩn này.
Hóa chất dùng để bảo quản mẫu phải là loại tinh khiết để phân tích
(TCPT).
21
Bảng 3. Các biến đổi hóa lý có thể xảy ra trong mẫu nước
QA/QC trong lấy mẫu nước
Sử dụng các mẫu QC:
- Mẫu trắng hiện trường (Field blank).
- Chú ý:
–
không
áp
dụng
với
các
mẫu
VSV
và
BOD 5
– Thu mẫu trắng thiết bị 5% số mẫu
- Mẫu lặp hiện trường (Field duplicate): không bắt buộc, trừ khi phương
pháp phân tích yêu cầu.
2.6.1. QA/QC trong xác định nhu cầu thông tin
2.6.
22
22
Đảm bảo chất lượng chỉ có thể thực hiện tốt khi các yêu cầu về sản phẩm
được xác định rõ ràng, cụ thể. Các yêu cầu về quan trắc và đánh giá là nhu cầu có
tính chất thông tin (nhu cầu thông tin). Nhu cầu thông tin là điểm khởi đầu trong
chu
trình
quan
trắc
và
phân
tích
môi
trường.
Nhu cầu thông tin chung chung là không có ý nghĩa. Nhưng có những yếu tố làm
phức tạp việc xác định các nhu cầu thông tin, đặc biệt là trong hợp tác quốc tế về
quan trắc và đánh giá môi trường. Ví dụ: thiếu các thuật ngữ, định nghĩa cần thiết;
sự gò bó do chuyên ngành của các chuyên gia; những thoả thuận phải đạt được...
Nhu cầu thông tin phải phản ánh chính sách hiện hành về quản lý môi
trường và phải bao hàm được những cân nhắc, xem xét có tính chất lâu dài. Cơ sở
đầu tiên để xác định nhu cầu thông tin là các luật và các văn bản thoả thuận ở tầm
quốc gia và quốc tế. Ngoài ra, những yêu cầu phục vụ việc soát xét các quy định,
việc xây dựng một chính sách mới, quan điểm của các nhà quản lý hiện hành,
cũng là những cơ sở để xác định nhu cầu thông tin.
Hình 13. Các bước chủ yếu trong quan trắc và phân tích môi trường
2.6.2. QA/QC trong xác định chương trình quan trắc
Từ nhu cầu thông tin, phải xác định mục tiêu và nhu cầu quan trắc cụ thể,
tức là phải xác định một chiến lược cho việc quan trắc. Chiến lược quan trắc phải
quyết định rõ loại quan trắc cần thiết: vật lý, sinh học,
23
23
hoá học, thuỷ văn, chất thải hoặc cảnh báo sớm ... Phải qui định các thông số cần
quan trắc, độ chính xác và tin cậy cần thiết v.v... Còn việc thiết kế mạng lưới sẽ
xác định nó phải được quan trắc như thế nào. Chiến lược quan trắc cũng phải bao
gồm cả việc phân tích số liệu và báo cáo, vì những công việc này có thể có ảnh
hưởng tới các yêu cầu của việc thiết kế mạng lưới quan trắc. Chiến lược quan trắc
phải được làm thành tài liệu và cần được những người hay cơ quan có thẩm quyền
ra quyết định phê duyệt.
Các thành phần của một báo cáo chiến lược quan trắc là:
1. Các nhu cầu thông tin bao gồm trong chiến lược quan trắc và phần nhu cầu
thông tin sẽ không bao gồm trong chiến lược quan trắc.
2. Khái niệm về hệ thống quan trắc và đối tượng quan trắc (vật lý, hoá học, sinh
học, thuỷ văn, chất thải...), các thông số cần quan trắc và các điều kiện ban đầu để
lựa chọn địa điểm và tần suất lấy mẫu đối với từng biến số (như khoảng cách lớn
nhất/ bé nhất tính từ đường biên; độ tin cậy...).
3. Khái niệm về hệ thống đánh giá, ví dụ như các phương pháp tính toán được sử
dụng (để tính toán mức độ đe doạ hoặc khuynh hướng); các tiêu chuẩn quốc tế phù
hợp nhất; việc sử dụng đồ thị, công cụ thống kê và các công cụ khác để trình bày
số liệu.
4. Các khía cạnh về mặt tổ chức: tổ chức nào sẽ chịu trách nhiệm về mặt nào của
hệ thống quan trắc; những thay đổi cần thiết trong tổ chức, những khó khăn cho
việc thực hiện hệ thống quan trắc v.v... sự hợp tác giữa các bộ phận, cơ quan thực
hiện.
5. Kế hoạch để thiết kế và thực hiện mạng lưới quan trắc; những điều kiện ban đầu
là gì, kế hoạch của những bước tiếp theo và kế hoạch tài chính.
6. Sự phân tích về các rủi ro; những vấn đề có thể dẫn tới các thất bại của hệ.
2.6.3. QA/QC trong thiết kế mạng lưới
Thiết kế mạng lưới phải được một nhóm chuyên gia có kiến thức đa ngành
thực hiện. Thiết kế mạng lưới cần xác định thông số nào phải quan trắc, quan trắc
ở địa điểm nào và với tần suất bao nhiêu. Trong thiết kế mạng lưới cũng cần đề cập
tới việc sử dụng các phương pháp lấy mẫu, các phương pháp phân tích trong
phòng thí nghiệm và các phương pháp xử lý số liệu. Cần đặc biệt quan tâm đến
việc ứng dụng thống kê trong thiết kế mạng lưới. Việc sử dụng thống kê học có thể
làm giảm đến mức tối thiểu các địa điểm thông qua mối tương quan giữa các trạm.
Thống kê học cũng là cơ sở để chọn lựa giữa hai phương án: nhiều địa điểm với
tần suất thấp hoặc ít địa điểm với tần suất cao. Một vấn đề quan trọng trong thiết
kế mạng lưới là xác định tính hiệu quả của thông tin nhận được từ mạng lưới. Cần
có sự hiểu biết chi tiết về chi phí và hiệu quả của mạng lưới đã thiết kế.
Thiết kế mạng lưới phải được tài liệu hoá bằng một văn bản. Văn bản này phải
chuyển tới những người phụ trách và quản lý chiến lược quan trắc quốc gia. Từ
văn bản này họ sẽ rút ra kết luận là mạng lưới quan trắc có nằm trong chiến lược
và mục tiêu quan trắc chung hay không.
Báo cáo thiết kế mạng lưới gồm các phần sau:
1. Giải thích phần chiến lược quan trắc được đề cập đến trong thiết kế mạng lướivà
phần của thiết kế mạng lưới không có trong chiến lược quan trắc.
24
24
2. Mô tả mạng lưới quan trắc: các biến số cần đo; các địa điểm lấy mẫu và tần
suất; việc sử dụng các tiêu chuẩn, ví dụ TCVN; ISO...
3. Cách thức trình bày và thể hiện các kết quả.
4. Các khía cạnh về mặt tổ chức. Ví dụ như nhiệm vụ của các tổ chức tham gia đối
với từng bước khác nhau trong chương trình quan trắc: thu thập, xử lý và vận
chuyển mẫu, phân tích trong phòng thí nghiệm; xử lý số liệu; phân tích số liệu; báo
cáo...
5. Kế hoạch thực hiện của mạng lưới quan trắc.
6. Các kết quả phân tích chi phí- hiệu quả; mô tả các tranh luận để ra quyết định.
7. Phân tích các rủi ro. Cái gì sẽ xẩy ra nếu có sai sót và các biện pháp nào có thể
2.6.4. QA/QC trong hoạt động tại hiện trường
Hoạt động tại hiện trường bao gồm lấy mẫu và quan trắc hiện trường. Tuỳ
thuộc vào thành phần môi trường mà có các phương pháp tiến hành khác nhau.
2.6.5. QA/QC trong hoạt động ở 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 QC, 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: 1999, tương ứng với TCVN ISO/IEC 17025: 2001.
2.6.6. QA/QC trong xử lý số liệu
Trong một chương trình quan trắc, số liệu thu được để sử dụng thường là rất
lớn. Để thuận lợi cho sử dụng, hầu hết các số liệu ngày nay đều được lưu giữ trong
các file số liệu của máy tính. Có hai loại số liệu được lưu giữ. Một loại đã được
lưu giữ sẵn trong máy tính và một loại là những số liệu đo được của chương trình
quan trắc hiện hành. Phải đảm bảo cho các loại số liệu này được phân biệt rõ ràng,
không nhầm lẫn với nhau và an toàn. Khi sử dụng phần mềm của máy tính, cần
phải đặc biệt quan tâm đến việc kiểm tra, phát triển và duy trì hệ thống máy tính.
Phần mềm của máy tính cũng có thể thực hiện các chức năng kiểm soát khác nhau,
như các phép phân tích tương quan và việc sử dụng các cặp giới hạn.
2.6.7. QA/QC trong phân tích số liệu
Phân tích số liệu là giai đoạn chuyển số liệu thô thành thông tin sử dụng
được. Để những thông tin nhận được từ số liệu thô có thể so sánh và truy nguyên
nguồn gốc, phải triển khai các biên bản phân tích số liệu. Phải có phương pháp tư
liệu hoá chuẩn mực nhằm biến các số liệu đã có thành cơ sở dữ liệu đễ truy cập và
xử dụng khi cần thiết.
2.6.8. QA/QC trong lập báo cáo
Mục tiêu cuối cùng của một chương trình quan trắc là chuyển thông tin đã
thu thập được tới người sử dụng thông tin. Có thể thực hiện công việc này bằng
nhiều cách khác nhau: truyền toàn bộ các phép phân tích số liệu hoặc chỉ là những
kết luận ngắn gọn bằng văn bản, lời nói hoặc bảng số... Một số kỹ thuật trình bày
số liệu được sử dụngrộng rãi là:
1/ Các bảng số liệu đo
25
25