intTypePromotion=1
ADSENSE

GIÁO TRÌNH QUAN TRẮC VÀ KHẢO SÁT - PHẦN I PHƯƠNG PHÁP LUẬN VỀ GIÁM SÁT (MONITORING) CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG CHƯƠNG 1

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:37

348
lượt xem
135
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

GIÁO TRÌNH QUAN TRẮC VÀ KHẢO SÁT PHẦN I PHƯƠNG PHÁP LUẬN VỀ GIÁM SÁT (MONITORING) CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG CHƯƠNG 1. CHIẾN LƯỢC GIÁM SÁT MÔI TRƯỜNG 1.1. MỤC TIÊU GIÁM SÁT Việc thu thập thông tin về sự tồn tại và nồng độ các chất trong môi trường phát sinh ra từ nguồn thiên nhiên hay nhân tạo phải được thực hiện bằng đo lường các chất đó. Nhưng các phép đo lường đơn (đo lường một lần) hoặc cách quãng thời gian một chất nào đó thì chưa đủ giá trị để có thể đưa ra các phân...

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: GIÁO TRÌNH QUAN TRẮC VÀ KHẢO SÁT - PHẦN I PHƯƠNG PHÁP LUẬN VỀ GIÁM SÁT (MONITORING) CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG CHƯƠNG 1

  1. GIÁO TRÌNH QUAN TRẮC VÀ KHẢO SÁT PHẦN I PHƯƠNG PHÁP LUẬN VỀ GIÁM SÁT (MONITORING) CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG CHƯƠNG 1. CHIẾN LƯỢC GIÁM SÁT MÔI TRƯỜNG 1.1. MỤC TIÊU GIÁM SÁT Việc thu thập thông tin về sự tồn tại và nồng độ các chất trong môi trường phát sinh ra từ nguồn thiên nhiên hay nhân tạo phải được thực hiện bằng đo lường các chất đó. Nhưng các phép đo lường đơn (đo lường một lần) hoặc cách quãng thời gian một chất nào đó thì chưa đủ giá trị để có thể đưa ra các phân bố không gian và thời gian. Hơn thế nữa, sự giám sát (monitoring) các thông số môi trường cũng tương tự như các phép đo trong một số ngành là sự đo đạc hay quan trắc nhắc lại các phép đo thực hiện với mật độ mẫu đủ dày, về cả không gian và thời gian để từ đó có thể thực hiện được đánh giá có hiệu quả các biến đổi và xu thế. Giám sát môi trường là phức hợp các biện pháp khoa học công nghệ và tổ chức nhằm bảo đảm thu nhận được các thông tin mức độ hiện trạng hay xu thế biến đổi các chất ô nhiễm phát thải vào môi trường hay nhiễm vào các cơ thể sống của hệ sinh thái trên mặt đất. Hay nói một cách khác giám sát được lập kế hoạch để kiểm soát môi trường một cách có hệ thống trạng thái và xu thế phát triển của các quá trình tự nhiên trong đó có bàn tay của con người. Do vậy, thuật ngữ giám sát chất l ượng môi trường, ở đây cần được hiểu là quan trắc, đo lường, ghi nhận một cách thường xuyên, liên tục và đồng bộ chất lượng môi trường và các yếu tố có liên quan đến chúng. Theo UNEP, giám sát 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, như vậy sẽ xác định được mối quan hệ nguyên nhân và hậu quả của nồng độ chất ô nhiễm, ví dụ như giữa sức khỏe và biến đổi khí hậu.
  2. (2) Để đảm bảo an toàn việc sử dụng tài nguyên (không khí, nước, đất, sinh thái …) vào các mục đích kinh tế. (3) Để thu được các số liệu hệ thống dưới dạng điều tra cơ bản (hay còn gọi là đo đạc thường xuyên) chất lượng môi trường và cung cấp ngân hàng dữ liệu cho sử dụng tài nguyên trong tương lai. (4) Để nghiên cứu và đánh giá các chất ô nhiễm và hệ tiếp nhận chúng (xu thế tiềm năng ô nhiễm). (5) Để đánh giá các biện pháp kiểm soát luật pháp về phát thải. (6) Để tiến hành các biện pháp khẩn cấp tại những vùng có ô nhiễm đặc biệt. Một vấn đề khác nhưng rất cơ bản của giám sát chất lượng môi trường là thiết kế chương trình giám sát theo một hay nhiều mục tiêu đã nêu ở trên. Mỗi mục tiêu tự bản thân đã đòi hỏi rất nhiều các yếu tố cần và đủ để có một chương trình giám sát. Ví dụ, số lượng của lưới điểm lấy mẫu, độ dài của giám sát, tần suất lấy mẫu, kỹ thuật lấy mẫu và phân tích mẫu và đồng thời nó cũng là các số liệu đầu ra của chương trình giám sát. Sự quyết định giám sát cái gì, khi nào, ở đâu, và như thế nào được vạch ra chỉ khi mục tiêu giám sát đã được xác định. Do vậy, điều quan trọng nhất của thiết kế một chương trình giám sát là phải thiết lập được mục tiêu giám sát. Đây là bước cần thiết để qui định loại thông tin mà chương trình giám sát (hệ thống chỉ tiêu chất ô nhiễm quan trắc) phải cung cấp và quyết định thể loại giám sát (thể loại quan trắc). Trong hình 1.1, 1.2, 1.3 là các sơ đồ khối các xem xét được đưa ra để quyết định thiết kế một chương trình giám sát.
  3. Mục tiêu Vị trí và số lượng điểm đo Thông số giám sát Độ dài giám sát Phương pháp lấy mẫu Lựa chọn thiết bị Kỹ thuật phân tích Phương pháp hiệu chuẩn Phương pháp ghi số liệu Phương pháp trình bày kết quả Công bố kết quả Hình 1.1. Sơ đồ giới thiệu các bước thiết kế chương trình giám sát môi trường
  4. Chất lượng môi trường Thu thập mẫu Phân tích trong phòng thí nghiệm Xử lý số liệu Phân tích số liệu Lập báo cáo Sử dụng thông tin Hiểu biết chính xác về chất lượng môi trường Hình 1.2. Sơ đồ giới thiệu đường đi của thông tin cho một hệ thống giám sát môi trường Từ các sơ đồ, ta thấy rằng các thành phần của một chương trình giám sát mà sản phẩm cuối cùng của nó là một báo cáo đầy đủ về chiến lược giám sát phải được các nhà hoạch định chiến lược phê duyệt. Báo cáo này cần phải bao gồm các cơ sở và luận cứ xác đáng, ví dụ như cơ sở thiết lập hệ thống giám sát và phân tích, thông số đo, tần suất đo, hệ thống đánh giá bao gồm các tiêu chuẩn đánh giá, công cụ đánh giá, công cụ trình bày số liệu v.v. Ngoài ra, một số vấn đề quan trọng khác
  5. như tổ chức thực hiện chương trình giám sát liên quan đến nhân sự, trách nhiệm và vấn đề tài chính v.v. Tóm lại, một thiết kế chương trình giám sát phải bao gồm các tiêu đề sau: (1) Chiến lược giám sát. (2) Mạng lưới giám sát bao gồm cả hệ thống điểm đo, thông số đo và phân tích, việc sử dụng các tiêu chuẩn v.v. (3) Hình thức trình bày và thể hiện kết quả. (4) Hệ thống tổ chức về nhân lực và vật lực của từng công đoạn trong toàn bộ hệ thống. (5) Kế hoạch chi phí – hiệu quả. (6) Phân tích rủi ro (nếu có). Quản lý môi trường Yêu cầu về thông tin Sử dụng thông tin Chiến lược giám sát Báo cáo Thiết kế mạng lưới Phân tích số liệu Xử lý số liệu Thu thập mẫu Phân tích trong phòng thí nghiệm
  6. Hình 1.3. Sơ đồ giới thiệu các hoạt động của vòng giám sát và đánh giá chất lượng môi trường 1.2. THỂ LOẠI GIÁM SÁT Các nguồn gốc phát thải ô nhiễm có thể do hoạt động con người hoặc có thể do các hoạt động thiên nhiên làm tổn hại đến môi trường cũng như đến chất lượng cuộc sống của con người. Sự phân loại thể loại giám sát môi trường cũng vì thế được chia ra làm hai loại khác nhau, đó là:  Giám sát nguồn thải.  Giám sát chất lượng môi trường. Mục tiêu chính của chương trình giám sát chất lượng môi trường không bao gồm kiểm soát các nguồn thải do đó trong cuốn sách n ày chương trình giám sát nguồn thải chỉ liệt kê một số thông tin chính để tham khảo. 1.2.1. Giám sát nguồn thải Mục tiêu  Để xác định lượng thải hoặc tốc độ thải của các chất ô nhiễm vào môi trường từ những nguồn thải cụ thể nhằm phục vụ cho một hay nhiều mục đích đ ã nêu ở các sơ đồ nói trên.  Để đánh giá hiệu quả xử lý của trạm xử lý chất thải.  Để đánh giá sự tuân thủ pháp luật hoặc tiêu chuẩn thải vào môi trường v.v. Để phục vụ mục đích này người ta có thể giám sát bằng hệ thống giám sát cố định hoặc di động cho cả ba loại chất thải: rắn, lỏng và khí. Một số thể loại giám sát này được vắn tắt như sau: - Giám sát cố định nguồn thải điểm (ví dụ như ống khói nhà máy). - Giám sát lưu động nguồn thải khí, lỏng trên một diện rộng. - Giám sát cố định nguồn thải lỏng. 1.2.2. Giám sát chất lượng môi trường Môi trường nước và môi trường không khí đều thuộc loại môi tr ường chất lưu (chất chảy), do vậy sự lan truyền các chất trong hai môi trường này có những nét giống nhau, quá trình vận chuyển vật chất dưới hai môi trường này đều xảy ra do
  7. quá trình khuyếch tán và vận tải. Điều khác nhau chỉ ở chỗ cường độ của các quá trình trên không như nhau. Thông thường quá trình lan truyền trong môi trường không khí rất mạnh mẽ còn trong môi trường nước xảy ra chậm hơn nhiều. Do vậy, các chất ô nhiễm trong n ước chỉ tồn tại trong khu vực gần nguồn thải chỉ trừ các chất bền vững và tồn tại lơ lửng trong nước lâu dài như bụi phóng xạ của các nguyên tố có chu kỳ bán phân hủy lớn. Mục tiêu giám sát chất lượng môi trường bao gồm sáu mục tiêu như đã trình bày ở phần mục tiêu chiến lược giám sát môi trường. Nhưng mục đích các xem xét khi thiết kế mạng lưới giám sát bao giờ cũng phải đảm bảo các kết quả đo lường đưa ra chính xác. Có nghĩa là các mẫu phải là đại diện cho các điều kiện chủ đạo của môi trường về thời gian và không gian. Như vậy, không chỉ không gian chọn đo đạc mà còn cả vị trí lấy mẫu tại không gian đ ã lựa chọn cũng có tầm quan trọng. Để phục vụ mục tiêu đã lựa chọn của cả hệ thống giám sát, sự lựa chọn một mạng lưới vị trí đo đặc thù, việc xác định thể loại giám sát, sự xác định không gian địa lý nơi sẽ đặt vị trí điểm đo và cuối cùng là vị trí sẽ lấy mẫu hoặc đo đạc đòi hỏi phải được kiểm tra qua bốn bước: (1) Xác định mục đích phục vụ hệ thống lưới trạm giám sát. (2) Xác định thể loại giám sát tốt nhất để đáp ứng mục tiêu. (3) Xác định vị trí tổng thể để đặt vị trí điểm đo. (4) Xác định lưới giám sát cụ thể. Như vậy, chọn số lượng vị trí điểm đo đạc trong một hệ thống trạm đo đạc phụ thuộc rất nhiều vào các thông số đo đạc và vào mục tiêu đo đạc. Ví dụ, để đo đạc được chất lượng không khí (cho thông số SO2 và khói) tại Liên hiệp Anh, người ta đã phải dùng một hệ thống bao gồm 1.200 trạm, mặc dù cho đến nay con số này đã được giảm đi nhiều. Khi hệ thống trạm bao gồm quá ít số lượng trạm thì các vận chuyển chất thải thông qua các điều kiện thủy văn và khí tượng xảy ra ở giữa các trạm sẽ không được thể hiện ở dãy số liệu của hệ thống trạm và như vậy hệ thống trạm đó sẽ không phục vụ được mục tiêu đặt ra là hệ thống giám sát chất lượng môi trường.
  8. 1.2.2.1. Giám sát chất lượng không khí Các vấn đề ô nhiễm không khí biến động rất lớn từ vùng này sang vùng khác và từ chất thải khí này sang chất khác. Sự khác nhau về địa hình, khí hậu, đặc thù nguồn thải, bản chất nguồn thải, các qui chế hành chính và luật pháp khiến cho chương trình giám sát cũng sẽ thay đổi về mục đích, nội dung, độ dài và do đó sẽ thay đổi về cả thể lọai trạm giám sát. Một số chuyên gia cho rằng vẫn có thể phân loại về các hệ thống giám sát chất lượng không khí như sau: (1) Hệ thống trạm giám sát cho một nguồn hay một nhóm nguồn phát thải. Loại này có thể coi như giám sát phát thải địa phương. (2) Hệ thống trạm có thể được thiết lập bao gồm số lượng trạm rất lớn trên một diện tích rất lớn bao gồm cả vùng có ô nhiễm cao nhất đến vùng có ô nhiễm ít nhất (như ở nông thôn) nhằm có một bức tranh toàn diện và dữ liệu rất cơ bản về thông số ô nhiễm cần quan tâm ví dụ như dự án đã nêu trên ở Anh. (3) Các hệ thống trạm cơ bản để theo dõi mức nền ô nhiễm thường được thiết lập ở các vị trí tiêu biểu cho đặc trưng điều kiện tự nhiên và ít có sự gia nhập trực tiếp các nguồn thải. A. Hệ thống trạm giám sát địa phương Loại hệ thống này thường đặt ra nhiệm vụ cụ thể theo dõi hoặc kiểm tra mức độ ô nhiễm do một hay nhiều nguồn thải khí. Mức độ ô nhiễm tại mặt đất đ ược giám sát và sau đó được tính toán và dự báo bằng các mô hình dự báo. Trong trường hợp này thông thường các vị trí đo đạc được phác thảo bằng các mô hình tính toán nồng độ ô nhiễm. B. Hệ thống trạm giám sát phạm vi lãnh thổ rộng Các chất ô nhiễm sau khi được phát ra từ nguồn sẽ được lan truyền hoặc khuyếch tán đến các vị trí xa hơn nhiều so với nguồn phát ra chúng. Để nhận biết mức độ lan bao xa các chất ô nhiễm, mức độ biến đổi về nồng độ giữa phát thải và nơi tiếp nhận, người ta cần phải thiết lập một hệ thống trạm giám sát trên phạm vi diện tích rất rộng để theo dõi. Như đã nêu, tại nước Anh, một hệ thống có tên là Khảo sát Quốc gia về ô nhiễm không khí (National Survey of Air Pollution – NSAP) đã
  9. được triển khai với 1.200 trạm năm 1961, giám sát hàng ngày cho cả đô thị và nông thôn. Năm 1981 hệ thống này được phê duyệt lại với 150 trạm cho mục tiêu giám sát dài hạn (long-term) và 400 trạm cho mục đích ngắn hạn tập trung ở các thành phố. Các trạm thành phố hiện vẫn đang hoạt động ngoài mục đích phục vụ Quốc gia còn cho cả khu vực khối Cộng đồng chung châu Âu. C. Hệ thống trạm giám sát phạm vi vùng và Quốc tế Các trạm này được thiết lập với mục đích theo dõi dài hạn các biến đổi ô nhiễm nền trong phạm vi Quốc tế. Loại trạm này được đặt ở vùng xa xôi hoặc vùng không có ảnh hưởng trực tiếp của nguồn thải. Đại diện cho hạng trạm này là của Hệ thóng trạm giám sát ô nhiễm nền không khí (Background Air Pollution Monitoring Network – BAPMoN) và của Hệ thống trạm giám sát môi trường không khí toàn cầu (Global Environmental Monitoring System/ Air – GEMS/AIR). 1.2.2.2. Giám sát chất lượng nước Các chất ô nhiễm trong môi trường nước luôn luôn biến đổi cả về chất lẫn về lượng. Trong môi trường không khí chúng biến đổi chủ yếu là do hai quá trình cơ học như ngưng tụ, lắng đọng và quá trình hóa học dưới tác động của các yếu tố vật lý và hóa học như nhiệt độ, độ ẩm và bức xạ Mặt trời. Trong môi tr ường nước, quá trình biến đổi của các chất phức tạp hơn nhiều. Ngoài các quá trình biến đổi dưới tác dụng của các nhân tố vật lý và hóa học còn có biến đổi do các sinh vật gây ra mà sự biến đổi này của các chất ô nhiễm lại phụ thuộc vào các yếu tố khác ví dụ như nhiệt độ nước. Người ta thấy rằng, quá trình phân hủy dầu và các sản phẩm dầu do sinh vật sẽ tăng cường độ lên khoảng hai lần khi nhiệt độ nước tăng lên 10oC. Quá trình biến đổi các chất trong môi trường nước có thể xảy ra theo hai chiều ngược nhau tùy theo các điều kiện cụ thể. Ô nhiễm nước bắt nguồn từ các chất ô nhiễm khí, ô nhiễm đất và trực tiếp từ các nguồn thải lỏng (đô thị, công, nông nghiệp). Các hậu quả của ô nhiễm n ước sẽ dẫn đến:
  10.  Kích thích sự phát triển của thủy thực vật dẫn đến phú d ưỡng mà hậu quả của nó là dẫn đến sự phân hủy oxy sẽ mang lại sự thay đổi về sinh thái n ước.  Các hậu quả trực tiếp hay gián tiếp về độc chất đến thủy sinh vật.  Làm biến mất giá trị thực tiễn của nước. Giám sát chất lượng nước thiên nhiên có thể phục vụ cho mục đích sau:  Thu thập các thông tin chung về chất lượng nước sông, hồ, cửa sông và biển.  Để đánh giá ảnh hưởng sự tham gia làm biến đổi chất lượng nước từ các nguồn thải khi chúng gia nhập.  Để kiểm tra chất lượng nước tại nơi mà chúng được khai thác sử dụng là nguồn nước cấp.  Để đánh giá như một chỉ thị ô nhiễm tích lũy (sử dụng trầm tích và sinh học). Có hai lý do gây sự phân bố không đồng nhất chất lượng nước, đó là: a) Nếu hệ thống nước được cấu tạo từ hai hoặc nhiều hơn loại nước làm cho chúng không xáo trộn được hoàn toàn, ví dụ như phân tầng nhiệt tại các hồ hay tại vị trí thấp hơn nguồn xả nước thải ra sông. b) Nếu như chất ô nhiễm phân bố không đồng đều trong một hệ thống n ước không đồng nhất (đa hệ), ví dụ nh ư dầu mỡ có xu thế luôn nổi trong khi chất rắn lơ lửng luôn có xu thế chìm. Những phản ứng hóa học hay sinh học cũng có thể xảy ra không đồng nhất tại những phần khác nhau ngay trong một hệ thống nước làm thay đổi hoặc biến đổi nồng độ chất ô nhiễm. Khi mức độ xáo trộn là chưa biết, một khảo sát ngắn có thể cần phải tiến hành trước khi ra quyết định vị trí trạm lấy mẫu. Các số đo cần trong khảo sát n ày là: pH, độ dẫn điện, nhiệt độ, DO và một số chất ô nhiễm khác đặc thù của cửa thải. Tầm quan trọng của vị trí trạm lấy mẫu là rất lớn. Nếu vị trí trạm lấy mẫu ở hạ lưu sông có nguồn thải đi qua, dãy số liệu lấy mẫu và đo lường cần phải thể hiện đủ cho chiều dài, chiều ngang và độ sâu của nơi lấy mẫu. Nếu chất lượng nước trung bình được thiết lập cho mục tiêu dài hạn, trạm lấy mẫu nên lấy mẫu ở những nơi cuối nguồn (hạ lưu) để các khuyếch tán theo chiều dài và các xáo trộn đã diễn ra
  11. tương đối hoàn toàn. Lấy mẫu vùng cửa sông có vai trò đưa ra những biến thiên không gian và thời gian cho toàn bộ dòng sông trước khi đổ ra biển. Vị trí trạm lấy mẫu cửa sông phụ thuộc vào độ lớn và tầm quan trọng của cửa sông cũng như vào các thông số quan tâm. Xác định nồng độ hay giám sát các kim loại vết trong chất lượng nước thiên nhiên là khâu cơ bản để tính toán trữ lượng hoặc chu trình của chúng. 1.3. QUI PHẠM ĐẶT VỊ TRÍ ĐIỂM ĐO (HAY TRẠM) GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG 1.3.1. Đặt vấn đề Sự lựa chọn số lượng trạm (vị trí điểm đo) trong một chương trình giám sát phụ thuộc chủ yếu vào mục tiêu của chiến lược giám sát và các thông số dự kiến đo lường. Sự lựa chọn các mục tiêu phụ thuộc vào mục đích chức năng và nhiệm vụ mà cơ quan quản lý trực tiếp yêu cầu và đòi hỏi mà bốn bước như đã liệt kê ở trên là các bước căn bản để thiết kế một hệ thống giám sát. Một trong những mục tiêu chính của hệ thống trạm giám sát chất lượng môi trường là theo dõi xu thế dài hạn (theo mùa hoặc theo năm) chất lượng các thành phần chủ yếu của môi trường (nước và không khí). Do đó, để đánh giá được xu thế biến đổi dài hạn này, việc so sánh số liệu từ trạm này sang trạm khác là rất quan trọng. Phục vụ tiêu chí số liệu hay kết quả đo lường này, kỹ thuật đo lường và vị trí điểm đo đều mang tính quan trọng như nhau. Mặc dù rất khó khăn trong việc tìm được đúng vị trí cần giám sát đáp ứng được mọi yêu cầu đảm bảo về kinh tế và kỹ thuật, nhưng việc đưa ra một qui phạm hay còn gọi như là các tiêu chí để đặt vị trí trạm là cần thiết. 1.3.2. Nguyên tắc chung để thiết lập một hệ thống giám sát chất lượng môi trường Giám sát chất lượng môi trường bao giờ cũng kéo theo nhiều chi phí về thời gian, tiền của và nhân lực. Nhưng do tầm quan trọng của nó (vì đã xảy ra nhiều thảm họa môi trường) nên việc giám sát cần phải được lập kế hoạch rất cẩn thận, trong
  12. đó có hai vấn đề rất đáng quan tâm là thiết lập mục tiêu giám sát và kế hoạch sử dụng số liệu giám sát. Để có thể thiết lập một hệ thống giám sát, người ta cần phải giải đáp những vấn đề lớn sau đây: (1) Mục tiêu giám sát và kế hoạch sử dụng số liệu giám sát. (2) Số lượng và vị trí mạng lưới đo đạc và lấy mẫu. Thể loại chất ô nhiễm cần phải đo đạc và lấy mẫu. Xử lý số liệu đã đo đạc và phân tích (kết quả giám sát) bằng giá trị nào (cực đại, trung bình hay cả hai) của từng vị trí đo đạc và lấy mẫu. Tần suất, độ dài chu kỳ lấy mẫu. (3) Các vấn đề liên quan đến sức khỏe cộng đồng. Giám sát chất lượng môi trường không khí và nước là một trong những nhiệm vụ cơ bản của kế hoạch bảo vệ và quản lý tài nguyên. Các thông tin về biến đổi và dao động của nồng độ các chất gây ô nhiễm theo không gian và thời gian là những thông tin đầu vào của một kế hoạch kiếm soát và quản lý môi trường. Các yêu cầu theo thời gian bao gồm: sự so sánh các nồng độ này theo phân bố thẳng đứng và nằm ngang. Theo các công trình đã báo cáo từ nước ngoài, khi tiến hành một kế hoạch giám sát chất lượng môi trường, nhất thiết phải sử dụng một mạng lưới điểm lấy mẫu nằm trong và ngoài khu vực quan tâm, thiết kế một mạng lưới như vậy phụ thuộc vào nhiều yếu tố và ít nhất là bốn yếu tố:  Điều kiện tự nhiên (địa hình, khí tượng, thủy văn…).  Điều kiện nguồn thải.  Điều kiện các hệ chịu tác động các chất ô nhiễm (người, động vật, công trình …).  Điều kiện chi phí (điều kiện này tuy không phụ thuộc vào ba điều kiện trên). Nhìn chung, mạng lưới trạm thường khác nhau. Một ví dụ cho nguyên tắc đặt trạm giám sát chất lượng không khí: các điểm lựa chọn căn bản dựa trên quỹ đạo gió và nguồn thải trong thời kỳ nghiên cứu, có thể là một mạng trạm kiểu đối xứng nh ư trên các vòng tròn đồng tâm hoặc cũng có thể các điểm đặt trên các đầu mút hoặc tâm một mạng lưới ô vuông. Thông thường trong các nghiên cứu đều có phối hợp
  13. một mạng lưới cố định được bổ sung bằng những trạm di động để có thể lấy được nhiều mẫu hơn trong thời kỳ có quan tâm đặc biệt. Để thu đ ược những mẫu theo chiều thẳng đứng trong không khí người ta sử dụng các tháp đo, máy bay, bóng bay v.v. Các trạm đặt trên mặt đất phải được chuẩn hóa về mọi mặt (vị trí, địa hình, phương pháp lấy mẫu và phân tích, trang thiết bị) sao cho các mẫu lấy được phải mang tính đặc trưng, đủ độ tin cậy để có khả năng so sánh. Ngoài ra một số vấn đề quan trọng khác liên quan đến kinh tế kỹ thuật cần xem xét và cân nhắc khi hoạch định vị trí mạng lưới trạm giám sát: (1) Khả năng kinh phí đầu tư. (2) Yêu cầu về nhân lực, thiết bị và đánh giá số liệu. (3) Khả năng về sự thành thạo của nhân viên. (4) Lưu trữ số liệu. 1.3.3. Một số phân loại hệ thống giám sát chất lượng môi trường Hệ thống giám sát chất lượng môi trường bao gổm vị trí giám sát, đo đạc, lấy mẫu (mạng lưới trạm giám sát), các phương tiện kỹ thuật (nhà xưởng, máy móc thiết bị đo đạc, phân tích và các phòng thí nghi ệm) và nhân lực để vận hành, giám sát đo đạc, xử lý, phân tích, thông tin và phục vụ báo cáo chất lượng môi trường. Nó là công cụ cơ bản để kiểm soát chất lượng và ô nhiễm môi trường và là cơ sở để quản lý và phát triển hệ thống giám sát môi trường. Dựa vào qui mô không gian người ta phân các hệ thống trạm giám sát môi tr ường thành các hệ thống sau:  Qui mô địa phương: có các hệ thống giám sát môi trường của một tỉnh, một thành phố, thậm chí của một nhà máy hoặc khu công nghiệp (Local Environmental Monitoring System).  Qui mô quốc gia: hệ thống giám sát môi trường Quốc gia (National Environmental Monitoring System).  Qui mô khu vực (vùng): hệ thống giám sát môi trường cho một vùng có diện tích rộng lớn ví dụ như mạng lưới lắng axit vùng Đông Á.
  14.  Qui mô toàn cầu: có hệ thống giám sát môi trường toàn cầu (Global Environmental Monitoring System - GEMS). Phổ biến nhất trên thế giới hiện nay là tổ chức hệ thống giám sát theo thành phần của môi trường. Hệ thống GEMS thực hiện giám sát theo thành phần của môi trường bao gồm:  Hệ thống giám sát chất lượng nước mặt.  Hệ thống giám sát chất lượng nước ngầm.  Hệ thống giám sát chất lượng đất.  Hệ thống giám sát chất lượng không khí.  Hệ thống giám sát môi trường biển. Ngoài ra, dựa vào tính chất, qui mô của trang thiết bị người ta còn phân loại các trạm giám sát môi trường thành các trạm liên tục hay gián đoạn, trạm cố định hay lưu động. 1.4. PHƯƠNG PHÁP, THIẾT BỊ VÀ KỸ THUẬT LẤY MẪU Lấy mẫu môi trường là điểm xuất phát của việc thực hiện chương trình giám sát chất lượng môi trường. Sai sót trong lấy mẫu sẽ ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống thông tin (kết quả) giám sát chất lượng môi trường sau này. Thiết bị lấy mẫu phải được thiết kế phù hợp và cụ thể. Sau khi xác định được phương pháp lấy mẫu phù hợp bước tiếp theo là lựa chọn thiết bị lấy mẫu hoặc đo l ường. Sự tiếp xúc giữa người lấy mẫu và mẫu phải được giảm đến nhỏ nhất. Trong tài liệu này các phương pháp lấy mẫu tập trung vào môi trường không khí và nước, bao gồm cả nước biển. Các phương pháp đưa ra mang tính liệt kê để tham khảo và có tác dụng lựa chọn sau này cho thiết kế chương trình giám sát chất lượng môi trường. 1.4.1. Lấy mẫu không khí Hệ thống lấy mẫu không khí bao gồm bốn bộ phận: bộ phận lấy không khí vào, bộ phận thu mẫu hoặc đầu dò (cảm biến – sensor), bộ phận đo tốc độ dòng và thiết bị
  15. hút khí. Các bộ phận này được thiết kế bằng vật liệu sao cho không làm ảnh hưởng hóa học hay lý học đến mẫu không khí.  Bộ phận lấy không khí vào: bản chất của bộ phận này được thiết kế theo mục tiêu của kỹ thuật lấy mẫu. Chúng có thể được thiết kế để hút không khí theo chiều thẳng đứng hoặc thụ động để tự rơi vào.  Bộ phận thu mẫu: bộ phận này được phân loại riêng rẽ cho chất hạt và chất khí. Chất hạt - Lọc. - Sục ướt hoặc sục khô. - Lắng đọng. - Ly tâm hoặc cyclon. Chất khí - Hấp phụ. - Hấp thụ. - Ngưng tụ. - Tức thời. 1.4.2. Lấy mẫu nước Đối với môi trường nước, không có hệ thống lấy mẫu đặc thù do mức độ quan tâm về chất lượng môi trường nước rất khác nhau. Một qui định rất chung cho việc lấy mẫu nước là sao cho thể tích mẫu phải đủ nhỏ để vận chuyển được và phải đủ lớn để mẫu có thể đại diện cho khu vực lấy mẫu. Thông thường thể tích mẫu dao động từ 500 – 1.000 ml là vừa. Trên một mặt cắt người ta có thể lấy mẫu theo chiều rộng và chiều sâu. Đối với mẫu lấy theo chiều sâu việc lấy mẫu phức tạp h ơn. Có hai loại thiết bị để lấy mẫu, một loại thiết bị để lấy mẫu chất l ượng nước và loại thứ hai sử dụng để lấy mẫu cho các chất vết như kim loại nặng. Các bộ phận của thiết bị được thiết kế sao cho mẫu lấy được không bị ảnh hưởng của các tầng nước khác nhau và không bị ảnh hưởng của chính thiết bị lấy mẫu. Các thiết bị lấy mẫu tầng sâu luôn phải kèm theo thiết bị đo áp lực nước. Ngoài các thiết bị lấy mẫu
  16. đơn lẻ này ra còn có thiết bị lấy mẫu tự động theo trình tự đã được đặt trước (lấy mẫu tự động). 1.5. ĐIỀU KIỆN TIÊN QUYẾT ĐỂ THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG Sau khi đã thiết lập mục tiêu và thể loại giám sát chất lượng môi trường, trong thiết kế chương trình giám sát luôn phải xem xét các khía cạnh khác đặc biệt quan trọng mà nó được xem như các điều kiện quyết định để lựa chọn vị trí cũng nh ư các thông số đo đạc. Đó là các điều kiện tự nhiên về địa hình, khí hậu, chế độ dòng chảy cũng như các điều kiện kinh tế hay nói một cách khác là các nguồn thải gia nhập là thay đổi chất lượng môi trường. Một số vấn đề sau cần phải xem xét kỹ khi triển khai thiết kế hệ thổng trạm, bao gồm: (1) Thu thập và xử lý số liệu khí tượng, thủy hải văn có sẵn từ các trạm. (2) Thu thập và xử lý các số liệu thải. (3) Thu thập và phân tích điều kiện về cơ sở vật chất cho giám sát môi trường hiện có. (4) Dự kiến chất lượng môi trường sẽ giám sát thông qua các nồng độ chất ô nhiễm. (5) Điều kiện phù hợp về độ chính xác và độ nhạy của trang thiết bị sẽ trang bị. (6) Các qui định pháp luật và các hướng dẫn kỹ thuật cũng như các chuẩn chất lượng môi trường. (7) Các vấn đề liên quan đến khả năng kinh phí (đầu tư, nhân lực). Nồng độ các chất ô nhiễm có mặt trong môi trường không khí và nước phụ thuộc vào sự khuyếch tán của chúng từ các nguồn phát thải và các chuyển hóa của chúng trong môi trường. Nói một cách khác, nồng độ các chất ô nhiễm còn phụ thuộc vào khả năng tự làm sạch của môi trường, ví dụ như trong môi trường không khí sự tự làm sạch thông qua các quá trình như lắng khô, lắng ướt và các chuyển hóa hóa học trong đó chuyển hóa hóa học giữ vai trò chủ đạo trong việc loại bỏ các chất ô nhiễm. Sự tạo thành hạt hoặc giữ nguyên trạng thái khí, tiếp đó quá trình loại bỏ
  17. từng phần hay hoàn toàn phụ thuộc vào bản chất hóa học và điều kiện khí tượng hay thời tiết cũng như bề mặt tại nơi xảy ra các quá trình này. Cũng tương tự cho môi trường nước, các đặc điểm về dòng chảy, về địa hình (độ dốc) và đặc biệt là về bản chất và vị trí nơi xả thải và dòng nước hay hồ chứa v.v là những điều kiện rất quan trọng quyết định đến chất lượng lý, hóa hay sinh học của chất lượng nước. Thu thập các số liệu khí tượng, thủy văn, hải văn đóng một vai trò đặc biệt quan trọng trong giám sát chất lượng môi trường không khí và nước (bao gồm cả nước biển). Các giám sát có hệ thống các thông số này giúp cho ta phân tích các biến đổi, các xu thế cũng như các đột biến của chất lượng môi trường. Ngoài ra, trong dự báo xu thế chất lượng môi trường, các biến số khí tượng thủy văn là một trong những yếu tố quyết định. Để thiết lập một hệ thống giám sát chất lượng không khí và nước, việc tính toán ước lượng nồng độ các chất ô nhiễm tại nơi dự kiến đặt điểm đo là quan trọng. Thông thường người ta tiến hành theo hai cách. Một trong hai cách đó là tính toán lượng thải gia nhập vào môi trường. Để có được các kết quả tính toán tin cậy, các số liệu phát thải từ các nguồn chủ yếu cần đ ược thu thập. Đối với mỗi môi trường các nguồn thải đặc thù cần phân loại, ví dụ đối với môi trường không khí các loại hoạt động kinh tế có liên quan đến tiêu thụ nguyên nhiên liệu hóa thạch, tương tự cho thải nước các đặc thù công nghiệp lại là công nghiệp thực phẩm, dệt, háo chất v.v. Dựa vào các nguồn thải gia nhập này, người ta có thể dự kiến các vị trí giám sát và các thông số đo lường. Hai là đo lường thử nghiệm các thông số dự kiến để có một khái niệm tổng hợp giữa nguồn thải và ô nhiễm nền môi trường từ đó vị trí giám sát và thông số đo lường cũng như chế độ đo và kỹ thuật đo được diễn giải một cách hợp lý. 1.6. THU THẬP XỬ LÝ VÀ BIỂU DIỄN KẾT QUẢ 1.6.1. Yêu cầu khoa học của số liệu giám sát môi trường Nhiệm vụ quan trọng hàng đầu của công tác giám sát chất lượng mà nước ta đôi khi còn gọi là công tác điều tra cơ bản môi trường không khí và nước là thu thập
  18. các thông tin chất lượng về môi trường không khí, nước và các thông tin khác có liên quan để phục vụ cho các mục đích sau đây:  Đánh giá hiện trạng môi trường trong toàn lãnh thổ đang diễn ra giám sát, đặc biệt là các khu vực quan trọng về kinh tế và xã hội.  Xác định xu thế biến đổi chất lượng môi trường nhằm tìm ra các phương án hạn chế các diễn biến bất lợi.  Dự báo và cảnh báo xu thế giảm sút hoặc cải thiện chất lượng môi trường không khí và nước.  Cung cấp các số liệu về chất lượng môi trường không khí và nước cho các nhà lãnh đạo và quản lý để lập kế hoạch và chính sách phát triển bền vững v.v. Chất lượng của số liệu về môi trường được đánh giá bằng khả năng tiếp cận với các mục tiêu nói trên, số liệu chất lượng môi trường phải bảo đảm các thuộc tính cơ bản dưới đây. 1.6.2. Độ chính xác của số liệu Độ chính xác của số liệu được đánh giá bằng khả năng tương đồng giữa số liệu và hiện thực. Sự sai khác nhau này càng ít càng tốt. Để đạt được độ chính xác cao, trong công tác mạng lưới cần phải giải quyết một loạt các vấn đề khác nhau nh ư trang thiết bị, giám sát, thu thập, bảo quản mẫu, quy trình, quy phạm, trình độ và khả năng thành thạo của người giám sát và phương pháp phân tích. 1.6.3. Tính đồng nhất của số liệu Để nghiên cứu cấu trúc các yếu tố môi trường trong không gian và sự diễn biến theo thời gian, các số liệu thu thập ở các địa điểm khác nhau vào các thời kỳ khác nhau phải có khả năng so sánh được với nhau. Nói cách khác, các số liệu đó đ ược đo cùng một đơn vị chuẩn. Khả năng so sánh được của số liệu còn gọi là tính đồng nhất của số liệu. Để đảm bảo tính đồng nhất, trong công tác mạng l ưới cần quan tâm đến các vấn đề sau đây:  Để xác định một yếu tố không đ ược sử dụng quá nhiều chủng loại máy móc khác nhau, khi thay đổi máy móc, thiết bị, bắt buộc phải so sánh giữa kết quả xác định theo máy móc mới và máy móc cũ từ đó tìm ra số liệu chính tương
  19. quan giữa chúng. Hiện nay chúng ta chưa có nguồn cung cấp máy móc về môi trường ổn định, nên phải nhập từ nhiều nguồn khác nhau, do vậy rất khó khăn trong việc so sánh giữa chúng, đó là chưa nói đến những sai lệch do khí hậu nóng ẩm tạo ra.  Việc giám sát, thu thập, bảo quản mẫu phải tuân theo một qui tr ình chặt chẽ, thống nhất, trong trường hợp vì một lý do nào đó buộc phải thay đổi thì nhất thiết phải có sự so sánh giữa các kết quả đo theo qui trình cũ và qui trình mới.  Các yếu tố của môi trường không khí không những biến đổi theo thời gian và còn thay đổi từ nơi này đến nơi khác. Do vậy vị trí giám sát lấy mẫu có liên quan chặt chẽ đến kết quả. Một dãy số liệu liên tục về thời gian chỉ có thể so sánh được với nhau khi vị trí trạm không thay đổi. Điều này buộc phải giữ cố định vị trí trạm. Trong tr ường hợp vì điều kiện khách quan như vị trí hiện tại trong thời gian sắp tới không đủ tiêu chuẩn đặt trạm như do có các thay đổi về điều kiện tự nhiên, về nguồn thải v.v. buộc phải thay đổi vị trí, thì phải đồng thời giám sát song song ở vị trí trạm cũ và trạm mới trong một thời gian để so sánh kết quả giữa chúng trước khi chuyển hẳn sang vị trí mới. 1.6.4. Tính đại diện theo không gian của số liệu Nhiệm vụ của công tác mạng lưới giám sát môi trường là thu thập các số liệu môi trường cho phép đánh giá đ ược chất lượng môi trường tại mọi điểm trong khu vực quản lý. Do không đủ khả năng để xác lập một hệ thống các điểm đo dày đặc trên toàn khu vực, chỉ có khả năng đo ở một số điểm nhất định mà chúng ta gọi là các trạm giám sát môi trường (gọi tắt là trạm). Vì vậy mỗi trạm phải đặc trưng cho một khu vực nhất định. Muốn vậy trong toàn bộ khu vực mà trạm làm đại diện, các yếu tố môi trường giữa điểm này với điểm kia khác nhau không nhiều. Vấn đề là tìm ra một mạng lưới với số trạm là ít nhất mà đảm bảo được khả năng quản lý chất lượng môi trường trong toàn phạm vi được giao. Đây là một vấn đề thuộc lĩnh vực “bài toán tối ưu”. Về nguyên lý chung, thì mật độ trạm phụ thuộc vào tính phức tạp của sự phân bố các yếu tố môi tr ường theo không gian. Để xác định giá trị (các yếu tố môi tr ường) tại một điểm nào đó không có số liệu đo đạc
  20. thì phải tiến hành nội suy từ các số liệu đo đạc ở các trạm lân cận. Sai số của phép nội suy phụ thuộc vào khoảng các giữa các trạm và tính phức tạp trong cấu trúc không gian của yếu tố đang nghiên cứu. Sai số càng nhiều khi khoảng cách giữa các trạm càng lớn và yếu tố đó biến thiên theo không gian càng lớn. Để bảo đảm thu được giá trị, với sai số nằm trong giới hạn cho phép, thì ở những nơi có cấu trúc phức tạp khoảng cách giữa các trạm buộc phải rút ngắn, ngược lại các nơi có cấu trúc đơn giản khoảng cách giữa các trạm cho phép được nâng lên. Ví dụ, các yếu tố môi trường không khí quanh ống khói nhà máy, của môi trường nước quanh các cửa kênh thải rất phức tạp, trong trường hợp này cần phải tổ chức nhiều điểm đo. Nếu yếu tố môi trường theo một hướng nào đó biến đổi không nhiều (ví dụ, các chất thải của ôtô dọc theo hướng của đường) thì khoảng cách giữa các điểm đo theo hướng đó cho phép lớn, ngược lại theo hướng có sự biến đổi nhiều (ví dụ, theo hướng vuông góc với tuyến đường) khoảng cách phải được rút ngắn. Như vậy về phương diện hợp lý, tối ưu, khoảng cách giữa các trạm không nhất thiết phải như nhau. Tính phức tạp trong cấu trúc không gian của các yếu tô môi trường lại phụ thuộc rất nhiều các thông số khác nh ư đặc điểm nguồn thải, điều kiện địa hình, đặc điểm khí tượng thủy văn, hình thức lan truyền và biến đổi của các chất thải. 1.6.5. Khả năng theo dõi liên tục về thời gian Bất kỳ một hiện tượng tự nhiên nào cũng tồn tại trong một qui mô không gian và một khoảng thời gian nhất định. Dãy số liệu phải có khả năng theo dõi sự diễn biến theo thời gian. Điều đó có nghĩa là từ dãy số liệu đã có cho phép xác định các yếu tố môi trường vào bất kỳ thời điểm nào trong quá khứ, kể cả những thời điểm không có số liệu. Trong thực tế chúng ta chưa có khả năng giám sát liên tục, mà chỉ có thể quan trắc vào một số thời điểm nhất định mà người ta gọi là “ốp” quan trắc. Theo phương pháp thông thường, để xác định giá trị vào một thời điểm nào đó không trùng ốp quan trăds buộc phải nội suy từ các số liệu thu đ ược ở các ốp gần đó.
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2