Phương pháp lấy mẫu và phân tích các chất độc trong không khí
2005
Đồng Kim Loan, HUS-VNU.VN
Page 1
PHƢƠNG PHÁP QUAN TRẮC, LẤY MẪU VÀ PHÂN TÍCH
CÁC CHẤT ĐỘC TRONG KHÔNG KHÍ
1.Phương pháp lấy mẫu
1.1.Địa điểm và vị trí lấy mẫu
Trƣớc hết cần phải điều tra nơi phát sinh ra hơi, khí độc ở đâu,
trạng thái tồn tại của chất độc (thể rắn, lỏng hoặc khí…), nguồn hơi khí thải
phát sinh ra từ khâu nào: chuẩn bị nguyên liệu, quá trình sản xuất, các chất
trung gian, tạp chất hay sản phẩm…
Địa điểm và vị trí lấy mẫu phải đƣợc chọn trên cơ sở khoa học và
có hệ thống theo đúng nhƣ yêu cầu của nội dung khảo sát nhƣ giám sát chất
lƣợng môi trƣờng, kiểm tra quy trình sản xuất hoặc việc tuân thủ pháp luật môi
trƣờng hay đánh giá tác động có hại của hoạt động sản xuất đến sức khoe cộng
đồng và môi trƣờng... Chẳng hạn nhƣ, khi đánh giá tác động môi trƣờng của
một hoạt động sản xuất nào đó, địa điểm lấy mẫu cần phải đặt giữa khu vực chất
độc bay ra, nơi đi lại và làm việc của công nhân, đồng thời cần phải tránh các hệ
thống thong hơi, cửa sổ.
Khoảng cách từ địa điểm lấy mẫu có thể là 10, 50 hoặc 100m so với
nguồn phát thải, nếu xét thấy cần xác định mức độ ô nhiễm do nguồn gây ra.
Vị trí của các điểm lấy mẫu đƣợc chọn bằng việc sử dụng mạng lƣới đối
xứng cực với nguồn nằm ở trung tâm. Độ lệch cho phép đối với các vị trí đã
chọn theo cách có hệ thống cũng đƣợc xác định. Trong các khu vực có địa hình
phức tạp, vị trí các điểm lấy mẫu đƣợc xác định chủ yếu theo các điều kiện phát
tán cục bộ và phải xem xét cẩn thận trƣớc khi định vị trí lấy mẫu. Trong các khu
vực nhƣ vậy một cuộc nghiên cứu với qui mô nhỏ đã đƣợc tiến hành trƣớc khi
lựa chọn lần cuối vị trí các điểm lấy mẫu.
Nói chung, việc lựa chọn các địa điểm quan trắc và lấy mẫu cần phải tuân
thủ các nguyên tắc sau:
-Nếu đánh giá ảnh hƣởng của các khu công nghiệp đến chất lƣợng môi
trƣờng không khí thì các địa điểm quan trắc đƣợc chọn phải là các khu công
nghiệp - nơi mà môi trƣờng đang là vấn đề thời sự nóng bỏng.
Phương pháp lấy mẫu và phân tích các chất độc trong không khí
2005
Đồng Kim Loan, HUS-VNU.VN
Page 2
-Địa điểm phải phản ánh đƣợc chất lƣợng không khí từ các hoạt động
công nghiệp. Muốn vậy, cần phải xét đến 2 yếu tố là không gian và thời gian:
+Với yếu tố không gian: sử dụng mạng lƣới đối xứng với nguồn nằm ở
trung tâm, xem xét vị trí của các cơ sở sản xuất trong 1 khu công nghiệp để
chọn địa điểm đặt mẫu, đồng thời phải chú ý đến địa hình để tránh các tác động
của địa hình (tức là tìm hiểu cả các điều kiện phát tán).
+Với yếu tố thời gian: quan trắc theo mùa và các ốp nhƣ thế nào đó để có
thể phán ánh đúng nhất ảnh hƣởng của khu công nghiệp đến chất lƣợng không
khí.
1.2. Chiều cao lấy mẫu không khí và chiều cao điểm đo
Chiều cao lấy mẫu không khí và chiều cao điểm đo đƣợc chọn ngẫu nhiên
hoặc hệ thống so với một chiều cao qui chiếu đã đƣợc chọn ngẫu nhiên. Nói
chung tại các điểm lấy mẫu, các điểm đo phải cao trên mặt đất 3 mét, nhƣng
không nhất thiết phải áp dụng trong những khu vực có nhà cao tầng hoặc nơi mà
nhiệm vụ khảo sát có qui định các mức cao khác. Cụ thể các cuộc điều tra về
mức độ ô nhiễm không khí ở đƣờng giao thông thì việc lấy mẫu cần đƣợc tiến
hành ở chiều cao hít thở (thông thƣờng chỉ dƣới 2 mét hoặc thậm chí thấp hơn
để xác định các mức ô nhiễm không khí đối với đối tƣợng là trẻ em).
Khi tiến hành ở các khu vực có tỉ lệ phần trăm các nhà cao tầng lớn, có
nhiều ngƣời sống ở những độ cao khác nhau mà khi đo ô nhiễm không khí ở
mức cao 3 mét không cho kết quả đại diện thì cần thiết sắp xếp để nơi lấy mẫu
đƣợc đặt ở các độ cao khác nhau. Điều này đặc biệt quan trọng khi các nhà cao
tầng nhƣ vậy ở gần kề các nguồn thải chính.
Độ cao điểm đo và chiều cao lấy mẫu phải phản ánh đƣợc tác động của ô
nhiễm không khí do hoạt động công nghiệp đến chất lƣợng không khí phải thoả
mãn các điều kiện sau:
+không gần nguồn thải
+không bị ảnh hƣởng của địa hình
+phản ánh đúng nồng độ nền của khu vực (chú ý đến yếu tố nhà cao tầng,
dân cƣ và chiều cao ống khói).
Phương pháp lấy mẫu và phân tích các chất độc trong không khí
2005
Đồng Kim Loan, HUS-VNU.VN
Page 3
1.3.Nguyên tắc lấy mẫu
Việc lấy mẫu khí và bụi cần phải đƣợc thực hiện theo đúng tiêu chuẩn
pháp quy, mỗi địa điểm nên lấy hai mẫu song song cách nhau 20 cm. Chẳng hạn
việc thu các mẫu bụi và khí nên thực hiện theo TCVN 5973-1995 và ISO 9359-
1998.
Đồng thời với việc thu mẫu, nhóm nghiên cứu cần phải quan trắc và đo
đạc các yếu tố vi khí hậu. Việc lấy mẫu và phân tích đƣợc tiến hành theo đúng
tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6152-1996, tiêu chuẩn của Bộ Y tế - 52 TCN 354-
89 và các tiêu chuẩn phân tích khí của Nhật Bản JIS Z-8808, K-0095, K-0096.
Với bụi: dùng thiết bị thu bụi có lƣu lƣợng 30-40 lít/phút, hoặc thiết bị
thu bụi có lƣu lƣợng cực lớn (> 1000 lít/phút) để thu và xác định hàm lƣợng bụi
trong các khu dân cƣ, đô thị và không khí xung quanh nói chung, cũng nhƣ để
xác định hàm lƣợng kim loại, chất hữu cơ, sol khí… có mặt trong khí quyển.
Ngoài ra có thể sử dụng thiết bị đo nhanh để phân tích bụi phục vụ cho việc lập
công thức hiệu chỉnh, đánh giá nhanh môi trƣờng và thực hiện chƣơng trình
giám sát ô nhiễm không khí.
Kỹ thuật đơn giản nhất để lấy một mẫu khí là bơm không khí có chất độc
vào trong một dụng cụ có thể tích xác định, hoặc thông thƣờng là hút không khí
có chất độc qua dụng cụ thu giữ (phin lọc hoặc ống hấp thụ). Các thiết bị thu
giữ chất độc thƣờng có tốc độ bơm từ 0,25 đến 2,50 lít/phút.
Với CO: có thể sử dụng dung dịch hấp thụ hoặc lấy mẫu khí về phòng thí
nghiệm để phân tích.
Với các khí khác nhƣ NOx, SOx và O3 dùng dung dịch hấp thụ riêng cho
mỗi loại, thu mẫu và đƣa về phân tích trong phòng thí nghiệm.
Nhìn chung, việc xác định các thông số đƣợc thực hiện theo các TCVN
tƣơng ứng cho từng chất và phân tích theo Standard Methods của nhà xuất bản
American Public Health Association, Washington, DC 20005.
1.4. Vận chuyển và bảo quản mẫu
Khi lấy mẫu bằng dụng cụ chứa, dụng cụ này phải đƣợc giữ trong các hộp
gỗ có lót xốp để tránh đổ vỡ. Nên bảo quản mẫu trong quá trình vận chuyển và
Phương pháp lấy mẫu và phân tích các chất độc trong không khí
2005
Đồng Kim Loan, HUS-VNU.VN
Page 4
thời gian đi thu gom trong các thiết bị làm mát hoặc trong nƣớc đá và tránh
những tác động làm sai lệch hàm lƣợng độc tố có mặt trong mẫu (ví dụ, tránh
ánh sáng mặt trời khi thu mẫu để phân tích ozôn).
Khi lấy mẫu bằng ống hấp thụ xong cần phải chứa mẫu vào trong các
bình chứa mẫu bằng thủy tinh, có nút nhám, dung tích từ 25-50 ml. Việc vận
chuyển phải đảm bảo an toàn cho mẫu, tránh đổ vỡ, làm lẫn lộn và mẫu bị trộng
lẫn vào nhau; đồng thời cũng cần phải bảo quản lạnh mẫu trong quá trình di
chuyển. Mẫu nên chuyển về phòng thí nghiệm càng sớm càng tốt và bảo quản
trong ngăn mát của tủ lạnh. Tiến hành phân tích ngay (nếu có thể).
Nói chung, mẫu có thể đƣợc phép lƣu giữ, nhƣng thời gian lƣu giữ không
nên quá 3 tháng. Quá 3 tháng, nếu không có điều gì trở ngại, lập biên bản để
hủy mẫu.
2. Yêu cầu khoa học về chất lượng số liệu.
Chất lƣợng số liệu quan trắc môi trƣờng đƣợc đánh giá qua các mặt sau:
Độ chính xác
Độ chính xác của số liệu đƣợc đánh giá thông qua khả năng phản ánh
đúng thực tế đến mức độ nào. Điều này phụ thuộc vào trang thiết bị máy móc,
qui trình, qui phạm quan trắc, xử lý bảo quản mẫu và trình độ chuyên môn của
ngƣời thực hiện.
Tính đồng nhất của số liệu.
Tính đồng nhất của số liệu là đòi hỏi bắt buộc để có thể so sánh hơn kém
giữa các số liệu. Điều này rất quan trọng trong trƣờng hợp cần nghiên cứu sự
biến đổi theo không gian và thời gian của một yếu tố môi trƣờng nào đó. Để
đảm bảo tính đồng nhất của số liệu cần phải:
- Thống nhất phƣơng pháp đo đạc. Hiện nay một số yếu tố môi trƣờng có
thể có nhiều loại máy đo, và mỗi máy có một phƣơng pháp đo riêng của mình.
- Thống nhất qui trình, qui phạm quan trắc. Các yếu tố này thay đổi theo
không gian và thời gian, do đó không thống nhất vị trí quan trắc và thời điểm
lấy mẫu sẽ cho các kết quả khác nhau.
Phương pháp lấy mẫu và phân tích các chất độc trong không khí
2005
Đồng Kim Loan, HUS-VNU.VN
Page 5
Trên thực tế, chúng ta không thể đặt trạm quan trắc và lấy mẫu ở tất cả
mọi điểm; do vậy chỉ chọn một số điểm nhất định mà từ đó có thể khống chế
cho toàn bộ khu vực. Vấn đề đặt ra là cần tìm đƣợc một hệ thống điểm đo sao
cho số điểm là ít nhất mà vẫn đảm bảo yêu cầu trên. Tuỳ theo các điều kiện cho
phép, mà chúng ta có thể giải quyết vấn đề này theo các phƣơng pháp sau:
Phân tích tương quan
Trong trƣờng hợp đã có một lƣợng số liệu về môi trƣờng đủ lớn, đƣợc thu
thập từ một mạng lƣới đều khắp, thì chúng ta có thể chọn hệ thống tối ƣu bằng
phƣơng pháp phân tích tƣơng quan. Nội dung của phƣơng pháp này là tìm mức
độ quan hệ của các yếu tố môi trƣờng thu đƣợc từ các trạm đã có bằng thống kê,
từ đó tìm ra các trạm thừa, các trạm thiếu trong hệ thống trạm đã có.
Đây là phƣơng pháp tốt nhất, song không mấy thuận lợi nếu công tác
mạng lƣới mới trong giai đoạn ban đầu.
Nghiên cứu cơ chế tác động
Các yếu tố môi trƣờng thƣờng xuyên biến đổi theo không gian và thời
gian dƣới tác động của các điều kiện tự nhiên. Ví dụ trong không khí các chất
gây ô nhiễm biến đổi dƣới tác dụng của gió, độ ẩm, v.v. Mỗi một nhân tố tác
động tạo nên một bức tranh môi trƣờng tƣơng ứng.
Các chất ô nhiễm di chuyển do hoàn lƣu gió trên cao thƣờng phân bố đều
và bao gồm một không gian rộng lớn, còn do gió ở tầng thấp các chất ô nhiễm
thƣờng thu nhỏ phân bố quanh nguồn thải. Nếu nắm đƣợc cơ chế tác động cho
phép định ra đƣợc một hệ thống trạm hợp lý.
Phương pháp tính toán trên mô hình
Các chất gây nhiễm bẩn di chuyển và biến đổi đƣợc miêu tả bằng các
phƣơng trình toán học nhờ sự giúp đỡ của máy tính điện tử cho phép giải đƣợc
các bài toán đó. Các kết quả tính toán trên mô hình tuy chƣa đạt đến mức chính
xác cao do các khó khăn về dữ kiện, số liệu đƣa vào, tuy vậy kết quả tính theo
mô hình sẽ cho đƣợc một bức tranh tổng quát về tình trạng và mức độ ô nhiễm
khu vực nghiên cứu.
