Bài 2: Thiết kế mạng lưới giám sát môi trường không khí

BÀI 2: THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI GIÁM SÁT MễI TRƯỜNG KHễNG KHÍ THÁI VŨ BèNH 1. MỤC TIấU GIÁM SÁT 2. NGUYấN TẮC THIẾT LẬP HỆ THỐNG TRẠM NỀN ễ NHIỄM KHễNG KHÍ 3. CÁC YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG VÀ GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG KHễNG KHÍ 4. ĐỘ CAO ĐO ĐẠC CÁC CHẤT ễ NHIỄM 5. KỸ THUẬT VÀ THIẾT BỊ LẤY MẪU, PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÁC CHẤT ễ NHIỄM 6. QUI TRèNH VÀ CHÍNH SÁCH VẬN HÀNH 7. QUY TRèNH THIẾT KẾ MẠNG LƯỚI QUAN TRẮC KHễNG KHÍ NỘI DUNG 1. MỤC TIấU GIÁM SÁT Xỏc định được mục tiờu tổng thể cho toàn hệ thống mạng trạm. Định lượng và diễn biến chất lượng khụng khớ theo thời gian. Cung cấp số liệu chất lượng khụng khớ để kiểm soỏt theo phỏp luật. Thụng bỏo định kỳ số liệu chất lượng khụng khớ. Xỏc định hiệu quả kiểm soỏt đối với chất lượng khụng khớ. 1. MỤC TIấU GIÁM SÁT 5. Cung cấp số liệu chất lượng khụng khớ cho cỏc lĩnh vực nghiờn cứu khoa học. 6. Xỏc định mối quan hệ giữa phỏt thải và hệ tiếp nhận. 7. Cung cấp xu thế ụ nhiễm của chất lượng khụng khớ. 8. Cung cấp số liệu đầu vào cho mụ hỡnh húa. 9. Cung cấp số liệu để trao đổi thụng tin. 10. Phối hợp cựng với hệ thống giỏm sỏt khỏc. 2. NGUYấN TẮC THIẾT LẬP HỆ THỐNG TRẠM NỀN Cỏc tiờu chớ để đặt trạm nền ụ nhiễm khụng khớ. Vị trớ trạm khụng đặt ở những nơi cú sự biến động lớn về qui hoạch. Phải cỏch xa cỏc trung tõm đụ thị, cụng nghiệp, GTVT, khụng đặt tại nơi cú giú quỏ lớn. Vị trớ trạm khụng đặt ở những nơi cú nhạy cảm về thiờn tai như nỳi lửa, chỏy rừng,… Địa hỡnh là một điều kiện để xem xột vị trớ đặt trạm. Thiết lập đo đạc cỏc thụng số khớ tượng. 2. NGUYấN TẮC THIẾT LẬP HỆ THỐNG TRẠM NỀN Trong phạm vi hẹp hơn, mạng lưới giỏm sỏt chất lượng khụng khớ cho một lónh thổ thỡ sự phõn loại trạm và vị trớ đặt trạm phải đảm bảo: Đối với trạm nền Vựng: đối tượng kiểm soỏt là chất ụ nhiễm từ cỏc khu vực lõn cận chuyển tới. Đối với trạm nền Quốc gia: đối tượng kiểm soỏt là cỏc chất nhiễm bẩn xuyờn biờn giới lónh thổ và được mang đến từ dũng khụng khớ trờn cao. 3.CÁC YẾU TỐ KHÍ TƯỢNG VÀ GIÁM SÁT CHẤT LƯỢNG KHễNG KHÍ Cỏc yếu tố khớ tượng quan trọng nhất trong giỏm sỏt là: Giú, nhiệt độ, độ ẩm, mưa, bức xạ… Hướng giú chủ đạo chi phối trực tiếp đến phõn bố thành phần ụ nhiễm.(số liệu giú phải lấy ớt nhất là 5 năm, số liệu liờn tục của một trạm giỏm sỏt khớ tượng thụng thường là 10 năm hoặc nhiều hơn). Độ ổn định và khụng ổn định khớ quyển ảnh hưởng đến khả năng lan truyền. Hàm lượng độ ẩm và giỏng thủy của khớ quyển ảnh hưởng lớn đến quỏ trỡnh sa lắng ướt 4. ĐỘ CAO ĐO ĐẠC CÁC CHẤT ễ NHIỄM Cỏc thụng số chất lượng khụng khớ được đo liờn tục và dài hạn để biết xu thế theo khụng gian và thời gian. Cần xỏc định chiều cao đo đạc ụ nhiễm: Đối với khụng khớ đụ thị, đo ở độ cao từ 1,5m – 3m. Đối với hệ thống trạm nền nụng thụn, nền khu dõn cư, độ cao đặt trạm cú thể thấp hơn Đối với trạm nền Quốc tế, việc đo đạc cỏc chất khớ được lấy ở độ cao trựng với đo đạc giú (10m), cũn chất hạt lơ lửng được lấy ở độ cao từ 1,5 – 3m. VẬY: chiều cao đo đạc rất khỏc nhau cho mỗi hệ thống giỏm sỏt. 5. KỸ THUẬT VÀ THIẾT BỊ LẤY MẪU Cỏc nguyờn tắc chung cho kỹ thuật lấy mẫu. Mẫu khớ phải cú tớnh đại diện về thời gian, địa điểm và điều kiện lấy mẫu. Thể tớch lấy mẫu đủ lớn. Tốc độ lấy mẫu phải thể hiện hiệu quả cao nhất Độ dài thời gian lấy mẫu và tần số lấy mẫu phải phản ỏnh chớnh xỏc mức độ ụ nhiễm. Cỏc chất gõy ụ nhiễm ớt thay đổi hay biến đổi trong quỏ trỡnh thu thập mẫu. 5. KỸ THUẬT VÀ THIẾT BỊ LẤY MẪU Cỏc nguyờn tắc cho tớnh năng thiết bị lấy mẫu. Khoảng thời gian lấy mẫu. Lấy mẫu từng lần (hay lấy mẫu giỏn đoạn) Lấy mẫu trung bỡnh ngày đờm. Lưu lượng khụng khớ trong khi lấy mẫu. Lưu lượng nhỏ: khụng lớn hơn 10 l/phỳt. Lưu lượng trung bỡnh: 10 – 500 l/phỳt. Lưu lượng cao: khụng nhỏ hơn 500 l/phỳt. 5. KỸ THUẬT VÀ THIẾT BỊ LẤY MẪU Cỏc nguyờn tắc chung cho tớnh năng thiết bị lấy mẫu. Cỏc mỏy lấy mẫu khớ phải được trang bị bộ phận đo thể tớch mẫu. Lưu lượng kế hoặc một cụm chi tiết mỏy cú khả năng duy trỡ một giỏ trị đó định trước của lưu lượng. Chức năng thiết bị. Một kờnh lấy mẫu hoặc nhiều kờnh lấy mẫu: Cú khả năng thay đổi lưu lượng khụng khớ trong mỗi kờnh riờng biệt. 5. KỸ THUẬT VÀ THIẾT BỊ LẤY MẪU Thiết bị lấy mẫu. 1. Lấy mẫu cỏc chất hạt. Lấy mẫu bụi lơ lửng Phương phỏp màng lọc: Nguyờn lý là dựng bơm hỳt một lượng khụng khớ đi qua một phin lọc cú tớnh năng giữ được cỏc hạt bụi này. Thiết bị High-Volume (Hi-Vol) được sử dụng lấy bụi tổng cộng (TSP). Giấy lọc. Bền với tốc độ cao của khối khụng khớ đi qua (>1000 l/phỳt) Bơm hỳt lấy mẫu bụi. 5. KỸ THUẬT VÀ THIẾT BỊ LẤY MẪU 2. Lấy mẫu cỏc chất khớ và hơi. Kỹ thuật lấy mẫu khớ được chia làm 4 loại: Loại 1: Lấy mẫu tức thời. Loại 2: Lấy mẫu bằng tay. Loại 3: Lấy mẫu tự động. Loại 4: Lấy mẫu tự động và phõn tớch liờn tục 5. KỸ THUẬT VÀ THIẾT BỊ LẤY MẪU Thiết bị sử dụng trong giỏm sỏt mụi trường: Theo TCVN hiện nay cỏc dạng đo đạc được xỏc định như sau: Đo đạc liờn tục trực tiếp cỏc chất ụ nhiễm như bụi lơ lửng, cỏc chất khớ SO2,NOx,CO,… Đo đạc cỏc chất ụ nhiễm cú độc tớnh đặc thự đũi hỏi hệ thống phõn tớch phức tạp, đú là hệ AAS 5. KỸ THUẬT VÀ THIẾT BỊ LẤY MẪU Thiết bị xỏch tay: Sử dụng nhiều trong đo đạc khảo sỏt chất lượng mụi trường. Ưu điểm là gọn nhẹ mà vẫn mang hiệu quả và tớnh khoa học. Thiết bị lắp đặt cố định: Theo dừi thường xuyờn chất lượng khụng khớ tại những điểm đó được qui hoạch sẵn. Cỏc thiết bị được lắp đặt đồng bộ trong một trạm PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÁC CHẤT ễ NHIỄM SỬ DỤNG TRONG GIÁM SÁT Tiờu chuẩn cỏc nước thường tham khảo cỏc tiờu chuẩn nổi tiếng như: Tiờu chuẩn Quốc Tế ISO. Tiờu chuẩn Mỹ như EPA, ASTM, APHA Tiờu chuẩn của Tổ chức Y tế Thế Giới WHO Tiờu chuẩn Anh như BS Tiờu chuẩn Nhật Bản như JIS 6. QUI TRèNH VÀ CHÍNH SÁCH VẬN HÀNH 1. Cỏc cơ sở điều hành mạng lưới trạm giỏm sỏt mụi trường khụng khớ. 1.1. Cỏc loại mạng trạm hiện hành: Cú 2 loại. Mạng trạm vận hành thủ cụng (manual) sử dụng loại thiết bị phin lọc, bơm hỳt, ống sục,… Ưu điểm: Qui trỡnh lấy mẫu phõn tớch rất chi tiết dễ hiểu. Nhược điểm: Tốn thời gian, nhõn lực, tiền của. Mạng trạm hoạt động liờn tục theo thời gian. Ưu điểm: Là thiết bị tự động hoặc bỏn tự động hoặc tự ghi và được truyền về trung tõm xử lý. Nhược điểm: Thiết bị này đắt tiền 6. QUI TRèNH VÀ CHÍNH SÁCH VẬN HÀNH 1.2. Trạm cố định. Là loại trạm đo đạc thường xuyờn cỏc yếu tố mụi trường, lắp đặt cố định cỏc thiết bị dựng đo đạc cỏc chất đại diện cho mụi trường. Cỏc nguyờn tắc lựa chọn vị trớ đặt trạm. Trong phạm vi 1km xung quanh trạm. Khụng được đặt trạm tại nơi cú nguồn thải cục bộ. Hạn chế tối đa nhõn viờn làm việc trong một trạm. Tạo điều kiờn tối đa cho nhõn viờn quan trắc. 6. QUI TRèNH VÀ CHÍNH SÁCH VẬN HÀNH 1.3. Trạm lưu động Theo kinh nghiệm người ta chia khu vực thành cỏc ụ vuụng và quan trắc đo đạc tại cỏc nỳt hoặc tõm ụ vuụng tạo thành một mạng lưới giỏm sỏt chất lượng khụng khớ. Khoảng cỏch cú thể là 100m hoặc hơn 6. QUI TRèNH VÀ CHÍNH SÁCH VẬN HÀNH 2. Cỏc chương trỡnh quan trắc sử dụng trong giỏm sỏt mụi trường khụng khớ. Chương trỡnh này quan trắc 6 hoặc 7 thụng số. Chất hạt lơ lửng tổng số (TSP) Cỏc chất hạt lơ lửng cú đường kớnh nhỏ hơn hoặc bằng 10μm (PM10). Cỏc nitơ oxyt (NOx). Lưu huỳnh đioxyt (SO2) Cacbon monoxyt (CO) Chất oxy quang húa (qui về O3) Cỏc hydrocacbon (HC) Một số hợp chất khỏc như NH3, chất hữu cơ độc hại,.. 7. Xây dựng Chương trình quan trắc chất lượng không khí Định nghĩa Cỏc cụng việc b.1. Xác định rõ kiểu, loại quan trắc b.2. Lựa chọn phưương án quan trắc b.3. Xác định và lập bảng các thành phần môi trưường không khí cần quan trắc b.4. Phương pháp quan trắc chất lượng không khí: b.5. Phương pháp lấy và bảo quản mẫu không khí: Định nghĩa Quan trắc chất lượng không khí là quá trình theo dõi một cách có hệ thống sự biến đổi chất lượng không khí theo thời gian và không gian, nhằm đánh giá diễn biến chất lượng không khí b.1. Xác định rõ kiểu, loại quan trắc Nhằm mục đích hỗ trợ cho công tác BVMT, chương trình quan trắc phải đưược xác định những điểm quan trắc tác động (quan trắc tại những nơi bị tác động trực tiếp bởi các loại nguồn thải, dẫn đến sự tác động của chất lưượng môi trường) và những điểm quan trắc tuân thủ (quan trắc đánh giá mức độ tuân thủ các tiêu chuẩn môi trưường về chất lượng không khí, quy định pháp luật về môi trưường). b.2. Lựa chọn phương án quan trắc Xác định các nguồn gây phát thải ảnh hưởng đến chất lượng không khí: - Ô nhiễm không khí do ảnh hưởng hoạt động của các khu công nghiệp, cụm cụng nghiệp - Ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông ở các khu trung tâm thương mại, dịch vụ (Trung tâm Thành phố, thị trấn). b.2. Lựa chọn phương án quan trắc Thiết kế phương án lấy mẫu không khí đại diện: - Các khu công nghiệp, cụm cụng nghiệp - Các khu trung tâm thương mại, dịch vụ (Trung tâm thành phố, thị trấn). - Khu vực trọng điểm về giao thong - Cỏc khu dõn cư B.3. Xác định và lập bảng các thành phần môi trường không khí cần quan trắc Thông số quan trắc Các thông số quan trắc môi trường không khí bao gồm: nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió, hướng gió, bụi lơ lửng, SO2, NO2, CO, Tổng Hydrocacbon (THC) và tiếng ồn. Tần suất quan trắc:Tựy thuộc vào mục tiờu và đối tượng quan trắc cũng như kinh phớ cho phộp mà lựa chọn tần suất quan trắc hợp lý B.4. Phương pháp quan trắc chất lượng không khí - SO2: Phương pháp Tetracloromercurat / Pararosaniline theo TCVN 5971-1995. - NO2: Phương pháp Griss-Saltzman cải biến theo TCVN 6137-1996. - CO: phương pháp dùng thuốc thử Folin-Ciocalteur, TCVN 5972-1995. - Bụi: phương pháp trọng lượng theo TCVN 5067-1995. - Tiếng ồn: đo bằng máy đo ồn tích phân Quest 2900, Mỹ. - Nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió: đo bằng máy chuyên dụng TSI 8347A – MGB, Mỹ. - Hướng gió: xác định bằng la bàn chuyên dụng. B.5. Phương pháp lấy và bảo quản mẫu không khí Các mẫu để đánh giá chất lượng không khí (NO2, SO2, CO, THC và bụi lơ lửng) được thu bằng dụng cụ chuyên dùng, sau đó mẫu được cố định tại hiện trường và chuyển về phòng thí nghiệm để tiến hành phân tích. Nhật ký thu mẫu được thực hiện trong suốt thời gian quan trắc. B.5. Phương pháp lấy và bảo quản mẫu không khí (1). Mẫu bụi: Không khí được bơm lấy mẫu hút qua bộ lọc (Filter Holder) có đặt giấy lọc sợi thủy tinh. Khi không khí đi qua bụi được giữ lại trên giấy lọc. Lưu lượng lấy mẫu là 20 lít/phút. Bụi thu được là bụi lơ lửng. Thiết bị lấy mẫu Bụi: DESAGA 212 hoặc bơm Casella B.5. Phương pháp lấy và bảo quản mẫu không khí Mẫu SO2: Không khí có chứa khí SO2 được bơm lấy mẫu không khí hút qua dung dịch hấp thu Natri Tetraclomercurate (II) chứa trong ống hấp thụ (Impinger) với lưu lượng 1 lít/phút. Khí SO2 trong không khí sẽ được giữ lại trong dung dịch hấp thu khi nó đi qua dung dịch này. Thiết bị lấy mẫu SO2: DESAGA 212. hoặc bơm Casella B.5. Phương pháp lấy và bảo quản mẫu không khí (3). Lấy mẫu NO2: Không khí có chứa NO2 được bơm lấy mẫu không khí hút qua dung dịch hấp thu NaOH chứa trong ống hấp thụ (Impinger) với lưu lượng 1 lít/phút. Khí NO2 trong không khí sẽ được giữ lại trong dung dịch hấp thu khi nó đi qua dung dịch này. Thiết bị lấy mẫu NO2: DESAGA 212. hoặc bơm Casella B.5. Phương pháp lấy và bảo quản mẫu không khí (4). Lấy mẫu CO: Không khí có chứa CO được bơm lấy mẫu không khí hút qua dung dịch hấp thu PdCl2 chứa trong ống hấp thụ (Impinger) với lưu lượng 1 lít/phút. Khí CO trong không khí sẽ được giữ lại trong dung dịch hấp thu khi nó đi qua dung dịch này. Thiết bị lấy mẫu CO: DESAGA 212. hoặc bơm Casella B.5. Phương pháp lấy và bảo quản mẫu không khí (5). Lấy mẫu THC : Không khí có chứa THC được bơm lấy mẫu không khí hút qua dung dịch hấp thu acid acetic đậm đặc (CH3COOH) chứa trong ống hấp thụ (Impinger) với lưu lượng 1 lít/phút. Khí THC trong không khí sẽ được giữ lại trong dung dịch hấp thu khi nó đi qua dung dịch này. Thiết bị lấy mẫu THC: DESAGA 212. hoặc bơm Casella CÁM ƠN ĐÃ LẮNG NGHE THÁI VŨ BèNH