Quan trắc môi trường không khí - Chương 4 pot

Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 37 Biện Văn Tranh
CHƯƠNG IV : QUAN TRẮC CHẤT LƯNG MÔI TRƯỜNG
KHÔNG KHÍ


Đây là chương quan trọng nhất trong chương trình môn học, giới thiệu về
các phương pháp quan trắc chất lượng môi trường không khí ở từng khâu một của
quá trình và giới thiệu về cách quan trắc các yếu tố khí tượng có liên quan, các
mẫu nước mưa và bụi lắng.
4.1 CHẤT LƯNG KHÔNG KHÍ :

Chất lượng không khí là một thuật ngữ tập trung hơn thuật ngữ ô nhiễm
không khí. Nó có nghóa là “ nồng độ và thành phần không khí ở một thời gian và
đòa điểm nhất đònh”.
Chất lượng không khí thường được biểu thò bằng nồng độ của một hay nhiều
chất ô nhiễm trong không khí gần mặt đất, nơi mà con người, động - thực vật có
thể chòu thiệt hại do chất lượng không khí không tốt gây ra.
Thuật ngữ chất lượng không khí phần nào cũng có tính cách quy phạm, nó
không chỉ đơn thuần là các con số toán học. Chất lượng không khí có thể tốt hay
xấu so với điều kiện tự nhiên, so với các tiêu chuẩn chất lượng không khí hay so
với các giá trò đích trong chính sách môi trường. Một tiêu chuẩn không khí là nồng
độ không nên vượt quá, một giá trò đích trong chính sách môi trường là mức thấp
của nồng độ xung quanh, cần hướng tới trong tương lai. Một giá trò đích thường gắn
với giá trò tự nhiên và là nồng độ ô nhiễm được đánh giá là vô hại cho tất cả các
quá trình trong môi trường.
Như vậy, trong môi trường không khí càng ít chất ô nhiễm và nồng độ của
các chất ô nhiễm càng nhỏ thì chất lượng không khí càng tốt.
4.2 CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯNG KHÔNG KHÍ :

Để đánh giá chất lượng môi trường chúng ta phải dựa vào các chỉ thò môi

trường. Chỉ thò môi trường là một hoặc một tập hợp các thông số môi trường chỉ ra
một đặc trưng nào đó của môi trường. Như vậy khi chúng ta đánh giá các chỉ thò
môi trường tức là chúng ta đang đi tìm các chỉ số chất lượng môi trường, và dựa
vào các chỉ số này chúng ta đánh giá được chất lượng môi trường. Như vậy, các
thông số để đánh giá chất lượng môi trường chính là các chỉ thò môi trường.
Để đánh giá chất lượng môi trường không khí chúng ta phải dựa vào các chỉ
thò môi trường không khí. Có 4 loại chỉ thò môi trường không khí là :
¾ Nồng độ các chất.
¾ Các yếu tố tự nhiên.
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 38 Biện Văn Tranh
¾ Các yếu tố xã hội.
¾ Các chỉ thò sinh học.
4.2.1/ Nồng độ các chất (hay chỉ thò hóa học) :

9 Nồng độ CO
9 Nồng độ O
3

9 Nồng độ Pb
9 Nồng độ NO
2

9 Nồng độ SO
2

9 Nồng độ bụi lơ lửng
9 Nồng độ các chất đặc trưng của nguồn thải …
Kết quả đo đạc nồng độ các chất được đem so sánh với tiêu chuẩn để đánh
giá chất lượng môi trường không khí.

4.2.2/ Các yếu tố tự nhiên :

¾ Phấn hoa :
Người ta nhận thấy rằng nồng độ phấn hoa không phụ thuộc vào hoạt động
của con người tuy nhiên chúng lại có ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe của con
người.
Các hạt phấn hoa có kích thước từ 10 - 50μm thường gây ra các bệnh dò ứng,
bệnh đường hô hấp đối với cơ thể con người, các dạng khác nhau của phấn hoa có
thể gây ra những tác động khác nhau đến con người.Vì vậy cần phải theo dõi
thường xuyên những thay đổi về nồng độ và thành phần của nó.
¾ Sương mù :
Khi xuất hiện sương mù trong khu vực đô thò chứng tỏ vùng đó bò ô nhiễm
các khí và sol khí độc hại. Sự thay đổi hàng ngày của tầm nhìn phản ánh sự biến
đổi của điều kiện khí tượng đòa phương.
¾ Điều kiện khí tượng :
Chất lượng không khí bò ảnh hưởng bởi sự tác động đồng thời của việc thải
các chất ô nhiễm và điều kiện khí tượng. Nếu thiếu sự thông thoáng thì sẽ làm
trầm trọng thêm vấn đề ô nhiễm và dẫn đến việc khó phát tán chất ô nhiễm.
4.2.3/ Các yếu tố xã hội :

¾ Sự phát thải các chất ô nhiễm trong không khí :
Khi nhận ra được nguồn ô nhiễm thì chúng ta có thể biết được dạng chất ô
nhiễm trong môi trường không khí. Sự phát thải càng nhiều thì sự ô nhiễm càng
cao.
¾ Lượng bệnh nhân :
Khi số người bò ảnh hưởng bởi chất ô nhiễm càng nhiều thì chứng tỏ liều
lượng chất độc hại trong môi trường không khí càng cao. Lượng bệnh nhân về
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 39 Biện Văn Tranh
đường hô hấp mà bệnh viện tiếp nhận càng nhiều chứng tỏ chất lượng môi trường

không khí càng thấp.
¾ Chất lượng của hệ thống kiểm soát quốc gia :
Nếu hệ thống kiểm soát của một quốc gia càng hiện đại thì càng có thể xác
đònh chính xác nồng độ các chất ô nhiễm trong môi trường.
¾ Sự thống nhất trong hoạt động giám sát và giảm thiểu các chất ô nhiễm
trong môi trường không khí giữa chính phủ và người dân :
Khi các chính sách, kế hoạch do chính phủ ban hành được sự hưởng ứng của
người dân thì sẽ góp phần cải thiện môi trường không khí. Còn nếu không thì càng
làm môi trường không khí tồi tệ hơn.
¾ Việc sử dụng phương tiện lưu thông :
Khi ta biết được tổng lượng phương tiện lưu thông và lượng nhiên liệu sử
dụng cho mỗi phương tiện thì chúng ta sẽ dễ dàng biết được tải lượng các chất ô
nhiễm, từ đó đánh giá được tình trạng ô nhiễm của môi trường không khí.
4.2.4/ Các chỉ thò ô nhiễm sinh học :

Chỉ thò sinh học có thể được dùng như một công cụ thay thế hay phụ trợ cho
công tác quan trắc môi trường, đặc biệt là ở các quốc gia đang phát triển, nơi còn
có những hạn chế về kinh tế, kỹ thuật liên quan đến việc đo đạc các thông số lý
hoá.
Các loài chỉ thò sinh học đối với ô nhiễm không khí hầu hết là thực vật do
thực vật nhạy cảm với ô nhiễm không khí hơn các loài khác. Thực vật chỉ thò được
chia làm 2 loại :
+ Chỉ thò nhạy cảm (sensitive indicator) : khá nhạy, biểu hiện tiêu
cực với sự xuất hiện của chất ô nhiễm.
+ Chỉ thò tích tụ (accumulative indicator): có khả năng tích tụ chất ô
nhiễm trong cây, thường là chỉ thò cho sự hiện diện của chất ô nhiễm ở một nơi
nào đó.
Ø Có 2 dạng kỹ thuật quan trắc :

+ Quan trắc chủ động (active monitoring): thực vật chỉ thò được trồng hay

nuôi cấy trong môi trường không bò ô nhiễm, sau đó được đem đến khu vực cần
quan trắc. Sau đó dựa vào phản ứng của thực vật chỉ thò mà đánh giá chất lượng
môi trường không khí.
Kỹ thuật này có thể áp dụng với cả chỉ thò nhạy cảm và chỉ thò tích tụ, tùy
thuộc vào chất ô nhiễm cần giám sát mà chúng ta chọn loại cây chỉ thò đặc trưng.
Kỹ thuật này có thuận lợi là các đặc tính sinh lý của thực vật chỉ thò đều đã biết rõ
trước nên phản ứng của chúng cũng dễ đánh giá hơn so với hệ thực vật đòa phương.
+ Quan trắc thụ động (passive monitoring): bao gồm việc liệt kê các loài,
lập bản đồ phân bố, quan sát và phân tích các phản ứng đối với ô nhiễm không khí
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 40 Biện Văn Tranh
ngay trên thực vật chỉ thò của chính đòa phương đó. Biết trước độ nhạy của thực
vật, người ta có thể thiết lập được tương quan giữa sự phân bố của các loài và mức
độ ô nhiễm không khí. Ở các nước đang phát triển, kỹ thuật này được dùng nhiều
hơn quan trắc chủ động.
Các chỉ thò sinh học thường dùng là :

4.2.4.1) Đòa y (Lichens) :
Dựa vào sự xuất hiện và phân bố của các loài đòa y sống trên vỏ cây để suy
đoán sự tồn tại của các chất ô nhiễm trong không khí. Sự xuất hiện và phân bố
khác nhau của các loài đòa y cho biết các mức độ ô nhiễm không khí khác nhau.
Các bản đồ đòa y đã được lập ở hầu hết các thành phố lớn trên thế giới,
thường phân thành 3 loại vùng như sau :
¾ Lichen desert (vùng sa mạc) : không có loài đòa y nào xuất hiện. Trong
vùng này, nồng độ trung bình hàng ngày hay hàng năm của SO
2
, NO
2
và các chất
ô nhiễm không khí khác gần hay vượt tiêu chuẩn cho phép với mức xác suất cao.

¾ Struggling zone (vùng tranh đấu) : xuất hiện những loài đòa y có khả
năng kháng nhiễm, tuy nhiên những loài nhạy cảm đã bò tổn thương. Vùng này
được chia thành 3 vùng nhỏ :
• Inter struggling zone (vùng tranh đấu trong) : các loài đòa y nghiên
cứu có thể được tìm thấy trên 10% số cây trong vùng.
• Intermediate struggling zone (vùng tranh đấu trung gian) : các loài
đòa y nghiên cứu có thể được tìm thấy trên 25% số cây trong vùng.
• Outer struggling zone (vùng tranh đấu ngoài) : các loài đòa y
nghiên cứu có thể được tìm thấy trên 50% số cây trong vùng.
¾ Normal zone (vùng bình thường) : không có sự tác động của ô nhiễm
không khí, đòa y phát triển bình thường.
Tiến trình thiết lập bản đồ :

9 Xác đònh độ che phủ của tất cả các loại đòa y xuất hiện trong nhóm.
9 Xác đònh tỷ lệ (%) cây có đòa y xâm thực.
9 Xác đònh tổng số loài đòa y trên mỗi cây.
9 Cần chú ý quan trắc sự xuất hiện của các loài đòa y bởi ảnh hưởng của
các yếu tố khác ngoài sự ô nhiễm không khí (như độ ẩm, chất nền …).
9 Các dữ kiện được ghi lại trên bản đồ và từ đó dựa trên sự xuất hiện và
trạng thái của đòa y để xác đònh các khu vực khác nhau. Phương pháp này tương
đối nhanh để đánh giá hiện trạng ô nhiễm.
Phương pháp đònh lượng :

Trên lớp ngoài của thân cây, trong diện tích 30*130cm và tại độ cao 120 -
170cm người ta đo độ che phủ của đòa y. Tần số của chúng được xác đònh như sau :
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 41 Biện Văn Tranh
diện tích trên thân cây được chia thành 10 vùng con, sau đó người ta đếm số vùng
con có đòa y xuất hiện từ đó tính ra chỉ số đòa y của vùng. Giá trò này cho ta hình
ảnh khái quát về mức độ ô nhiễm của khu vực nghiên cứu.

 Chỉ số trong sạch của không khí (theo Le Blanc và De Sloovar - 1970):
IPA = Q * f
Trong đó :
Q : khả năng chòu đựng chất độc hại, chỉ thò cho mức nhạy cảm của loài
đối với chất ô nhiễm, được suy ra từ số đòa y quan sát được. Một hệ thống cấp bậc
các loài xuất hiện trong vùng nghiên cứu được xếp dựa trên mức độ nhạy cảm
tăng dần. Giá trò Q thấp cho biết chỉ có một số ít loài hiện diện.
f : tần số, suy ra từ % che phủ của đòa y trên diện tích nghiên cứu, được
đánh giá theo thang điểm từ 0 đến 5.
Một bất lợi của phương pháp này là giá trò độ nhạy cảm của mỗi loài đòa y
được xác đònh một cách trùng lặp đối với mỗi diện tích nghiên cứu. Vì vậy, các chỉ
số IPA của những khu vực lân cận không thể so sánh được.
 Chỉ số trong sạch của không khí (theo Herzig - 1987):


Trong đó :
Q : tương tự như trên
F : tần số (số ô trong lưới kẻ ô vuông trên thân cây nơi có các loài đòa y
quan sát xuất hiện).
C : độ che phủ, chỉ thò cho mức độ che phủ của các loài đòa y xuất hiện
trong các vùng quan sát (0,1,2,3,4,5).
V : sức sống, đặc trưng cho trạng thái sức khỏe và sức sống của đòa y, dựa
trên 3 mức độ (tốt , bình thường, kém phát triển)
S : mức độ tổn hại, được đánh giá dựa trên các triệu chứng nhìn thấy được
(vàng lá, chết hoại …), theo 3 cấp độ là không tổn thương, tổn thương, tổn thương
nghiêm trọng.
Nguyên tắc của phương pháp này là tại mỗi vò trí sự xuất hiện của các loài
đòa y tương quan với chất lượng không khí. Trường hợp tác động thấp, cả số lượng
đòa y và giá trò bao phủ đều cao. Dựa trên số loài đòa y và độ che phủ mà người ta
tính ra chỉ số IPA - đặc trưng cho chất lượng không khí.

 Chỉ số chất lượng của không khí (Rabe - 1987): dựa vào độ nhạy cảm
của mỗi loài đòa y (hiện chỉ mới xem xét đối với khí SO
2
).
Chỉ số nhạy cảm được xác đònh dựa trên nồng độ khí SO
2
cực đại mà các
loài đòa y chòu được, không bò tổn hại. Chỉ số đòa y của loài nhạy cảm nhất,
SV
FCQ
IPA
*
**
=
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 42 Biện Văn Tranh
Lecanora conizaeoides được cho là 1. Từ đó ta có được mức chuẩn để so sánh tất
cả các giá trò độ nhạy khác.
Chỉ số chất lượng không khí được tính theo công thức :



Trong đó :
D
i
: độ che phủ của loài thứ i, có xét đến sức sống.
E
i
: độ nhạy cảm của loài thứ i.
4.2.4.2) Rêu ( Bryophyte , Moss) :

Lượng lớn các loài rêu đã bò giảm đi ở các vùng đô thò, trung tâm công
nghiệp do sự nhạy cảm của những loài thực vật bậc thấp này đối với ô nhiễm
không khí.
Tác hại của SO
2
:
Tác hại của SO
2
đối với rêu lần đầu tiên được mô tả bởi Rao (1966) và Le
Blanc (1967). Họ đã quan sát thấy sự hủy hoại đáng kể của diệp lục, sự sai lệch
cấu trúc và chức năng tế bào khi nồng độ SO
2
vượt quá 5ppm.
SO
2
sẽ chuyển thành axit H
2
SO
4
dưới điều kiện ẩm ướt, vì thế lượng nước
chứa quanh rêu sẽ ảnh hưởng đến mức độ phá hủy diệp lục tố. Ô nhiễm SO
2
lúc
đầu sẽ làm tăng cường đường hô hấp, nhưng sau khi trên lá xuất hiện các điểm
chết hoại thì cường độ hô hấp sẽ giảm.
Triệu chứng thông thường của ô nhiễm SO
2
là sự nhạt màu. Đầu tiên, ngọn
lá (nơi tiếp xúc nhiều hơn cả) và sau đó là các phần cơ bản khác cũng có thể bò
mất màu. Những tảng rêu bò mất màu hoàn toàn thường không thể phục hồi được,

thậm chí nếu sau đó được đặt vào một môi trường trong sạch. Sự suy giảm tổng
sinh khối, sự phai màu và sự biến mất của loài rêu có thể phản ánh tác động gia
tăng của khí SO
2
.
Tác hại của HF :

Hydro floride hấp thụ trên bề mặt lá đi vào ngọn hay cuống lá gây nên các
triệu chứng tổn hại điển hình. Mức độ tổn hại tỷ lệ với lượng HF và thời gian, gọi
là hệ số tiếp xúc ( = nồng độ * thời gian).
Ví dụ :
+ Lá Funaria hydrometrica tiếp xúc với hệ số 780 (65ppb HF * 12 giờ) vùng
ngọn lá bò chết, lục lạp bò hủy hoại và nguyên sinh tế bào co lại.
+ Le Blanc (1971) : cấy rêu từ nơi sạch và đem đến gần một xưởng đúc
nhôm, cách nơi quan sát 40km. Điều tra rêu sau một năm cho thấy diệp lục tố của
chúng bò phân hủy hầu hết, chúng ngả màu nâu, tế bào bò tổn hại và co nguyên
∑
∑
=
=
=
n
i
i
n
i
ii
D
ED
LuGI

1
1
*
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 43 Biện Văn Tranh
sinh chất. Một trong số các loài được cấy, Orthotrochum Obtusifolium chứa nồng
độ F
-
là 600ppm trong khi mẫu lấy tại nơi quan sát chỉ có 20ppm.
Rêu cũng biểu hiện các mức độ chòu đựng khác nhau đối với Flouride. Các
loài biểu sinh (Epiphyte : thực vật sống trên hoặc gắn vào thực vật khác) nhạy
cảm nhiều hơn các loài sống trên nền đất. Một số loài rêu có khả năng chòu đựng
khá cao, ví dụ như các loài ở đầm lầy Sphagnum, Leucobryum glaucum,
Polytrichum, …
Tác hại của O
3
:
Ozon là một chất quang hóa độc hơn cả các oxit nitơ và một số
hydrocarbon. Ozon gây nên tổn hại cấp tính và sự sớm lão hóa ở thực vật. Tuy
nhiên, nồng độ Ozon thấp có thể kích thích sự phát triển của rêu.
Tác hại của kim loại nặng :

Nhiều loài rêu có khả năng tích tụ kim loại nặng (Pb, Cu, Zn, …) ở nồng độ
rất cao. Người ta đã từng phát hiện nồng độ chì (Pb) đến 17320ppm trong rêu
H.splendens tại một vò trí ô nhiễm, giá trò tương ứng ở loài Picca và Clintonia lúc
đó là 349,5 và 548,5ppm.
4.2.4.3) Thảo mộc ( Herbaceous ) :
Các tác động lên cây trồng có thể xảy ra theo 2 trường hợp phụ thuộc vào
nồng độ của chất ô nhiễm và thời gian tiếp xúc :
+ Tác động cấp tính : chòu ảnh hưởng của nồng độ khí ô nhiễm cao trong

thời gian ngắn. Biểu hiện bên ngoài : chết hoại, các mô lá bò chết.
+ Tác động mãn tính : diễn ra trong thời gian dài với nồng độ chất ô nhiễm
thấp. Cây trồng không xuất hiện những triệu chứng bên ngoài mà các tế bào lá bò
phá hủy, sức tăng trưởng của cây trồng bò giảm đi và diện tích lá không thể phát
triển được.
Dựa vào phản ứng của cây để đánh giá mức độ ô nhiễm :
9 Không nhận ra được tác động : xuất hiện vùng chết hoại ở đỉnh lá … (rất
ít) trong 10 lá hoặc hơn. Không có sự khác biệt nào đối với sức tăng trưởng của
cây vùng ô nhiễm và không ô nhiễm.
9 Tác động nhẹ : phát hiện vùng chết hoại nhẹ trong trung bình 5 lá. Diện
tích vùng chết hoại khoảng 2-3 cm
2
. Các chồi lá phát triển bình thường nhưng các
tua ở mép lá thì giảm đi.
9 Tác động trung bình : cứ trung bình 2 lá thì có vùng chết hoại. Toàn bộ
sự phát triển của cây bò giảm đi.
9 Tác động lớn : bề mặt của mỗi lá bò giảm đi, toàn bộ vùng mà lá bò chết
hoại các tua vẫn còn nhưng rất ít.
9 Tác động rất lớn : hình dạng của mỗi lá như bò ai đó cắt bỏ đi một phần.
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 44 Biện Văn Tranh
9 Tác động hoàn toàn : trên 80% lá bò chết hoại, các tua ở mép lá hoàn
toàn mất hẳn. Khả năng phát triển của cây trồng hoàn toàn giảm sút.
Một số loài thảo mộc thường dùng làm chỉ thò như : cây nho, lay ơn, hoa loa
kèn, cây thuốc lá … giúp đánh giá và nhận biết được khí ô nhiễm là SO
2
, HCl ,
Cl
2
, O

3
, hợp chất flo, các oxit nitơ, kim loại nặng.
4.2.4.4) Cây lá rộng ( Broad leaved tree ) :
Một số loài cây lá rộng có phản ứng với các chất khí SO
2
, Fluoride khi nồng
độ các chất này tăng lên trong không khí.
Dựa vào sự biến đổi của màu lá, sự xuất hiện của các đốm chết hoại để
đánh giá chất lượng môi trường không khí.
4.3 GIÁM SÁT CHẤT LƯNG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ :

4.3.1/ Khái niệm :

Giám sát chất lượng môi trường không khí là việc làm liên tục, có hệ thống,
thông qua quan trắc sự biến đổi chất lượng môi trường không khí theo thời gian và
không gian, đánh giá, dự báo trạng thái môi trường nhằm thu thập những thông tin
về chất lượng môi trường không khí phục vụ cho việc quản lý và thực hiện những
biện pháp bảo vệ môi trường không khí.
Giám sát là một trong những nhiệm vụ đầu tiên cần thiết cho việc quản lý
môi trường một cách chặt chẽ. Các nhiệm vụ khác bao gồm : đánh giá tác động
môi trường, tổng kết nghiên cứu và trao đổi thông tin.
Giám sát là một lòch trình lập lại theo không gian và thời gian các hoạt động
quan sát và đo đạc một hoặc nhiều chỉ tiêu về trạng thái lý, hóa, sinh của một yếu
tố hoặc một khung cảnh môi trường nhằm phục vụ cho mục tiêu đã được đònh sẵn.
Điều đặc biệt chú ý trong công tác giám sát môi trường là việc kiểm tra phải dựa
trên việc đo đạc chất lượng đồng bộ và bằng những phương pháp thống nhất trên
toàn mạng lưới.
4.3.2/ Nhiệm vụ của việc giám sát :

Bao gồm các nhiệm vụ sau đây :

- Quan trắc chất lượng không khí, điều tra nguồn thải, nghiên cứu đòa hình,
dân cư, các tác hại do ô nhiễm gây ra, các thiết bò làm sạch khí thải, các yếu tố khí
tượng thủy văn…
- Đánh giá hiện trạng môi trường không khí : từ các số liệu quan trắc, căn
cứ theo tiêu chuẩn chất lượng môi trường không khí quốc gia tiến hành đánh giá
chất lượng môi trường không khí.
- Dự báo ô nhiễm : trên cơ sở số liệu đo được kết hợp với dự báo thời tiết
trong tương lai, dự báo được nồng độ của các chất ô nhiễm khí quyển tại một khu
vực nhất đònh.
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 45 Biện Văn Tranh
- Đề ra chương trình hành động, bảo vệ và quản lý môi trường không khí.
4.3.3/ Chương trình quan trắc :

Có 3 loại chương trình quan trắc :
+ Chương trình quan trắc ô nhiễm đầy đủ : đo nồng độ các chất gây ô nhiễm
cơ bản và đặc thù, đặc trưng của một khu vực nào đó, kể cả các tham số khí tượng
vào các thời điểm 1
h
, 7
h
, 13
h
, 19
h
đòa phương.
+ Chương trình quan trắc ô nhiễm không đầy đủ : đo vào 7
h
, 13
h

, 19
h

giờ
đòa phương.
+ Chương trình quan trắc rút gọn : đo chất ô nhiễm cơ bản và một hoặc hai
chất ô nhiễm đặc thù phổ biến nhất vào lúc 7
h
, 13
h
.
4.3.4/ Tổ chức hệ thống giám sát :

Bao gồm các bộ phân sau :
(1) Hành chính tổ chức : nhiệm vụ phụ trách hành chính, tổ chức nhân sự.
(2) Mạng lưới trạm : nghiên cứu hệ thống mạng lưới, quy trình quy phạm
đặt trạm, quan trắc, cung cấp vật tư, thiết bò cho hệ thống mạng lưới.
(3) Hệ thống phòng thí nghệm : hệ thống phòng thí nghiệm gồm phòng thí
nghiệm trung tâm, các phòng thí nghiệm vùng và các phòng thí nghiệm trạm.
- Phòng thí nghiệm trung tâm : nghiên cứu phương pháp phân tích, trang
thiết bò, thử nghiệm các thiết bò máy móc dùng trong công tác mạng lưới, phân tích
các mẫu mà đòa phương không phân tích được, hướng dẫn, đào tạo cán bộ cho các
phòng thí nghiệm đòa phương.
- Phòng thí nghiệm vùng : nhiệm vụ phân tích mẫu mà các phòng thí
nghiệm các trạm trong vùng không có khả năng phân tích.
- Phòng thí nghiệm trạm : phòng thí nghiệm trạm chỉ phân tích các yếu tố
đơn giản buộc phải phân tích ngay.
(4) Kiểm soát, lưu trữ số liệu :
Nhiệm vụ kiểm soát số liệu do các trạm và các phòng thí nghiệm gửi tới.
Lưu trữ và cung cấp số liệu thông tin, cảnh báo và dự báo về môi trường.

4.3.5/ Hạng mục quan trắc :

* Các yếu tố vi khí hậu :
- Nhiệt độ không khí.
- Độ ẩm
- p suất khí quyển
- Gió ( hướùngvà tốc độ gió)
* Các yếu tố môi trường :
- Thành phần lý hóa nước mưa.
- Bụi lắng.
- Bụi lơ lửng tổng số.
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 46 Biện Văn Tranh
- Bụi lơ lửng nhỏ hơn PM10.
- Khí SO
2

- NO
x

- CO
- Thành phần hóa học bụi lắng : NO
3
-
, SO
4
2-
, các kim loại Pb, As, Ba, Ca,
Cd, Cr, Cu, Zn, …
4.4 QUAN TRẮC CÁC YẾU TỐ KHÍ TƯNG VÀ CÁC CHỈ TIÊU VI KHÍ

HẬU :
Trong quá trình quan trắc môi trường không khí chúng ta cần tiến hành song
song quan trắc các yếu tố khí tượng và các chỉ tiêu vi khí hậu.
Vi khí hậu là khái niệm về khí hậu của vùng lãnh thổ nhỏ, xuất hiện do ảnh
hưởng về sự khác biệt của đòa hình, thực vật, trạng thái thổ nhưỡng, hoặc do ảnh
hưởng của hồ nước, của các công trình xây dựng và các đặc điểm khác của mặt
đệm. Ví dụ : xuất hiện vi khí hậu của một khu ruộng, của sườn đồi, của trảng rừng,
của một thành phố …
Các yếu tố khí tượng và chỉ tiêu vi khí hậu cần quan trắc là :
- p suất khí quyển
- Gió bề mặt : hướng gió và tốc độ gió
- Nhiệt độ không khí
- Độ ẩm không khí
- Mưa
- Mây
4.4.1/ Quan trắc áp suất khí quyển :

p suất khí quyển là áp suất thủy tónh của cột khí quyển, được xác đònh bởi
trọng lượng cột không khí có chiều cao bằng bề dày của khí quyển nén lên một
đơn vò diện tích.
Đơn vò đo khí áp là hectopascal (hPa) :
1 hPa = 1 milibar = 0,750062 mmHg = 0,02953 inHg
Dụng cụ để quan trắc áp suất khí quyển là :
- Khí áp kế thủy ngân
- Khí áp kế hiện số (digital) PA – 11
- Khí áp kế hộp
- Khí áp ký
4.4.2/ Quan trắc gió bề mặt :

Gió là chuyển động ngang của không khí, đặc trưng bởi hai đại lượng : tốc

độ và hướng gió.
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 47 Biện Văn Tranh
Tốc độ gió là quãng đường các phần tử không khí di chuyển được trong một
đơn vò thời gian. Tốc độ gió được tính bằng m/s, km/h, knot (kt) :
1 m/s = 3,6 km/h ; 1 kt = 0,514 m/s
Hướng gió là hướng phương trời từ đó gió thổi tới. Hướng gió tính theo la
bàn là 16 hướng.
Dụng cụ để quan trắc gió là :
- Máy gió Vild
- Máy gió tự báo EL
- Máy gió Tavid
- Máy gió WRS – 91
- Máy gió Munro
- Máy gió Beaufort
- Máy gió cầm tay
4.4.3/ Quan trắc nhiệt độ và độ ẩm không khí :

¾ Nhiệt độ không khí đặc trưng cho chuyển động nhiệt của các phân tử
không khí trong khí quyển.
Đơn vò đo nhiệt độ là độ Xen si uýt, viết tắt là
0
C
¾ Độ ẩm không khí được đặc trưng bằng bởi áp suất hơi nước, ẩm độ tương
đối, độ thiếu hụt bão hòa và điểm sương.
p suất hơi nước và độ thiếu hụt bão hòa được tính bằng đơn vò hPa, ẩm độ
tương đối tính bằng %, điểm sương tính bằng
0
C.
Để quan trắc nhiệt độ và độ ẩm không khí người ta dùng các dụng cụ sau :

- Bộ nhiệt ẩm kế gồm hai nhiệt kế “khô” và “ướt”
- Nhiệt kế tối cao
- Nhiệt kế tối thấp
- Nhiệt ký
- m ký
4.4.4/ Quan trắc giáng thủy :

Giáng thủy là những sản phẩm hơi nước ngưng kết ở thể rắn hay lỏng, rơi từ
trên cao xuống như : mưa, mưa đá, tuyết, … hay lắng đọng ngay trong lớp không
khí gần mặt đất như : sương mù, sương móc, sương muối, …
Cường độ giáng thủy được tính bằng lượng giáng thủy trên đơn vò thời gian
và được chia làm cấp mạng (to), trung bình (vừa) và nhẹ (nhỏ).
Lượng giáng thủy là độ dầy tính bằng mm của lớp nước do mưa, tuyết,
sương mù … trên mặt ngang bằng và chưa bò bốc hơi, ngấm hoặc chảy đi mất.
Dụng cụ để đo là :
- Vũ lượng kế
- Vũ ký xyphông
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 48 Biện Văn Tranh
- Vũ lượng ký chao lật SL1
4.4.5/ Quan trắc mây :

Mây là sản phẩm của hơi nước trong khí quyển, được tạo thành bởi những
giọt nước, tinh thể băng hoặc hỗn hợp cả hai. Kích thước, hình dạng và độ cao của
mây luôn thay đổi. Cấu trúc chủ yếu của mây phân thành các loại, dạng, tính mây,
mây phụ, dạng phụ, mây nguồn gốc.
- Xác đònh lượng mây bằng cách nhìn sao.
- Quan trắc độ cao chân mây bằng mắt, cầu bay hay đèn chiếu.
- Loại mây được xác đònh theo cách phân loại mây quốc tế.
4.5 QUAN TRẮC MẪU NƯỚC MƯA VÀ BỤI LẮNG :

4.5.1/ Quan trắc mẫu nước mưa :

Về nguyên tắc để đánh giá chất lượng môi trường không khí thông qua
thành phần hóa học nước mưa, việc lấy mẫu và phân tích thành phần hóa học của
từng trận mưa đơn là rất cần thiết. Song ở Việt Nam, số trận mưa đơn rất lớn, nên
gây nhiều khó khăn về việc lấy mẫu, vận chuyển mẫu cũng như số mẫu đem phân
tích tại phòng thí nghiệm là rất lớn.
Vì vậy, việc lấy mẫu nước mưa được tạm thời chia theo 2 chế độ tương ứng
với 2 mùa là : mùa mưa và mùa khô.
4.5.1.1) Chế độ lấy mẫu nước mưa trong mùa khô :
Quy ước : mùa khô gồm các tháng có lượng mưa trung bình nhỏ hơn 100mm.
Ø Quy đònh về lấy mẫu :

+ Lấy mỗi mẫu cho một trận mưa có lượng mưa lớn hơn hoặc bằng 2 mm.
+ Lượng mưa từ 2 – 4 mm : chỉ đo pH và độ dẫn điện tại trạm.
+ Lượng mưa lớn hơn hoặc bằng 4 mm : lấy mẫu, đo pH, và độ dẫn điện tại
trạm, phần còn lại gửi về phòng thí nghiệm để phân tích thành phần hóa học.
+ Chỉ gửi mẫu có lượng nước mưa hứng được lớn hơn hoặc bằng 40ml.
Ø Trình tự thao tác lấy mẫu nước mưa :
gồm 7 bước
Bước 1
: Khi trời bắt đầu mưa : bắt đầu lấy mẫu
- Chuẩn bò thiết bò :
+ Trường hợp trạm có thiết bò lấy mẫu nước mưa bán tự động (hoặc tự động)
miệng nắp phễu của bình hứng sẽ tự mở.
+ Trường hợp trạm chưa có thiết bò nói trên (hoặc thiết bò nói trên bò hỏng)
công việc lấy mẫu phải tiến hành thủ công như sau :
• Lắp nắp có phễu vào bình hứng nước mưa.
• Mang bình hứng có gắn phễu đo ra điểm lấy mẫu và đặt trên giá đỡ cố

đònh.
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 49 Biện Văn Tranh
- Ghi vào biểu NBKQ 1A (xem Quy đònh tạm thời về quan trắc nước mưa và
bụi lắng) mục :
+ Số thứ tự mẫu.
+ Ngày tháng lấy mẫu.
+ Giờ bắt đầu mưa.
+ Giờ bắt đầu lấy mẫu.
Bước 2 :
Quan trắc các yếu tố khí tượng có liên quan
- Ghi chép các quan trắc vào biểu NBKQ 1A theo các mục :
+ Mây : lượng , dạng mây.
+ Đặc điểm và dạng mưa.
+ Gió.
+ Nhiệt độ không khí.
+ Độ ẩm tương đối.
+ p suất khí quyển.
Trường hợp điểm đo không đặt trong trạm khí tượng thì phải lấy số liệu
quan trắc tại trạm khí tượng gần nhất. Riêng các yếu tố lượng mưa và cường độ
mưa phải quan trắc tại chỗ.
Bước 3 :
Khi trời tạnh mưa
- Ghi vào biểu NBKQ 1A mục : giờ kết thúc mưa.
- Vẫn đặt bình hứng tại điểm đo.
- Sau 3
h
tính từ lúc tạnh mưa :
* Nếu trời không mưa :
+ Ra điểm đo mang bình hứng có gắn phễu vào nhà.

+ Nhắc nắp có gắn phễu ra khỏi bình hứng.
+ Lắc đều nước mưa trong bình (có thể dùng đũa thủy tinh để khuấy).
+ .Rót từ từ nước mưa vào ống đong.
+ Ghi kết quả thể tích nước hứng được (ml) vào biểu NBKQ 1A.
* Nếu trời mưa tiếp : tiếp tục lấy mẫu.
Chú ý :
nếu trời mưa to, lượng nước lớn tràn khỏi bình hứng, quan trắc viên không
cần thay bình (vì trong thời gian 3
h
vẫn coi là một trận mưa).
Bước 4 :
Kết thúc việc lấy mẫu
- Rửa sạch dụng cụ và bảo quản dụng cụ theo quy đònh.
- Nếu trạm có thiết bò lấy mẫu nước mưa tự động hoặc bán tự động : mang
bình hứng ra điểm đo và đặt vào thiết bò.
Bước 5 :
Đo một số yếu tố không bền tại trạm
- Một số yếu tố trong thành phần hóa học nước mưa có tính không bền, để
lâu chúng bò thay đổi. Do đó, cần phải đo ngay sau khi lấy mẫu. Với điều kiện
hiện nay, ta có thể đo được 2 yếu tố :
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 50 Biện Văn Tranh
+ Đo pH : dùng phương pháp thang so màu Alimôpxki hoặc dùng máy đo
pH trực tiếp.
+ Đo độ dẫn điện : dùng máy đo độ dẫn điện.
- Ghi đầy đủ các kết quả đo được vào biểu NBKQ 1A
Bước 6 :
Xử lý và bảo quản mẫu còn lại
- Bản chất của nước mưa là một loại nước tự nhiên dễ bò ảnh hưởng do các
yếu tố như : thời gian lưu trữ, nhiệt độ, bức xạ, vi khuẩn … Để tránh sự phân hủy

hoặc làm thay đổi thành phần vật lý, hóa học của nước mưa do các yếu tố trên,
người ta thường sử dụng hóa chất để bảo quản nước mưa.
Ở đây thường sử dụng Chloroform (CHCl
3
) làm chất bảo quản. Cách cho
Chloroform vào mẫu như sau :
Thể tích nước
mưa hứng được
Lượng Chloroform
dùng cho vào mẫu
Ghi chú
1000ml 5 ml
500ml 2,5 ml
250ml 1,25 ml
100ml 0,5 ml 5 giọt to
50ml 0,25 ml 3 giọt to
- Lắc đều và đậy nắp thật kín.
- Ghi nhãn thật rõ ràng : ngày, giờ, thể tích mẫu, thứ tự các trận mưa, tên
trạm, dán lên thành bình.
- Bảo quản mẫu lấy được tại nơi sạch, thoáng và tối.
Bước 7 :
Hoàn thành tất cả các mục còn lại trong biểu NBKQ 1A
4.5.1.2) Chế độ lấy mẫu nước mưa trong mùa mưa :
Quy ước : mùa mưa gồm các tháng có lượng mưa trung bình lớn hơn hoặc
bằng100mm.
Ø Quy đònh về lấy mẫu :
mỗi mẫu cho 10 ngày trong tháng
Mẫu 1 : từ ngày 1 đến ngày 10 hàng tháng.
Mẫu 2 : từ ngày 11 đến ngày 20 hàng tháng.
Mẫu 3 : từ ngày 21 đến ngày 30 (31) hàng tháng.

Ø Trình tự thao tác lấy mẫu nước mưa 10 ngày :
gồm 11 bước
Bước 1,2,3,4,5,6,7
: như trên
Bước 8 :
Sau khi cho hóa chất bảo quản vào, lắc đều, cho mẫu vào can nhựa
PE 5 lít để gom mẫu.
Bước 9 :
Vào ngày 1 , 11 , 21 hàng tháng lắc đều can đã gom mẫu, lấy ra 1
lít nước mưa cho vào bình gửi mẫu, đậy kín nắp.
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 51 Biện Văn Tranh
Bước 10 : Ghi nhãn thật rõ ràng :
- Số thự tự mẫu của tháng từ ngày … đến ngày…
- Gồm các trận mưa đơn số : … trong biểu NBKQ 1A dán lên thành bình.
Bước 11 :
Bảo quản mẫu tại nơi tối, thoáng mát.
Chú ý :
Tuyệt đối không để mẫu tại điểm đo liên tục trong 10 ngày quy đònh lấy
mẫu.
4.5.2/ Quan trắc mẫu bụi lắng :

Ø Phương pháp lấy mẫu tại trạm gồm các bước :

Bước 1 :

- Vào 7
h
30 ngày 1 hàng tháng, chuẩn bò bình hứng mẫu.
- Cho vào bình 2ml dung dòch Chloroform và 250ml nước cất. Đậy nắp bình.

Bước 2 :

- Đúng 8
h
: đặt bình vào vò trí đo ở vườn quan trắc. Mở nắp bình.
Chú ý :
trong thời gian lấy mẫu, cần bổ sung nước để giữ mẫu, tránh bình hứng bò
khô.
Bước 3 :

- Đem bình hứng mẫu tháng trước vào. Phải đậy nắp bình ngay để tránh bụi
và các vật khác rơi vào.
Ø Phương pháp xử lý sơ bộ mẫu tại trạm :
mẫu cần được xử lý ngay trong ngày
lấy mẫu.
Bước 1 :

- Chuẩn bò dụng cụ lọc mẫu : phễu, đũa thủy tinh, bình hứng nước sau lọc,
bình gửi mẫu, giá đặt phễu lọc, giấy lọc, …
Bước 2 :

- Gắp các vật rơi vào bình hứng mẫu không mang tính chất bụi như lá cây,
cánh hoa, cánh sâu bọ… Trước khi vứt, chúng cần được tráng trong nước cất. Lượng
nước này sẽ được dùng để tráng rửa bình lấy mẫu.
- Dùng đũa thủy tinh có đầu bòt cao su để cọ rửa kỹ thành bình, đáy bình
với nước mưa có sẵn trong bình. Trong trường hợp bình không có nước mưa, dùng
1/3 lượng nước cất đã chuẩn bò để cọ rửa bình.
Bước 3 :
Tiến hành lọc mẫu
- Nước trong bình sau khi cọ rửa, đổ một ít vào phễu lọc sao cho lượng nước

không cao quá 2/3 giấy lọc trong phễu. Lọc dần cho đến hết lượng nước trong
bình.
- Dùng phần nước còn lại để tráng lại bình cho thật sạch, nước sau khi tráng
cũng được đổ vào phễu lọc để lọc.
Bước 4 :

Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 52 Biện Văn Tranh
- Sau khi lọc xong toàn bộ mẫu, đợi cho giấy lọc ráo nước, gấp đôi lại cho
vào một tờ giấy để tránh bụi, dùng kẹp gỗ hoặc nhựa, treo lên dây phơi trong nhà
(nơi sạch sẽ thoáng gió) cho khô.
- Ghi tháng, năm, tên trạm bằng bút chì lên giấy lọc, sau đó cho vào túi PE.
Bước 5 :

- Nước sau khi lọc dồn vào bình lớn hoặc can 5 lít (nếu lượng nước nhiều).
- Xác đònh chính xác lượng nước sau khi lọc (ml) bằng ống đong. Ghi vào
báo biểu và nhãn trên bình về số lượng nước tổng cộng sau lọc.
- Khuấy đều lượng nước trên bằng đũa thủy tinh, lấy ra 250ml cho vào bình
nhựa gửi mẫu. Cho thêm 1 giọt Chloroform rồi đóng kín lại.
- Dán nhãn ghi rõ tháng, năm, tên trạm.
Bước 6 :

- Hoàn tất các mục trong báo biểu NBKQ - 2
4.6 TẦN SỐ, THỜI GIAN QUAN TRẮC, KỸ THUẬT THU MẪU VÀ BẢO
QUẢN MẪU :
4.6.1/ Tần số và thời gian quan trắc :

Tần số quan trắc là số lần quan trắc trong một đơn vò thời gian.
Thời gian quan trắc có nhiều cách hiểu khác nhau như : thời điểm quan trắc,
tổng thời gian lấy mẫu, tổng thời gian tiến hành quan quắc bao gồm tất cả các

khâu từ lấy mẫu đến phân tích, đánh giá kết quả … Ở đây, khi nói về tần số và thời
gian quan trắc thì ta hiểu thời gian quan trắc là tổng thời gian lấy mẫu.
Thời gian quan trắc được chọn tùy thuộc vào mục đích đặt ra của vấn đề
quan trắc. Chẳng hạn như vấn đề quan trắc là xác đònh mức độ ô nhiễm không khí
trong hiện tại thì ta có thể bố trí thời gian quan trắc trong khoảng 1 ngày, 2 ngày
hoặc 1 tuần … Còn nếu muốn đánh giá, theo sát và dự báo ô nhiễm trong tương lai
thì chúng ta phải chọn thời gian quan trắc lâu hơn : 1 tháng, 2 tháng, nữa năm hoặc
một năm …
Tần số quan trắc phụ thuộc vào thời gian quan trắc, nguồn nhân lực và vật
lực, các điều kiện thời tiết khí hậu,
Ví dụ :
lấy mẫu các thông số môi trường không khí trong một ngày đêm liên tục
24
h
, cách 2
h
đo một lần tổng cộng là 12 lần đo. Nếu hạn hẹp về kinh phí và nhân
lực thì ban đêm có thể cách 3
h
lấy mẫu 1 lần, trong trường hợp này ta có 10 lần đo.
Nếu kinh phí và nhân lực ít hơn hoặc do thời tiết không thuận lợi thì đo từ 6
h
sáng
đến 22
h
, tức là 8 lần đo trong ngày.
Tuy rằng tần số và thời gian quan trắc là do tự chọn nhưng phải đảm bảo
được rằng với số lần quan trắc như thế thì số liệu thu được sẽ có giá trò về mặt
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 53 Biện Văn Tranh

khoa học và đã đủ để phản ánh được những biến động về mặt khí hậu ở đòa
phương.
Song song với lấy mẫu cần đo đạc các thông số khí tượng. Tần suất đo là
mỗi giờ đo một lần, việc đo đạc được thực hiện theo đúng chỉ dẫn của hướng dẫn
sử dụng kèm theo máy đo. Ghi các số liệu quan trắc được vào nhật ký lấy mẫu.
Tuy nhiên do thường không có sẵn các thiết bò quan trắc khí tượng và nếu làm
thêm phần này sẽ rất tốn kém nên thông thường các quan trắc viên thường sử
dụng các số liệu của trạm khí tượng gần nhất.
4.6.2/ Kỹ thuật thu mẫu :

Kỹ thuật thu mẫu tại hiện trường quyết đònh khá lớn đến việc xác đònh nồng
độ thực của các chất ô nhiễm trong không khí tại khu vực lấy mẫu.
¾ Chuẩn bò hóa chất, dụng cụ và thiết bò lấy mẫu :
- Chuẩn bò hoá chất, dụng cụ và thiết bò lấy mẫu tương ứng với từng loại
thông số cần đo. Pha chế sẵn các hóa chất, bảo quản dung dòch hấp thụ, chuẩn bò
giấy lọc bụi … theo các phương pháp tương ứng.
- Kiểm chuẩn thiết bò về độ tin cậy, độ chính xác và độ lệch chuẩn của
lưu lượng.
¾ Sơ đồ hệ thống lấy mẫu khí :
Trong giám sát hiện trạng cần tuân thủ phương pháp phân bố mẫu theo
mạng lưới, đủ khả năng đại diện cho môi trường cần giám sát.
Trong giám sát có trọng điểm cần xác đònh các điểm đại diện tương ứng cho
từng loại hình ô nhiễm có tính đặc thù ( khu công nghiệp, giao thông, dân cư…)
Trong giám sát nồng độ chất ô nhiễm do nguồn thải gây ra tại mặt đất, phải
thu mẫu tại những điểm cuối hướng gió, khoảng cách từ 4 đến 40 lần chiều cao
ống khói.
Tại hiện trường, chọn đúng vò trí thu mẫu theo yêu cầu, khi thu mẫu phải để
đầu Impinger quay về hướng gió tới để giảm nhẹ sức hút của máy hút khí.
Sơ đồ hệ thống lấy mẫu khí : không khí từ ngoài do máy hút tác động sẽ đi
qua đầu lấy mẫu, chất ô nhiễm bò giữ lại, không khí sẽ đi tiếp tới lưu lượng kế, lưu

lượng kế đo lưu lượng qua. Cuối cùng không khí sạch sẽ hút qua máy hút đi ra
ngoài. Chiều cao thu mẫu cách mặt đất1,5 m đó là tầm hít thở trung bình của con
người.
Tốc độ hút khí phải tuân thủ các quy đònh của phương pháp, nếu tốc độ hút
lớn, chất ô nhiễm không hấp thụ hoàn toàn mà thất thoát theo dòng khí ra ngoài
Impinger, gây sai số âm cho kết quả.
Ví dụ :
đối với máy lấy khí độc thường là các bơm hút có lưu lượng nhỏ 0,5 – 5
lít/phút; chuẩn lưu lượng trong khoảng 0,5 – 1,0 lít/phút khi hút qua dung dòch hấp
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 54 Biện Văn Tranh
thụ. Các máy lấy bụi tổng số phải có lưu lượng lớn đến 20 – 30 lít/phút; chuẩn lưu
lượng theo chỉ dẫn của máy.
¾ Lấy mẫu đối với từng thông số :
Khi lấy mẫu cần chú ý đến vò trí lấy mẫu, thời gian lấy mẫu và thành phần
khí cần lấy để chọn dụng cụ, phương pháp lấy mẫu, cách tiến hành lấy mẫu từng
loại khí theo quy đònh trong tiêu chuẩn.
4.6.3/ Bảo quản mẫu :

Bảo quản mẫu cũng là vấn đề không kém phần quan trọng nhằm bảo đảm
kết quả phân tích tại phòng thí nghiệm tương ứng với nồng độ chất ô nhiễm tại
hiện trường. Bảo quản bao gồm từ quá trình thu mẫu tới khi kết thúc và đưa về
phòng thí nghiệm.
Các phức chọn lọc tạo thành trong quá trình thu mẫu thường chòu tác động
mạnh của tia tử ngoại từ ánh sáng mặt trời làm phân hủy, gây sai số âm. Tốt nhất
nên bọc đen Impinger trong quá trình thu mẫu.
Sau khi kết thúc thu mẫu, các mẫu khí phải được bảo quản trong bình lạnh
có nhiệt độ 5
0
C để cố đònh các phức chất đã tạo tại hiện trường và vận chuyển

nhanh về phòng thí nghiệm. Mẫu O
3
phải phân tích tại chỗ càng nhanh càng tốt
ngay sau khi lấy.
Mẫu bụi đựng trong bao kép bằng giấy can kỹ thuật có thể bảo quản dễ
dàng và lâu dài ở điều kiện thường, nhưng nói chung không nên để quá 3 ngày.
Khi lấy mẫu bằng ống hấp thụ, lấy mẫu xong rót mẫu vào lọ thủy tinh có
nút nhám hoặc ống nghiệm có nút chắc chắn, đặt trong giá đỡ cho vào bình lạnh
vận chuyển ngay về, nếu chưa kòp phân tích thì phải đặt trong ngăn mát của tủ
lạnh (phải phân tích trong vòng 24
h
).
Nên có mẫu lưu, các mẫu lưu khoảng 3 tháng, nếu không có điều gì nghi
ngại thì có thể lập biên bản hủy mẫu.
Khi bảo quản mẫu cần tuân theo việc cho thêm các chất bảo quản theo quy
trình đã quy đònh. Ví dụ : để bảo quản mẫu nước mưa cho Chloroform vào.
4.7 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ :

4.7.1/ Phương pháp tách :

4.7.1.1) Phương pháp tách khí :
Thiết bò giám sát tự động :
không tách
Ở hầu hết thiết bò giám sát tự động, các hợp chất được đo không bò tách ra
khỏi dòng khí chính : quá trình phân tích xảy ra trực tiếp trong pha khí. Ở một số
thiết bò đo trước đây, các hợp chất cần đo được hấp thu trong dung dòch trước khi
tiến hành phân tích hóa học.
Phương pháp hóa ẩm (Phương pháp hấp thụ qua dung dòch hoá học) :

Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí

Trang 55 Biện Văn Tranh
Phương pháp phân tích hóa ẩm dựa trên dòng khí đi qua một dung dòch.
Thường chất ô nhiễm hòa tan trong dung dòch này và sau đó được cố đònh thông
qua một phản ứng với hóa chất thêm vào. Quá trình hấp thụ xảy ra trong Impinger
bảo đảm sự tiếp xúc giữa dung dòch và dòng khí càng nhiều càng tốt.
Hình 4.1 Biểu diễn hai ví dụ về Impinger (hay thiết bò hấp thụ sủi bọt) có
các bộ phận khuếch tán ở đáy để phân tán khí vào trong dung dòch.











Hình 4.1 Impinger có các bộ phận khuếch tán
Thiết bò xử lý dòng mẫu khí :

Cơ cấu phân tích hóa ẩm cổ điển có một hệ thống gọi là xử lý dòng mẫu
khí. Không khí môi trường được hút vào qua một phễu thủy tinh đặt úp xuống để
ngăn ngừa nước mưa vào làm ẩm đường vào của dòng khí. Trong hệ thống này có
một bộ lọc khói được đặt trước Impinger. Để tránh trường hợp giọt dung dòch hấp
thụ rơi vào bơm hút, người ta đặt thêm một bình hút ẩm đồng thời có thể kèm theo
hệ thống nung nóng. Qua bơm hút (dưới áp suất khí quyển), thể tích mẫu được đo
bằng máy đo khí.

Hình 4.2 Hệ thống xử lý dòng khí điển hình trong phân tích hóa ẩm
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 56 Biện Văn Tranh
Hấp phụ vào môi trường rắn :
Một phương pháp phân tách khí khác là dẫn dòng khí đi qua một ống chứa
chất hấp phụ. Thường người ta hay sử dụng than hoạt tính để hấp phụ, ngoài ta
cũng có nhiều chất hấp phụ hiệu quả khác được sử dụng như Tenax. Khi dùng
phương pháp này, điều quan trọng nhất cần chú ý là không để xảy ra hiện tượng
hấp phụ quá tải (no hấp phụ) trên chất hấp phụ viø khi đó khí đi qua sẽ không còn
hấp phụ được nữa.
Denuders (thiết bò tách khí và sol khí ) :

Thiết bò này là một ống bên trong có phủ một lớp mỏng chất hấp thụ
(chuyên biệt cho chất cần phân tích). Mẫu không khí được hút qua ống. Ống có tỷ
lệ chiều dài / đường kính thích hợp để các phân tử cần phân tích khuếch tán tới
được thành ống, tại đây nó được hấp thụ. Các phần tử hạt có tốc độ khuếch tán
nhỏ hơn và bò hút đi qua ống trước khi có cơ hội tới được bề mặt hấp thụ. Như vậy
với phương pháp này, ta có thể phân tách khí ra khỏi các phần tử hạt. Điều này
đặc biệt quan trọng khi đo SO
2
(dễ bò nhiễu bởi các hạt sulfat), HNO

3
(dễ nhiễu
các hạt nitrat), HF (nhiễu muối floride) và NH
3
(nhiễm muối amon). Điều quan
trọng là cần phân biệt khí và các phần tử hạt viø tính chất của chúng trong khí
quyển khác nhau cả trong chuyển đổi hóa học và trong sa lắng.
4.7.1.2) Phương pháp tách hạt :
Tách hạt theo kích thước :

Sự phân tách đầu tiên thành các phần kích thước khác nhau của dòng khí
xảy ra khi lấy mẫu : ở miệng vào của dụng cụ đo. Sau khi lấy mẫu, có nhiều cách
để tách ly các hạt theo kích thước. Điều này được thực hiện nhờ các lực điện từ
hoặc lực khí động học. Trong bộ chọn Cascade Impactor, dòng khí chứa các phần
tử bò cưỡng bức đổi hướng đột ngột, cứ mỗi lần đổi hướng thì tốc độ của nó gia
tăng. Kết quả là sau mỗi lần như vậy các hạt nhỏ văng ra khỏi dòng khí và chúng
bò bắt bởi bề mặt dính hoặc các đầu lọc.
Đầu lọc :

Cách thông dụng nhất để tách các hạt ra khỏi mẫu khí là cho không khí đi
qua một đầu lọc. Các hạt tích tụ lên trên hoặc vào trong vật liệu lọc.
4.7.2/ Phương pháp phân tích :

4.7.2.1) Phương pháp phân tích khí :
Phương pháp phân tích thích hợp phụ thuộc vào phương pháp phân tách hợp
chất khảo sát từ dòng khí. Phân tích hóa ẩm thường dùng phương pháp so màu,
quang phổ và sắc ký khí. Phương pháp trực tiếp (đo trực tiếp hợp chất trong không
khí, không cần phân tách ra) dựa vào sự hấp thụ huỳnh quang, hồng ngoại hoặc tử
ngoại và phát quang hóa học.
Khử hấp phụ :

Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 57 Biện Văn Tranh
Khi phân tích được tiến hành nhờ sự hấp phụ trên bề mặt than hoạt tính, hợp
chất được hấp phụ phải được giải hấp trước khi tiến hành phân tích. Thường là gia
nhiệt ống trong điều kiện có dòng khí trơ đi qua nó. Một ống sinh hàn đặt ở cuối
ống, một đoạn vòng trong ống được giữ ở nhiệt độ thấp. Trong ống sinh hàn này,
hợp chất cần phân tích sẽ ngưng tụ lại. Cũng có thể giải hấp bằng cách rửa bằng
dung môi. Tuy nhiên, phương pháp này không phải 1úc nào cũng tốt vì phương
pháp hấp phụ chủ yếu dùng cho phân tiùch các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, việc rửa
có thể làm sai lạc kết quả phân tích. Phương pháp phân tích các hợp chất dễ bay
hơi thường dùng phương pháp sắc ký.
Ø Các nguyên tắc quan trọng nhất trong phân tích khí :
Tổng quan sơ lược về các nguyên tắc quan trọng nhất trong phân tích khí
được trình bày sau đây :
Phương pháp phân tích bằng phát quang hóa học :

Với phương pháp phát quang hóa học, một chất khí được thêm vào trong
mẫu khí và sẽ phản ứng với chất ô nhiễm trong mẫu, giải phóng các photon. Nếu
khí thêm vào còn có dư, lượng photon ghi nhận trên máy khuếch đại photon sẽ
biểu thò cho hàm lượng chất ô nhiễm. Nói chung, phương pháp này nhạy và thích
hợp cho một số hợp chất. Ví dụ :
- Loại thiết bò cũ đo O
3
dựa trên phản ứng với ethene thêm vào trong dòng
khí.
- Đo NO
x
dựa trên phản ứng NO với O
3

sinh ra trong thiết bò. Trong thiết
bò này, NO được đo trực tiếp trong khi tổng lượng NO
2
và NO (NO
x
) được xác đònh
sau khi khử mẫu khí. Nồng độ NO
2
sau đó được tính là hiệu số của nồng độ NO
x

và NO.













Hình 4.3 Nguyên tắc của phương pháp phát quang hóa học
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 58 Biện Văn Tranh
Phương pháp so màu :
Sau khí tách chất ô nhiễm ra khỏi mẫu khí bằng phương pháp hóa ẩm, các

hóa chất được thêm vào mẫu lỏng chứa chất ô nhiễm. Các hóa chất đó phản ứng
với chất ô nhiễm hoặc với sản phẩm phản ứng của nó và tạo màu bền. Sự hấp thu
tia sáng qua mẫu được đo ở bước sóng màu đặc trưng bằng một quang phổ kế.
Phương pháp này dùng trong phân tích hóa ẩm, như phân tích NO
x
bằng thuốc thử
Saltzman, O
3
bằng KI và phương pháp phân tích SO
2
bằng Pararosaniline.
Phương pháp đo độ dẫn điện :

Phương pháp đo độ dẫn điện là một phương pháp hóa ẩm tự động. Độ dẫn
điện của một dung dòch thay đổi tùy theo phản ứng với hợp chất cần phân tích
trong đó. Các chất tạo ra giữ cho độ dẫn điện không đổi. Lượng tác chất cần để
giữ cho độ dẫn không đổi được coi như là một số đo nồng độ của hợp chất được
phân tích.
Đầu dò giữ điện tử (ECD : Electron Capture Detector)

Bộ dò thường nối với một sắc ký đồ. Nguồn phóng xạ tạo ra các điện tử,
chúng bò hấp thụ sau khi va chạm với nguyên tử Oxy. Trong trường điện, phản ứng
Oxy luôn có dư, tạo ra dòng điện. Các nguyên tử ái điện như halogen sẽ lấy điện
tử dễ dàng hơn Oxy. Khi hợp chất các nguyên tử ái điện tử đi qua bộ dò, dòng điện
lập tức giảm. Sự giảm dòng là một chỉ số đo về nồng độ. Phương pháp này không
đặc trưng cho hợp chất nào do đó mà ECD thường cần dùng kèm với sắc ký đồ. Bộ
dò dùng cho các hợp chất Cloride và sulphua hexafloride (SF
6
) sau đó sẽ được sử
dụng như chất đánh dấu trong nghiên cứu ô nhiễm không khí.

Đầu dò ion hóa ngọn lửa (FID : Flame Ionisation Detection) :

Ngọn lửa cháy lên trong một trường điện. Ngọn lửa sẽ ion hóa nhẹ dòng khí
đi qua, tạo ra dòng điện. Các nguyên tử carbon bò đốt cháy bò ion hóa mạnh hơn
làm tăng cường độ dòng điện. Sự gia tăng dòng là số đo đánh giá nồng độ các hợp
chất hữu cơ trong dòng khí.
Phương pháp huỳnh quang (Fluorescence) :

Huỳnh quang xảy ra khi phân tử khí hấp thu photon sau khi phát xạ ánh
sáng ở một bước sóng nào đó mà ở đó các electron nhảy khỏi mức năng lượng
chuẩn và phát ra photon khi trở lại mức ban đầu. Đôi khi cần có phản ứng giữa khí
với một pha rắn trước khi áp dụng kỹ thuật này thành công ( ví dụ kiểu đo SO
2
)
Phương pháp sắc ký khí (GC : Gas Chromatography) :

Sắc ký khí là phương pháp tách khí, trong đó lợi dụng tốc độ hấp phụ và
khử hấp phụ khác nhau của các chất khí trên chất lưu giữ tónh. Mẫu được bơm
nhanh vào trong dòng liên tục khí thải dẫn đến các cột hấp phụ, các hợp chất bò
tách ra, lần lượt rời cột và được ghi nhận bằng một trong các bộ dò như đã nói ở
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 59 Biện Văn Tranh
trên. Phương pháp này thường áp dụng để phân tích các hợp chất hữu cơ dễ bay
hơi.
Hình 4.4 là một ví dụ về ghi nhận tín hiệu xuất của bộ dò trong máy sắc ký
khí và kết quả ghi nhận các hợp chất khác nhau trong một mẫu có thành phần đã
biết.

Hình 4.4 Ví dụ về tín hiệu ghi nhận của máy đo sắc ký
Phương pháp quang phổ hấp thu hồng ngoại (Infraded – Absorption Spectometry ) :

Bức xạ hồng ngoại đi qua mẫu. Một số phần tử hoặc các nhóm chức nhất
đònh trong mẫu sẽ hấp thu photon chứa một lượng năng lượng nhất đònh (độ dài
sóng). Bước sóng đo đặc trưng cho phân tử hoặc nhóm chức, độ giảm hấp thu biểu
diễn số đo nồng độ. Phương pháp này thường dùng trong pha khí.
Phương pháp khối phổ (Mass Spectrometry) :

Khối phổ thường dùng kết hợp với sắc ký khí. Các phân tử của hợp chất
được phân ly ra bởi các chùm tia điện tử bắn phá nó. Các phân đoạn của hợp chất

(còn gọi là các gốc) không trung hòa về điện và ta có thể dẫn chúng theo quỹ đạo
của điện trường và tùy thuộc vào khối lượng của các gốc đó, lực điện trường sẽ
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 60 Biện Văn Tranh
cho chúng xếp theo các lớp khác nhau. Bằng sự đo huỳnh quang chính xác, khối
lượng các gốc được xác đònh và suy ra khối lượng phân tử. Các thành phần hóa học
tương ứng của hợp chất có thể được tái dựng lại giống như trò chơi xếp chữ.
Quang phổ hấp thu tử ngoại (Ultrsviolet Absorption Spectrometry) :

Quang phổ hấp thu tử ngoại cũng giống như đo khối phổ, ngoại trừ nguồn
phát xạ được dùng. Các máy đo O
3
cũng dựa trên quang phổ hấp thu tử ngoại.
4.7.2.2) Phương pháp phân tích hạt :
Trước khi phân tích chất ô nhiễm khí dạng hạt, cần phải giải phóng các hợp
chất khỏi vật liệu nền (hoàn lại khả năng tan). Điều này thực hiện bằng cách đun
nóng hoặc cho vào acid. Sau khi xử lý mẫu, sử dụng các phương pháp phân tích
giống như đối với các hợp chất khí.
Phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử (AAS: Atomic AbsorptionSpectrometry):

Một đèn catot rỗng đặc biệt ứng với bước sóng hấp thu của một nguyên tử
nguyên tố cần xác đònh được sử dụng. Mẫu được “nguyên tử hoá” nhờ ngọn lửa
hoặc lò nhiệt điện bằng graphite. Các nguyên tử tạo thành mang mức năng lượng
nền hấp thụ ánh sáng từ đèn catot rỗng và làm tia sáng yếu đi. Hiện tượng đó giúp
đo được lượng nguyên tử chúng ta cần xác đònh. Phương pháp này thường dùng
đònh lượng kim loại nặng.
Phương pháp quang phổ nguyên tử phát xạ (ES : Emission Spectrometry) :

Mẫu được đưa vào ngọn lửa rất nóng hoặc một ngọn đuốc plasma cảm ứng.
Nguyên tử tạo thành có điện tử hóa trò ở mức năng lượng cao. Khi chúng nhảy trở

về mức nền sẽ phát ra năng lượng tương ứng bằng tia sáng có bước sóng đặc trưng.
Cường độ tia sáng này là phép đo cho nồng độ mẫu.
Phương pháp phân tích trọng lượng :

Khối lượng tăng của màng lọc được xác đònh bằng cân trọng lượng. Các
phép đo lưu ý phải thực hiện để ngăn các thay đổi khối lượng do thay đổi độ ẩm.
Điều kiện màng lọc đặt trong tủ sấy có nhiệt độ và độ ẩm không đổi và phòng cân
có điều kiện khí hậu tốt là cần thiết để đo chính xác.
Phương pháp sắc ký lỏng :

Sắc ký lỏng cũng tương tự như sắc ký khí, chỉ khác là ở phương pháp này
cho chất lỏng đi qua cột sắc ký có vật liệu hấp thụ hoặc hấp phụ rắn.
Do có trở lực cao trong khí lỏng, quá trình được tiến hành với áp suất cao,
do vậy mà nó có tên gọi sắc ký lỏng cao áp (HPLC : High Pressure Liquid
Chromatography).
Phương pháp này có thể dùng tách các hợp chất hữu cơ, vô cơ (hợp chất
sulfat, nitrat, amonium). Khi dùng để tách các hợp chất vô cơ, sắc ký lỏng được gọi
là sắc ký ion (IC).
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 61 Biện Văn Tranh
Phương pháp phân tích hoạt hóa neutron (NAA : Neutron Activating Analysis) :
Trong phương pháp NAA, mẫu được đặt trong buồng phản ứng hạt nhân và
được chiếu xạ neutron. Các đồng vò phóng xạ sẽ hình thành và phân rã phát xạ.
Các nguyên tố khác nhau được phát hiện nhờ tốc độ phân rã phát xạ. Các nguyên
tố khác nhau được phát hiện nhờ tốc độ phân rã khác nhau cùng với kiểu phóng
xạ của nó. Phương pháp này mang tính đònh tính.
Phương pháp phân tích phổ phát xạ tia X cảm ứng (PIXE : Proton Induced X-ray
Emission Analysis) :
PIXE giống như phương pháp phân tích phổ huỳnh quang tia X, cái khác ở
phương pháp PIXE là photon được kích hoạt nên cực tiểu phát hiện sẽ hóa bé hơn.

Phương pháp phân tích huỳnh quang tia X (Roentgen) :

Mẫu được bắn phá bằng tia bức xạ năng lượng cao (Roentgen) hoặc tia điện
tử làm văng điện tử hóa trò ra khỏi vỏ của nguyên tử chuyển lên quỹ đạo năng
lượng cao hơn. Khi điện tử đó trở lại mức nền, chúng sẽ phát ra lượng tử Roentgen.
Năng lượng trong bước sóng của bức xạ từ nguyên tử đặc trưng cho từng yếu tố.
4.7.2.3) Phương pháp phân tích các chỉ tiêu không khí thông
thường :
a) Phân tích khí SO
2
: đònh lượng sunfua dioxit (SO
2
)

trong không khí
bằng phương pháp TCM trên máy quang phổ so màu
* NGUYÊN TẮC :
SO
2
được hấp thụ bằng dung dòch K
2
HgCl
4
hoặc Na
2
HgCl
4
. Phức này chống được
sự ôxi hoá ngay cả khi có mặt 0
3

và NO
3
. Đònh lượng SO
2
thu được bằng pararosanilin
trong HCl và HCHO để tạo thành phức màu hồng tím. Đo ở bước sóng 560nm.
Các phản ứng diễn ra như sau :
2KCl + HgCl
2
= 2K
+
+ [HgCl
4
]
2-

SO
2
+ [HgCl
4
]
2- +
H
2
O = [HgCl
2
SO
3
]
2-

+ 2H
+
+ 2Cl
-
[HgCl
2
SO
3
]
2-
+HCHO + 2H
-
= HO
_
CH
2
_
SO
3
H + HgCl
2
HO
_
CH
2
_
SO
3
H + C

19
H
18
N
3
Cl + HCl = axit Pararosanilin Metylsulfonic (màu đỏ tím)
Khoảng đo: 0.01 – 0.6mg/m
3
. Lấy mẫu khoảng 30-50 lit không khí. Tuân theo đònh luật
Ber-Lamber với nồng độ khoảng 0.25mg/10ml dung dòch hấp thu.
* TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM :
+ Chuẩn bò thiết bò và dụng cụ đi thu mẫu hiện trường
Máy DESAGA thu mẫu
Bình hấp thu (impinger)
Dung dòch hấp thu SO
2

Lọ thuỷ tinh nâu đựng mẫu.
+ Kỹ thuật lấy mẫu
Lắp đặt hệ thống theo đúng quy trình lấy mẫu
Thu mẫu không khí qua impinger với 2 ống hấp thụ nối tiếp nhau, có chứa 40ml