Giáo trình ô nhiễm không khí part 9 ppt

- 266 -

Đây là kỹ thuật sử dụng quá trình lắng do tác dụng của nhiệt và điện. Kỹ thuật
lắng do nhiệt như sau: gia nhiệt cho dòng khí có chứa các bụi phóng xạ bởi quá trình
trao đổi nhiệt đối lưu, dòng khí này chuyển động tới một bề mặt được làm lạnh, các
phần tử trong dòng khí sẽ va chạm vào bề mặt đã được làm lạnh này. Các hạt bụi có
kích thước từ 0,01μ đến 10μ bò dính lên bề mặt lạnh này. Kỹ thuật lắng do điện là
dùng năng lượng điện tác động lực lên các hạt bụi, làm cho chúng bò tách ra khỏi
dòng không khí bám lên bề mặt thu bụi. Kỹ thuật này có hiệu quả tốt khi thu những
bụi nhỏ mòn, bụi hóa học và bụi chất phóng xạ. Các hạt bụi có kích cỡ từ 0,01μ đến
10μ thiết bò này đều thu được. Tuy nhiên thiết bò này lại không dùng được khi có mặt
các khí ô nhiễm, bởi vì quá trình gia nhiệt và tác dụng của nguồn điện đều làm tăng
khả năng gây hại của các khí ô nhiễm.
Thiết bò lấy mẫu bụi theo kỹ thuật lắng bao gồm: thiết bò lắng điện (hình 7.8)
dùng thu bụi và dùng trong nghiên cứu về loại và tính chất của các bụi phóng xạ, thiết
bò lắng nhiệt (hình 7.9). Các thiết bò lấy bụi tổng quát xem trong bảng 7.1
Hình 7.8 Thiết bò lắng điện (phải) Hình 7.9. Thiết bò lắng nhiệt (trái)
- 267 -

Bảng 7.1: Thiết bò lấy mẫu bụi
Thiết bò lấy mẫu
Kỹ thuật
chọn lựa
Chất ô nhiễm cần
thu
Phương pháp phân
tích
Đầu lấy bụi (h 7-1) Hút, 30
ngày
Bụi lắng Trọng lực
Máy hút khí (h 7-2. 7-3)

Lọc 24 giờ
Bụi lơ lửng (gồm cả
bụi vô cơ, hữu cơ,
chất phóng xạ)
Trọng lực
Giấy lọc bụi (h7-4)
Lọc 24 giờ Bụi lơ lửng (bụi đất)
Đo lưu lượng (h7-3),
đo trọng lượng
Mẫu Durham, Roto
quay (h 7.5), bẫy bào tử
Hirst (h7.6)
Va chạm Phấn hoa, bào tử Đếm
Màng dính Va chạm Tổng bụi Gruber particle
Mẫu Andersen Va chạm Vi khuẩn - bụi Đếm
Mẫu Cascader Va chạm Tổng bụi
Greenberg-Smith
(h7.7)
Va chạm Tổng bụi Trọng lực
Midge impinger (7.7) Va chạm Tổng bụi Trọng lực
Mẫu cyclon (h 7.7) Va chạm Bụi > 5 micron Trọng lực
Lắng tónh điện (h 7.8) Lắng Bụi phóng xạ Nghiên cứu loại
Lắng do nhiệt (h 7.9) Lắng Tổng bụi Trọng lực

7.4. LẤY MẪU KHÔNG KHÍ
Như trên đã nói, chất ô nhiễm không khí được phân ra thành bụi và khí độc.
Trong phần tiếp sau đây sẽ đề cập tới các kỹ thuật và thiết bò thường dùng cho việc
lấy mẫu khí độc.
- 268 -

7.4.1. Kỹ thuật và thiết bò lấy mẫu
Bốn kỹ thuật cơ bản của việc lấy mẫu các khí thải là hấp thụ, hấp phụ, cô đặc và
hút mẫu.
a. Phương pháp hấp thụ
Phương pháp hấp thụ là quá trình làm cho dòng không khí có chứa các khí ô
nhiễm được đưa vào tiếp xúc với các hóa chất lỏng, tại đó xảy ra phản ứng hấp thụ
tạo ra dạng chất rắn hoặc lỏng (không còn là khí). Dung dòch hóa chất dùng thích ứng
với các khí cần thu mẫu. Trong kỹ thuật này, điều quan trọng nhất là phải xác đònh
cho được tất cả các khí ô nhiễm đi vào tiếp xúc với dung dòch hóa chất hấp thụ và
mức độ hấp thụ chất ô nhiễm trong khoảng thời gian lấy mẫu. Xác đònh cho thích hợp
thì thu mẫu mới đạt hiệu quả cao.
Để giúp cho việc thu mẫu đạt kết quả cao, những vấn đề sau đây cần phải xem
xét: Quá trình sủi bọt trong thiết bò, dòng không khí có chứa chất ô nhiễm đi qua dung
dòch hấp thụ, phần lớn các khí có sự tiếp xúc giữa chất khí và chất lỏng. Kích cỡ thích
hợp của thiết bò hoặc nói cách khác tỷ lệ lưu lượng khí lấy mẫu phải thích hợp, nhằm
mục đích tạo cho dòng khí và dung dòch hấp thụ có đủ thời gian tiếp xúc, dung dòch
hấp thụ có thể giữ lại hết các chất ô nhiễm. Nồng độ dung dòch hấp thụ là xác đònh
trên cơ sở nồng độ các chất ô nhiễm cần hấp thụ. Bởi vậy nếu xét tới khía cạnh an
toàn, khi có quá nhiều chất phản ứng ở trong dung dòch hấp thu, chúng sẽ hấp thụ tất
cả các chất ô nhiễm kể cả chất ô nhiễm nặng nếu chúng gặp, độ chính xác của việc
lấy mẫu giảm đi. Thời gian tiếp xúc giữa khí ô nhiễm và dung dòch hấp thụ rất ngắn,
bởi vậy nồng độ dung dòch hấp thụ phải đủ để xảy ra phản ứng hấp thụ ngay lập tức.
Một loại thiết bò cũng sử dụng theo nguyên tắc hấp thụ cho nhiều loại khí đồng
thời, loại này tương tự như loại Sủi bọt 24 h (Twenty-fuor hour bubble) (hình 7.10).
Loại thiết bò lấy mẫu này được thiết kế để lấy đồng thời 5 loại khí khác nhau, dùng 5
loại dung dòch hấp thụ ứng với 5 loại khí ô nhiễm cần thu với từng thiết bò sủi bọt.
Một bơm hút khí vào đồng thời 5 dung dòch hấp thu, với các đường vào ra khác nhau.
Lưu lượng của dòng khí có thể kiểm soát được bằng cách điều chỉnh miệng hút khí
vào. Một thiết bò nhiệt tónh học luôn luôn gia nhiệt để tạo ra độ ổn đònh nhiệt cho
dòng khí vào mẫu. Nhờ việc sử dụng dụng cụ sủi bọt và dung dòch hấp thụ thích hợp

với từng loại khí, các mẫu có thể lấy được là SO
2
, NO
2
, H
2
S, NH
3
và Aldehyd. Kết
quả sau phân tích được tính theo đơn vò μg/m
3
.
- 269 -

Một thiết bò khác cũng sử dụng nguyên lý hấp thụ là thiết bò sử dụng mẫu mắc
nối tiếp, nó bao gồm nhiều thiết bò sủi bọt khác nhau. Một thiết bò chọn đúng có 12
thiết bò sủi bọt, nó có thể lấy mẫu nối tiếp với các khoảng thời gian nối tiếp nhau (một
mẫu lấy trong 2h, sau đó chuyển sang thiết bò sủi bọt khác, lấy mẫu cho toàn thiết bò
trong 24h). Thiết bò lấy mẫu này có thể cho ta giá trò tức thời cao nhất chính xác của
khí ô nhiễm. Hình 7.10 cũng cho thấy một vài kiểu ống hấp thụ thủy tinh của thiết bò
lấy mẫu trên. Những ống thủy tinh này chế tạo dạng sủi bọt nhỏ nhằm cung cấp khí
cho quá trình hấp thụ. Chúng hoàn toàn khác với với kiểu impinger ống lồng dùng để
thu mẫu bụi.
Dùng đèn Pero chì (hình 7-1) để đònh lượng nồng độ khí sulfur dioxit trong khí
quyển là phương pháp đơn giản nhất trong kỹ thuật hấp thụ. Trong kỹ thuật hấp thụ
khí ô nhiễm, khả năng hấp thụ bằng chất rắn ít hơn so với khả năng hấp thụ bằng chất
lỏng. Các khâu sứ hình trụ được bao quanh bởi một màng mỏng các dung dòch hấp thụ
pero chì. Pero chì phản ứng với sulfur dioxit tạo ra dạng chì sunfat. Tổng lượng sunfat
chì sau khi thí nghiệm 30 ngày được cân xác đònh trọng lượng hoặc đònh lượng bởi tác
động đổi màu của dung dòch hấp thu.

Các biểu hiện qua quan sát thiết bò theo nguyên tắc hấp thụ sẽ được đề cập tiếp
trong chương sau.
b. Phương pháp hấp phụ
Phương pháp hấp phụ lấy mẫu dựa trên nguyên tắc; bề mặt các chất rắn có tác
dụng hút và giữ các khí trên nó. Lượng chất khí ô nhiễm được hấp phụ liên quan đến
diện tích bề mặt chất hấp phụ, mức độ duy trì áp suất và nhiệt độ dòng khí lấy mẫu
(hai nhân tố này có ảnh hưởng tới lưu lượng và nồng độ), đặc điểm lý học và hóa học
của chất hấp phụ đã được dùng. Các chất hấp phụ khác nhau sẽ được thảo luận trong
phần tiếp.



Hình 8.15: Mẫu nối tiếp - Hình 7.15 trang 110
Hình 7.10. Ống thủy tinh sủi bọt hoặc hấp thụ
- 270 -

• Cacbon hoạt tính
Đây là loại than được tạo ra từ hạt quả đào, vỏ quả dừa… là những vật chất tốt
nhất dùng làm chất hấp phụ. Các hydrocacbon bám trên bề mặt than hoạt tính chòu tác
dụng oxy hóa bởi tác dụng hoạt hóa của chúng. Các quá trình oxy hóa này được thử
nghiệm thường xuyên với sự gia nhiệt ứng với từng khoảng nhiệt độ khác nhau ứng
với các khoảng thời gian dài. Một vài loại khí luôn bò hấp thụ bởi bề mặt than hoạt
tính là NH
3
, NO
x
, CO và CO
2
.
• Silica gen

Đây là một dạng đông đặc, hóa keo của dung dòch acid silicic, tạo thành dạng
silicon oxit, chúng có tính cứng bóng và xốp, có khả năng hấp phụ các loại khí như
H
2
S, SO
2
và H
2
O.
• Alumin hoạt tính
Đây là những hạt hấp thụ tìm thấy trong những ống phát hiện nhanh, chúng bao
gồm hầu hết là những hạt oxit nhôm có tính xốp cao, dùng làm chất chỉ thò hóa học
bằng cách đo lường độ biến đổi màu sắc của các hạt.
• Lưới phân tử (a molecular seive)
Đây là chất tổng hợp bởi natri hoặc canxi không có alumin, chúng từng được
dùng để hấp phụ CO
2
, H
2
S, SO
2
, NH
3
và ecetylen.
Một vài thuận lợi của nguyên tắc hấp phụ dựa trên nguyên tắc hấp thụ là:
1/ Chất ô nhiễm có thể được phát hiện nhanh nhờ tác động làm thay đổi màu sắc;
2/ Các mẫu thu được có thể được vận chuyển ở dạng rắn;
3/ Nó có thể thu được tốt các loại khí dễ bay hơi;
4/ Chúng có thể thực hiện lấy mẫu trong các điều kiện nhiệt độ khác nhau;
5/ Có thể hấp thụ tốt các chất ô nhiễm khi ở nồng độ cao.

Hộp thử nghiệm khí trong vũ trụ
(A universal tester kit)
Đây là sản phẩm của công ty Mine Safety Appliance, sử dụng nguyên lý hấp thụ
để có thể phát hiện nhanh ra các khí độc, hơi, khói, bụi. Mẫu đơn giản của thiết bò là
một bơm pittông dùng để hút không khí cần lấy mẫu vào các thiết bò chỉ thò hoặc ống
phát hiện nhanh hoặc các tấm giấy lọc có thấm các loại hóa chất dùng để phát hiện
- 271 -

chất ô nhiễm. Để khẳng đònh chắc chắn tính độc của các hợp chất có thể dùng biện
pháp gia nhiệt với từng nhiệt độ khác nhau, bằng cách này phát hiện ra tính độc hóa
học ứng với từng nhiệt độ, ở đây tính độc ứng với từng nồng độ các hợp chất có liên
quan tới tính độc nguyên thủy của chúng. Nhiệt cung cấp cho thiết bò ở đây cung cấp
bởi bình điện nhiệt phân (hình 7.11)
Hình 7.11. Thiết bò nhiệt phân
Một thí nghiệm chuẩn dùng cho việc phát hiện CO là dùng ống phát hiện nhanh,
trong ống phát hiện nhanh có chứa silica gen được thấm nhiễm bởi dung dòch H
2
SO
4
,
alumin molypden, sulfat paladi hòa tan. Không khí có chứa CO đi nhanh qua ống, màu
sẽ nhanh chóng chuyển từ màu vàng sang màu xanh thẫm, lượng CO được xác đònh
bởi việc so sánh với các cột màu (thiết bò phát hiện CO hấp phụ, hình 7.12).
Làm lạnh hoặc ngưng tụ mẫu

Là phương pháp dùng thể thu thập khí hydrocacbon, hơi chất phóng xạ và các
chất không tan hoặc không bay hơi khác. Chất ô nhiễm không khí tồn tại ở dạng khí
có thể bò “bẫy” hoặc tách ra khỏi không khí nhờ phương pháp làm lạnh hoặc ngưng
tụ. Bẫy nói ở đây có nghóa là thu các chất ô nhiễm hoặc tách chất ô nhiễm ra khỏi
dòng khí.

Máy móc dùng cho quá trình làm lạnh hoặc ngưng tụ như sau: Không khí lấy mẫu
được hút vào một hộp đã được làm lạnh từ trước, nếu nhiệt độ trong hộp thấp hơn
hoặc bằng với nhiệt độ ngưng tụ của các khí, chúng sẽ chuyển sang dạng lỏng. Những
chất lỏng hoặc chất ngưng tụ này được đựng trong hộp, ngay tại nơi chúng đã bò
- 272 -

chuyển từ dạng khí sang dạng lỏng. Quá trình lấy mẫu dựa trên nguyên tắc làm lạnh
này, nếu muốn thu thập một vài lo
ại khí trong cùng một thời gian thì ta phải dùng
nhiều hộp lấy mẫu cùng một lúc.
Hình 7.12. Thiết bò hấp thụ phát hiện CO
Một loại thiết bò lấy mẫu đặc biệt gồm có 5 cái bẫy thủy tinh được nối liền với
nhau bởi các khớp nối có joăng bao kín. Những bẫy này có cấu trúc là những bình cổ
dài, nơi chứa các khí theo trật tự dòng khí đi vào: Bình (1) được làm lạnh bởi chất tải
lạnh là dung dòch nước muối ở nhiệt độ -16
o
C, các bình (2,3 và 4) được làm lạnh làm
khô bởi khí CO
2
và aceton hoặc methyl cellosolve giữ cho nhiệt độ ở mức -80
o
C và
bình 5 là bình dùng để thu nitro lỏng được giữ ở nhiệt độ -195
o
C. Dòng khí được hút
vào bẫy này (những bình cổ dài) nhờ một bơm hút. Sau khi lấy mẫu xong để chuẩn bò
phân tích thì phải sấy nóng mẫu lên, các khí trở về dạng gốc của nó, sau đó được
phân tích bởi tia hồng ngoại hoặc sắc ký khí.
Trong phương pháp lấy mẫu kiểu ngưng tụ thì vấn đề quan trọng nhất là vấn đề
các tinh thể nước đá sẽ bít kín những hộp lấy mẫu. Để tránh hiện tượng này, đầu vào

của những bình được chế tạo loe đường kính ra 2 inch và dài ra 2 inch nữa. Ở những
chỗ đầu vào, đầu ra của các bình cổ dài hoặc các ống nối, chỗ uốn cong được thiết kế
bán kính rộng ra. Cũng như vậy tại những vò trí cao thì được làm khô sẽ giảm bớt được
các vấn đề này. Giữ cho các dung dòch hoạt động được, thiết bò hoạt động được thì
việc quản lý và vận hành là một vấn đề không nhỏ.
Lấy mẫu tức thời
(Grab sampling)
- 273 -

Lấy mẫu tức thời là một kỹ thuật khác dùng để lấy mẫu không khí bò ô nhiễm.
Lấy mẫu tức thời là lấy mẫu ở điểm thời gian nào đó đặc biệt, với khoảng thời gian
lấy mẫu khoảng từ vài giây đến 1 phút. Một mẫu tức thời có thể dùng làm đại diện
cho một tập hợp các mẫu khác khi nguồn lấy mẫu là không thay đổi. Những mẫu này
được dùng để xác đònh các khí có trong thành phần không khí (mẫu khí chứa những
chất ô nhiễm) và xác đònh xem nồng độ các chất ô nhiễm ngay tại thời điểm lấy mẫu.
Kỹ thuật lấy mẫu tức thời có tác dụng khi mà những chất ô nhiễm có liên quan
không bò hấp thụ bởi chất lỏng hoặc mức độ chòu hấp phụ chậm. Hơn nữa dung dòch
hấp thụ lại phải đặt trong dụng cụ lấy mẫu và mẫu thu được có thể trở nên bão hòa
với dung dòch hấp thụ trước khi đïc phân tích.
Hầu hết những mẫu lấy theo kỹ thuật này thường được sử dụng với những thiết bò
nhỏ và không yêu cầu về trình độ, kinh nghiệm của người lấy mẫu trong những phần
công việc.
Có nhiều loại thiết bò lấy mẫu tức thời có sẵn. Một loại là túi plastic đã xì hơi đặt
trong một cái hộp với một cái ống vươn ra ngoài hộp. Mẫu được lấy bằng cách hút
không khí từ trong túi ra, đưa túi tới nơi lấy mẫu mở ra cho không khí được hút vào
trong túi mẫu đã được lấy.
Đôi khi phương pháp dùng ống tiêm tạo ra lỗ trên bề mặt chất rắn dùng để thu
những lượng khí ô nhiễm nhỏ. Một loại thiết bò khác là bình hút cổ dài (hình 7.13)
thích hợp với khóa vòi và đầu hút. Trong cách thu mẫu này, dung dòch có khả năng
hấp thụ chất ô nhiễm cũng là vấn đề đáng nói tới, khi nói tới thiết bò lấy mẫu bằng

bình cổ dài. Những bình này sau khi được hút khí ra (ngoài hay trong phòng thí
nghiệm) cho tới áp suất bay hơi của dung dòch hấp thu, nhiệt độ và áp suất trong bình
được ghi chép lại sau đó khóa vòi lại.
Hình 7.13. Bình hút cổ dài
- 274 -

Khi bình cổ dài mở ra, dòng khí được hút vào trong bình. Để tránh gãy vỡ hư
hỏng, bình lấy mẫu phải đặt trong hộp bảo vệ bên trong bọc xốp hoặc là bằng bông
thủy tinh tránh va chạm mạnh.
Một thiết bò khác được dùng như là một thiết bò làm sạch hoặc thiết bò trao đổi
khí (hình7.14) với một ống hình trụ có khóa ở hai đầu. Khi cả hai khóa ở cả hai đầu
đều mở, một dòng không khí được hút vào thiết bò. Đóng khóa hai đầu lại ta chứa
được mẫu khí mang về.
Hình 7.14. Thiết bò trao đổi khí
Một thiết bò khác trong kỹ thuật lấy mẫu tức thời là thiết bò trao đổi vò trí của chất
lỏng (hình 7.15). Một bình đứng có chứa chất lỏng dùng làm chất trao đổi vò trí với
khí. Chất lỏng được tháo ra khỏi bình nhờ van ở đáy bình, không khí bên ngoài được
hút vào ở van ở phía trên đỉnh bình thay thế vào vò trí mà chất lỏng vừa được rút ra.
Việc lựa chọn chất lỏng dùng để thay thế (nước, nước muối, thủy ngân hoặc là chất
lỏng đã hòa tan bão hòa với khí lấy mẫu) được chọn dựa trên tính chất của khí cần lấy
mẫu. Với yêu cầu là khí lấy mẫu không có bất kỳ một phản ứng nào với chất lỏng
dùng làm chất thay thế vò trí.
Hình 7.15. Thiết bò lấy mẫu bằng phương pháp dời chỗ chất lỏng
- 275 -

Kỹ thuật lấy mẫu tức thời thì chỉ yêu cầu dùng các thiết bò nhỏ và yêu cầu về
trình tự lấy mẫu không cao. Nó thích hợp với cách lấy mẫu quan trắc liên tục (sẽ đề
cập trong phần kế tiếp) khi mà mức độ hấp thụ các chất ô nhiễm là chậm. Một điều
bất lợi trong kỹ thuật lấy mẫu này là khối lượng chất ô nhiễm có mặt trong mẫu
không nhiều, đôi khi nó không đạt tới ngưỡng có thể phát hiện ra chất ô nhiễm.

Thiết bò lấy mẫu, kỹ thuật thu mẫu, những chất ô nhiễm có thể thu được, phương
pháp phân tích các mẫu khí được trình bày trong bảng 7.2.
Thiết bò dùng khi quan trắc liên tục (CM)
Đây là một tập hợp các thiết bò có khả năng lấy mẫu và phân tích mẫu tự động,
nó có thể cung cấp nhiều các thông số với nhiều khí ô nhiễm khác nhau. Tuy nhiên,
các thiết bò này lại dùng hầu hết với các khí ô nhiễm. Trình tự của kỹ thuật lấy mẫu
bao gồm các công việc chuẩn bò như việc thăm dò, thuốc thử hấp thụ, thiết bò phát
hiện bằng khuếch đại điện, dụng cụ đo lưu lượng và máy ghi.
Bảng 7.2. Thiết bò lấy mẫu khí
Thiết bò lấy mẫu Kỹ thuật lấy mẫu
Chất ô nhiễm thu
được
Phương pháp
phân tích
Thiết bò sủi bọt
trong 24 giờ
(H7.10)
Hấp thụ bằng bông
thủy tinh hấp thụ
Khí vô cơ, oxit
NO
2
, SO
2
, H
2
S. Khí
hữu cơ: HC mạch
vòng,
formaldehyde,

aldehyde béo,
olefin
Phân tích hóa
học, so màu, quang
phổ
Ống phát hiện
nhanh và ống chỉ
thò
Hấp phụ bởi tính
hoạt hóa của than
hoạt tính, silica gen,
alumin hoạt tính,
lưới phân tử
Những chất không
hòa tan hoặc không
bay hơi: NH
3
, H
2
S,
NO
2
, SO
2
, CO
2
, CO
So màu với các
cột màu chuẩn
Đèn pero chì (H7.1) Hấp thụ SO

2
thành
dạng chì sunfat
SO
2

Ước lượng
lượng SO
2
/
ngày/100 cm
2

Kỹ thuật làm lạnh Ngưng tụ Những chất không
tan và không bay
hơi, HC, khí phóng
Dùng quang
phổ, tia hồng ngoại
- 276 -

xạ
hoặc sắc ký khí
Bình hút cổ dài
(H7.13), thiết bò dời
khí (H7.14), thiết bò
dời chất lỏng
(H7.15), túi plastic
trong hộp
Lấy mẫu tức thời Chỉ thu được một số
lượng nhỏ các khí ô

nhiễm - mùi
Nhiều phương pháp
có thể áp dụng
Một vài thiết bò tiên tiến nhất hiện nay không cần thiết phải sử dụng thuốc thử,
bơm hút hoặc là những ống thủy tinh dễ vỡ, mà thay thế bằng các thiết bò điện. Những
thiết bò dùng trong việc quan trắc liên tục (CM) nhìn chung là đắt hơn nhiều so với
những thiết bò lấy mẫu đã thảo luận trước đó. Tuy nhiên, tại những nơi mà có khả
năng sẽ xảy ra ô nhiễm không khí trầm trọng thì có thể bố trí riêng hệ thống dự báo ô
nhiễm không khí. Ở một vài thành phố lớn các thiết bò CM được lắp đặt như một hệ
thống đèn báo động, khi nồng độ chất ô nhiễm đạt tới nức độ cao chúng tự động báo
động. Những nguồn phát sinh ô nhiễm khi đó phải giảm bớt hoặc phải chấm dứt hoạt
động, cho tới khi nồng độ chất ô nhiễm giảm tới mức phục hồi lại được. Một vài loại
chất ô nhiễm mà thiết bò CM có thể phát hiện được bao gồm HC (hydrocacbon), CO,
CH
4
, SO
2
, nitro oxid, ozon, H
2
S, aldehyde và tổng các ôxit.
Việc phân tích HC từ trước đây là dùng phương pháp xác đònh tổng HC (tất cả
các HC có trong mẫu) nhờ kỹ thuật tác dụng ion hoá của ngọn lửa. Kỹ thuật này thích
hợp là do chúng tập trung các tia hồng ngoại
(NDIR), bởi vì với metan khi có nồng độ
từ 0-1 ppm và cao hơn là đủ để chúng có độ nhạy cao với tác dụng tia hồng ngoại.
Lấy tiêu chuẩn chất lượng môi trường không khí làm chuẩn để xác đònh ra tổng HC
(khi không có hoặc ít metan) có trong không khí bằng phương pháp sắc ký khí, phương
pháp sắc ký khí theo Beckman Model CG 6800 (hình 7.16) là phương pháp thường
dùng nhất. Thiết bò Model CG 6800 có thể xác đònh được ba loại chất ô nhiễm là CO,
CH

4
và tổng HC có nồng độ từ 0-1 ppm với từng yếu tố hợp thành. Thiết bò này có
con số chính xác với tất cả những yếu tố mà chúng phân tích được. Thiết bò được thiết
kế các nút điều chỉnh phía trước, kích cỡ phù hợp thuận lợi cho việc quan sát và vận
hành.
Để quan tâm tới việc xác đònh nồng độ CO, cần phải chuẩn phương pháp xác
đònh CO bằng NDIR theo tiêu chuẩn chất lượng môi trường không khí. Phương pháp
Beckman Model 315 BL hoặc Mine Safety Appliance Company LIRA (hình 7.17) là
hai ví dụ của việc phân tích CO bằng NDIR. Đặc biệt, một phương pháp tương đương
- 277 -

với NDIR là phương pháp sắc ký khí có tác dụng ion hóa nhờ ngọn lửa, nhằm phát
hiện ra sự metan hóa của CO thành CH
4
. Phương pháp dùng Beckman Model CG
6800 cũng có thể dùng cho CO như đã nói trước đó.
Phương pháp Beckman còn có một số thiết bò phân tích điện học như: Model
906A (đo SO
2
), 908 (đo tổng ozon), 909 (đo NO) và 910 (đo NO
2
). Những thiết bò này
có đặc trưng là thiết kế để đo đạc, quan trắc không khí bao quanh. Tất cả những loại
này về cơ bản được thiết kế và vận hành tương tự như đa số các máy lọc khác và việc
phân tích cũng dựa trên các biểu hiện bên ngoài như so màu, kích cỡ hạt … (Model
908 phân tích tổng oxid xem hình 7.18). Những thiết bò này không sử dụng tới thuốc
thử, bơm hút, thiết bò dễ vỡ và các thành phần phức tạp khác


Hình 7.16 .

Sắc ký khí (Model 6800)
Technicon Air Monitor IV (hình 7.19), thiết bò mà dùng kỹ thuật so màu, nó được
tạo ra bởi những chất dẻo, bởi vậy thời gian dành cho việc duy tu sửa chữa, bảo quản
không nhiều và chúng có thể sắp xếp lại cho thích hợp với việc đo đạc các khí SO
2
,
- 278 -

NO
2
, NO
x
, H
2
S, F, aldehyde hoặc tổng oxid. Bảng 7-3 liệt kê một số các thiết bò dùng
cho CM (thiết bò dùng cho việc quan trắc liên tục).
7.4.2. Quá trình phân tích
Quá trình phân tích nhằm làm sáng tỏ được các thông số về bụi, khí ô nhiễm như
phân loại, xác đònh nồng độ chất ô nhiễm, đònh lượng mức độ gia tăng chất ô nhiễm,
đònh lượng các tính chất đặc trưng của chất ô nhiễm, từ đó ghi chép tính toán và đánh
giá mức độ ô nhiễm.
Hình 7.17. Phân tích bằng tia hồng ngoại (LIRA-Mine)
Mẫu

Mẫu và phương pháp lấy mẫu đã được nói tới trong phần trước. Ở đây chỉ đề cập
tới nồng độ chứa trong mẫu.
Phân đoạn
Việc phân đoạn những vật chất gây trở ngại cho việc đònh lượng tính chất của
chất ô nhiễm. Với những chất ô nhiễm dạng khí việc phân tích có thể thực hiện bằng
sắc ký, thu hút, trao đổi ion, chưng cất hoặc kết tinh. Chỉ những mẫu đặc biệt có lưu

lượng lọc cao mới yêu cầu phải phân đoạn, tức là khi ứng với các chất vô cơ, hữu cơ,
hợp chất phóng xạ hoặc phân đoạn bụi bằng kính hiển vi để so sánh các bản đồ bụi
đã lập.
- 279 -


Nồng độ
Nồng độ của các chất có tác dụng làm giảm khả năng hòa tan thêm hoặc bốc hơi
của v
ật chất. Nồng độ có thể được thay đổi bằng cách thay đổi áp suất tác dụng lên
khí ô nhiễm, khi đó có thể làm tăng khả năng bốc hơi hoặc hấp thụ chất phóng xạ
hoặc làm giảm khả năng bay hơi của chất hòa tan, làm cho nồng độ các chất bẩn tăng
lên thuận lợi cho việc phân tích. Trong một vài thí dụ thì việc xác đònh nồng độ có thể
từ các mẫu hoặc việc phân loại. Với lưu lượng cao có thể cho tập hợp các mẫu, khi đó
cho các nồng độ khác nhau.
- 280 -

Hỡnh 7.18. Maựy phaõn tớch oxid baống túnh ủieọn


Hỡnh 7.19. Maựy phaõn tớch baống so maứu
- 281 -

Bảng 7.3. Máy móc quan trắc ô nhiễm liên tục, phân tích tự động
Chất ô nhiễm
phát hiện
Phương pháp phân tích Thiết bò máy móc
Tổng HC Sắc ký khí Beckman Model 6800
CO Hấp thụ tia hồng ngoại tập trung
Sắc ký khí

Hấp thụ tia hồng ngoại tập trung
Beckman Model IR315
Beckman Model 6800
Mine Safety Appliance
h(7-17)
Flo So màu Technicon (h 7-19)
NO
2
Tónh điện
So màu
Sắc ký khí
Beckman Model 910
Technicon
Varian Aerograph
SO
2
Sắc ký khí
Đo quang phổ
So màu
Tónh điện
Varian Aerograph
Melpar
Technicon
Beckman Model 906-A
H
2
S So màu Technicon
Aldehyd So màu Technicon
Oxid So màu
Tónh điện

Technicon
Beckman Model 908 (hình
7-18)
Đònh lượng mở rộng các tính chất
Việc xác đònh một số chất đôi khi phải xác đònh mở rộng thêm một số tính chất
đủ làm đại diện hoặc để có thể phát hiện được khi đo đạc. Một ví dụ là quá trình
mang các khí tiếp xúc với hóa chất, phân biệt được chúng nhờ màu sắc thu được do
phản ứng. Màu sắc càng có mật độ cao thì càng dễ đònh lượng. Các khí vật chất còn
có khả năng hấp thụ các tia tử ngoại (UV) và tia hồng ngoại (IR), bởi vậy chúng còn
được xác đònh bởi máy đo quang phổ.
- 282 -

Đònh lượng các tính chất đặc trưng
Phương pháp đònh lượng dựa trên cơ sở sự phân loại của nhiều phép phân tích.
Độ chính xác của kết quả chỉ đạt được bởi đánh giá được tính chất đặc trưng hoặc bởi
sự so sánh với một số tiêu chuẩn.
Phương pháp cân trọng lượng
Vật chất cần cân được đưa vào một môi trường hoàn toàn trong sạch, cách ly với
môi trường bên ngoài, được xác đònh trọng lượng bằng cân phân tích. Quá trình này
được lặp đi lặp lại và đôi khi độ nhạy không cao. Một vài thiết bò sử dụng kỹ thuật
này là máy lọc có lưu lượng cao, đầu hút bụi, thiết bò impinger thu bụi và thiết bò va
chạm, mẫu lấy bằng cyclon, mẫu lấy bằng đèn pero chì.

Phương pháp đo khí
Tách riêng một lượng khí nhờ một thiết bò hoặc hấp thụ từ một hỗn hợp khí.
Lượng chất ô nhiễm có trong lượng khí tách ra được xác đònh bằng cân và so sánh
trọng lượng của hỗn hợp khí cùng với thiết bò trước và sau khi lấy khí vào hoặc là
một ống buret khí (ống phát hiện nhanh bằng thủy tinh dùng để đánh giá chất lượng
không khí) để xác đònh lượng khí đi vào. Phương pháp này thường dùng để lấy mẫu
trong ống khói mà không dùng để lấy mẫu khi đo phông môi trường, bởi vì độ chính

xác của nó không cao.
Phương pháp chuẩn độ
Đây là phương pháp dùng một buret chứa dung dòch chuẩn độ (dung dòch chứa
một hóa chất đã biết trước nồng độ) nhỏ từng giọt một vào mẫu khí. Kết quả là phản
ứng tạo ra màu, tạo ra năng lượng điện hoặc tạo ra ánh sáng hoặc là sinh ra tất cả. Từ
lượng dung dòch chuẩn độ xác đònh được các thành phần cấu tạo nên mẫu.
Phương pháp hấp thụ bức xạ
Phương pháp này cho phép xác đònh cả về dạng và ước lượng được về số lượng
các khí. Các sóng ánh sáng khác nhau bao gồm tia tử ngoại (UV), tia hồng ngoại (IR)
được dùng trong phương pháp này.
Quang phổ hấp thụ là một phương pháp hấp thụ bức xạ dùng với kim loại nặng.
Một mối quan tâm đầu tiên là quá trình gia nhiệt. Dưới tác dụng nhiệt độ cao của
ngọn lửa làm cho phá vỡ sự liên kết giữa các nguyên tử, làm cho chúng trở thành các
nguyên tử tự do. Dưới điều kiện này các nguyên tử không bò tác động mạnh (các điện
- 283 -

tử chuyển động trên quỹ đạo nhỏ không nhảy sang quỹ đạo có năng lượng lớn), nhưng
chỉ đơn thuần bò tách ra khỏi sự ràng buộc của phân tử và ở trạng thái bình thường
hoặc trạng thái cơ bản, tại đây điều đáng quan tâm là khả năng hấp thụ bức xạ ứng
với từng bước sóng. Năng lượng của ánh sáng ứng với bước sóng có thể làm thoát ra
các nguyên tử đã được tìm thấy trên các catốt. Năng lượng ánh sáng bò hấp thụ có thể
phát hiện bằng thiết bò phát hiện ánh sáng và việc đo đạc này cũng cho một mối liên
quan tới các yếu tố có trong mẫu.
Đo màu (ở đây là chỉ xác đònh với lớp ánh sáng thấy được) là một biện pháp hấp
thụ khác dựa trên phương pháp bức xạ, dùng để phát hiện tính chuyển màu của các
muối kim loại khi cho kim loại phản ứng với thuốc thử. Các ion vô cơ (ion sulfide, nitrat,
flo, ion kim loại) và nhiều hợp chất hữu cơ, là những yếu tố mà tự bản thân nó không có
màu sắc, cũng sẽ có màu khi lựa chọn thuốc thử cho phù hợp. Những màu sắc này có
thể so sánh với những đồ thò màu chuẩn, đo màu bằng quang điện hoặc là đo quang
phổ. Một lăng kính hoặc một lưới sắt gây nhiễu sóng ánh sáng cũng có thể thay thế cho

tế bào quang điện đo màu, mà nó chỉ đo được ánh sáng đơn sắc.
Đo khả năng truyền hoặc đo mật độ ánh sáng: Sử dụng giấy đã được lấy mẫu gắn
vào một thiết bò chuyên dùng. Phần trăm ánh sáng có thể truyền qua được mẫu hay là
mật độ dày nhìn thấy qua mẫu giấy (hình 7-4), đưa ra một hệ số hạn chế tầm nhìn xa
(COH) / 1000 feet (1 feet = 0,3048 m) được tính toán như sau:

=
5
HCO Od 10 A
100feet V

trong đó
A là diện tích mẫu giấy (tính theo đơn vò feet vuông)
V là lưu lượng khí lấy mẫu tính theo đơn vò feet khối (ft
3
)
Od mật độ nhìn thấy đọc trên máy đo mật độ
Hệ đơn vò đo chuẩn tính toán khi lấy khoảng 15 ft
3
khí.
Hệ số hạn chế tầm nhìn cho theo các khoảng như sau.
COH/1.000 feet Mức độ
0,0 - 0.9 Nhẹ
1,0 - 1,9 Trung bình
- 284 -

2,0 - 2,9 Nặng
3,0 - 3,9 Rất nặng
Phát bức xạ: Về cơ bản là phương pháp này có thể xác đònh được gần đúng nồng
độ các chất ô nhiễm, đặc biệt là các yếu tố kim loại.

Nguyên tắc cơ bản của phương pháp này là thiết bò đo độ bức xạ, gia nhiệt cho
các nguyên tố tới một nhiệt độ cao nhờ ngọn lửa cho tới khi sự liên kết hóa học giữa
các phân tử bò phá vỡ, các nhân nguyên tử không thể giữ lại các nguyên tử ở vòng
ngoài làm cho các nguyên tử này trở nên hoạt động tự do. Tuy nhiên, do quá trình này
thực hiện với việc gia nhiệt lớn hay do cung cấp năng lượng lớn, làm cho trạng thái
chuyển động bình thường của các điện tử luôn luôn nhảy sang những vòng có năng
lượng cao hoặc là ở trạng thái bò kích động. Từ tác động của mức năng lượng cao làm
cho các điện tử không ổn đònh được, chúng sẽ chạy ra ngoài quỹ đạo của nó, quá trình
này liên quan đến năng lượng phát xạ mà ta đo đạc được. Từ mật độ của sóng ánh
sáng phát ra đã chỉ ra được những vật chất hoặc những yếu tố cần xác đònh.
Đo độ phát sáng: Phương pháp này dựa trên cơ sở tác động các chất ô nhiễm
bằng ngọn lửa, sau đó đo ánh sáng do phát quang phổ.
Đo độ phát huỳnh quang: Phương pháp này thực hiện trên cơ sở tác động mẫu
bằng những tia sáng (thông thường sử dụng tia tử ngoại), sau đó đo cường độ ánh sáng
huỳnh quang phát ra, điều này cũng tương đương với việc xác đònh nồng độ các chất ô
nhiễm.
Sự phát xạ trong mẫu chủ yếu là do số lượng nhiều dạng vật chất rắn có mặt ở
dạng keo tụ lơ lửng (những hạt bụi quá nhỏ thì được xác đònh bằng kính hiển vi). Để
xác đònh có thể dùng thiết bò đo độ dày đặc bằng cách, dùng một luồng ánh sáng
xuyên qua một đám bụi lơ lửng sau đó đo đạc, so sánh với mức độ xuyên qua của ánh
sáng đối với môi trường chuẩn.
Đo độ phản chiếu: Dùng biện pháp so sánh ánh sáng trắng phản chiếu lại khi
chiếu vào trong đám bụi, để xác đònh ra chất lơ lửng chứa đựng trong đó.
Phương pháp điện tử
Bằng kỹ thuật điện tử có nhiều phương pháp để xác đònh tính chất đặc trưng của
chất ô nhiễm. Phương pháp đo độ dẫn điện đánh giá chính xác được khả năng truyền
tải điện giữa hai điện cực trong dung dòch.
- 285 -

Hai bản cực được dùng làm hai điện cực đặt vào trong dung dòch, một điện áp

nhỏ được đặt vào giữa hai điện cực, lúc này dòng điện giữa hai điện cực là có thể
phát hiện (Ampe kế là một thiết bò rất thích hợp để đo dòng điện giữa hai bản cực).
Đo tónh điện: nhằm lượng đònh mức quan hệ cân bằng giữa số lượng điện tử sinh
ra và s
ố lượng các chất hóa học cần trao đổi điện tử (dung môi).
Ion hóa nhờ ngọn lửa: là quá trình kích thích các mẫu khí bằng ngọn lửa, dòng ion
sinh ra được đo đạc tương tự như đo đạc một dòng điện tử khi chúng chuyển động về
các điện cực.
Đo năng lượng: Từ việc đo năng lượng điện hoặc hiệu điện thế đặt vào giữa hai
điện cực, xác đònh được nồng độ các ion có trong dung dòch.
Phương pháp dùng kính hiển vi
Phương pháp này có thể dùng để xác đònh kích cỡ, mật độ các hạt bụi, thu được
từ các quá trình thu bụi như quá trình va chạm của dòng khí, lọc khí với lưu lượng cao,
lọc tónh điện.
Phương pháp đếm
Dùng khi đònh lượng với các loại phấn hoa, bào tử và vi khuẩn. Chúng có thể
được đếm nhờ kính hiển vi hay đếm trực tiếp. Bụi thu được nhờ phương pháp sử dụng
giấy lọc có thể dùng để so sánh với việc đếm bụi nhờ máy đếm bụi Gruber (hình
7.20)
Hình 7.20. Máy đếm bụi kiểu Gruber
Sắc ký: Sắc ký là một phương pháp phân tích những chất lỏng hoặc chất khí
mà đã được phân tách các vật chất bởi tấm xốp (có khả năng hấp thụ hoặc hấp phụ)
có độ xốp ở mức độ trung bình. Sắc ký kiểu cột là cơ sở cho việc lựa chọn những chất
rắn làm chất hấp thụ, phương pháp này thường dùng để phân tích phát hiện các
- 286 -

hydrocacbon đa nhân. Sắc ký kiểu từng phần dựa trên cơ sở sự phân tách của hai chất
lỏng độc lập không thể hòa lẫn với nhau. Giấy sắc ký là một ví dụ cho trường hợp
này. Phương pháp sắc ký trao đổi ion có liên quan đến việc trao đổi các ion giữa chất
rắn và dung dòch. Sắc ký theo lớp mỏng sử dụng một lớp mỏng vật liệu hút ẩm trải dài

trên bề mặt mẫu, phương pháp này thường dùng để phân tích nhiều chất ô nhiễm
dạng khí hoặc chất ô nhiễm bụi. Sắc ký khí là phương pháp phân tách các thành phần
trong hỗn hợp các hợp chất đủ để chúng có thể bay hơi. Phương pháp này dùng các
thiết bò theo Model Beckman CG 6800 phát hiện ra tổng hydrocacbon.

Ghi chép: Ghi chép theo một hệ thống chuẩn là tạo lập một dạng để lưu trữ số
liệu. Ghi chép theo dãy liên tiếp hoặc theo một kỹ thuật số sẽ rất thuận lợi cho việc
truy tìm số liệu. Cách ghi chép có hệ thống trên máy vi tính còn có thể tự động thông
báo khi các thông số đạt đến mức báo động. Ghi chép số liệu trên máy vi tính có tác
dụng là truy nhập số liệu rất nhanh.
Việc so sánh các số liệu ô nhiễm không khí là khó khăn bởi vì hiện tại có nhiều
dạng đơn vò được dùng trong việc đònh lượng. Để tạo điều kiện thuận lợi cho công
việc sau này, nên dùng một hệ đơn vò chuẩn trình bày trong bảng (7-4). Trước đây,
các khí ô nhiễm được tính toán theo đơn vò 1/ triệu (ppm). Từ khi có các khí có tính
chất vật lý khác đi, yêu cầu phải có sự thay đổi đơn vò đo chuyển từ 1/triệu thành đơn
vò (μg/m
3
). Sự chuyển đổi tương đương các đơn vò được trình bày trong bảng (7.5).
Bảng 7.4. Hệ đơn vò nên dùng để trình bày số liệu
Bụi lắng mg/cm
2
/ khoảng thời gian
Bụi vũ trụ μg/m
3
(microgram/m
3
)
Bụi đếm được Số bụi/m
3

Khí ô nhiễm μg/m
3
(trừ CO được dùng đơn vò mg/m
3

Lưu lượng khí Ghi theo cách ghi chuẩn. Còn ở điều kiện khác phải
hiệu chỉnh thành 25
o
C, 760mmHg
Nhiệt độ Tính theo đơn vò (
o
C)
Thời gian theo đơn vò giờ, phút
Áp suất millimeter thủy ngân (mmHg)
Vận tốc mét /giây (m/s)
- 287 -

Lưu lượng bốc hơi m
3
/phút
Lưu lượng lấy mẫu m
3
/phút
Tầm nhìn xa kilometers (km)
Mức độ truyền ánh sáng Phần trăm truyền
Tính toán: Tính toán là yếu tố cần thiết để xác đònh trọng lượng hoặc lưu
lượng dòng khí lấy mẫu, trọng lượng hoặc lưu lượng chất ô nhiễm có trong mẫu. Nồng
độ chất ô nhiễm được trình bày theo đơn vò ở bảng (8.4). Kết quả đôi khi được trình
bày ở dạng số học - Tức là đưa ra một con số trung bình (ví dụ 3+4+5+6=18:4=4,5).
Đôi khi kết quả còn được trình bày ở dạng hình học nghóa là kết quả từ N nhân tố.

Bảng 7.5. Bảng chuyển đổi một số đơn vò
O
3
1ppm
1μg/m
3

=
=
1,960 μg/m
3
0,51 x 10
-3
ppm
SO
2
1ppm
1μg/m
3

=
=
2,860 μg/m
3
3,5 x 10
-4
ppm
CO 1ppm
1mg/m
3

=
=
1,15 μg/m
3
0,87 ppm
HC 1ppm
1μg/m
3

=
=
655 μg/m
3
1,53 x 10
-3
ppm
NO
2
1ppm
1μg/m
3

=
=
1,880 μg/m
3
0,53 x 10
-3
ppm

Chú giải: Việc chú giải là quan trọng khi số liệu ghi chép theo tiêu chuẩn hóa
(thay thế cách ghi giá trò bằng một yếu tố nào đó) và để khẳng đònh rằng tổng giá trò
không vượt quá 100%.

PHẦN THỨ HAI: LẤY MẪU NGUỒN

- 288 -

Lấy mẫu và phân tích mẫu nguồn thực hiện nhằm mục đích xác đònh lượng
chất ô nhiễm bốc ra từ các nguồn cụ thể, nó không giống với việc lấy mẫu và phân
tích mẫu trong khí quyển hay không khí xung quanh là những mẫu mà thu thập các
chất ô nhiễm phân bố đều khắp trên bề mặt trái đất.
Mẫu nguồn bao gồm các mẫu thu từ các ống khói, thực hiện bằng cách đưa
những thiết bò vào trong các ống khói, những nguồn đặïc biệt để lấy mẫu hoặc là đònh
lượng một chùm khói từ bên ngoài hoặc từ những nguồn khói. Lấy mẫu nguồn bao
gồm việc lồng những ống thăm vào trong luồng hút lấy mẫu rồi mang phân tích hoặc
đánh giá mức độ phát tán khói từ các ống khói của các phương tiện giao thông vận
tải.
7.5. MỤC ĐÍCH CỦA VIỆC LẤY MẪU NGUỒN
Mục đích của việc lấy mẫu nguồn là xác đònh số lượng và loại chất ô nhiễm bốc
ra từ từng nguồn, từ đó xác đònh xem chúng có theo đúng với sự cho phép của tiêu
chuẩn hay không, xác đònh hiệu quả của thiết bò xử lý chất ô nhiễm hoặc hệ thống
kiểm soát, xác đònh được các yếu tố thoát ra hoặc xác đònh để có thể thiết kế lắp đặt
một hệ thống xử lý thích hợp.
7.6. NGUYÊN TẮC LẤY MẪU TRONG ỐNG KHÓI
Phương pháp lấy mẫu và thiết bò lấy mẫu dùng trong việc lấy mẫu cho ống khói
phụ thuộc vào mục đích của mẫu cần lấy, nhưng nó cũng còn phụ thuộc vào các tính
chất lý học của môi trường, như tình trạng nhiệt độ cao, ẩm ướt, mức độ nhiễm bẩn

hoặc tính ăn mòn trong môi trường. Vò trí lấy mẫu cũng còn phụ thuộc vào thiết bò lấy
mẫu. Ví dụ với những thiết bò to lớn cồng kềnh không thể thích hợp nếu yêu cầu phải
lấy nhiều mẫu sẽ làm ảnh hưởng tới mức độ bốc khói trong ống khói. Một điều quan
trọng cần nhớ rằng khi lấy mẫu không được phép làm thay đổi tính chất hóa học, lý
học của nguồn cũng như không được phép làm thay đổi lưu lượng và nồng độ chất ô
nhiễm tại vò trí lấy mẫu. Mặt khác, mẫu này phải thể hiện được mật độ trung bình của
dòng khí cũng như nồng độ trung bình của chất ô nhiễm không khí có trong nguồn.
7.7. LẤY VÀ PHÂN TÍCH MẪU BỤI TẠI NGUỒN
Mục đích cơ bản của việc lấy mẫu bụi trong ống khói là xác đònh trọng lượng các
chất rắn, một vài chất lỏng và hơi ngưng tụ ứng với từng lưu lượng khí đi trong ống
- 289 -

khói. Bởi vậy, vận tốc dòng khí trong ống khói hoặc sức mang của dòng khí được đònh
lượng nếu tỷ lệ các chất ô nhiễm bụi có trong ống khói được xác đònh.
Thiết bò dùng để lấy mẫu bụi có năm thành phần quan trọng. Những thành phần
này có tác dụng rất quan trọng và có thể coi như là một bộ lấy mẫu bụi. Bộ các thiết
bò lấy mẫu bao gồm ống pitot (Pitobe), hộp lấy mẫu, duorail, dây nối và hộp đo lưu
lượng (hình 7.21).
Pitobe: là một tập hợp các ống thăm lấy mẫu được đưa vào trong ống khói và
ống pitot được gắn với một thiết bò đo lưu tốc nhằm đònh lượng lưu tốc dòng khí đi
trong ống khói. Lấy mẫu bụi thì mẫu này phải có giá trò đại diện cho tất cả lượng khí
đi trong ống khói. Bởi vậy, miệng ống pitobe phải được đưa vào trong ống khói, tại
một điểm mà tại đó tốc độ đi vào trong miệng ống lấy mẫu phải bằng với tốc độ dòng
khí chuyển động tại bất kỳ điểm nào trong ống khói.
Ống pitobe đã từng dùng để đặt nằm ngang vào trong ống khói hoặc trong ống để
xác đònh áp suất động tại một điểm trong ống. Nó được đưa vào trong ống tại từng
điểm trên tiết diện ngang, tại từng tiết diện ngang từ 5 - 10 phút, sau đó đọc các thông
số khác nhau hoặc là đọc các giá trò áp suất động. Với những ống hình chữ nhật, một
tiết diện ngang của ống đươc chia ra thành nhiều diện tích tương đương sau đó lấy
mẫu tại tâm từng diện tích này. Với những ống hình tròn, những diện tích đồng tâm

được lấy mẫu tại tâm từng diện tích và lấy mẫu cả ở vòng tròn bên ngoài giáp thành
ống. Việc chia số vùng lấy mẫu trên diện tích một tiết diện ngang, chọn phụ thuộc
vào kích thước ống và độ chính xác mà ta cần có.


- 290 -

Hình 7.21. Thiết bò lấy mẫu bụi
Ở những cút cong thì thích hợp nhất là chia chúng theo những tiết diện hình chữ
nhật hoặc vuông, bởi vì tại đó ít có sự hỗn loạn hoặc biến đổi dòng chảy hơn là tại
những tiết diện tại những góc. Vò trí lấy mẫu tốt là tại những điểm nằm trong những
khoảng, cách vò trí rối loạn dòng chảy 7 lần đường kính nếu tính xuôi theo dòng chảy,
cách 3 lần đường kính nếu tính ngược theo chiều dòng chảy, tại đây sẽ có được các
kết quả đo sẽ đại diện cho toàn ống dẫn. Những nhánh rẽ, cút, van, cửa ra vào quạt
hoặc thiết bò thu bụi là những điểm nên chọn lấy mẫu.
Hộp lấy mẫu
Hộp lấy mẫu là một tổ hợp các cyclon thủy tinh, mà chúng có thể giữ lại những
hạt bụi có đường kính lớn hơn 5μm, tiếp theo sau những cylon này là những tấm lọc
bụi lỗ tổ ong dạng bông thủy tinh dùng để lọc những hạt bụi nhỏ. Cả cyclon và tấm
lọc đều được giữ ở khoảng nhiệt độ từ 240 - 280
o
F (tương đương 115,55 – 137,77
0
C),
nhằm ngăn chặn quá trình ngưng hơi n
ước trên tấm lọc bụi. Tiếp theo là một chuỗi
bốn cái Greenburg-Smith impinger là nơi có chứa đá lạnh, nhằm làm cho ngưng hơi
nước trong dòng không khí. Trong chuỗi impinger này thì chỉ có impinger thứ hai là
còn để lại đầu bòt ống phía trong (còn để lại nguyên dạng gốc) còn những cái
impinger khác thì được cắt những đầu này đi để tránh tổn thất áp suất. Impinger thứ

nhất chứa 250 ml nước đã được chống ion hóa, impinger thứ hai chứa 150 ml dung
dòch nước đã được chống ion hóa. Impinger thứ ba dùng làm khô dòng không khí bằng
cách tách nước ra, impinger thứ tư chứa 175 g silicagel cũng có tác dụng tách và hút
hơi ẩm. Trong một vài trường hợp các impinger kia còn được dùng như là một thiết bò
thu bụi kiểu ướt.