Quan trắc môi trường nguyễn thị thu hà

Quan trắc môi trường
(Environmental monitoring)
Nguyễn Thị Thu Hà
Bộ môn: Công nghệ Môi trường
Khoa: Tài nguyên và Môi trường


Nội dung môn học
PHẦN I. CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
 Chương 1. Quan trắc và phân tích môi trường
 Chương 2. Các vấn đề liên quan
 Chương 3. Đảm bảo chất lượng và kiểm soát chất
lượng trong quan trắc môi trường
PHẦN II. TỔ CHỨC THỰC HIỆN QUAN TRẮC
MÔI TRƯỜNG
 Chương 4. Xây dựng chương trình quan trắc
 Chương 5. Phương pháp lấy mẫu và bảo quản
 Chương 6. Phương pháp phân tích
 Chương 7. Phương pháp xử lý số liệu


Chương 1. Khái niệm quan trắc và phân tích môi trường
Khái niệm về môi trường

Môi trường: bao gồm các yếu tố tự nhiên và vật chất nhân tạo
bao quanh con người, có tác động đến đời sống, sản xuất, sự tồn
tại và phát triển của con người và sinh vật
Môi trường tự nhiên: bao gồm tất cả các yếu tố lí học, hoá học,
các chất hữu cơ và vô cơ của khí quyển, thủy quyển, thạch
quyển.
Thành phần môi trường là các yếu tố vật chất tạo thành môi

trường như đất, nước, không khí, âm thanh, ánh sáng, sinh vật,
hệ sinh thái và các hình thái vật chất khác.
Môi trường quyết định chất lượng và sự tồn tại của cuộc sống.


1. Khái niệm
Quan trắc môi trường
Quan trắc môi trường là quá trình thu thập các thông tin
về sự tồn tại cũng như biến đổi nồng độ các chất trong
môi trường có nguồn gốc từ thiên nhiên hay nhân tạo,
quá trình này được thực hiện bằng các phép đo lường
nhắc lại nhiều lần và với mật độ mẫu đủ dày về cả không
gian và thời gian để từ đó có thể đánh giá các biến đổi và
xu thế chất lượng môi trường.


Quan trắc môi trường
 Theo Luật bảo vệ môi trường 2005, quan trắc môi trường là quá trình theo dõi có hệ thống về môi







trường, các yếu tố tác động lên môi trường nhằm cung cấp thông tin phục vụ đánh giá hiện trạng,
diễn biến chất lượng môi trường và các tác động xấu đối với môi trường.
Đo lường, ghi nhận thường xuyên và đồng bộ chất lượng môi trường và các yếu tố liên quan đến
chất lượng môi trường (UNEP, 2000)
Sử dụng các phức hợp các biện pháp khoa học, công nghệ, kỹ thuật nhằm thu thập thông tin về

mức độ, hiện trạng hay xu thế chất lượng môi trường (Cục Bảo vệ môi trường)
Quan trắc môi trường chỉ một quy trình lặp đi lặp lại các hoạt động quan sát và đo lường một
hay nhiều thông số chất lượng môi trường, có thể quan sát những thay đổi diễn ra trong một giai
đoạn thời gian (ESCAP, 1994)
Monitoring môi trường là một quá trình quan trắc và đo đạc thường xuyên với mục tiêu đã được
xác định đối với một hoặc nhiều chỉ tiêu về tính chất vật lý, hóa học, sinh học của các thành phần
môi trường theo một kế hoạch lập sẵn về thời gian, không gian, phương pháp và quy trình đo
lường để cung cấp các thông tin cơ bản có độ tin cậy, độ chính xác cao và có thể làm căn cứ để
đánh giá diễn biến chất lượng của môi trường, cũng như để so sánh trạng thái môi trường nơi này
với nơi kia (Phạm Ngọc Đăng, 2000)


Quan trắc môi trường
Nhu cầu thông
tin môi trường
Quản lý
môi trường

Đo lường
lặp lại

Sử dụng
thông tin

Thông tin
môi trường

Hiện trạng và xu thế
biến đổi chất lượng
môi trường

Phân tích môi trường
Phân tích môi trường là sự đánh giá môi trường tự nhiên
và suy thoái do con người cũng như do các nguyên nhân
khác gây ra. Đây là vấn đề rất quan trọng vì qua đó chúng
ta có thể biết được yếu tố nào cần được quan trắc và biện
pháp nào cần được áp dụng để quản lý, giúp chúng ta
tránh khỏi các thảm hoạ sinh thái có thể xẩy ra.


Phân tích môi trường
Phân tích áp lực phát triển tới môi trường

Phân tích trạng thái tồn tại và thành phần các yếu tố
trong môi trường

Đưa ra các giải pháp


2. Mục đích
1.

2.
3.

4.
5.
6.

Ðể đánh giá các hậu quả ô nhiễm đến sức
khoẻ và môi trường sống của con người,
và như vậy sẽ xác định được mối quan hệ
nhân quả của nồng độ chất ô nhiễm.
Ðể đảm bảo an toàn cho việc sử dụng tài
nguyên (không khí, nước, đất, sinh
thái.v.v) vào các mục đích kinh tế.
Ðể thu được các số liệu hệ thống dưới
dạng điều tra cơ bản chất lượng môi
trường và cung cấp ngân hàng dữ liệu cho
sử dụng tài nguyên trong tương lai.
Ðể nghiên cứu và đánh giá các chất ô
nhiễm và hệ thống tiếp nhận chúng (xu
thế, khả năng gây ô nhiễm).
Ðể đánh giá hiệu quả các biện pháp kiểm
soát luật pháp về phát thải.
Ðể tiến hành các biện pháp khẩn cấp tại
những vùng có ô nhiễm đặc biệt


3. Vai trò và ý nghĩa
Vai trò cung cấp thông tin về:
 Thành phần, nguồn gốc, nồng độ/cường độ các tác nhân ô
nhiễm trong môi trường
 Khả năng ảnh hưởng của các tác nhân này trong môi trường
 Dự báo xu hướng diễn biến về nồng độ và ảnh hưởng của các
tác nhân ô nhiễm
Ý nghĩa:
 Là công cụ kiểm soát chất lượng môi trường
 Là công cụ kiểm soát ô nhiễm

 Là cơ sở thông tin cho công nghệ môi trường
 Là cơ sở thông tin cho quản lý môi trường
 Là mắt xích quan trọng trong đánh giá tác động môi trường


4. Các tiêu chí sử dụng
 Chất lượng môi trường được đánh giá bằng các tính chất

lý - hoá và sinh học đặc trưng cho các thành phần của môi
trường (đất, nước, không khí ) thể hiện thông qua các
thông số và chỉ số môi trường.
 Các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng môi trường - nguồn
gốc của các chất gây ô nhiễm.
 Tiêu chuẩn hoặc quy chuẩn môi trường về chất lượng
đất, nước không khí được quy định dựa vào mục tiêu sử
dụng hoặc quy chuẩn môi trường


Yêu cầu của quan trắc môi trường
 Thành

phần, nguồn gốc, nồng độ/hàm
lượng/cường độ các tác nhân ô nhiễm trong môi
trường.
 Khả năng ảnh hưởng của các tác nhân này trong
môi trường.
 Dự báo xu hướng diễn biến về nồng độ và ảnh
hưởng của các nhân tố này.
 Đảm bảo được QA/QC

5. Các hoạt động quan trắc
Đánh giá chất lượng bao gồm các hoạt động chính:
 Khảo sát (Survey): thực hiện trong thời gian ngắn (nhất thời)
bằng cách đo đạc và quan sát chất lượng theo các mục đích cụ
thể
 Quan trắc (Monitoring): thực hiện trong thời gian dài bằng
các phép đo chuẩn nhằm mục đích xác định trạng thái và xu
hướng biến đổi của môi trường
 Giám sát (Surveillance): thực hiện liên tục thông qua các phép
đo xác định phục vụ cho mục đích quản lý chất lượng môi
trường và các hoạt động vận hành
 Giám sát tuân thủ
 Giám sát tác động


Các hoạt động quan trắc
Hoạt động đánh giá

Mục đích đánh giá

Đánh giá thông thường
1

Quan trắc đa mục đích

Phân bố không gian và thời gian của chất lượng nước

2

Quan trắc xu hướng

Theo thời gian ảnh hưởng bởi các tác nhân ô nhiễm (nồng độ/tải lượng)

3

Khảo sát cơ bản

Đối tượng và địa điểm xác định, phân bố không gian của chúng

4

Giám sát (Giám sát tuân Theo mục đích cụ thể và theo các thông số xác định
thủ và Giám sát tác động)

Đánh giá nâng cao
5

Quan trắc nền

Hàm lượng nền trong các nghiên cứu quá trình tự nhiên; sử dụng cho
mục đích tham khảo trong đánh giá ảnh hưởng và điểm ô nhiễm

6

Kháo sát nâng cao

Phát hiện chất ô nhiễm, khả năng biến động không gian và thời gian
trước khi thiết kế trương trình quan trắc

7

Khảo sát khẩn cấp

Phát hiện chất ô nhiễm, khả năng phân bố không gian và thời gian phục
vụ cho trước khi thiết kết trương trình quan trắc

8

Khả sát ảnh hưởng

Lấy mẫu giới hạn về thời gian và không gian, thông thường tập trung
vào một vài thông số gần nguồn ô nhiễm

9

Khảo sát mô hình

Đánh giá chất lượng nước chuyên sâu giới hạn về thời gian và không
gian và số lượng biến. Ví dụ: mô hình phú dưỡng, mô hình cân bằng oxy

10 Giám sát cảnh báo sớm

Giựa trên giới hạn cho phép của chất lượng nước theo mục đích sử dụng.


6. Chương trình quan trắc
 Chương trình quan trắc bao gồm việc theo dõi có hệ thống về

môi trường, các yếu tố tác động lên môi trường nhằm cung cấp

thông tin phục vụ đánh giá hiện trạng, diễn biến chất lượng
môi trường và các tác động xấu tới môi trường
 Được thực hiện bởi hệ thống các trạm, các điểm đo được
thiết lập bởi chính phủ, tổ chức phục vụ đánh giá chất lượng
môi trường.
 Chương trình quan trắc, nói cách khác là một thủ tục pháp lý
bắt buộc đối với mọi hình thức quan trắc và mọi đối tượng môi
trường cần quan trắc.


Hệ thống quan trắc
 Hệ thống quan trắc môi trường bao gồm các địa điểm quan trắc

được gọi là các trạm, các phương tiện kỹ thuật và nhân lực để
quan sát, đo đạc, phân tích, xử lý thông tin về chất lượng môi
trường
 Có nhiều cách phân loại hệ thống quan trắc môi trường
 Theo quy mô không gian
 Địa phương (LEMS – Local Environmental Monitoring System)
 Quốc gia (NEMS – National Environmental Monitoring System)
 Vùng, khu vực (REMS – Regional Environmental Monitoring System)
 Toàn cầu (GEMS – Global Environmental Monitoring System)
 Theo bản chất đối tượng môi trường theo dõi
 Đối tượng môi trường: đất/nước/không khí (GEMS/Air)
 Đối tượng chất ô nhiễm: trạm mưa axit, hiệu ứng nhà kính và tầng
ozon, trạm quan trắc CFCs…


Phân loại trạm quan trắc
 Theo mục tiêu thông tin

 Trạm cơ sở (trạm nền)
 Trạm tác động
 Trạm xu hướng
 Theo đối tượng
 Trạm quan trắc môi trường đất
 Trạm quan trắc môi trường nước (sông/hồ/ngầm/đại dương…)
 Trạm quan trắc môi trường không khí
 Trạm quan trắc chuyên đề
 Theo hình thức hoạt động
 Trạm cố định ≠ Trạm di động
 Trạm gián đoạn ≠ Trạm liên tục
 Trạm trung tâm ≠ Trạm nhánh


Trạm cơ sở (baseline station)
 Đặc điểm: tại khu vực không bị ảnh hưởng trực tiếp của

các nguồn ô nhiễm để xác định điều kiện môi trường nền
 Mục đích:
 Xác định giá trị nền của các yếu tố môi trường tự nhiên
 Kiểm soát các tác nhân ô nhiễm nhân tạo
 Kiểm soát nguồn ô nhiễm từ bên ngoài trước khi ảnh
hưởng tới một khu vực nhất định (biên giới quốc gia,
khu vực)


Trạm tác động (impact station)
 Đặc điểm: đặt tại khu vực bị tác động của con người hay

khu vực có nhu cầu riêng biệt

 Mục đích:
 Đánh giá tác động của con người đối với chất lượng
môi trường
 Theo dõi chất lượng môi trường tại các đối tượng sản
xuất, kinh doanh (khu công nghiệp, bãi chôn lấp rác
thải, khu dân cư, nhà máy…)
 Theo dõi chất lượng nguồn cấp tài nguyên (nước cấp
sinh hoạt, nước cấp cho sản xuất, đất sản xuất…)


Trạm xu hướng (trend station)
 Đặc điểm: đại diện tính chất của một vùng rộng lớn, xác

định xu hướng biến động các yếu tố môi trường do nhiều
ảnh hưởng của con người hoặc tự nhiên
 Mục đích:
 Đánh giá xu hướng biến đổi môi trường ở quy mô toàn
cầu, toàn khu vực
 Đánh giá tải lượng các tác nhân ô nhiễm đưa vào một
đối tượng môi trường nhất định


2

Kh
u
xu vự
ất c s
ng nôn ản
hiệ g

p

3
1
Khu đô
thị
Nước mặt trên dòng chảy

4
Khu công
nghiệp
5

7

Khu
du
lịch

6

Trước trạm cấp nước
Sau cống xả nước thải
Khu nuôi
trồng thủy sản
9

8

Cửa biển

Hệ thống quan trắc
Hiện trạng hệ thống quan trắc môi trường trên Thế giới:
 Môi trường không khí: Tối thiểu các chất khí: SO2, NOx, CO, CO2,
O3 và các loại bụi, các nước phát triển có ít nhất một trạm cố định
quốc gia tại một thành phố lớn
 Môi trường nước: Tối thiểu 11 thông số (Nhiệt, pH, đục, màu, SS,
TDS, DO, COD, Cl, Coliform, độc). Đa số các quốc gia phát triển
hệ thống trạm đo cố định tự động với số lượng lớn trên tất cả các
sông chính, ví dụ: Aus: 466/903 sông; TQ: 1430/6500 sông; Thái
Lan: 40/92 sông; Nhật Bản có 74 con sông được theo dõi với tổng
số hơn 8000 trạm
 Môi trường đất: Hiện nay chủ yếu nghiên cứu bằng phương tiện GIS
và bản đồ, chưa có quy định chung.


Chương 2. Các vấn đề liên quan
1. Các khái niệm cơ bản
 Ô nhiễm môi trường là sự biến đổi các thành phần môi

trường không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh
hưởng xấu tới con người và sinh vật
 Tiêu chuẩn môi trường là giới hạn cho phép của các thông số
về chất lượng môi trường xung quanh, về hàm lượng của chất
gây ô nhiễm trong chất thải được cơ quan nhà nước có thẩm
quyền quy định làm căn cứ để quản lý và bảo vệ môi trường
 Chất gây ô nhiễm là chất hoặc yếu tố vật lý khi xuất hiện
trong môi trường thì môi trường bị ô nhiễm
 Nhiễm bẩn và suy thoái môi trường

Nhiễm bẩn và ô nhiễm môi trường
 Chất nhiễm bẩn (Contaminant): “Là một chất do con

người tạo ra từ các hoạt động sống, tồn tại trong môi
trường tại nồng độ lớn hơn nồng độ vốn có trong tự
nhiên” (Moriarty, 1983; Manahan, 2000)
 Chất ô nhiễm (Pollutant): Là chất nhiễm bẩn tuy nhiên

“gây ảnh hưởng bất lợi tới đời sống của các sinh vật”
(Moriarty, 1983)


2. Đơn vị sử dụng trong quan trắc
 Sử dụng đúng đơn vị nồng độ đóng vai trò quan trọng

trong việc xây dựng báo cáo môi trường.
 Trong phân tích hóa học các dạng đơn vị thường được sử
dụng bao gồm nồng độ phần trăm (%) và nồng độ mole
(M), tuy nhiên các đơn vị này thường quá lớn hoặc quá
nhỏ đối với các chất nhiễm bẩn trong môi trường.
 Mặt khác, đơn vị nồng độ cũng phải thay đổi tùy theo đối
tượng môi trường (khí, lỏng hoặc rắn) sẽ được mô tả dưới
đây.