Nghiên cứu ứng dụng thiết bị quan trắc chất lượng nước đa chỉ tiêu trong đánh giá chất lượng và xây dựng hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu quan trắc môi trường nước

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THIẾT BỊ QUAN TRẮC CHẤT
LƯỢNG NƯỚC ĐA CHỈ TIÊU TRONG ĐÁNH GIÁ CHẤT
LƯỢNG VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ
LIỆU QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

LÊ MINH HẢI

HÀ NỘI, NĂM 2018


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG THIẾT BỊ QUAN TRẮC CHẤT
LƯỢNG NƯỚC ĐA CHỈ TIÊU TRONG ĐÁNH GIÁ CHẤT
LƯỢNG VÀ XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ
LIỆU QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG NƯỚC
LÊ MINH HẢI

CHUYÊN NGÀNH

: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

MÃ SỐ

: 60440301

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS. TS. LÊ THỊ TRINH
2. PGS. TS. NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THẢO

HÀ NỘI, NĂM 2018


CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THIỆN TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Cán bộ hướng dẫn chính: PGS.TS. Lê Thị Trinh

Cán bộ hướng dẫn phụ: PGS. TS. Nguyễn Thị Phương Thảo

Cán bộ chấm phản biện 1: PGS. TS. Nguyễn Thị Hà

Cán bộ chấm phản biện 2: TS. Vũ Đức Nam

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:
HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Ngày 24 tháng 05 năm 2018.


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan, những nội dung, số liệu, kết quả nghiên cứu được trình bày
trong luận văn là hoàn toàn trung thực của tôi và chưa từng được ai công bố trong
bất kỳ công trình nào khác. Nếu sai, tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước nhà

trường.
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

i


LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, tôi xin tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc nhất đến giáo viên
hướng dẫn PGS.TS. Lê Thị Trinh, giảng viên Khoa Môi trường - Trường Đại học
Tài nguyên và Môi trường Hà Nội và PGS.TS. Nguyễn Thị Phương Thảo, phó viện
trưởng viện Khoa hoc môi trường và Sức khỏe cộng đồng cùng với cán bộ trong cơ
quan đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn tốt
nghiệp. Nhờ sự hướng dẫn tận tình của cô mà tôi có thể hoàn thành tốt luận văn tốt
nghiệp này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Trường Đại học Tài nguyên và Môi
trường Hà Nội, Khoa Môi trường đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt công việc
nghiên cứu khoa học của mình.
Trong quá trình thực hiện luận văn, mặc dù đã cố gắng trong việc thu thập,
tham khảo tài liệu và làm việc thực tế nhưng với thời gian thực hiện luận văn cũng
như kiến thức, kỹ năng của bản thân có hạn nên luận văn không tránh khỏi những
thiếu sót. Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy cô để luận
văn của tôi được hoàn thiện.
Tôi xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 24 tháng 05 năm 2018
HỌC VIÊN

ii


MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... I
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................... II
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT................................................................................... V
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................... VI
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................... VII
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ............................................................ 4
1.1. Tổng quan về đối tượng nghiên cứu ........................................................................ 4
1.1.1. Hiện trạng môi trường nước tại Việt Nam ........................................................... 4
1.1.2. Hiện trạng quan trắc chất lượng môi trường nước tự động ................................. 5
1.2. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về thiết bị quan trắc chất lượng nước .......... 8
1.2.1. Nghiên cứu ngoài nước về thiết bị quan trắc chất lượng nước ............................ 8
1.2.2. Nghiên cứu trong nước về thiết bị quan trắc chất lượng nước .......................... 10
1.3. Giới thiệu về thiết bị quan trắc WA-ME/MTSK................................................... 11
1.3.1. Tính khả thi của thiết bị ...................................................................................... 11
1.3.2. Thiết bị quan trắc WA-ME/MTSK..................................................................... 14
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................... 21
2.1. Đối tượng, phạm vi và thời gian nghiên cứu ......................................................... 21
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu ......................................................................................... 21
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................. 21
2.1.3. Thời gian nghiên cứu .......................................................................................... 21
2.2. Phương pháp nghiên cứu........................................................................................ 21
2.2.1. Phương pháp kế thừa, thu thập tài liệu ............................................................... 21
2.2.2. Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa............................................................. 21
2.2.3. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm ................................................ 22
2.2.4. Phương pháp xử lý số liệu .................................................................................. 25
2.2.5. Phương pháp đánh giá, so sánh........................................................................... 25
2.3. Xây dựng mô hình thực nghiệm trên thiết bị WA-ME/MTSK ............................ 26

iii

2.3.1. Quy trình nghiên cứu .......................................................................................... 26
2.3.2. Lựa chọn vị trí và địa điểm lấy mẫu ................................................................... 27
2.3.3. Xây dựng quy trình phân tích trên thiết bị WA-ME/MTSK.............................. 30
2.3.4. Đánh giá độ chính xác của thiết bị...................................................................... 34
2.3.5. Mô hình quản lý cơ sở dữ liệu ............................................................................ 38
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .............................. 39
3.1. Kết quả phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm .................................................... 39
3.2. Xác định thông số đầu vào cho thiết bị thiết bị WA-ME/MTSK ......................... 41
3.3. Đánh giá độ tin cậy của phép đo trên thiết bị WA-ME/MTSK ............................ 42
3.3.1. Xác định giới hạn phát hiện và khoảng đo của thiết bị ...................................... 42
3.3.2. Xác định độ lặp lại và độ tái lặp của thiết bị ...................................................... 43
3.3.3. So sánh kết quả giữa hai phương pháp phân tích PTN và thiết bị quan trắc..... 48
3.4. Đề xuất mô hình quản lý cơ sở dữ liệu và đánh giá mô hình trên thiết bị WAME/MTSK ..................................................................................................................... 54
3.4.1. Giới thiệu phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu cho thiết bị WA-ME/MTSK ........ 54
3.4.2. Đề xuất mô hình quản lý cơ sở dữ liệu ............................................................... 60
3.4.3. Đánh giá mô hình quản lý cơ sở dữ liệu ............................................................. 62
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 70

PHỤ LỤC ..........................................................................................................

iv


DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Giải thích

AOAC

Association of Official Analytical Chemists

BOD5

Nhu cầu oxy hóa sinh

BTNMT

Bộ Tài nguyên và Môi trường

COD

Nhu cầu oxy hóa học

DO

Hàm lượng oxy trong nước

KHM

Kí hiệu mẫu

KPH

Không phát hiện

KTV

Kỹ thuật viên

IDL

Giới hạn phát hiện của thiết bị

LOQ

Giới hạn định lượng của phương pháp

LVS

Lưu vực sông

PRSDr

Độ lệch chuẩn tương đối của độ tái lặp

PTN

Phòng thí nghiệm

QCVN

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia

RA

Độ chính xác tương đối

RPD

Độ sai khác

RSD

Độ lệch chuẩn tương đối của độ lặp lại

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TSS

Chất rắn lơ lửng

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Danh sách trạm quan trắc nước tự động, liên tục ở Việt Nam ................... 7
Bảng 1.2. Khảo sát sự phụ thuộc giữa TSS và COD trên UV .................................. 15
Bảng 2.1. Các chỉ tiêu và phương pháp phân tích tại phòng thí nghiệm .................. 22
Bảng 2.2. Độ tin cậy của các phương pháp đã được công nhận Vimcerts 099 ........ 23
Bảng 2.3. Lưu ý khi phân tích trong phòng thí nghiệm ............................................ 23
Bảng 2.4. Mô tả vị trí lấy mẫu .................................................................................. 28
Bảng 3.1. Kết quả phân tích trong phòng thí nghiệm ............................................... 39
Bảng 3.2. Kiểm soát chất lượng mẫu phân tích trong PTN viện Khoa học môi
trường và Sức khỏe cộng đồng.................................................................................. 39

Bảng 3.3. Giá trị các thông số đầu vào ..................................................................... 41
Bảng 3.4. Xác định giới hạn phát hiện và giới hạn định lượng ................................ 42
Bảng 3.5a. Kết quả phép đo xác định độ lặp lại và độ tái lặp trên nền nước mặt của
thiết bị quan trắc ........................................................................................................ 44
Bảng 3.5b. Kết quả phép đo xác định độ lặp lại và độ tái lặp trên nền nước thải của
thiết bị quan trắc ........................................................................................................ 45
Bảng 3.6. Kết quả đánh giá của phép đo COD ......................................................... 49
Bảng 3.7. Kết quả đánh giá của phép đo BOD5 ........................................................ 50
Bảng 3.8. Kết quả đánh giá của phép đo TSS ........................................................... 51
Bảng 3.9. Kết quả đánh giá của phép đo DO ........................................................... 52
Bảng 3.10. Kết quả đánh giá của phép đo pH ........................................................... 53
Bảng 3.11. Kết quả khảo sát mẫu nước mặt trên thiết bị quan trắc tự động ............. 63
Bảng 3.12. Kết quả độ sai khác trung bình giờ và trung ..........................................64
Bảng 3.13. Đánh giá hệ thiết bị theo thông tư 24/2017/TT-BTNMT ....................... 65

vi


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Hệ thiết bị quan trắc chất lượng nước đa chỉ tiêu ..................................... 18
Hình 1.2. Thiết bị lấy mẫu tự động ........................................................................... 19
Hình 2.1. Quy trình thực nghiệm .............................................................................. 26
Hình 2.2. Bản đồ các vị trí lấy mẫu nước mặt .......................................................... 29
Hình 2.3. Phần mềm hiển thị kết quả và cài đặt thông số đầu vào ........................... 30
Hình 2.4. Hệ lọc TSS tự động của thiết bị quan trắc ................................................ 34
Hình 3.1a. Đồ thị so sánh độ lặp lại, độ tái lặp với giới hạn AOAC đối với mẫu
nước mặt .................................................................................................................... 46
Hình 3.1b. Đồ thị so sánh độ lặp lại, độ tái lặp với giới hạn AOAC đối với mẫu
nước thải .................................................................................................................... 46
Hình 3.2. Phần mềm quản lý dữ liệu cơ sở ............................................................... 55

Hình 3.3. Cài đặt thông số quan trắc môi trường ...................................................... 56
Hình 3.4. Đăng nhập vào phần mềm quản lý chỉ số môi trường .............................. 57
Hình 3.5. Hệ thống chung của phần mềm quản lý chỉ số môi trường ...................... 57
Hình 3.6. Trung tâm quản lý trạm quan trắc ............................................................. 58
Hình 3.7. Dữ liệu đo chi tiết của một trạm quan trắc ................................................ 59
Hình 3.8. Giao thức truyền nhận tín hiệu .................................................................. 59
Hình 3.9. Sơ đồ mô hình quản lý dữ liệu quan trắc đề xuất...................................... 60

vii


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Tại Việt Nam các trung tâm quan trắc môi trường đã được xây dựng tại tất cả
các tỉnh thành trên toàn quốc và được trang bị các thiết bị cơ bản để thực hiện quan
trắc môi trường đất, nước, không khí. Kết quả quan trắc môi trường cung cấp những
thông tin quan trọng trong đánh giá chất lượng môi trường đồng thời cung cấp dữ
liệu cơ bản để lập các báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia. Tuy nhiên trong hệ
thống quan trắc môi trường, loại hình quan trắc chủ yếu là quan trắc định kỳ, bán tự
động với tần xuất 2 – 6 lần/năm. Số liệu thu thập được không liên tục, chỉ đánh giá
chất lượng môi trường tại thời điểm quan trắc. Đồng thời số điểm quan trắc tự động
chưa đáp ứng được nhu cầu thực tế trong nước. Các trạm quan trắc tự động môi
trường nước thường tập trung chủ yếu ở các khu công nghiệp hoặc nhà máy xả thải
lưu lượng lớn.
Cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ nhiều quốc gia trên thế giới
đã đưa vào sử dụng hệ thống quan trắc môi trường nước tự động nhằm bảo vệ, khai
thác và sử dụng có hiệu quả nguồn tài nguyên nước mặt. Theo Quyết định
16/2007/QĐ-TTG quy hoạch tổng thể mạng lưới quan trắc tài nguyên và môi
trường giai đoạn từ năm 2015 - 2020 đây là cơ sở hoạch định cho việc áp dụng khoa
học công nghệ trong việc theo dõi, giám sát, đánh giá chất lương môi trường, phục

vụ cho công tác quản lý môi trường của doanh nghiệp cũng như cơ quan quản lý
của nhà nước.
Các thông số trong môi trường nước được phân tích đánh giá nhằm đưa ra
các nhận định về hiện trạng và diễn biến của chất lượng nước. Hoạt động quan trắc
môi trường nước ở các nhà máy, các khu công nghiệp, doanh nghiệp chủ yếu là
quan trắc định kỳ (1-3 tháng/lần). Với hoạt động quan trắc định kỳ các dữ liệu quan
trắc không được thường xuyên và liên tục việc quản lý các dữ liệu chưa được tổng
hợp, so sánh và đánh giá khách quan.

1


Mục tiêu quan trọng của việc ứng dụng thiết bị quan trắc tự động trong môi
trường nước là cung cấp những thông tin, dữ liệu về chất lương nước mặt và chất
lượng nước thải làm cơ sở cho việc dự báo, cảnh báo ô nhiễm môi trường. Về quản
lý dữ liệu việc xây dựng hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu cho những thiết bị quan trắc
tự động là cần thiết, từ đó đề ra các chính sách, biện pháp cần thiết cho việc đề
phòng, xử lý ô nhiễm và phục hồi ô nhiễm tài nguyên nước. Do vậy, việc ứng dụng
thiết bị tự động trong mạng lưới quan trắc có ý nghĩa rất lớn đối với mục tiêu phát
triển bền vững. Hiện nay Viện Khoa học môi trường và Sức khỏe cộng động đang
nghiên cứu và phát triển thiết bị quan trắc chất lượng nước đa chỉ tiêu (WAME/MTSK) để góp phần đưa ra cảnh báo về chất lượng môi trường nước, là công
cụ hiệu quả trong công tác bảo vệ môi trường.
Xuất phát từ thực tiễn trên, tôi chọn đề tài “Nghiên cứu ứng dụng thiết bị
quan trắc chất lượng nước đa chỉ tiêu trong đánh giá chất lượng và xây dựng hệ
thống quản lý cơ sở dữ liệu quan trắc môi trường nước” làm đề tài nghiên cứu cho
luận văn cao học ngành Khoa học môi trường của bản thân.
2. Mục tiêu nghiên cứu
+ Nghiên cứu tiếp cận và sử dụng thiết bị quan trắc chất lượng nước đa chỉ
tiêu (Water auto-monitoring equiptment/ MTSK) được chế tạo ở Việt Nam.
+ Đánh giá hiệu quả sử dụng của thiết bị WA-ME/MTSK đối với môi trường

nước mặt và nước thải.
+ Đề xuất mô hình quản lý cơ sở dữ liệu và đánh giá mô hình quản lý cở sở
dữ liệu trên thiết bị WA-ME/MTSK.
3. Nội dung nghiên cứu
3.1. Tổng quan tài liệu về đối tượng nghiên cứu
Thu thập, tổng quan tài liệu về thiết bị quan trắc chất lượng nước đa chỉ tiêu
(WA-ME/MTSK). Giới thiệu, hướng dẫn sử dụng thiết bị trong phân tích mẫu.

2


3.2. Đánh giá hiệu quả sử dụng của thiết bị WA-ME/MTSK trong phòng
thí nghiệm
3.2.1 Tiếp cận phương pháp nghiên cứu
Thiết kế mô hình thí nghiệm trong phòng thí nghiệm.
Lựa chọn, lấy mẫu đại diện để nghiên cứu thử nghiệm.
Phân tích các chỉ tiêu TSS, COD, BOD5, DO, pH, bằng phương pháp phân
tích trong phòng thí nghiệm.
Xác định các thông số đầu vào cài đặt cho thiết bị và vận hành mô hình thí
nghiệm.
3.2.3. Đánh giá độ tin cậy của phương pháp đo trên thiết bị WA-ME/MTSK
Đánh giá giới hạn phát hiện, độ lặp lại, độ tái lặp của thiết bị WA-ME/MTSK
So sánh kết quả phân tích giữa phương pháp phân tích trong PTN và phương
pháp đo trên thiết bị quan trắc, tính toán độ chính xác tương đối (RA) theo thông tư
24/2017/TT-BTNMT.
3.3. Đề xuất mô hình quản lý cơ sở dữ liệu và đánh giá mô hình trên thiết
bị WA-ME/MTSK
Xây dựng mô hình quản lý cơ sở dữ liệu theo các căn cứ pháp lý, khoa học
và thực tiễn.
Ứng dụng, thử nghiệm phần mềm trong quản lý dữ liệu với mô hình thí

nghiệm đã xây dựng.
Đánh giá thiết bị theo yêu cầu của thông tư 24/2017/TT-BTNMT.

3


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về đối tượng nghiên cứu
1.1.1. Hiện trạng môi trường nước tại Việt Nam
Theo báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia giai đoạn 2011-2015 Việt Nam
hiện có 3.450 sông, suối với chiều dài từ 10 km trở lên [1]. Các con sông, suối trải
dài trên cả nước với tổng diện tích trên 1.167 triệu km2. Tổng lượng nước mặt trung
bình năm khoảng 830 tỉ m3 được tập trung chủ yếu trên 8 lưu vực sông (LVS) lớn,
chất lượng nước mặt được đánh giá trên các LVS lớn trải dài từ Bắc vào Nam. Nhìn
chung, chất lượng nước mặt ở thượng nguồn các LVS của Việt Nam còn tương đối
tốt. Tuy nhiên, ô nhiễm và suy thoái chất lượng nước ngày càng nhiều tập trung ở
vùng trung lưu và hạ lưu (đặc biệt là các đoạn chảy qua khu vực đô thị, khu công
nghiệp, làng nghề).
Các hoạt động sản xuất, dịch vụ, sinh hoạt là nguyên nhân chính gây ô nhiễm
môi trường nước. Điển hình là môi trường nước mặt lớn nhất ở 3 LVS Cầu, Nhuệ Đáy và sông Đồng Nai – Sài Gòn [1].
- Lưu vực sông Cầu: Tại vùng trung lưu và hạ lưu đang bị ô nhiễm bởi các
chất gây ô nhiễm hữu cơ, chất rắn lơ lửng (TSS) và dầu mỡ.
- Lưu vực sông Nhuệ - Đáy: Môi trường nước mặt chịu tác động mạnh của
nước thải sinh hoạt và các hoạt động công nghiệp, nông nghiệp trên lưu vực. Nước
sông bị ô nhiễm chủ yếu bởi các chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, mùi, độ màu và vi
khuẩn từ nước thải sinh hoạt.
- Lưu vực sông Đồng Nai – Sài Gòn: Phần hạ lưu đã bị ô nhiễm nghiêm
trọng, trong đó có đoạn đã trở thành sông “chết” chủ yếu là ô nhiễm chất hữu cơ, vi
sinh và một số nơi đã có dấu hiệu ô nhiễm kim loại nặng.
Tình trạng quy hoạch các khu đô thị chưa gắn liền với vấn đề xử lý chất

thải, xử lý nước thải vẫn còn tồn đọng nên tại các thành phố lớn, các khu công
nghiệp, khu đô thị bị ô nhiễm môi trường đang ở mức báo động. Theo ước tính,
trong tổng số 183 khu công nghiệp trong cả nước thì có trên 60% khu công nghiệp

4


chưa có hệ thống xử lý nước thải tập trung. Tại các đô thị, chỉ có khoảng 60% 70% chất thải rắn được thu gom, cơ sở hạ tầng thoát nước và xử lý nước thải nên
chưa thể đáp ứng được các yêu cầu về bảo vệ môi trường. Hầu hết lượng nước thải
bị nhiễm dầu mỡ, hóa chất tẩy rửa, hóa phẩm nhuộm, chưa được xử lý đều đổ thẳng
ra các sông, hồ tự nhiên [1].
Theo thống kê, có 76% số dân đang sinh sống ở nông thôn, là nơi cơ sở hạ
tầng còn lạc hậu, phần lớn các chất thải của con người và gia súc không được xử lý
nên thấm xuống đất hoặc rửa trôi làm cho tình trạng ô nhiễm nguồn nước về mặt
hữu cơ và vi sinh vật ngày càng cao. Bên cạnh đó, việc lạm dụng các chất bảo vệ
thực vật trong sản xuất nông nghiệp dẫn đến các nguồn nước ở sông, hồ, kênh,
mương bị ô nhiễm nghiêm trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường và sức khoẻ
của con người [1].
1.1.2. Hiện trạng quan trắc chất lượng môi trường nước tự động
a) Hiện trạng quan trắc chất lượng môi nước tự động trên thế giới
Hệ thống quan trắc chất lượng nước toàn cầu (GEMS/WATER) được thiết
lập từ năm 1977. Hiện nay đã có trên 120 nước tham gia hoạt động trong hệ thống
này. Trong tổng số 448 trạm quan trắc tự động phục vụ kiểm soát chất lượng nước
toàn cầu có 310 trạm nước sông, 63 trạm hồ và hồ chứa và 85 trạm quan trắc nước
ngầm. Bên cạnh đó, theo thông báo của Chương trình Môi trường khu vực Châu á Thái Bình Dương thì ở hầu hết các nước trong khu vực phần lớn các sông, hồ đều
được lắp đặt các thiết bị quan trắc tự động [2]. Theo số liệu thống kê của Cục Bảo
vệ môi trường Mỹ, hiện trạng hệ thống quan trắc chất lượng môi trường nước tự
động ở một số nước trên thế giới như sau:
- Úc: trong số 903 con sông lớn, nhỏ thì có 466 sông được quan trắc với tổng
số 1539 trạm quan trắc tự động, có 81 trong số 97 hồ được quan trắc tự động.

- Trung Quốc: 6500 sông lớn, nhỏ thì có 1430 sông được quan trắc với tổng
số 3015 trạm, 2300 hồ có 64 hồ được quan trắc.

5


- Inđônêsia: tổng số hơn 300 sông thì có 129 sông được quan trắc chất lượng
nước, 11 hồ và 8 bể nước ngầm được quan trắc, 84 trạm kiểm soát nước thành phố
và khu công nghiệp.
- Ấn Độ: 124 sông được quan trắc chất lượng nước sông với tổng số 274 trạm.
- Hàn Quốc: có 1.348 trạm quan trắc chất lượng nước, quan trắc thường
xuyên 32 thông số chất lượng nước chủ yếu.
- Nhật Bản: 74 sông được quan trắc với tổng số 8000 trạm quan trắc.
- Thái Lan: 40 trong số 92 sông được quan trắc với tổng số 234 trạm.
- Singapo: 61 sông thì 58 sông và 14/14 hồ được quan trắc.
Thông số quan trắc chất lượng nước tự động được đo đạc phổ biến nhất là:
nhiệt độ, pH, độ dẫn điện, độ đục, chất rắn lơ lửng, chất rắn hoà tan, DO, COD. Đối
với các nước đang phát triển những khó khăn trong quan trắc môi trường tập trung ở
các vấn đề sau:
- Nhiều chương trình quan trắc mang nặng tính mô tả dữ liệu, nhưng lại
không gắn với quá trình ra quyết định.
- Thiếu các kỹ thuật viên lành nghề và do công nghệ, thiết bị quan trắc thay
đổi rất nhanh. Quá trình đào tạo rất mất thời gian và tốn kém.
- Một số nước thiếu rất nhiều tiêu chuẩn quốc gia về môi trường. Các chương
trình quan trắc thiếu các chương trình bảo đảm và kiểm soát chất lượng. Việc đo
đạc, xử lý, lưu trữ số liệu chưa được tự động hóa.
Như vậy, có thể nói rằng trong điều kiện kinh tế hiện nay, nước ta hoàn toàn
có thể học tập và áp dụng mô hình quan trắc tự động nước sông của các nước. Các
kết quả quan trắc tự động này vẫn đảm bảo cung cấp các số liệu đo của một số
thông số cơ bản một cách liên tục 24/24 giờ và tức thời phục vụ sơ bộ đánh giá hiện

trạng chất lượng nước tại các sông và phục vụ mục đích phát hiện, cảnh báo sớm
khi có các vấn đề môi trường xuất hiện. Trong khi đó, kinh phí đầu tư ban đầu cũng
như các chi phí vận hành, duy tu, bảo dưỡng lại không quá đắt đỏ và tốn kém như
các loại hình quan trắc hiện đại khác (tele-monitoring, remote sensing…)

6


b) Mạng lưới quan trắc tự động môi trường nước ở Việt Nam
Thực hiện Luật Bảo vệ môi trường năm 1993 đã xây dựng và đưa vào hoạt
động mạng lưới trạm quan trắc môi trường quốc gia. Tính đến năm 2002, mạng lưới
đã có 21 trạm được thành lập, tiến hành quan trắc các thành phần môi trường như:
nước mặt lục địa, nước dưới đất, nước mưa, nước biển, phóng xạ, không khí xung
quanh và tiếng ồn, môi trường lao động, y tế và công nghiệp,... tại hàng nghìn điểm
quan trắc trên toàn quốc với tần suất khoảng từ 2 đến 6 lần/năm [1].
Sau khi Bộ Tài nguyên và Môi trường được thành lập năm 2002, chính phủ
ký ban hành Quyết định số 16/2007/QĐ-TTG ngày 29 tháng 01 năm 2007 về việc
phê duyệt “Quy hoạch tổng thể mạng lưới quan trắc tài nguyên và môi trường quốc
gia đến năm 2020”. Căn cứ theo quyết định này, mạng lưới quan trắc môi trường
quốc gia được chia thành hai mạng lưới: Mạng lưới quan trắc môi trường nền và
mạng lưới quan trắc môi trường tác động.
Theo thống kê của bộ tài nguyên và môi trường, trên cả nước hiện có khoảng
gần 7.500 trạm, điểm quan trắc thuộc quản lý của 10 Bộ và 46 tỉnh/thành phố, chưa
kể còn có các trạm quan trắc do các tổ chức, doanh nghiệp tự xây dựng và quản lý
phục vụ báo cáo các số liệu liên quan đến môi trường trong quá trình kinh doanh,
sản xuất [2]. Theo số liệu thống kê cho thấy các trạm, điểm quan trắc trên chủ yếu
là các trạm quan trắc về thủy văn (đo mực nước, lưu lượng, độ sâu). Số lượng các
trạm quan trắc về chất lượng nước mặt của các con sông còn đang rất ít so với số
lượng các con sông cũng như nguồn nước mặt. Hiện nay, trong cả nước có 15 trạm
tự động quan trắc môi trường nước mặt đang hoạt động cũng như đang trong quá

trình xây dựng được thể hiện qua bảng 1.1
Bảng 1.1. Danh sách trạm quan trắc nước tự động, liên tục ở Việt Nam
TT Tên trạm

1

Trạm bơm
Phụng Châu

Chỉ tiêu
Nhân

Hòa,

pH, Nhiệt độ, DO, độ
đục, Nitrat, độ dẫn EC,
TSS. Mực nước

7

Năm
lắp đặt

2015

Hãng cung
cấp
Hach – Mỹ,
HORIBA
U-50 – Nhật

Bản


2

- Trạm quan trắc nước sông
tự động, liên tục quốc gia
tại Phủ Lý (trên sông
Nhuệ);
- Trạm quan trắc nước sông
pH, nhiệt độ, TDS/EC,
xuyên biên giới (đầu nguồn
DO, Độ đục
sông Hồng tại Lào Cai);
- Trạm quan trắc nước sông
xuyên biên giới (đầu nguồn
sông Mê Kông tại An
Giang).

3

Thành phố Thái Nguyên

pH, nhiệt độ, DO, độ
đục, nitrat (NO3-), độ
dẫn điện (EC), TSS.

2014

4

Thành phố Huế : trạm được pH, nhiệt độ, DO, độ
đặt trên bờ sông Hương, đục, nitrat (NO3-), độ
thuộc phường Phú Hậu.
dẫn điện (EC), TSS.

2014

Các KCN, CCNDương
Tỉnh Bắc Ninh
Hải Phòng
Quảng Ninh
Vĩnh phúc
Hải Dương
Nghệ An

2014
đến
2016

5

2015

Hach – Mỹ,
HORIBA
U-50 – Nhật
Bản

Hach – Mỹ,

HORIBA
U-50 – Nhật
Bản
Hach – Mỹ,
HORIBA
U-50 – Nhật
Bản

Bình
pH, nhiệt độ, DO, độ
đục, nitrat (NO3-), độ
dẫn điện (EC), TSS

Hach – Mỹ,
HORIBA
U-50 – Nhật
Bản

1.2. Các nghiên cứu trong và ngoài nước về thiết bị quan trắc chất lượng nước
1.2.1. Nghiên cứu ngoài nước về thiết bị quan trắc chất lượng nước
Ở các nước phát triển trên thể giới và trong khu vực. Các trạm quan
trắc tự động là công cụ kỹ thuật quan trọng cho việc kiểm tra, giám sát chất
lượng nước. Một số mô hình mạng lưới quan trắc tự động điển hình có thể áp
dụng ở Việt Nam như:

8


Tại Hàn Quốc: Thiết lập và duy trì vận hành mạng lưới quan trắc nước từ xa
(tele-monitoring). Các trạm quan trắc từ xa này có thể đo nhanh một số thông số vật

lý thông thường và khả năng phân tích nhanh, liên tục và tức thời các thông số hóa
học. Kết quả quan trắc và phân tích từ các trạm được truyền về trung tâm điều hành
tại Seoul đồng thời có hệ thống cảnh báo khi có các giá trị vượt ngưỡng tiêu chuẩn
cho phép. Hệ thống lấy mẫu tự động sẽ tự động lấy mẫu và bảo quan khi giá trị vượt
tiêu chuẩn [2].
Tại Malaysia và Thái Lan: Mạng lưới trạm quan trắc nước tự động được
thiết lập vẫn đảm bảo tính đồng bộ, hiện đại nhưng khá đơn giản. Nguyên tắc hoạt
động của các trạm này là sử dụng hệ thống đo nước tự động cho 06 thông số vật lý
(nhiệt độ, độ dẫn, độ muối, pH, DO, TDS) bằng đầu đo đa chỉ tiêu cho hệ thống các
sông chính. Các thông số cần quan trắc khác sẽ được lấy mẫu và đem về phòng thí
nghiệm để phân tích theo phương pháp bán tự động. Kết quả quan trắc được tự
động truyền vào datalogger và được chuyển tự động về trung tâm điều hành và kèm
theo hệ thống cảnh báo ngay khi có các giá trị đo vượt ngưỡng tiêu chuẩn cho phép.
Hệ thống không có bộ lấy mẫu tự động [2].
Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu, áp dụng phương pháp đo
quang phân tử UV để xác định COD. Đây là cơ sở để xây dựng hệ đo quang đưa ra
kết quả nhanh và chính xác. Phương pháp đo quang UV không những chỉ áp dụng
để xác định COD mà còn các chỉ tiêu khác như NO3-, độ màu, NO2-, clo dư ... Các
hệ thiết bị quan trắc tự động sử dụng đầu sensor để xác định các thông số đo nhanh
(pH, nhiệt độ, độ đục, TSS, độ dẫn...) và hệ đo quang để xác định các thông số đặc
trương của nước. Các công trình nghiên cứu được công bố cụ thể như sau:
Guoqing Wu, Weihong Bi, Jiaming Lu and Guangwei Fu tại trường đại học
Yashan (Trung Quốc) trong nghiên cứu của mình đã thử nghiệm đo ở các bước
sóng UV với dung dịch kali hydro phthalate ở các nồng độ: 5 mg/L, 10 mg/L, 20
mg/L, 30 mg/L, 40mg/L, 50mg/L, 60mg/L, 80 mg/L, 100mg/L, 120mg/l, 140 mg/L,
160 mg/, 180mg/L, 200mg/l, 220 mg/l, 240 mg/L, 260 mg/L, 280 mg/L và 300
mg/L. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng ở bước sóng 254 nm thì độ hấp thụ quang là lớn

9

nhất. Các tác giả cũng đã tìm ra mối quan hệ tỷ lệ thuận giữa độ hấp thụ quang và
nồng độ của dung dịch kali hydro phthalate khi đo ở bước sóng 254 nm.
Chen Wenchun (1998) [3] đã đo độ hấp thụ quang của nước thải dệt nhuộm
ở bước sóng 254 nm và 265. Sau đó trừ độ hấp thụ quang đo ở bước sóng 254 nm
cho độ hấp thụ quang đo ở bước sóng 264 nm để loại bỏ ảnh hưởng của các rắn lơ
lửng trong nước. Các tác giả đã tìm ra mối quan hệ tỷ lệ thuận giữa các hiệu số này
và nồng độ COD trong nước thải được phân tích bằng phương pháp dicromat.
Ayrton F. Martins và cộng sự [4] đã xác định COD ở nhiều khoảng nồng độ
khác nhau trong nước thải bệnh viện Santa Maria (HUSM) ở bước sóng 285-295
nm cho thấy sự tương quan rõ rệt của hai đại lượng COD và độ hấp thụ quang. Tác
giả đã tìm được mối quan hệ tỷ lệ thuận giữa độ hấp thụ quang và nồng độ COD có
trong nước thải bệnh viện Santa Maria.
1.2.2. Nghiên cứu trong nước về thiết bị quan trắc chất lượng nước
Như đã nói ở trên, ở Việt Nam mới chỉ có một số công ty nước ngoài mua
thiết bị đo nhanh của nước ngoài sản xuất để sử dụng. Tuy nhiên, các thiết bị này khá
đắt so với khả năng kinh tế của các doanh nghiệp Việt Nam. Chính vì thế, Viện Công
nghệ môi trường đã đề xuất đề tài [5]: “Nghiên cứu chế tạo thử nghiệm thiết bị đo
COD nhanh phục vụ kiểm soát ô nhiễm môi trường”.
Bước đầu, nhóm đề tài đã nghiên cứu, thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh hệ bo
mạch điện tử cho thiết bị UV - COD đơn giản, không cài đặt hệ số K. Sau đó, đã tiếp
tục cài đặt hệ số K và thiết kế chế tạo thử nghiệm một hệ đo UV - COD có thể đo, ghi
số liệu tự động (theo chương trình) và có thể giao tiếp online với máy tính. Đây là
những cơ sở đầu tiên để hình thành lên hệ thiết bị quan trắc chất lượng nước đa chỉ
tiêu hiện tại với các công trình nghiên cứu:
+ Hoàng Việt Hưng và nnk (2015) [6], Nghiên cứu phổ hấp thụ của một số
hợp chất hữu cơ trong nước thải nhuộm và ảnh hưởng của một số ion nhằm xác
định COD bằng quang phổ hấp thụ tử ngoại UV 254 nm, Tạp chí Khoa học và Công
nghệ Việt Nam, tập 1, số 4, tháng 4 năm 2015. Trong đề tài tác giả đã khảo sát dải
ánh sáng đối với độ hấp thụ quang của thuốc dệt nhuộm và kết luận tại bước sóng

10


254nm là phù hợp nhất. Tác giá cũng khảo sát các nồng độ thuốc nhuộm khác nhau
và thấy được sự tương quan giữa mật độ quang và nồng độ thuốc nhuộm.
+ Nguyễn Thị Phương Thảo, Nguyễn Quang Trung, Vũ Thị Ngân Huyền
(2014) [7], Nghiên cứu thiết kế phần mềm bo mạch điện tử đo nhận COD bằng
phương pháp phổ hấp thụ UV. Trong đề tài tác giả đã thiết kế được: Một nguồn đèn
(Flash lamp) phát ra chùm ánh sáng cực tím UV. Một cảm biến quang học (Photo
diot) sẽ đọc độ hấp thụ chùm tia này. Bước sóng (λ) = 2,54 nm là tia UV sẽ được
hấp thụ từ các chất hữu cơ. Từ độ hấp thụ quang này sẽ cho kết quả độ hấp thụ các
chất hữu cơ của nước và tính ra hệ số K. Nhóm nghiên cứu đã chế tạo thành công
thiết bị đo nhanh COD đơn giản và thử nghiệm trên lên mẫu nước thải của 2 công
ty, sau đó đánh giá độ chính xác của thiết bị với kết quả phân tích trong PTN.
1.3. Giới thiệu về thiết bị quan trắc WA-ME/MTSK
1.3.1. Tính khả thi của thiết bị
a) Căn cứ pháp lí
Căn cứ pháp lí của thiết bị quan trắc tự động dựa theo các quy định sau:
+ Quyết định số 16/2007/QĐ-TTG ngày 29 tháng 01 năm 2007 của Thủ
tướng Chính phủ về việc phê duyệt “Quy hoạch tổng thể mạng lưới quan trắc tài
nguyên và môi trường quốc gia đến năm 2020”.
+ Thông tư 08/2009/TT-BTNMT ngày 15 tháng 07 năm 2009 của bộ Tài
nguyên và môi trường về việc phê duyệt “các hệ thống xử lý nước thải tập trung
phải lắp đặt trạm quan trắc chất lượng nước tự động, liên tục và online các thông số
môi trường: Nhiệt độ, pH, COD, BOD5,TSS và lưu lượng, đồng thời một số thông
số đặc trưng khác trong nước thải theo yêu cầu nêu trong Quyết định phê duyệt báo
cáo đánh giá tác động môi trường phải được quan trắc liên tục cập nhật, truyền tín
hiệu online về Ban quản lý và Sở TNMT tỉnh.
+ Nghị định số 38/2015/NĐ-CP ngày 24 tháng 4 năm 2015 của chính phủ
quy định về đối tượng phải lắp đặt hệ thống quan trắc tự động [8].

11


- Các khu công nghiệp phải lắp đặt hệ thống quan trắc nước thải tự động liên
tục, truyền số liệu trực tiếp cho Sở Tài nguyên và Môi trường địa phương.
- Các cơ sở sản xuất, kinh doanh, dịch vụ nằm ngoài khu công nghiệp có quy
mô xả nước thải từ 1.000 m3/ngày đêm trở lên phải lắp đặt hệ thống quan trắc nước
thải tự động liên tục và truyền số liệu trực tiếp cho Sở Tài nguyên và Môi trường
địa phương.
- Khuyến khích các cơ sở sản xuất, kinh doanh dịch vụ nằm ngoài khu công
nghiệp có quy mô xả thải dưới 1.000 m3/ngày đêm và có nguy cơ tác hại đến môi
trường lắp đặt thiết bị quan trắc nước thải tự động liên tục.
+ Thông tư 31/2016/TT-BTNMT ngày 14 tháng 10 năm 2016 của bộ Tài
nguyên và môi trường quy định về “Bảo vệ môi trường cụm công nghiệp, khu kinh
doanh, dịch vụ tập trung, làng nghề và cơ sở sản xuất, kinh doanh, dịch vụ” [9].
- Thông tư yêu cầu quan trắc tự động và liên tục đối với hệ thống thu gom,
xử lý nước thải tập trung có lưu lượng xả thải lớn hơn 1000 m3/ngày đêm.
- Thông tư 31 quy định việc quan trắc nước thải tự động phải bao gồm các
thông số như sau: lưu lượng nước thải đầu vào và đầu ra, pH, nhiệt độ, COD, Tss và
các thông số đặc trưng cho từng loài hình sản xuất. Thiết bị quan trắc tự động phải
có hệ thống lấy mẫu tự động được niêm phong và có camera giám sát dưới sự quản
lý của sở tài nguyên và môi trường tỉnh.
+ Thông tư 24/2017/TT-BTNMT của bộ Tài nguyên và môi trường ngày 01
tháng 09 năm 2017 “Quy định về kỹ thuật quan trắc môi trường” tại chương IV và
chương V thông tư quy định về các yêu cầu cơ bản và đặc tính kỹ thuật của hệ
thống quan trắc nước thải và khí thải tự động, liên tục [10].
b) Nhu cầu quan trắc môi trường nước tự động, liên tục
Tất cả các thiết bị quan trắc tự động, liên tục và truyền tín hiệu không dây là
sản phẩm KHCN cao, tiên tiến, đồng bộ của nhiều lĩnh vực khoa học, công nghệ tiên

tiến, tự động hóa, truyền thông tin kết hợp với khoa học kĩ thuật cơ bản của ngành
hóa học, toán học và môi trường v.v. Tuy nhiên, đội ngũ cán bộ lắp ráp được đào tạo

12


sơ sài, chưa được sử dụng nhiều nên việc hướng dẫn và đào tạo chưa đạt yêu cầu, sau
khi bán máy, các cán bộ này không có đủ khả năng sửa chữa, can thiệp vào hệ thiết
bị. Cán bộ sử dụng, vận hành thiết bị chưa đủ năng lực để tiếp quản và vận hành hệ
thiết bị, Không được đào tạo, giải thích cặn kẽ nên dễ xảy ra sự cố, không khắc phục
được, hoặc không khắc phục được ngay, dẫn đến quá thời gian bảo hành (12 tháng).
Không có thiết bị thay thế trong nước, phải mua của nước ngoài, phụ thuộc thời gian,
giá cả và kĩ thuật nước ngoài.
Ở Việt Nam hiện nay chưa có cơ sở nào sản xuất, chế tạo thiết bị quan trắc
môi trường nước tự động ngoài thiết bị quan trắc chất lượng nước đa chỉ tiêu của
Viện Khoa học Môi trường và Sức khỏe Cộng đồng. Với giá thành rẻ hơn các thiết
bị nhập khẩu từ nước ngoài nhưng vẫn đảm bảo tính ổn và độ chính xác cao, khả
năng tích hợp nhiều thông số đại diện cho môi trường nước. Quá trình lắp đăt, vận
hành, bảo trì và bảo dưỡng sẽ thuận lợi hơn so với thiết bị nước ngoài việc đào tạo,
chuyển giao công nghệ được thực hiện dễ dàng. Các thông số cơ bản thiết bị đo
được như: COD, BOD5, TSS, DO, pH, nhiệt độ, lưu lượng đáp ứng được mục tiêu giá
thành rẻ nhưng vẫn đảm báo chất lượng.
c) Tính khả thi của đề tài
Hệ thiết bị quan trắc tự động được sản xuất tại Việt Nam sẽ thực hiện được:
Nhu cầu sử dụng thiết bị quan trắc tự động của các đơn vị sản xuất công
nghiệp có lưu lượng xả thải lớn hơn 1000 m3/ ngày đêm, mở rộng mạng lưới quan
trắc chất lượng môi trường nước mặt. Trở thành công cụ quan trọng trong kiểm soát
theo dõi diễn biến môi trường nước cho cơ quan quản lý môi trường.
Khi thiết bị đi vào hoạt động đảm bảo đồng thời chất lượng và giá thành của
thiết bị. Việc lắp đặt, duy trì hoạt động bảo trì, bảo dưỡng được thực hiện dễ ràng.

Luận văn thực hiện đánh giá độ chính xác, tính ổn định và phần mềm quản lý
cơ sở dữ liệu của thiết bị. So sánh kết quả đo được của thiết bị với kết quả phân tích
trong phòng thí nghiệm. Từ đó nhận xét hiệu quả sử dụng của thiết bị theo quy định
của nhà nước.
13


1.3.2. Thiết bị quan trắc WA-ME/MTSK
a) Xuất xứ của thiết bị
Thiết bị được nghiên cứu bắt đầu từ năm 2014 với sự liên kết, hợp tác với
viện Công nghệ môi trường xuất phát từ đề tài “Nghiên cứu chế tạo thử nghiệm thiết
bị đo COD nhanh phục vụ kiểm soát ô nhiễm môi trường công nghiệp” [5]. Đề tài
xây dựng nhằm mục đích sử dụng để đo hàm lượng COD, TSS có trong bể nước thải
sau xử lý để cảnh báo người vận hành khi vượt giới hạn cho phép đo hoặc phục vụ
quan trắc môi trường nước mặt. Bước đầu, nhóm đề tài đã nghiên cứu, thiết kế và chế
tạo hoàn chỉnh hệ bo mạch điện tử cho thiết bị UV-COD đơn giản, không cài đặt hệ
số K. Sau đó, đã tiếp tục cài đặt hệ số K và thiết kế chế tạo thử nghiệm một hệ đo
UV-COD có thể đo, ghi số liệu tự động (theo chương trình) và có thể giao tiếp
online với máy tính.
Sau khi chế tạo thành công thiết bị UV-COD, nhóm nghiên cứu đã tiến hành
áp dụng thử nghiệm phân tích mẫu chuẩn và mẫu thực tế trong phòng thí nghiệm
nhằm so sánh, đánh giá kết quả đo COD của mẫu chuẩn và mẫu nước thải bằng
phương pháp đo quang phổ hấp thụ nguyên tử UV với phương pháp chuẩn COD Kalibicormat. Đồng thời so sánh, đánh giá độ chính xác, độ lặp lại, độ ổn định với
thiết bị của Mỹ. Cuối cùng là ứng dụng thử nghiệm thiết bị UV-COD trong nước
thải tại 01 nhà máy nhằm đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật của thiết bị đo UVCOD này trước khi đưa vào sử dụng tại các nhà máy ở Việt Nam.
Trải qua quá trình phát triển đến này thiết bị phát triển thành hệ quan trắc nước
tự động với các thông số cơ bản như: COD, BOD5, TSS, DO, pH, nhiệt độ, lưu
lượng đáp ứng theo đúng yêu cầu của Thông tư 24/2017/TT-BTNMT: Quy định về
kỹ thuật quan trắc môi trường [10].
b) Nguyên lý hoạt động của thiết bị

 Xác định COD

14


Cơ sở đề xác định COD và TSS theo phương pháp đo quang UV đã được
chương minh tại đề tài cấp Viện Hàn Lâm khoa học Việt Nam: ”Nghiên cứu khả
năng chế tạo dụng cụ xác định nhanh COD bằng phát quang hóa học hệ
KMnO4/Mn2+” [11] bao gồm các việc sau:
+ Khảo sát ảnh hưởng của các anion vô cơ NO2-, NO3-, NH4+, SO42- đến việc
xác định hàm lượng UV-COD trong mẫu nước. Ở bước sóng λ=254nm, các anion
NO2-, NO3-, NH+4, SO42- không có phổ hấp thụ nên không ảnh hưởng đến việc xác
định UV - COD.
+ Độ hấp thụ quang của mẫu (Abs, A) tại bước sóng 245 nm bị ảnh hưởng
bởi hàm lượng chất rắn lơ lửng (TSS) và hàm lượng COD trong mẫu. Ảnh hưởng
của hàm lượng TSS là ảnh hưởng dương, khiến cho độ hấp thụ quang (Abs, A)
trong vùng phổ UV tăng khi nồng độ TSS tăng. Để chứng minh tính cộng quang của
hai yếu tố COD và TSS. Tiến hành sơ đồ thí nghiệm như sau: tính với hàm lượng
của các dãy mẫu có COD là: 0, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450 và
500mg/L và lần lượt tạo các mẫu có TSS là 0, 50, 100, 150, 200, 250 và 300 mg/L
các thí nghiệm được thực hiện theo phương pháp biến thiên một ẩn số.
Bảng 1.2. Khảo sát sự phụ thuộc giữa TSS và COD trên UV
Nguồn: Nguyễn Quang Trung (2009) [11]
Tỉ lệ giữa
UV-COD
/TSS
0
0.0004
0.0643
50

0.0685
1.37
11.014
0.220
100
0.1272
1.27
20.453
0.204
150
0.2027
1.35
32.594
0.217
200
0.2736
1.37
42.248
0.211
250
0.3565
1.43
57.325
0.229
300
0.4212
1.40
67.392
0.225
-6

Giá trị trung bình
1.365x 10
0.217
-6
Trong đó : k x10 là tỉ lệ giữa Abs/TSS, K1= 160 mg/L là hệ số chuyển đổi

Hàm lượng
TT
TSS (mg/L)
1
2
3
4
5
6
7

Độ hấp thụ
quang A

Tỉ lệ giữa AbsUV-COD
-6
A/TSS ( k. 10 ) tương đương

nồng độ COD đối với dung dịch chuẩn Kaliphtalat cài đặt sẵn trên thiết bị.

15