Nghiên cứu, thiết kế hệ thống quan trắc chất lượng không khí sử dụng vi điều khiển và mạng gsm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

QUÁCH CÔNG MINH

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG QUAN TRẮC CHẤT LƯỢNG
KHƠNG KHÍ SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN VÀ MẠNG GSM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

Hà Nội - Năm 2018


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

QUÁCH CÔNG MINH

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ HỆ THỐNG QUAN TRẮC CHẤT LƯỢNG
KHƠNG KHÍ SỬ DỤNG VI ĐIỀU KHIỂN VÀ MẠNG GSM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS. ĐỖ MẠNH CƯỜNG

Hà Nội - Năm 2018

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan bản luận văn tốt nghiệp: “Nghiên cứu thiết kế hệ thống
quan trắc chất lượng khơng khí sử dụng vi điều khiển và mạng GSM” do tôi tự
thiết kế dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS. ĐỖ MẠNH CƯỜNG. Trong quá trình
thiết kế luận văn, tôi chỉ sử dụng những tài liệu đã được liệt kê trong phần tài liệu tham
khảo. Nếu phát hiện có sử dụng các nguồn tài liệu khác tơi xin hồn tồn chịu trách
nhiệm.

HỌC VIÊN

Qch Cơng Minh


MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÔI TRUỜNG .......................................................... 1
1.1 Hiện trạng ô nhiễm môi trường ............................................................................ 1
1.1.1 Mơi Trường ..................................................................................................... 1
1.1.2 Ơ nhiễm mơi trường ........................................................................................ 1
1.1.3 Nguồn ô nhiễm môi trường ............................................................................. 1
1.2 Ảnh hưởng của khí thải đến con người và thiên nhiên ........................................ 2
1.2.1 Các bon ơxít CO ............................................................................................. 2
1.2.2 Các bon đioxit C02 .......................................................................................... 2
1.2.3 Hyddro Các bon CH4....................................................................................... 2
1.2.4 Ni tơ oxit NO ................................................................................................... 2
1.2.5 Hydro Sun Phua H2S ....................................................................................... 2

1.3 Tình hình nghiên cứu, phát triển ứng dụng hệ thống giám sát chất lượng khơng
khí… ............................................................................................................................ 3
1.3.2.Giám sát nguồn thải......................................................................................... 3
1.3.3 Giám sát chất lượng môi trường .................................................................... 3
1.3.4 Giám sát chất lượng khơng khí ...................................................................... 4
1.3.5 Giám sát chất lượng nước ............................................................................... 6
1.4 Thực trạng hoạt động quan trắc mơi trường khơng khí ......................................... 7
CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT THÀNH PHẦN KHÍ ĐỘC HẠI
TRONG KHƠNG KHÍ .............................................................................................. 10
2.1. Mục tiêu giám sát................................................................................................ 10
2.2. Nguyên tắc thiết lập hệ thống trạm nền ơ nhiễm khơng khí ............................... 13
2.3. Các yếu tố khí tượng và giám sát chất lượng khơng khí .................................... 14
2.4. Độ cao đo đạc các chất ơ nhiễm ......................................................................... 15
2.5 Kỹ thuật và thiết bị lấy mẫu ................................................................................. 16
2.5.2. Các nguyên tắc chung cho tính năng thiết bị lấy mẫu ................................. 17
2.5.3. Thiết bị lấy mẫu............................................................................................ 17
2.6 Thiết bị sử dụng trong giám sát môi trường không khí hiện nay....................... 19
2.6.1 Thiết bị xách tay ............................................................................................ 19
2.6.2. Thiết bị lắp đặt cố định................................................................................. 20
CHƯƠNG III: XÂY DỰNG HỆ THỐNG THIẾT BỊ ĐO CÁC KHÍ CO2, SO2 VÀ
BỤI PM10 ................................................................................................................... 26
3.1 Các thành phần hệ thống thiết bị ......................................................................... 26


3.2. Lựa chọn các thành phần trong hệ thống ............................................................ 28
3.2.1. Lựa chọn cảm biến đo khí ............................................................................ 28
3.2.2. Nguyên lý hoạt động và tính tốn của các cảm biến khí.............................. 30
3.2.3. Lựa chọn cảm biến đo bụi ............................................................................ 34
3.2.4. Nguyên lý hoạt động cùa cảm biến bụi ........................................................ 35
3. 2.5. Lựa chọn modul truyền thông ..................................................................... 35

3.2.6 Lựa chọn vi điều khiển .................................................................................. 37
3.3 Lựa chọn truyền thông ......................................................................................... 38
3.3.1 Giao thức truyền thông UART ...................................................................... 38
3.3.2 Chuẩn truyền thông SPI ................................................................................ 40
3.4 Lựa chọn nguồn cấp cho hệ thống ....................................................................... 43
CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ VÀ LẬP TRÌNH HỆ THỐNG ....................................... 46
4.1 Cấu hình chi tiết hệ thống và thiết kế phần cứng ................................................ 46
4.1.1 Thiết kê module chuvến đồi nguồn cho tủ đo ............................................... 46
4.1.2 Thiết kế mạch kết nổi trung gian................................................................... 48
4.2. Thiết kế tủ, kết nối các modul trong tú ............................................................... 48
4.3. Xây dựng cấu trúc bản tin ................................................................................... 49
4.4. Lập trình tủ đo .................................................................................................... 53
4.5. Lập trình giao diện .............................................................................................. 58
4.5.1. Giao diện HMI trên máy tỉnh trung tâm....................................................... 58
4.5.2. Xây dựng chương trình cho dao diện ........................................................... 61
4.6. Tính tốn nguồn cấp bằng năng lượng mặt trời.................................................. 64
4.7. Hoàn thiện sản phẩm .......................................................................................... 66
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................................... 69
1. Kết Luận ................................................................................................................ 69
2. Kiến Nghị............................................................................................................... 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................................. 71
PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 72


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2. 1 Thông số kỹ thuật của AQM65 (đo khí) ...................................................... 23
Bảng 2. 2 Thơng số kỹ thuật của AQM65 (đo bụi) ...................................................... 23
Bảng 2. 3 Thông số kỹ thuật của 7310AQM ................................................................ 24
Bảng 2. 4 Các thông số kỹ thuật của SLI ...................................................................... 25
Bảng 3. 1 Thơng số kỹ thuật của cảm biến khí CO-B4 ................................................ 28

Bảng 3. 2 Thông số kỹ thuật của cảm biến khí NO2-B4 .............................................. 29
Bảng 3. 3 Thơng số kỹ thuật của cảm biến khí SO2-B4 ............................................... 30
Bảng 3. 4 Giá trị các thông số mạch ISB và cảm biến CO, SO2, NO2 ........................ 33
Bảng 3. 5 Một số lệnh giao tiếp modul sim900 với vi xử lý ........................................ 37
Bảng 3. 6 Một số thông số kỹ thuật của kit ardruino mega 2560 ................................. 38
Bảng 3. 7 Bản tin UART chế độ 8bit ............................................................................ 39
Bảng 3. 8 Các mode SPI ............................................................................................... 41
Bảng 3. 9 Một số lệnh ghi giao tiếp OPC-N2 ............................................................... 43
Bảng 3. 10 Một số lệnh đọc giao tiếp cới OPC-N2 ...................................................... 43
Bảng 4. 1 Cấu trúc bản tin từ tủ điều khiên bên ngoài gửi tới PC ................................ 52
Bảng 4. 2 Bảng công suất nguồn thiết bị sử dựng ........................................................ 64


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Ngun lý đo hấp thụ sóng beta ....................................................................... 9
Hình 1.2 Ngun lý đo tán xạ ánh sáng .......................................................................... 9
Hình 2. 1 Sơ đồ giới thiệu các bước thiết kế chương trình giám sát mơi trường.......... 11
Hình 2. 2 Sơ đồ giới thiệu đường đi của thông tin cho một hệ thống giám sát môi
trường ............................................................................................................................ 12
Hình 2. 3 Sơ đồ giới thiệu các hoạt động của vịng giám sát và đánh giá chất lượng
mơi trường ..................................................................................................................... 13
Hình 2. 4 Mơ hình 1 truyển nhận và lưu trữ số liệu ...................................................... 21
Hình 2. 5 Sơ đồ các hợp phần của trạm ........................................................................ 21
Hình 2. 6 Trạm quan trắc, giám sát khơng khí AQM65 .............................................. 22
Hình 2. 7 Thiết bị giám sát chất lượng không khỉ từ xa ............................................... 24
Hình 3. 1 Cấu hình dự kiến của hệ thống...................................................................... 26
Hình 3. 2 Cảm biến khí CO-B4..................................................................................... 28
Hình 3. 3 Cảm biến khí NO2-B4 .................................................................................. 29
Hình 3. 4 Cảm biến khí SO2-B4 ................................................................................... 29
Hình 3. 5 Cấu trúc của cảm biến ................................................................................... 30

Hình 3. 6 Cổng kết nối mạch IBS ................................................................................. 32
Hình 3. 7 Cảm biến đo mật độ hạt bụi OPC-N2 ........................................................... 34
Hình 3. 8 Nguyên lý làm việc của OPC-N2 .................................................................. 35
Hình 3. 9 Module SIM900 Quad-band GSM/GPRS .................................................... 36
Hình 3. 10 Module USB to com PL2303 ...................................................................... 37
Hình 3. 11 Arduino Mega 2560 .................................................................................... 38
Hình 3. 12 Sơ đồ khối thu gọn về UART trên kid arduino Mega2560 ......................... 40
Hình 3. 13 Giao diện SPI .............................................................................................. 41
Hình 3. 14 Truyền dữ liệu SPI ...................................................................................... 42
Hình 3. 15 Sơ đồ chuyển đổi dịng điện xoay chiều thành một chiều cung cấp cho tủ
trung tâm ....................................................................................................................... 45
Hình 3. 16 Sơ đồ chuyển đổi dịng điện một chiều từ acquy nạp bằng năng lượng mặt
trời thành một chiều cung cấp cho tủ đo ngồi trời ...................................................... 45
Hình 4. 1 Cấu hình chi tiết hệ thống ............................................................................. 46
Hình 4. 2 Khối tạo nguồn với IC XL4016 .................................................................... 47
Hình 4. 3 Lưu đồ trương trình cho tủ đo ngồi hiện trường ......................................... 54
Hình 4. 4 Lưu đồ trương trình xử lý tin nhắn của tủ đo ................................................ 55
Hình 4. 5 Giao diện chính của máy tính trung tâm ....................................................... 59
Hình 4. 6 Ba chế độ của Mode ...................................................................................... 59


Hình 4. 7 Chế độ timer .................................................................................................. 60
Hình 4. 8 Lưu đồ trương trình cho giao diện ................................................................ 62
Hình 4. 9 Chương trình con chọn mode ........................................................................ 63
Hình 4. 10 Lưu đồ trương trình xử lý tin nhắn của máy tính trung tâm ....................... 64
Hình 4. 11 Hình ảnh tủ đo bên ngồi ............................................................................ 67
Hình 4. 12 Hình ảnh tủ đo bên trong............................................................................. 67
Hình 4. 13 Hình ảnh giao diện phần mềm điều khiển .................................................. 68
Hình 4. 14 Biểu đồ thử nghiệm đo nồng độ khí và bụi ................................................. 68

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
PM1
PM2.5
PM10
QTMT
Aux
WE
Aux0
WE0
ISB
Ppm
Ppb
UART
SPI
EEPROM

Particulate matter with a
diameter of 1µm or less
Particulate matter with a
diameter of 2.5µm or less
Particulate matter with a
diameter of 10µm or less

Auxiliary Electrode
Working Electrode
Auxiliary Electrode Zero
Working Electrode Zero
Individual Sensor Board
Parts per million

Parts per billion
Universal Asynchronous
Receiver/Transmiter
Serial Peripheral Interface
Electrically Erasable
Programmable Read-Only
Memory

Các hạt bụi lơ lửng có đường kình
nhỏ hơn hoặc bằng 1µm
Các hạt bụi lơ lửng có đường kình
nhỏ hơn hoặc bằng 2.5µm
Các hạt bụi lơ lửng có đường kình
nhỏ hơn hoặc bằng 10µm
Quan trắc mơi trường
Điện cực phụ trợ
Điện cực làm việc
Điện cực phụ trợ tại 0V
Điện cực làm việc tại 0V
Mạch đi kèm cảm biến
Một phần triệu
Một phần tỷ
Truyền thông không đồng bộ
Giao diện ngoại vi nối tiếp
Bộ nhớ chỉ đọc có thể xóa được
bằng điện


LỜI NĨI ĐẦU
Mơi trường đang là mối quan tâm hàng đầu của mọi quốc gia trên toàn thế giới.

Cùng với sự bùng nổ về dân số là đồ thị hoá, cơng nghiệp hố là sự phát triển giao
thơng vận tải. Phương tiện giao thông ngày càng phát triển là xu hướng tất yếu của xã
hội, phương tiện giao thông đã mang lại những ích lợi lớn lao cho con người trong
việc nâng cao chất lượng cuộc sống, nhưng mặt khác cũng trở thành một trong những
thủ phạm nguy hiểm phá hoại môi trường sinh thái học. Nghiên cứu về sự ảnh hưởng
của khí thải do các phương tiện giao thơng vận tải tạo ra đến mổi trường và các biện
pháp bảo vệ môi trường đã và đang được tiến hành ở mỗi quốc gia.
Vấn đề nghiên cứu các thiết bị đo lường để đánh giá độ ô nhiễm môi trường
cũng như các giải pháp kỹ thuật làm giảm ô nhiễm môi trường do các phương tiện
GTVT gây được các nước rất coi trọng đăc biệt là các nước đang phát triển. Các thiết
bị kiểm tra cảnh báo tham số độc hại cũng như các giải pháp kỹ thuật để giảm ô nhiễm
môi trường vẫn đang được ngày càng hoàn thiện theo hướng tăng mức độ chính xác và
mức độ tự động hoá.
Ở nước ta, do quan niệm chưa đầy đủ về tính cấp thiết của ơ nhiễm mơi trường
nên chưa được quan tâm một cách nhiều và đồng bộ về biện phấp đánh giá và các biện
pháp kỹ thuật để giảm ơ nhiễm mơi trường cịn hạn chế. Mặt khác, các thiết bị đo
lường các tham số độc hại đến mơi trường cịn chưa được phổ biến và đồng bộ, mới
chỉ ở tình trạng mua thiết bị đơn lẻ, khơng đồng bộ trên cơ sở các phép đo rời rạc.
Hiện nay, chưa có bộ phận nghiên cứu các thiết bị đo lường một cách đầy đủ về
mức độ ô nhiễm do các phương tiện GT gây ra trên cơ sở lự động (lưu giữ số liệu đo,
tự động cảnh báo mức độ ô nhiễm ...). Đặc biệt các biện pháp kỹ thuật làm giảm ơ
nhiễm lạỉ càng ít được đề cập tới.
Trên cơ sở tiến bộ của kỹ thuật điện tử và cơng nghệ tin học cho phép chung ta
có thể thực hiện được những thiết bị đo lường và cảnh báo mức độ ô nhiễm môi trường
một cách tự động. Đề tài đi vào nghiên cứu chế tạo ra máy đo và lưu trữ nồng độ khí
thải, từ đó giúp cho việc kiểm định, xử lý ô nhiễm dễ dàng thuận lợi hơn.
Nội dung nghiên cứu của luận văn được thể hiện trong 4 chương:


Chương 1. Tổng quan về môi trường

Chương 2. Phương pháp giám sát thành phần khí độc hại, trong khơng khí
Chương 3. Xây dựng ghệ thống thiết bị đo các khi CO2, SO2, và bụi PM10
Chương 4. Thiết kế và lập trình hệ thống
Luận văn thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS. Đỗ Mạnh Cường và sự giúp đỡ
của Th.s Nguyễn Thành Trung. Luận văn đã hoàn thành đúng theo các yêu cầu trong
đề cương. Ngoài phần nghiên cứu để nâng cao hiểu biết về hệ thống các thiết bị đo liên
tục nồng độ các khí SO2, NO2, CO, Bụi PM10 tác giả cịn nắm được thêm nhiều quy
trình xây dựng, vận hành hệ thống giám sát chấtt lượng không khí, có thể sử dụng thực
hiện luận văn và áp dụng cho quá trình làm việc lâu dài. Do kinh nghiệm hạn chế, giới
hạn về mặt thời gian và kiến thức, luận văn này chắc chắn còn nhiều thiếu thiếu sót.
Tơi rất mong nhận được sự góp ý của Q thầy cô và các bạn để luận văn của tôi được
hồn thiện hơn.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng 03 năm 2018

Tác giả luận văn

Quách Công Minh


Chương 1: Tổng quan về môi trường
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MƠI TRUỜNG
1.1 Hiện trạng ơ nhiễm mơi trường
1.1.1 Mơi Trường
Môi trường là tổng hợp các yếu tố tự nhiên, yếu tố vật chất nhân tạo có quan hệ
mật thiết với nhau, có tác động hai chiều tới con người và thiên nhiên.
Mơi trường có tầm quan trọng đặc biệt đối với con người và thiên nhiên. Công
nghiệp càng phát triển tài nguyên thiên nhiên càng bị khai thác triệt để, càng làm tăng

nguồn khí thải gây ơ nhiễm mơi trường.
1.1.2 Ơ nhiễm mơi trường
Ơ nhiễm mơi trường khơng khí khơng chỉ là vấn đề tổng hợp, nó được xác định
bằng sự biến đổi môi trường theo hướng không tiện nghi, bất lợi đối với cuộc sống con
người, động vật, mà chính do hoạt động của con người gây ra với qui mô phương thức
và mức độ khác nhau trực tiếp hoặc gián tiếp tác động làm thay đổi mô hình thành
phần hố học, tính chất vật lý, sinh học của mơi trường khơng khí.
1.1.3 Nguồn ơ nhiễm mơi trường
Các nguồn gây ô nhiễm môi trường rất đa dạng và phức tạp. Có thể chia thành ba
loại chính sau:
Bao gồm khói, bụi, khí thải, chất thải độc hại của các nhà máy công nghiệp thải
vào môi trường.
- Các nhà máy xí nghiệp hố chất
- Các nhà máy, xí nghiệp cơ khí, cơng nghiệp nhẹ
- Các xí nghiệp vật liệu xây dựng, các cơng trường xây dựng
- Các lị đốt rác
- Sức nóng từ các thiết bị điện, các tồ nhà và chính con người
- Các ngành cơng nghiệp nặng: than đá, dầu khí, nhiệt luyện
- Trong khu đơ thị chủ yếu do các hoạt động của con người, chất phế thải ở các
đơ thị, khí thải gia đình do đun bếp than, lị than đá, củi dầu hoả, khí đốt. Nguồn ô
nhiễm đô thị càng rõ rệt hơn trong thời kỳ bùng nổ dân số và đơ thị hố các phương
tiện giao thông vận tải vẫn đang sử dụng dạng nhiên liệu hố thạch. Điều đó khiến
giao thơng vận tải là một nguồn ô nhiễm lớn. Riêng các phương tiện giao thơng vận tải
đóng góp 2/3 khối lượng khí CO, NOx, 1/2 các chất CXHY và khoảng 75% khí C02 vào
1


Chương 1: Tổng quan về mơi trường
mơi trường. Khí thải của các phương tiện giao thông đưa vào môi trường khoảng
150200 các loại hợp chất Sunfua và các ơxít Nitơ. Ngồi ra cịn bụi đất đá, bụi độc hại

qua khí xả, bụi chì (Pb, Pb205, PbO) và khói.
Các loại phương tiện giao thông đã tiêu thụ hết khoảng 1/3 tổng nhiên liệu tồn
cầu và thải vào khí quyển lượng khí độc hại chiếm trên 50% tổng các chất thải.
1.2 Ảnh hưởng của khí thải đến con người và thiên nhiên
1.2.1 Các bon ơxít CO
Việc hít thở khơng khí có nồng độ CO cao sẽ gây nhiều tác hại cho sức khoẻ.
Động cơ Điezen thải ra CO ít hơn nhiều so với động cơ xăng. Lượng khí thải ra
khơng khí do các loại xe cơ giới hoạt động chủ yếu là CO: ở Anh các phương tiện
GTVT thải ra 85% CO, ở Mỹ là 66% CO. Khí này cản trở sự trao đổi 02 trong máu. Có
từ 30 - 40 phần triệu trong khơng khí gây căng thẳng thần kinh. Nồng độ >500 phần
triệu gây đau đầu khó thở. Nếu nồng độ >0,3% gây chết người.
(Tiêu chuẩn 52TC 352-89 Xác định nồng độ khí Cacbon oxit với chất hấp thụ paladi clorua)

1.2.2 Các bon đioxit C02
C02 là khí nhà kính quan trọng nhất. Trong những năm gần đây người ta càng
chú ý đến các hoạt động của các phương tiện GTVT vì nó gây nên hiệu ứng nhà kính
làm thay đổi khí hậu tồn cầu. Ở khí thải do phương tiện GTVT gây ra chiếm 14%
C02, ở Mỹ là 24% và tồn thế giới giao thơng chiếm 15% C02
1.2.3 Hyddro Các bon CH4
Tác hại chính của các chất này là kích thích cơ quan hơ hấp, gây cản trở trao đổi 02
trong máu (gây các bệnh về gan, phổi, họng, và đường hơ hấp. Ngồi ra nó có thể hình
thành các chất ơxy hố tổng hợp làm ảnh hưởng tầm nhìn.
1.2.4 Ni tơ oxit NO
Nitơ ơxit có tác hại cho sức khỏe và ảnh hưởng tới tầng ôzôn (0 3). Ở Anh lượng
khí NOx do các phương tiện giao thơng vận tải gây ra chiếm 40%, Mỹ là 43%. NO x
kích thích tai mũi họng và thanh quản, tổn thương hệ hô hấp, mắt, dạ dày... Nhiều lần
gây đau đầu, ho, viêm phổi 10 ÷ 30 kích thích mắt, mũi, 30 ÷ 50 phần triệu làm cho bị
ho, đau đầu, hoa mắt chóng mặt. (TCVN 6137:2009 Xác định nồng độ khối lượng Nitơ Oxit
bằng phương pháp cải tiến)

1.2.5 Hydro Sun Phua H2S
2


Chương 1: Tổng quan về môi trường
Trong điều kiện thời tiết và hố học thích hợp chất khí này là một trong những
ngun nhân gây nên mưa axít.
1.3 Tình hình nghiên cứu, phát triển ứng dụng hệ thống giám sát chất lượng
khơng khí
1.3.1 Thể loại giám sát
Các nguồn gốc phát thải ơ nhiễm có thể do hoạt động con người hoặc có thể do các
hoạt động thiên nhiên làm tổn hại đến môi trường cũng như đến chất lượng cuộc sống
của con người. Sự phân loại thể loại giám sát mơi trường cũng vì thế được chia ra làm
hai loại khác nhau, đó là:
• Giám sát nguồn thải.
• Giám sát chất lượng mơi trường.
Mục tiêu chính của chương trình giám sát chất lượng mơi trường khơng bao gồm kiểm
sốt các nguồn thải do đó trong cuốn sách này chương trình giám sát nguồn thải chỉ
liệt kê một số thông tin chính để tham khảo.
1.3.2.Giám sát nguồn thải
Mục tiêu
• Để xác định lượng thải hoặc tốc độ thải của các chất ô nhiễm vào môi trường từ
những nguồn thải cụ thể nhằm phục vụ cho một hay nhiều mục đích đã nêu ở các
sơ đồ nói trên.
• Để đánh giá hiệu quả xử lý của trạm xử lý chất thải.
• Để đánh giá sự tuân thủ pháp luật hoặc tiêu chuẩn thải vào mơi trường v.v.
Để phục vụ mục đích này người ta có thể giám sát bằng hệ thống giám sát cố định
hoặc di động cho cả ba loại chất thải: rắn, lỏng và khí. Một số thể loại giám sát này
được vắn tắt như sau:
- Giám sát cố định nguồn thải điểm (ví dụ như ống khói nhà máy).

- Giám sát lưu động nguồn thải khí, lỏng trên một diện rộng.
- Giám sát cố định nguồn thải lỏng.
1.3.3 Giám sát chất lượng môi trường
Môi trường nước và môi trường khơng khí đều thuộc loại mơi trường chất lưu
(chất chảy), do vậy sự lan truyền các chất trong hai môi trường này có những nét giống
3


Chương 1: Tổng quan về mơi trường
nhau, q trình vận chuyển vật chất dưới hai môi trường này đều xảy ra do quá trình
khuyếch tán và vận tải. Điều khác nhau chỉ ở chỗ cường độ của các quá trình trên
khơng như nhau. Thơng thường q trình lan truyền trong mơi trường khơng khí rất
mạnh mẽ cịn trong mơi trường nước xảy ra chậm hơn nhiều. Do vậy, các chất ô nhiễm
trong nước chỉ tồn tại trong khu vực gần nguồn thải chỉ trừ các chất bền vững và tồn
tại lơ lửng trong nước lâu dài như bụi phóng xạ của các nguyên tố có chu kỳ bán phân
hủy lớn.
Mục tiêu giám sát chất lượng môi trường bao gồm sáu mục tiêu như đã trình bày ở
phần mục tiêu chiến lược giám sát mơi trường. Nhưng mục đích các xem xét khi thiết
kế mạng lưới giám sát bao giờ cũng phải đảm bảo các kết quả đo lường đưa ra chính
xác. Có nghĩa là các mẫu phải là đại diện cho các điều kiện chủ đạo của môi trường về
thời gian và không gian. Như vậy, không chỉ không gian chọn đo đạc mà cịn cả vị trí
lấy mẫu tại khơng gian đã lựa chọn cũng có tầm quan trọng. Để phục vụ mục tiêu đã
lựa chọn của cả hệ thống giám sát, sự lựa chọn một mạng lưới vị trí đo đặc thù, việc
xác định thể loại giám sát, sự xác định không gian địa lý nơi sẽ đặt vị trí điểm đo và
cuối cùng là vị trí sẽ lấy mẫu hoặc đo đạc đòi hỏi phải được kiểm tra qua bốn bước:
(1) Xác định mục đích phục vụ hệ thống lưới trạm giám sát.
(2) Xác định thể loại giám sát tốt nhất để đáp ứng mục tiêu.
(3) Xác định vị trí tổng thể để đặt vị trí điểm đo.
(4) Xác định lưới giám sát cụ thể.
Như vậy, chọn số lượng vị trí điểm đo đạc trong một hệ thống trạm đo đạc phụ

thuộc rất nhiều vào các thông số đo đạc và vào mục tiêu đo đạc. Ví dụ, để đo đạc được
chất lượng khơng khí (cho thơng số SO2 và khói) tại Liên hiệp Anh, người ta đã phải
dùng một hệ thống bao gồm 1.200 trạm, mặc dù cho đến nay con số này đã được giảm
đi nhiều. Khi hệ thống trạm bao gồm quá ít số lượng trạm thì các vận chuyển chất thải
thơng qua các điều kiện thủy văn và khí tượng xảy ra ở giữa các trạm sẽ không được
thể hiện ở dãy số liệu của hệ thống trạm và như vậy hệ thống trạm đó sẽ khơng phục
vụ được mục tiêu đặt ra là hệ thống giám sát chất lượng môi trường.
1.3.4 Giám sát chất lượng khơng khí
Các vấn đề ơ nhiễm khơng khí biến động rất lớn từ vùng này sang vùng khác và từ
chất thải khí này sang chất khác. Sự khác nhau về địa hình, khí hậu, đặc thù nguồn
4


Chương 1: Tổng quan về môi trường
thải, bản chất nguồn thải, các qui chế hành chính và luật pháp khiến cho chương trình
giám sát cũng sẽ thay đổi về mục đích, nội dung, độ dài và do đó sẽ thay đổi về cả thể
lọai trạm giám sát. Một số chuyên gia cho rằng vẫn có thể phân loại về các hệ thống
giám sát chất lượng khơng khí như sau:
(1) Hệ thống trạm giám sát cho một nguồn hay một nhóm nguồn phát thải. Loại này có
thể coi như giám sát phát thải địa phương.
(2) Hệ thống trạm có thể được thiết lập bao gồm số lượng trạm rất lớn trên một diện
tích rất lớn bao gồm cả vùng có ơ nhiễm cao nhất đến vùng có ơ nhiễm ít nhất (như ở
nơng thơn) nhằm có một bức tranh tồn diện và dữ liệu rất cơ bản về thông số ô nhiễm
cần quan tâm ví dụ như dự án đã nêu trên ở Anh.
(3) Các hệ thống trạm cơ bản để theo dõi mức nền ô nhiễm thường được thiết lập ở các
vị trí tiêu biểu cho đặc trưng điều kiện tự nhiên và ít có sự gia nhập trực tiếp các nguồn
thải.
A. Hệ thống trạm giám sát địa phương
Loại hệ thống này thường đặt ra nhiệm vụ cụ thể theo dõi hoặc kiểm tra mức độ ô
nhiễm do một hay nhiều nguồn thải khí. Mức độ ơ nhiễm tại mặt đất được giám sát và

sau đó được tính tốn và dự báo bằng các mơ hình dự báo. Trong trường hợp này
thơng thường các vị trí đo đạc được phác thảo bằng các mơ hình tính tốn nồng độ ơ
nhiễm.
B. Hệ thống trạm giám sát phạm vi lãnh thổ rộng
Các chất ô nhiễm sau khi được phát ra từ nguồn sẽ được lan truyền hoặc khuyếch tán
đến các vị trí xa hơn nhiều so với nguồn phát ra chúng. Để nhận biết mức độ lan bao
xa các chất ô nhiễm, mức độ biến đổi về nồng độ giữa phát thải và nơi tiếp nhận,
người ta cần phải thiết lập một hệ thống trạm giám sát trên phạm vi diện tích rất rộng
để theo dõi. Như đã nêu, tại nước Anh, một hệ thống có tên là Khảo sát Quốc gia về ơ
nhiễm khơng khí (National Survey of Air Pollution – NSAP) đã được triển khai với
1.200 trạm năm 1961, giám sát hàng ngày cho cả đô thị và nông thôn. Năm 1981 hệ
thống này được phê duyệt lại với 150 trạm cho mục tiêu giám sát dài hạn (long-term)
và 400 trạm cho mục đích ngắn hạn tập trung ở các thành phố. Các trạm thành phố
hiện vẫn đang hoạt động ngồi mục đích phục vụ Quốc gia cịn cho cả khu vực khối
Cộng đồng chung châu Âu.
5


Chương 1: Tổng quan về môi trường
C. Hệ thống trạm giám sát phạm vi vùng và Quốc tế
Các trạm này được thiết lập với mục đích theo dõi dài hạn các biến đổi ô nhiễm nền
trong phạm vi Quốc tế. Loại trạm này được đặt ở vùng xa xôi hoặc vùng khơng có ảnh
hưởng trực tiếp của nguồn thải. Đại diện cho hạng trạm này là của Hệ thóng trạm giám
sát ơ nhiễm nền khơng khí (Background Air Pollution Monitoring Network –
BAPMoN) và của Hệ thống trạm giám sát môi trường khơng khí tồn cầu (Global
Environmental Monitoring System/ Air – GEMS/AIR).
1.3.5 Giám sát chất lượng nước
Các chất ô nhiễm trong môi trường nước luôn luôn biến đổi cả về chất lẫn về
lượng. Trong mơi trường khơng khí chúng biến đổi chủ yếu là do hai quá trình cơ học
như ngưng tụ, lắng đọng và q trình hóa học dưới tác động của các yếu tố vật lý và

hóa học như nhiệt độ, độ ẩm và bức xạ Mặt trời. Trong mơi trường nước, q trình
biến đổi của các chất phức tạp hơn nhiều. Ngồi các q trình biến đổi dưới tác dụng
của các nhân tố vật lý và hóa học cịn có biến đổi do các sinh vật gây ra mà sự biến đổi
này của các chất ô nhiễm lại phụ thuộc vào các yếu tố khác ví dụ như nhiệt độ nước.
Người ta thấy rằng, quá trình phân hủy dầu và các sản phẩm dầu do sinh vật sẽ tăng
cường độ lên khoảng hai lần khi nhiệt độ nước tăng lên 10oC. Q trình biến đổi các
chất trong mơi trường nước có thể xảy ra theo hai chiều ngược nhau tùy theo các điều
kiện cụ thể.Ô nhiễm nước bắt nguồn từ các chất ơ nhiễm khí, ơ nhiễm đất và trực tiếp
từ các nguồn thải lỏng (đô thị, công, nông nghiệp). Các hậu quả của ô nhiễm nước sẽ
dẫn đến:
• Kích thích sự phát triển của thủy thực vật dẫn đến phú dưỡng mà hậu quả của nó là
dẫn đến sự phân hủy oxy sẽ mang lại sự thay đổi về sinh thái nước.
• Các hậu quả trực tiếp hay gián tiếp về độc chất đến thủy sinh vật.
• Làm biến mất giá trị thực tiễn của nước.
Giám sát chất lượng nước thiên nhiên có thể phục vụ cho mục đích sau:
• Thu thập các thơng tin chung về chất lượng nước sơng, hồ, cửa sơng và biển.
• Để đánh giá ảnh hưởng sự tham gia làm biến đổi chất lượng nước từ các nguồn thải
khi chúng gia nhập.

6


Chương 1: Tổng quan về mơi trường
• Để kiểm tra chất lượng nước tại nơi mà chúng được khai thác sử dụng là nguồn
nước cấp.
• Để đánh giá như một chỉ thị ơ nhiễm tích lũy (sử dụng trầm tích và sinh học).
Có hai lý do gây sự phân bố khơng đồng nhất chất lượng nước, đó là:
a) Nếu hệ thống nước được cấu tạo từ hai hoặc nhiều hơn loại nước làm cho chúng
khơng xáo trộn được hồn tồn, ví dụ như phân tầng nhiệt tại các hồ hay tại vị trí
thấp hơn nguồn xả nước thải ra sơng.

b) Nếu như chất ô nhiễm phân bố không đồng đều trong một hệ thống nước khơng
đồng nhất (đa hệ), ví dụ như dầu mỡ có xu thế ln nổi trong khi chất rắn lơ lửng
ln có xu thế chìm. Những phản ứng hóa học hay sinh học cũng có thể xảy ra
không đồng nhất tại những phần khác nhau ngay trong một hệ thống nước làm thay
đổi hoặc biến đổi nồng độ chất ô nhiễm. Khi mức độ xáo trộn là chưa biết, một
khảo sát ngắn có thể cần phải tiến hành trước khi ra quyết định vị trí trạm lấy mẫu.
Các số đo cần trong khảo sát này là: pH, độ dẫn điện, nhiệt độ, DO và một số chất
ô nhiễm khác đặc thù của cửa thải.
Tầm quan trọng của vị trí trạm lấy mẫu là rất lớn. Nếu vị trí trạm lấy mẫu ở hạ lưu
sơng có nguồn thải đi qua, dãy số liệu lấy mẫu và đo lường cần phải thể hiện đủ cho
chiều dài, chiều ngang và độ sâu của nơi lấy mẫu. Nếu chất lượng nước trung bình
được thiết lập cho mục tiêu dài hạn, trạm lấy mẫu nên lấy mẫu ở những nơi cuối nguồn
(hạ lưu) để các khuyếch tán theo chiều dài và các xáo trộn đã diễn ra tương đối hoàn
toàn. Lấy mẫu vùng cửa sơng có vai trị đưa ra những biến thiên khơng gian và thời
gian cho tồn bộ dịng sơng trước khi đổ ra biển. Vị trí trạm lấy mẫu cửa sông phụ
thuộc vào độ lớn và tầm quan trọng của cửa sông cũng như vào các thông số quan tâm.
Xác định nồng độ hay giám sát các kim loại vết trong chất lượng nước thiên nhiên là
khâu cơ bản để tính tốn trữ lượng hoặc chu trình của chúng.
1.4 Thực trạng hoạt động quan trắc môi trường không khí
Hiện nay ở Việt Nam, bên cạnh các hoạt động quan trắc khơng khí thủ cơng thì
hoạt động quan trắc khơng khí tự động ngày càng được quan tâm phát triển. Đối với
mơi trường khơng khí, mạng lưới các Trạm quan trắc tự động, cố định trên phạm vi cả
nước ngày càng mở rộng. Trong khuôn khổ Dự án “Tăng cường thiết bị tự động quan
7


Chương 1: Tổng quan về môi trường
trắc môi trường không khí và nước” theo Quyết định số 1698/QĐ-BTNMT ngày 29
tháng 10 năm 2007 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường và Quyết định số
1073/QĐ- BTNMT ngày 11 tháng 6 năm 2009 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Mơi

trường, 07 trạm quan trắc mơi trường khơng khí tự động đã được đầu tư, xây dựng
nhằm tăng cường công tác giám sát ô nhiễm và quản lý môi trường quốc gia.
Từ năm 2009 đến 2013, 07 Trạm quan trắc tự động mơi trường khơng khí đã được
Bộ Tài ngun và Môi trường đầu tư, lắp đặt tại 06 tỉnh: Hà Nội, Phú Thọ, Quảng
Ninh, Thừa Thiên Huế, Đà Nằng, và Khánh Hòa; riêng tại Hà Nội được đầu tư 02
Trạm. Các thông số quan trắc liên tục bao gồm các thơng số khí tượng (nhiệt độ,
hướng gió, tốc độ gió, bức xạ nhiệt, áp suất), các thơng số ơ nhiễm (Carbon monoxỉt CO, Ozone - 03, Oxit Nito - NOx, Sunfua dioxit - SO2, BTEX - Benzen, Toluen,
Etylen, O-Xylen; m,p-Xylen). Riêng Trạm quan trắc khơng khí đặt tại 556 Nguyễn
Văn Cừ, Long Biên, Hà Nội và Trạm quan trắc khơng khí đặt tại Phú Thọ quan trắc
thêm thơng số THC (tổng Hidro carbon). Trong đó, 06 Trạm quan trắc khơng khí được
đầu tư cơng nghệ của hãng Horiba - Nhật Bản và Grim - Đức. Trạm quan trắc khơng
khí đặt tại khu vực Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh và Quảng trường Ba Đình được đầu tư
theo cơng nghệ quang phổ hấp thụ vi sai (DOAS) của hãng OPSIS - Thụy Điển và 01
hệ thống tự động đo, cảnh báo phóng xạ RM-A1. (Đăng, 2010)


Khu vực, địa điểm quan trắc: chủ yếu tập trung vào các điểm nóng về mơi trường

(ví dụ: khu kinh tế trọng điểm, ven đường giao thông v.v…) và các vùng nhạy cảm về
môi trường.


Số lượng:

* Mạng lưới QTMT quốc gia: 17 trạm cố định và 2 trạm di động
- 7 trạm quan trắc tự động, cố định do Tổng cục Môi trường đầu tư.
- 10 trạm của Trung tâm khí tượng thủy văn quốc gia
- 2 xe quan trắc tự động di động (tại Hà Nội và Tp. HCM)
* Mạng lưới các trạm địa phương: 13 trạm
- Hà Nội có 2 trạm QTMTKK tự động, cố định: 1 trạm ven đường và 1 trạm trong khu

dân cư.
- TP. HCM có 9 trạm QTMTKK tự động, cố định thuộc Trung tâm Quan trắc môi
trường, trong đó: 4 trạm ven đường, 5 trạm trong khu dân cư.
8


Chương 1: Tổng quan về môi trường
- Đồng Nai: 2 Trạm QTMTKK tự động, cố định để đánh giá hiện trạng mơi trường
khơng khí chịu tác động bởi hoạt động công nghiệp và giao thông. Đã đi vào vận hành

Công nghệ quan trắc:
* Công nghệ đo đối với mẫu bụi
- Hấp thụ tia beta
- Tán xạ ánh sáng
- Khối lượng
* Cơng nghệ đo đối với mẫu khí
- Hấp thụ hồng ngoại
- Hấp thụ tia tử ngoại (tia UV)
- Phân tích điện trở (độ dẫn điện của mẫu khí)
- Phát quang hóa học

Hình 1.1 Ngun lý đo hấp thụ sóng beta

Hình 1.2 Nguyên lý đo tán xạ ánh sáng

9


Chương 2: Phương pháp giám sát thành phần khí độc hại trong khơng khí

CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP GIÁM SÁT THÀNH PHẦN
KHÍ ĐỘC HẠI TRONG KHƠNG KHÍ
2.1. Mục tiêu giám sát
Việc thu thập thông tin về sự tồn tại và nồng độ các chất trong môi trường phát sinh
ra từ nguồn thiên nhiên hay nhân tạo phải được thực hiện bằng đo lường các chất đó.
Nhưng các phép đo lường đơn (đo lường một lần) hoặc cách quãng thời gian một chất
nào đó thì chưa đủ giá trị để có thể đưa ra các phân bố không gian và thời gian. Hơn
thế nữa, sự giám sát (monitoring) các thông số môi trường cũng tương tự như các phép
đo trong một số ngành là sự đo đạc hay quan trắc nhắc lại các phép đo thực hiện với
mật độ mẫu đủ dày, về cả khơng gian và thời gian để từ đó có thể thực hiện được đánh
giá có hiệu quả các biến đổi và xu thế. Giám sát môi trường là phức hợp các biện pháp
khoa học công nghệ và tổ chức nhằm bảo đảm thu nhận được các thông tin mức độ
hiện trạng hay xu thế biến đổi các chất ô nhiễm phát thải vào môi trường hay nhiễm
vào các cơ thể sống của hệ sinh thái trên mặt đất. Hay nói một cách khác giám sát
được lập kế hoạch để kiểm sốt mơi trường một cách có hệ thống trạng thái và xu thế
phát triển của các quá trình tự nhiên trong đó có bàn tay của con người. Do vậy, thuật
ngữ giám sát chất lượng môi trường, ở đây cần được hiểu là quan trắc, đo lường, ghi
nhận một cách thường xuyên, liên tục và đồng bộ chất lượng mơi trường và các yếu tố
có liên quan đến chúng. Theo UNEP, giám sát mơi trường có thể được tiến hành để
nhằm một số mục tiêu sau đây:
(1) Để đánh giá các hậu quả ô nhiễm đến sức khỏe và môi trường sống của con người,
như vậy sẽ xác định được mối quan hệ nguyên nhân và hậu quả của nồng độ chất ơ
nhiễm, ví dụ như giữa sức khỏe và biến đổi khí hậu.
(2) Để đảm bảo an tồn việc sử dụng tài ngun (khơng khí, nước, đất, sinh thái …)
vào các mục đích kinh tế.
(3) Để thu được các số liệu hệ thống dưới dạng điều tra cơ bản (hay còn gọi là đo đạc
thường xuyên) chất lượng môi trường và cung cấp ngân hàng dữ liệu cho sử dụng tài
nguyên trong tương lai.
(4) Để nghiên cứu và đánh giá các chất ô nhiễm và hệ tiếp nhận chúng (xu thế tiềm
năng ô nhiễm).

(5) Để đánh giá các biện pháp kiểm soát luật pháp về phát thải.
10


Chương 2: Phương pháp giám sát thành phần khí độc hại trong khơng khí
(6) Để tiến hành các biện pháp khẩn cấp tại những vùng có ơ nhiễm đặc biệt.
Một vấn đề khác nhưng rất cơ bản của giám sát chất lượng mơi trường là thiết kế
chương trình giám sát theo một hay nhiều mục tiêu đã nêu ở trên. Mỗi mục tiêu tự bản
thân đã đòi hỏi rất nhiều các yếu tố cần và đủ để có một chương trình giám sát. Ví dụ,
số lượng của lưới điểm lấy mẫu, độ dài của giám sát, tần suất lấy mẫu, kỹ thuật lấy
mẫu và phân tích mẫu và đồng thời nó cũng là các số liệu đầu ra của chương trình
giám sát. Sự quyết định giám sát cái gì, khi nào, ở đâu, và như thế nào được vạch ra
chỉ khi mục tiêu giám sát đã được xác định. Do vậy, điều quan trọng nhất của thiết kế
một chương trình giám sát là phải thiết lập được mục tiêu giám sát. Đây là bước cần
thiết để qui định loại thông tin mà chương trình giám sát (hệ thống chỉ tiêu chất ô
nhiễm quan trắc) phải cung cấp và quyết định thể loại giám sát (thể loại quan trắc).
Trong hình 2.1, 2.2, 2.3 là các sơ đồ khối các xem xét được đưa ra để quyết định thiết
kế một chương trình giám sát.
Mục tiêu
Vị trí và số lượng điểm
đo

Thơng số giám sát

Độ dài giám sát

Phương pháp lấy mẫu
Lựa chọn thiết bị
Kỹ thuật phân tích
Phương pháp hiệu

chuẩn
Phương pháp ghi số
liệu
Phương pháp trình bày
kết quả
Công bố kết quả
(Bộ TNMT (2016) Báo cáo môi trường tồn quốc giai đoạn 2011-2015)

Hình 2. 1 Sơ đồ giới thiệu các bước thiết kế chương trình giám sát môi trường

11


Chương 2: Phương pháp giám sát thành phần khí độc hại trong khơng khí

Chất lượng mơi trường

Thu thập mẫu

Phân tích trong phịng

thí nghiệm
Xử lý số liệu

Phân tích số liệu

Lập báo cáo

Sử dụng thơng tin

Hiểu biết chính xác về
chất lượng mơi
trường
(Bộ TNMT (2016) Báo cáo mơi trường tồn quốc giai đoạn 2011-2015)

Hình 2. 2 Sơ đồ giới thiệu đường đi của thông tin cho một hệ thống
giám sát môi trường
Từ các sơ đồ, ta thấy rằng các thành phần của một chương trình giám sát mà sản phẩm
cuối cùng của nó là một báo cáo đầy đủ về chiến lược giám sát phải được các nhà
hoạch định chiến lược phê duyệt. Báo cáo này cần phải bao gồm các cơ sở và luận cứ
xác đáng, ví dụ như cơ sở thiết lập hệ thống giám sát và phân tích, thơng số đo, tần
suất đo, hệ thống đánh giá bao gồm các tiêu chuẩn đánh giá, cơng cụ đánh giá, cơng cụ
trình bày số liệu v.v. Ngoài ra, một số vấn đề quan trọng khác như tổ chức thực hiện
chương trình giám sát liên quan đến nhân sự, trách nhiệm và vấn đề tài chính v.v.
Tóm lại, một thiết kế chương trình giám sát phải bao gồm các tiêu đề sau:
(1) Chiến lược giám sát.
12


Chương 2: Phương pháp giám sát thành phần khí độc hại trong khơng khí
(2) Mạng lưới giám sát bao gồm cả hệ thống điểm đo, thông số đo và phân tích, việc
sử dụng các tiêu chuẩn v.v.
(3) Hình thức trình bày và thể hiện kết quả.
(4) Hệ thống tổ chức về nhân lực và vật lực của từng công đoạn trong tồn bộ hệ
thống.
(5) Kế hoạch chi phí – hiệu quả.
(6) Phân tích rủi ro (nếu có).
Quản lý mơi trường

u cầu về thông tin

Sử dụng thông tin

Chiến lược giám sát

Báo cáo

Thiết kế mạng lưới

Phân tích số liệu

Xử lý số liệu

Thu thập mẫu

Phân tích trong phịng
thí nghiệm

(Bộ TNMT (2016) Báo cáo mơi trường tồn quốc giai đoạn 2011-2015)

Hình 2. 3 Sơ đồ giới thiệu các hoạt động của vòng giám sát và đánh giá
chất lượng môi trường
2.2. Nguyên tắc thiết lập hệ thống trạm nền ơ nhiễm khơng khí
Nhìn chung các tiêu chí để đặt trạm nền ơ nhiễm khơng khí tại các tổ chức thế giới hay
quốc gia như sau:
(1) Vị trí trạm khơng được đặt ở những nơi có sự biến động lớn về qui hoạch về độ
dài của thời gian và về mọi hướng của vị trí (ví dụ như phải cách xa nhà máy
nhiệt điện khoảng 60 km, khoảng cách có thể ngắn hơn cho các nguồn thải nhỏ
hơn khác).
13

Chương 2: Phương pháp giám sát thành phần khí độc hại trong khơng khí
(2) Vị trí trạm phải cách xa các trung tâm đô thị, công nghiệp, giao thông vận thải.
Đối với nguồn thải nhỏ tại chỗ cần phải cách xa với khoảng cách vài nghìn mét,
nhưng vị trí đặt trạm khơng được đặt tại nơi có gió q lớn.
(3) Vị trí trạm khơng được đặt ở những nơi có nhạy cảm về thiên tai như núi lửa,
cháy rừng, bão cát v.v.
(4) Địa hình là một điều kiện để xem xét vị trí đặt trạm (ví dụ khơng đặt trạm ở
những nơi như thung lũng, đỉnh núi v.v nếu như vị trí đó khơng đại diện cho điều
kiện trung bình tồn vùng).
(5) Thiết lập đo đạc các thơng số khí tượng như một trạm khí tượng đầy đủ nhất cùng
với trạm giám sát môi trường.
Trong phạm vi hẹp hơn, mạng lưới giám sát chất lượng khơng khí cho một lãnh thổ, sự
phân loại trạm và vị trí đặt trạm phải đảm bảo các đòi hỏi sau đây:
(1) Đối với trạm nền vùng đối tượng kiểm sốt là chất ơ nhiễm từ các khu vực lân
cận chuyển tới. Do vậy phải đặt xa các nguồn thải địa phương.
(2) Đối với trạm nên Quốc gia đối tượng kiểm soát là các chất nhiễm bẩn thường
xuyên biên giới lãnh thổ và được mang đến từ dịng khơng khí trên cao.
Như trên đã nói thành phần này thường không lớn do vậy phải loại trừ được các nhiễm
bẩn địa phương xa các khu vực có nguồn thải lớn, ví dụ các ống khói ximăng hay nhiệt
điện. Phân định ranh giới của các khu vực trong mạng lưới nền Quốc gia phải dựa trên
các hoàn lưu lớn. Nước ta nằm trong khu vực ảnh hưởng của gió mùa đơng bắc và gió
mùa tây nam. Mức độ ảnh hưởng của chúng khơng giống nhau. Phần phía bắc chịu ảnh
hưởng mạnh có gió mùa đơng bắc cịn phần phía nam là gió mùa tây nam. Như vậy
trong lưới nền Quốc gia có hai trạm là hợp lý.
2.3. Các yếu tố khí tượng và giám sát chất lượng khơng khí
Các yếu tố khí tượng quan trọng nhất trong giám sát chất lượng khơng khí là gió, nhiệt
độ, độ ẩm, giáng thủy, bức xạ Mặt trời v.v. Số liệu quan trắc khí tượng tại trạm nhất
thiết phải được chuyên gia khí tượng xử lý.

Các thành phần khơng khí chuyển động theo hướng gió chính và dao động theo
khuyếch tán rối. Hướng gió chủ đạo chi phối trực tiếp đến phân bố thành phần ơ nhiễm
do đó cần một nghiên cứu kỹ lưỡng và thơng tin liên quan đến gió, số liệu gió phải lấy
ít nhất là 5 năm số liệu liên tục của một trạm giám sát khí tượng (thông thường là 10
14