Quan trắc môi trường (Environmental monitoring) Giảng viên ThS Nguyễn Thị Thu

Quan trắc môi trường Quan trắc môi trường (Environmental monitoring) Giảng viên ThS Nguyễn Thị Thu Hà Địa chỉ Bộ môn Công nghệ môi trường, khoa Môi trường 1 Nội dung môn học PHẦN I CÁC VẤN ĐỀ C.

Quan trắc môi trường (Environmental monitoring) Giảng viên: ThS Nguyễn Thị Thu Ha Địa chỉ: Bộ môn Công nghệ môi trường, khoa Môi trường Nội dung môn học PHẦN I CÁC VẤN ĐỀ CHUNG Chương Khái niệm quan trắc mơi trường Chương Xây dựng chương trình quan trắc PHẦN II TỔ CHỨC THỰC HIỆN QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG Chương Phương pháp lấy mẫu quan trắc môi trường Chương Phương pháp bảo quản vận chuyển mẫu Chương Phương pháp đo đạc phân tích mơi trường Chương Phương pháp xử lý số liệu quan trắc Chương Phương pháp đánh giá kết quả quan trắc Chương Khái niệm quan trắc môi trường Định nghĩa Quan trắc mơi trường  Q trình theo dõi có hệ thống mơi trường, yếu tố tác động lên môi trường nhằm cung cấp thông tin phục vụ đánh giá trạng, diễn biến chất lượng môi trường tác động xấu môi trường (Luật BVMT, 2014)  Quá trình thu thập thông tin tồn biến đổi nồng độ chất mơi trường có nguồn gốc từ thiên nhiên hay nhân tạo, trình thực phép đo lường nhắc lại nhiều lần với mật độ mẫu đủ dày cả khơng gian thời gian để từ đánh giá biến đổi xu chất lượng môi trường (UNEP, 2000)  Sử dụng phức hợp biện pháp khoa học, công nghệ, kỹ thuật nhằm thu thập thông tin mức độ, trạng, xu chất lượng môi trường (Cục Bảo vệ môi trường, 2002)  Đo lường, ghi nhận thường xuyên va đồng chất lượng môi trường yếu tố liên quan đến chất lượng môi trường (UNEP, 2000)  Quan trắc mơi trường chỉ quy trình lặp lặp lại hoạt động quan sát đo lường hay nhiều thơng số chất lượng mơi trường, quan sát thay đổi diễn giai đoạn thời gian (ESCAP, 1994) Các nội dung quan trắc Quan sát Đo đạc Phân tích Đánh giá Phân tích áp lực Phân tích trạng Phân tích nhu cầu tương lai Đánh giá chất lượng môi trường phân tích vấn đề liên quan đến chất lượng mơi trường tự nhiên suy thối người nguyên nhân khác gây ra, vấn đề quan trọng qua biết biện pháp cần áp dụng để quản lý, giúp tránh khỏi thảm hoạ sinh thái xảy Các hoạt động quan trắc Khảo sát (Survey): thực thời gian ngắn (nhất thời) và/hoặc phạm vi nhỏ (đối tượng hữu hạn) cách quan sát, đo đạc, phân tích chất lượng mơi trường Quan trắc (Monitoring): thực thời gian dài phép đo chuẩn nhằm mục đích xác định trạng thái xu hướng biến đổi môi trường Giám sát (Surveillance): thực liên tục thông qua phép đo xác định phục vụ cho mục đích quản lý chất lượng mơi trường hoạt động vận hành • Giám sát tuân thủ • Giám sát tác động Yêu cầu quan trắc môi trường Thông tin cần cung cấp: Thanh phần, nguồn gốc, mức độ (nồng độ/hàm lượng/cường độ) tác nhân ô nhiễm môi trường, khả ảnh hưởng diễn biến yếu tố Về mặt chất lượng: Đảm bảo QA/QC  Bảo đảm chất lượng (Quality Assurance - QA) hệ thống tích hợp hoạt động quản lý kỹ thuật tổ chức nhằm bảo đảm cho hoạt động quan trắc môi trường đạt tiêu chuẩn chất lượng quy định  Kiểm soát chất lượng (Quality Control - QC) việc thực biện pháp để đánh giá, theo dõi kịp thời điều chỉnh để đạt độ xác độ tập trung phép đo theo yêu cầu tiêu chuẩn chất lượng nhằm bảo đảm cho hoạt động quan trắc môi trường đạt tiêu chuẩn chất lượng quy định Các vấn đề liên quan a Thông số mơi trường  Khí: O2, CO, CO2, O3, SO2, NOx, VOC, H2S, CH4 …  Lỏng: dung môi vật chất hòa tan…  Dạng hạt (dạng rắn):  Chất rắn nước:  TS: Tổng chất rắn  TSS: Tổng chất rắn lơ lửng (SS)  TDS: Tổng chất rắn hòa tan  Thành phần cấp hạt:  Cát  Limon  Sét  Sinh vật thành phần khác:  Sinh khối (tính thể tích/diện tích)  Mật độ (số lượng/thể tích diện tích) Thành phần chất rắn khơng khí  Aerosol: hạt dung dịch lơ lửng khơng khí  Bụi khơng khí: kích thước > 1µm  TSP: tổng hạt vật chất lơ lửng  PM: Bụi với kích thước khác nhau: Bụi lơ lửng bụi hô hấp  Các loại hạt mịn: hạt mịn (< µm) – hạt siêu mịn (< 0.2 µm) – hạt nano  Khói: hình thành từ q trình cháy khơng hồn tồn chứa Cacbon chất bay  Sương: Các hạt tạo thành từ vật liệu lỏng a Thông số môi trường Lựa chọn thông số quan trắc nước ngầm Phân tích Mầu, mùi, độ dục, pH Nhiệt độ Nhiệt độ, EC, Eh Các thành phần chất rắn Khả ơxi hố Độ cứng Na, K NH4+ Ca, Mg Mn, Fe tổng số Fe2+ Cl-, NO3-, HCO3CN-, NO2FSO42SO2 Axit silic, PO43Oxi, CO2 tự Vô vết: As Cd Cr Pb Hg Ni Zn Hydro cacbon halogen Hydro cacbon đa vòng Nghiên cứu tổng quan X X X Kiểm tra tính ăn mịn X Kiểm tra nhiễm bẩn X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X Các nghiên cứu nâng cao X X X X X X X X X X X X X X X X X X X a Thông số môi trường Lựa chọn thông số quan trắc nước mặt tự nhiên Nước mặt cấp cho mục đích cơng cộng nói chung: Nước mặt cấp cho ăn uống, sinh hoạt, sản xuất thực phẩm đặc thù: Nhiệt độ pH Thành phần oxi (DO) Nhu cầu oxi hoá học (COD) Nhu cầu oxi sinh hoá BOD N, P tổng số, hữu vô Kim loại: Fe; Mn; Zn; Cu; Cr; Ni; Pb; Hg; Cd  Các chất độc: CN-, NO2-              Các chất độc: CN-, NO2Coliform Faecal Coliform Faecal Streptococci Salmonella Các vi rút đường ruột a Thông số môi trường Lựa chọn thông số quan trắc nước thải Thơng số/Mục đích Màu, mùi, vị, độ đục pH Độ dẫn điện (EC) COD BOD Tổng cácbon hữu (TOC) Cácbon hữu hoà tan (DOC) Nitơ tổng số NH4+, NO2-, NO3Phốtpho tổng số FSO42Sunfit Cl H2CO3 Na, K Ca, Mg, Fe, Mn As, Pb, Cu, Ag, Zn, Cr, Cd, Hg, Ni Khả phân huỷ Độc tính với vi sinh vật thủy sinh Diễn biến X X X X X X X Xác định nhu cầu tiêu thụ oxy X X X X X X X X X X X X X Nâng cao X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X Chỉ số môi trường Là chỉ tiêu mơi trường lượng hóa thơng qua khảo sát, đo đạc thực nghiệm để đến giá trị phù hợp với điều kiện mơi trường cần khảo sát Chỉ số môi trường giá trị tính tốn điều kiện mơi trường (đất, nước, khơng khí) theo số thơng số mơi trường có mơi trường Chỉ số tập hợp tham số tích hợp nhân với trọng số Các chỉ số mức độ tích hợp cao nghĩa chúng tính tốn từ nhiều biến số hay liệu để giải thích cho tượng mơi trường Ví dụ: chỉ số chất lượng nước (WQI, Horton, 1996), chỉ số chất lượng khơng khí (AQI, Ott, 1978), chỉ số phát triển người (HDI UNDP), chỉ số xói mịn đất (theo phương trình đất phổ dụng (USLE), Wishmier, 1976) Vai trò, ý nghĩa số Ý nghĩa sử dụng số môi trường Chỉ số môi trường phản ánh bản chất môi trường diễn Chỉ số môi trường phản ánh mức độ ô nhiễm mơi trường Vai trị số mơi trường Chỉ số mơi trường lam đơn giản hóa q trình giao tiếp thơng tin thơng qua chúng, kết quả đo lường cung cấp cho người sử dụng cách dễ dàng Chỉ số môi trường lượng hố chất lượng mơi trường Chất lượng môi trường thể giá trị số học đơn giản, so sánh giá trị với thang điểm đánh giá cho biết mức độ môi trường Chỉ số môi trường đưa va cảnh báo sớm tín hiệu thay đổi tình trạng mơi trường sở giúp cho việc hoạch định chương trình kế hoạch bảo vệ môi trường Xây dựng số Bước 1: Lựa chọn thông số Bước 2: Xác định tiêu chí: mức ý nghĩa trọng số cho thơng số Bước 3: Xây dựng nên chỉ số hoàn chỉnh Luồng thơng tin Dữ liệu lượng hố chất lượng mơi trường Thông số x1 I2 = f2(x2) Thông số x2 I2 = f2(x2) Ham số I1 Ham số I2 Thông số xi … Ham số Ii Thông số xn In = fn(xn) Ham số In Chỉ số chất lượng I=g(I1,I2…In) Chỉ số VN-AQI (QĐ 878/2011/TCMT)  Thông số sử dụng: SO2, CO, NOx, O3, PM10, TSP  Mối quan hệ thơng số chất lượng khơng khí: tỷ lệ vượt chuẩn AQI 24 h x TS x  100 QC x AQI d max( AQI xd )  Mối quan hệ thông số với nhau: phụ thuộc thông số vượt chuẩn nhiều  Dùng để cảnh báo chất lượng khơng khí theo thời gian AQI Chất lượng – 50 Tốt 51 – 100 Trung bình 101 – 200 Kém 201 – 300 Xấu Trên 300 Nguy hại Ảnh hưởng sức khỏe Không ảnh hưởng đến sức khỏe Nhóm nhạy cảm nên hạn chế thời gian bên ngồi Nhóm nhạy cảm cần hạn chế thời gian bên ngồi Nhóm nhạy cảm tránh ngồi, người khác hạn chế Mọi người nên nhà Chỉ số VN-WQI (QĐ 879/2011/TCMT)  Thông số sử dụng: DO, nhiệt độ, BOD5, COD, N-NH4, P-PO4, TSS, độ đục, Tổng Coliform, pH  Mối quan hệ thông số – chất lượng nước: phân lớp i qi 100 75 50 25 BOD5 (mg/l) ≤4 15 25 ≥50 Giá trị BPi quy định thông số COD N-NH4 P-PO4 Độ đục TSS Coliform (mg/l) (mg/l) (mg/l) (NTU) (mg/l) (MPN/100ml) ≤10 ≤0.1 ≤0.1 ≤5 ≤20 ≤2500 15 0.2 0.2 20 30 5000 30 0.5 0.3 30 50 7500 50 0.5 70 100 10.000 ≥80 ≥5 ≥6 ≥100 >100 >10.000  Mối quan hệ thơng số với nhau: bình đẳng (khơng có trọng số)  Hiện có bổ sung trọng số cho Lưu vực Cầu – Nhuệ – Đáy Giá trị WQI 91 - 100 76 - 90 51 - 75 26 - 50 - 25 Mức đánh giá chất lượng nước Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt có xử lý Sử dụng cho mục đích tưới tiêu Sử dụng cho giao thơng thủy Nước ô nhiễm nặng, cần xử lý tương lai Chỉ số nhiễm hóa học Chỉ số nhiễm dinh dưỡng (NPI) NPI e n Ln ( PQI ) n Wn n n 1  Chỉ số tính dựa kết quả quan trắc hàng tháng Các thông số: NH4+, NO3-, NO2-, PO43-, pH, EC, NTU (độ đục) Chỉ số ô nhiễm hữu (OPI) OPI tính theo kết quả quan trắc hàng tháng Các thông số NH4, BOD, COD, To, DO Chỉ số ô nhiễm công nghiệp (IPI) IPI sử dụng để đánh giá ô nhiễm tác nhân ô nhiễm vi lượng (trừ hoá chất bảo vệ thực vật): kim loại nặng, dầu mỡ, polyhydrocacbon thơm, phenol, xyanua, PCB IPI đươc tính dựa theo kết quả quan trắc hàng tháng Chỉ số Brown - NSFWQI http://www.water-research.net/watrqualindex/index.htm Thông số DO Fecal coliform pH BOD5 Nitrat Photphat Nhiệt độ Độ đục Tổng chất rắn Trọng số Trọng số tạm thời cuối wi 1.0 0.17 0.9 0.15 0.7 0.12 0.6 0.10 0.6 0.10 0.6 0.10 0.6 0.10 0.5 0.08 0.4 0.08 Khoảng giá trị 90 – 100 70 – 90 50 – 70 25 – 50 - 25 Mức chất lượng nước Rất tốt Tốt Trung bình Xấu Rất xấu Chỉ số CCME WQI Chất lượng Giá trị Chất lượng nước Điều kiện Excellent (Rất tốt) 95 – 100 Nước bảo vệ, khơng có đe doạ, ảnh hưởng suy yếu Nước gần với tự nhiên mức độ tinh khiết 80 - 94 Nước bảo vệ với đe doạ ảnh hưởng nhỏ Nước có khác biệt với mức độ tự nhiên hay mức độ mong muốn Fair (Vừa phải) 65 - 79 Nước bảo vệ thường xuyên, bị đe doạ bị ảnh hưởng Nước thỉnh thoảng mức độ chất lượng tự nhiên hay mong muốn Marginal (Trung bình) 45 – 64 Nước thường xuyên bị đe doạ bị ảnh hưởng Nước thường mức độ tự nhiên hay mức độ mong muốn Poor (Xấu) – 44 Nước bị đe doạ bị ảnh hưởng Nước mức độ tự nhiên hay mức mong muốn Good ( tốt) Hệ thống Saprobic va số Saprobic Phân vùng Polysaprobic (ơ nhiễm nặng) Đặc tính hóa - lý Quần xã sinh vật Ưu vi khuẩn thiobacteria Nhiều lồi tảo lam (blue-green), Q trình khử mạnh, thiếu oxy, trùng chân giả, trùng roi, protozoa có mao Chỉ có vài lồi nước đen, đục, có mùi động vật KXS Cá thường khơng xuất α-mesosaprobic (ơ Có oxy hồ tan, q trình khử Nấm nước cống “sewage fungus” Nhiều loài tảo lam (blue-green), nhiễm nặng) giảm, nước màu xám, có mùi protozoa Vi khuẩn ưu Sphaerotilus natans β-mesosaprobic (ơ Có nhiều oxy hồ tan (đủ vào ban Chiếm ưu loài thực vật bám, nhiều động vật đáy cỡ nhiễm trung bình) ngày), nước khơng mùi lớn nhuyễn thể, trùng, đỉa Bắt đầu có động vật bậc cao Oligosaprobic (ơ Đủ oxy hồ tan, q trình oxy Các loài sinh vật nhạy cảm rêu, ấu trùng lồi trùng nhiễm nhẹ) hố chiếm ưu thế, nước Cá Salmonid chiếm ưu Tần suất xuất a: •Xuất bình thường a = •Xuất thường xuyêna = •Phát triển mạnh a=5 Giá trị saprobic s: •Oligosaprobic s=1 •β-mesosaprobic s=2 •α-mesosaprobic s=3 •Polysaprobic s=4 Đánh giá: S = 1,0 – 1,5 S = 1,5 – 2,5 S = 2,5 – 3,5 S = 3,5 – 4,0 oligosaprobic β-mesosaprobic α-mesosaprobic polysaprobic Hệ thống BMWP – Chỉ số ASTP 10 Siphlonuridae, Beraeidae, Capniidae, Heptageniidae, Leptophlebiidae, Ephemerellidae, Potamanthidae, Ephemeridae, Taeniopterygidae, Molannidae, Leuctridae, Perlodidae, Perlidae, Chloroperlidae, Aphelocheiridae, Phryganeidae, Odontoceridae, Leptoceridae, Lepidostomatidae, Goeridae, Brachycentridae, Sericostomatidae Astacidae, Phylopotamidae, Cordulegasteridae, Gomphidae, Lestidae, Agriidae, Aeshnidae, Psychomyiidae, Corduliidae, Libellulidae, Limnephilidae, Polycentropodidae, Rhyacophilidae, Nemouridae, Neritidae, Viviparidae, Unionidae, Ancylidae, Corophiidae, Hydroptilidae, Gammaridae, Platycnemididae, Coenagriidae Mesovelidae, Hydrometridae, Gerridae, Nepidae, Naucoridae, Notonectidae, Pleidae, Corixidae Haliplidae, Hygrobiidae, Dytiscidae, Gyrinidae, Hydrophilidae, Clambidae, Scirtidae, Dryopidae, Elmidae, Hydropsychidae, Tipulidae, Simuliidae, Planariidae, Dendrocoelidae Baetidae, Sialidae, Pisicolidae Valvatidae, Hydrobiidae, Lymnaeidae, Physidae, Planorbidae, Sphaeriidae, Glossiphoniidae, Hiruadinidae, Erpobdellidae, Asellidae Chironomidae Oligochaeta Lựa chọn tiêu chí đánh giá Các nhà khoa học Hệ thống giáo dục quốc dân Các tổ chức quốc tế Tổ chức phi phủ Các cấp quản lý môi trường Các cấp quản lý nhà nước Các nhóm kinh tế Cơ quan truyền thơng Cấp • Nhà quản lý Các nhóm xã hội Cấp • Cơng chúng 10 Các cộng đồng Các số liệu đo Thông số môi trường Chỉ thị mơi trường Chỉ số mơi trường Cấp • Nhà khoa học Báo cáo trạng môi trường Mục tiêu báo cáo • Cung cấp sở khoa học cho việc định bảo vệ môi trường (là cơng cụ quản lý mơi trường) • Nâng cao nhận thức hiểu biết trạng thái môi trường xu hướng diễn biến môi trường (là công cụ truyền thơng mơi trường) • Cung cấp phương tiện để đánh giá tiến phát triển bền vững (là cơng cụ đánh giá hình thức quản lý) Các bước xây dựng báo cáo • Bước Xây dựng sở liệu mơi trường • Bước Xác định vấn đề môi trường, xây dựng chỉ thị mơi trường • Bước Liên kết chỉ thị xây dựng, đánh giá vấn đề môi trường Báo cáo trạng môi trường Nguồn thông tin phục vụ lập báo cáo Thông tin môi trường từ báo cáo trạng môi trường quốc gia, báo cáo chuyên đề môi trường quốc gia báo cáo trạng môi trường địa phương, báo cáo chuyên đề môi trường địa phương phê duyệt Thông tin từ Niên giám thống kê quốc gia, ngành địa phương Kết quả chương trình quan trắc mơi trường Thơng tin từ bộ, ngành, sở, ban ngành liên quan Thông tin từ nguồn khác: kết chương trình nghiên cứu khoa học đề tài nghiên cứu khoa học cấp nhà nước, cấp cấp tỉnh nghiệm thu Thông tin từ chương trình điều tra, khảo sát bổ sung vấn đề mơi trường chun đề nhằm mục đích hỗ trợ liệu cho công tác lập báo cáo trạng môi trường Báo cáo trạng môi trường Yêu cầu báo cáo  Báo cáo đánh giá chất lượng môi trường phải dựa sở thơng tin xác khoa học, thông tin báo cáo phải trung thực, khách quan lấy từ nguồn đáng tin cậy điều tra  Báo cáo đánh giá chất lượng môi trường phải sản phẩm hợp tác chặt chẽ cộng đồng, lĩnh vực sản xuất, kinh doanh, tổ chức phi phủ quyền cấp nhằm xác định vai trị, vị trí, ý nghĩa việc giải vấn đề địa phương, quốc gia bối cảnh chung toàn quốc, toàn cầu  Việc đánh giá phải dựa nguyên tắc phát triển bền vững, nhắm vào công tác nâng cao nhận thức BVMT, bảo vệ tài nguyên phát triển bền vững  Một nguyên tắc hướng dẫn quan trọng báo cáo phải rõ rang, dễ hiểu có nghĩa mơ tả mối quan hệ phức tạp môi trường kinh tế - xã hội ngơn ngữ bình dân Khung báo cáo trạng môi trường Mở đầu Chương I Tổng quan đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội Chương II Sức ép phát triển kinh tế - xã hội môi trường Chương III Hiện trạng môi trường nước Chương IV Hiện trạng mơi trường khơng khí Chương V Hiện trạng mơi trường đất Chương VI Hiện trạng đa dạng sinh học Chương VII Quản lý chất thải rắn Chương VIII Biến đổi khí hậu, thiên tai, cố mơi trường Chương IX Tác động ô nhiễm môi trường Chương X Quản lý môi trường Chương XI Các thách thức, phương hướng giải pháp BVMT năm tới Kết luận, kiến nghị ... chi tiến quan trắc môi trường Xác định mục tiêu quan trắc Mục tiêu quan trắc trả lời cho câu hỏi: ? ?Quan trắc gì? ? ?Quan trắc đâu? ? ?Quan trắc nào? ? ?Quan trắc để làm gì?  Đối tượng quan trắc ... CHUNG Chương Khái niệm quan trắc môi trường Chương Xây dựng chương trình quan trắc PHẦN II TỔ CHỨC THỰC HIỆN QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG Chương Phương pháp lấy mẫu quan trắc môi trường Chương Phương... phân tích mơi trường Chương Phương pháp xử lý số liệu quan trắc Chương Phương pháp đánh giá kết quả quan trắc Chương Khái niệm quan trắc môi trường Định nghĩa Quan trắc mơi trường  Q trình