15 Chương 2: Mẫu nước thải - Lấy mẫu- bảo quản và vận chuyển 2.1. Lựa chọn vị trí lấy mẫu Tuỳ vào mục đích (đánh giá hiện trạng, đánh giá tác động của nguồn thải) mà người ta lựa chọn các vị trí lấy mẫu khác nhau và sử dụng một số phương pháp lấy mẫu nước thải khác nhau. Tuy nhiên dù vị trí lấy mẫu hay phương pháp lấy mẫu khác nhau nhưng mẫu lấy phải đại diện cho nguồn nước cần được xem xét, đ ánh giá. 2.1.1. Sự phân bố các chất ô nhiễm Sự phân bố các chất ô nhiễm trong các vùng khác nhau: - Theo diện tích: ở các vị trí khác nhau nồng độ các chất ô nhiễm khác nhau. - Theo chiều sâu: Trên bề mặt xảy ra quá trình oxy hóa sinh hóa hiếu khí → chất lượng nước sạch hơn. - Vùng giáp ranh. 2.1.2. Các yếu tố liên quan Cần xem xét ảnh hưởng của một số yếu tố đến sự pha loãng các chất ô nhiễm trong lưu vực đang xem xét. - Vận tốc dòng chảy: liên quan đến lượng oxy hòa tan → ảnh hưởng đến hàm lượng chất hữu cơ trong môi trường nước. - Thành phần địa chất trong lưu vực: lưu ý đến khi số liệu khảo sát bất thường. 2.1.3. Các số liệu đặc trưng cơ bản - Các số liệu về lòng dẫn: chiều dài, diện tích. - Lưu lượng - Các nguồn gây ô nhiễm : * Xác định số điểm lấy mẫu 16 * Làm cơ sở giải thích kết quả đo * Xác định các chỉ tiêu cần phân tích Riêng đối với nước thải công nghiệp phải xem xét chế độ thải 2.2. Các dạng mẫu Có 02 loại mẫu: Mẫu đơn và mẫu tổ hợp 2.2.1. Mẫu đơn - Loại mẫu được lấy tại 1 điểm, ở thời điểm cụ thể, chỉ đại diện cho thành phần củ a nguồn tại thời điểm và địa điểm đó. - Có thể đại diện cho chất lượng nguồn nước ở lưu vực nếu ở khu vực đó có sự xáo trộn mảnh liệt theo diện tích, theo chiều sâu được coi là đồng nhất. Lấy mẫu đơn là cách đơn giản nhất để quan trắc các dòng thải. Tuy nhiên phương pháp này chỉ đưa ra một bức tranh riêng lẻ và tức thời về đối tượng quan trắc. Phương pháp lấy mẫu này chỉ thích hợp ở một số điều kiện nhất định khi các đặc trưng của dòng thải không biến đổi trong một khoảng thời gian dài. 2.2.2. Mẫu tổ hợp Mẫu tổ hợp cung cấp thông tin chính xác hơn mẫu đơn vì đặc tính của dòng thải thường dao động và rất khó dự đoán. Có 03 loại m ẫu tổ hợp: • Tổ hợp theo không gian • Tổ hợp theo thời gian • Tổ hợp theo lưu lượng 2.2.2.1. Mẫu tổ hợp theo không gian Bao gồm các mẫu đơn có thể tích bằng nhau và được lấy đồng thời tại các địa điểm khác nhau. Thường sử dụng để lấy giá trị trung bình cho các mặt cắt ngang hoặc mặt cắt dọc của dòng nước. 17 Mẫu đại diện cho chất lượng nước tại mặt cắt đó, được lấy ở thời điểm nước đứng, dòng chảy ổn định. Ví dụ: Chú ý: Khi sử dụng mặt cắt trong quá trình khảo sát, phân tích cần phải thu gọp các điểm lấy mẫu lại để tiết kiệm chi phí cho quá trình khảo sát, phân tích. Cần sử dụng mặt cắt ở các nơi khác biệt. 2.2.2.2. Mẫu tổ hợp theo thời gian Bao gồm những mẫu đơn có thể tích bằng nhau và được lấy ở các khoảng thời gian bằng nhau trong một chu kỳ. Lấy mẫu tổ hợp theo thời gian thường được áp dụng để nghiên cứu chất lượng trung bình của nguồn nước theo chu kỳ (ngày đêm, chu kỳ triều,…) 2.2.2.3. Mẫu tổ hợp theo lưu lượng - Khi lưu lượng thay đổi thì chất lượng nước thay đổi. - Bao gồm các mẫu đơn ở các khoảng thời gian bằng nhau nhưng theo tỷ lệ lưu lượng dòng thải A A 2 1 Mặt cắt dọc Mẫu tổ hợp B B Mặt cắt ngang 1 2 3 Mẫu tổ hợp 18 - Dùng để khảo sát dòng thải công nghiệp Chú ý: Đối với mẫu tổ hợp, từng mẫu đơn cần lấy với thể tích ≥ 50ml. Thường chọn khoảng 200 – 300ml. Tất cả các mẫu đơn phải được lấy với thể tích 1 – 2 lít Mẫu tổ hợp từ n mẫu thường được lấy 1 – 2 lít/n. 2.3. Kỹ thuật lấy mẫu Tùy theo mục đích chúng ta có thể lựa chọn vị trí lấy mẫu, thời điể m lấy mẫu, thời gian lấy mẫu để tránh sự khác biệt của các thành phần trong mẫu nước. 2.3.1. Lấy mẫu nước sông - Điểm lấy mẫu thường là các địa danh dễ nhớ, hoặc thuận tiện cho việc lấy mẫu. - Điểm lấy mẫu chọn nơi dòng chảy có sự xáo trộn mạnh nhất (chọn vị trí giữa dòng đối với dòng chảy nh ỏ) * Đối với dòng chảy hẹp: 01 vị trí * Đối với dòng chảy rộng: 03 vị trí (trái, phải, giữa dòng: tại các vị trí này có trường vận tốc khác nhau). - Nếu dòng chảy không có gì đặc biệt, mẫu được lấy cách mặt nước 20 ÷ 30 cm, là các mẫu đơn hay mẫu tổ hợp. - Khi lấy mẫu nước sông cần chú ý: * Nếu Sông đồng nhất → mẫu được lấy cách bề mặt 30 ÷ 40 cm * Nếu Sông không đồ ng nhất → cần lấy mẫu theo độ sâu: H ≤ 1m → chọn 1 điểm lấy mẫu H = 1 – 2m → chọn 2 điểm lấy mẫu H ≥ 3m → chọn 3 điểm lấy mẫu Việc xác định tính đồng nhất hay không đồng nhất dựa và sự biến thiên nhiệt độ. Đây là thông số điều khiển tất cả các quá trình trong tự nhiên. Khi 19 nhiệt độ khác nhau thì các quá trình xảy ra cũng khác nhau dẫn đến giá trị các thông số cũng khác nhau. - Khi nghiên cứu tác động của dòng nhánh, nguồn thải tới chất lượng nước trong dòng chính thì xác định 02 điểm : thượng lưu và hạ lưu. Điểm hạ lưu phải đủ xa để có sự xáo trộn hoàn toàn, L khoảng 1km. Điểm thượng lưu phải đủ xa để nguồn thải không ảnh hưởng đến địa đ iểm đo. - Đối với sông chịu ảnh hưởng của thủy triều (cửa sông). Khi xác định điểm lấy mẫu cần có bảng thủy triều để xác định thời điểm lấy mẫu 2.3.2. Lấy mẫu nước ao, hồ (các nguồn nước đứng) Tùy theo độ sâu, hình dáng, tùy theo điều kiện cụ thể mà lấy mẫu đơn hay mẫu t ổ hợp. Khi lấy mẫu tổ hợp → có sự thay đổi theo độ sâu: • Điểm 1: cách mặt nước 10 ÷ 30cm. • Điểm 2: cách đáy 100cm. Nếu lấy mẫu theo độ sâu cần xác định độ giảm nhiệt: • Ở bề mặt → lấy mẫu • Ở tầng suy nhiệt → lấy mẫu • Ở tầng đáy → lấy mẫu M1: thượng lưu M2: Hạ lưu L = 1000 m Q1 20 2.3.3. Lấy mẫu nước ngầm (nước giếng) - Lấy mẫu bằng bơm: lấy sau khi bơm 20 ÷ 30 phút. - Lấy theo chiều sâu: tương tự như lấy mẫu theo các độ sâu khác. 2.3.4. Lấy mẫu nước thải Địa điểm phải đại diện cho dòng thải cần khảo sát Có 02 loại nước thải: • Nước thải công nghiệp • Nước thải đ ô thị. Với nước thải công nghiệp: cần phải xem xét qui trình công nghệ → xác định thời gian lấy mẫu, lựa chọn thời điểm lấy mẫu. Với nước thải đô thị: các khoảng thời gian lấy mẫu khác nhau. Có 02 vị trí lấy mẫu thường chọn: • Lấy mẫu tại các cống thải, kênh thải và hố ga • Lấy mẫu tại đầu vào củ a trạm xử lý. Các lưu ýkhi lấy mẫu tại hiện trường 1. Lưu ý khi lấy mẫu đại diện: Chương trình lấy mẫu, lựa chọn vị trí lấy mẫu thích hợp và lên kế hoạch chi tiết cho việc lấy mẫu là hết sức quan trọng nhằm lấy được mẫu đại diện. Các yêu cầu tối thiểu khi lấy mẫu đại diện: T ầ n g m ặt T ầ n g đá y 21 Yếu tố xem xét Yêu cầu Lấy mẫu hchc bay hơi hoặc không bay hơi - Đối với thành phần không bay hơi, lấy ở điểm dòng thải trộn đều nhất. Tuy nhiên không nên lấy mẫu ở những điểm chảy rối mạnh hay tại các góc cạnh của đường ống hay kênh dẫn vì sẽ không đảm bảo tính đại diện. Mẫu trên kênh dẫn thường được lấy ở độ sâu 1/3 tính từ đáy kênh, ở đ iểm giữa theo tiết diện ngang của kênh dẫn giữa vị trí chảy rối mạnh và thành kênh. - Đối với hợp chất hữu cơ bay hơi: lấy mẫu ở khu vực dòng ít chảy rối để giảm sự xâm nhập của khí vào mẫu. Lấy mẫu chất rắn - Tránh lấy mẫu ở những khu vực yên lặng nơi mà tốc độ dòng chảy giảm, chất rắn bị lắng chỉ còn những mảnh vụn nổi. - Tránh lấy mẫu chất rắn lắng không đại diện được lắng đọng trên kênh hay thành ống dẫn. Thống nhất vị trí lấy mẫu - Lấy mẫu dòng thải công nghiệp cần phải cố định ở một vị trí nhất định. Sự biến đổi trong kết quả quan trắc không thể quy cho sự thay đổi vị trí lấy mẫu. Vị trí lấy mẫu cần phải thống nhất và ghi lại trong báo cáo khảo sát cũng như báo cáo kết quả cuối cùng. Khả năng lấy được mẫu và vấn đề an toàn Các điểm lấy mẫu cần được tiếp cận một cách dễ dàng nhằm tránh rơi ngã gây thương tích hay nguy hiểm do các hơi khí độc. Đường ống lấy mẫu (Ống PVC nối giữa bộ phận hút - Vệ sinh đường ống trước khi lấy mẫu nhằm làm sạch các vật liệu còn lại trong đường ống để loại 22 và thiết bị) trừ sự nhiễm bẩn. - Thay thế đường ống theo qui định nhằm tránh sự đóng cặn, sự tồn lưu các chất hóa học hay hoạt động của vi sinh vật. - Ống lấy mẫu càng ngắn càng tốt vì dễ dàng vệ sinh cũng như ngăn cản quá trình biến đổi màu. Chai lấy mẫu - Làm sạch trước khi lấy mẫu - Dán nhãn chai lấy mẫu và ghi các lưu ý cũng như phương pháp lấy mẫu để tránh xảy ra nhầm lẫn giữa các chai. (Ví dụ như tên chương trình, ngày lấy mẫu, vị trí lấy mẫu, người thực hiện, ) Bảo trì thiết bị lấy mẫu Cần vệ sinh thường xuyên và kiểm tra thiết bị lấy mẫu theo qui trình đề ra của nhà cung cấp cũng như trước khi tiến hành các hoạt động quan trắc. 2. Phân tích tại hiện trường và ý nghĩa của kết quả: Một vài thông số như: pH, độ dẫn và tổng chất rắn hoà tan (TDS), độ muối, độ đục và nhiệt độ có thể phân tích trực tiếp tại hiện trường bằng các thiết bị xách tay. Trong các thông số này chỉ có pH là thông số được quy định theo TCVN. Các thông số còn lại có thể cho thông tin thêm về thành phần của nước thải. Độ dẫn và TDS cho phép xác định nhanh các chất ô nhi ễm dưới dạng ion. Độ dẫn của nước sạch tự nhiên vào khoảng 150 - 300μS/cm, giá trị cao hơn có thể chỉ thị cho nước bị ô nhiễm bởi các ion. Giá trị độ đục thường tỉ lệ với hàm lượng chất rắn lơ lững. Độ muối cho biết hàm lượng clorua là chủ yếu. Tóm lại những thông số đo nhanh bằng các thiết bị xách tay giúp kỹ thuật viên hiện trườ ng dự báo được gần đúng các đặc trưng ô nhiễm của dòng thải (đặc biệt là các dòng thải công nghiệp). Trước khi tiến hành phân tích tại hiện trường, tất cả các thiết bị phải được kiểm tra độ ổn định, các linh kiện kèm theo cũng như dự phòng và hiệu chuẩn. 23 3. Quan sát tại hiện trường: Hoạt động quan trắc tại hiện trường phải được các kỹ thuật viên đã được đào tạo thực hiện. Sự thành công của chương trình quan trắc phụ thuộc vào những mẫu đại diện và độ chính xác của phép đo. Đồng thời việc quan sát và ghi lại các điều kiện hiện trường cũng là những thông tin quan trọng trong quá trình phân tích cũng như đánh giá kết qu ả. 2.4. Bảo quản và vận chuyển mẫu Mẫu được bảo quản theo TCVN 5993 – 1995. Đối với quan trắc dòng thải công nghiệp, lấy một số lượng lớn các mẫu tổ hợp trong thời gian dài có độ tin cậy cao hơn một mẫu riêng lẻ. Mẫu thường được bảo quản lạnh ở 4 0 C trong suốt quá trình quan trắc. Tuy nhiên các mẫu cần được chuyển đến phòng thí nghiệm để bảo quản trong tủ lạnh chuyên dụng trong càng sớm càng tốt và tối đa là sau 24h. Với chương trình quan trắc dòng thải công nghiệp, biên bản quan trắc tại hiện trường cần phải chuyển cùng với mẫu tới phòng thí nghiệm nhằm cung cấp thông tin về những điều kiện lấy mẫu tại hiện trường để phân tích chính xác các mẫu thu được. Các dữ liệu hiện trường sẽ giúp cho việc chuẩn bị mẫu tổ hợp và lý giải các kết quả phân tích sau này. Để truyền đạt đầy đủ thông tin, nên liệt kê các nội dung chính về chương trình quan trắc trong biên bản bàn giao nhận mẫu như sau: - Địa điểm tiến hành quan trắc, dạng dòng thải, ngày quan trắc, người thực hiện đo đạc, nhật ký quan trắc. - Thời gian chuyể n tới phòng thí nghiệm. - Điều kiện lưu giữ mẫu tại hiện trường. - Các thông số cần được phân tích. Các công việc chuẩn bị trộn mẫu thành mẫu tổ hợp phải tiến hành càng sớm càng tốt. Sau đó, các mẫu tổ hợp sẽ được phân loại theo các chai lưu giữ với các biện pháp bảo quản riêng lẻ đối với từng thông số phân tích. 24 Để kiểm soát chất lượng trong quá trình vận chuyển mẫu, mẫu kiểm soát chất lượng thường được áp dụng là mẫu trắng vận chuyển. Ví dụ: Tóm tắt các yêu cầu lấy và bảo quản mẫu nước phân tích các thông số có trong Nghị định 67/2003/NĐ-CP (Trích TCVN 5993-1995) Thông số Loại chai đựng mẫu Thể tích mẫu tối thiểu ml) Cách bảo quản Thời gian lưu giữ tối đa BOD Nhựa, thủy tinh 1000 Làm lạnh 2 – 5 0 C, để nơi tối 24h COD Nhựa, thủy tinh 100 Axit hóa đến pH < 2 bằng H 2 SO 4 , làm lạnh 2 – 5 0 C, để nơi tối 5ngày Các loại chất rắn Nhựa, thủy tinh 200 Bảo quản lạnh ở 4 0 C 2-7ngày Kim loại nặng Nhựa, thủy tinh bosilicat 500 Lọc ngay khi lấy mẫu, axit hóa nước lọc đến pH < 2 1tháng Thủy ngân Thủy tinh bosilicat 500 Axit hóa đến pH < 2 bằng HNO 3 và thêm K 2 Cr 2 O 7 đến nồng độ cuối cùng 5% (khối lượng / khối lượng) 1 tháng . trong môi trường nước. - Thành phần địa chất trong lưu vực: lưu ý đến khi số liệu khảo sát bất thường. 2. 1.3. Các số liệu đặc trưng cơ bản - Các số liệu về lòng dẫn: chiều dài, diện tích. -. trong quá trình khảo sát, phân tích cần phải thu gọp các điểm lấy mẫu lại để tiết kiệm chi phí cho quá trình khảo sát, phân tích. Cần sử dụng mặt cắt ở các nơi khác biệt. 2. 2 .2. 2. Mẫu tổ hợp. hiện trường, tất cả các thiết bị phải được kiểm tra độ ổn định, các linh kiện kèm theo cũng như dự phòng và hiệu chuẩn. 23 3. Quan sát tại hiện trường: Hoạt động quan trắc tại hiện trường