Các phương pháp lấy mẫu, bảo quản và phân tích mẫu nước

Bài LẤY VÀ BẢO QUẢN MẪU MẪU NƢỚC I Cơ sở lý thuyết 1.1 Lựa chọn điểm lấy mẫu  Đối với mẫu nước mặt Vị trí điểm lấy mẫu nước (bao gồm nước sông, suối, nước hồ, ao nước thải) cần chọn ổn định phải đại diện cho môi trường nước mặt nơi quan trắc Đối với sông, suối, kênh, rạch chảy qua thành phố khu cơng nghiệp tối thiểu phải quan trắc hai điểm: điểm đầu nguồn nước chảy vào thành phố vào lãnh thổ điểm cuối nguồn nước chảy khỏi thành phố, lãnh thổ Đối với nước hồ, ao: tuỳ theo hồ, ao nhỏ hay to mà lấy mẫu đến vị trí Các điểm quan trắc phải đại diện cho trạng thái trung bình hồ, ao tức chúng khơng gần miệng cống nước xả vào hồ, ao khơng gần miệng cống nước hồ, ao  Đối với mẫu nước ngầm Vị trí lấy mẫu giếng đào (nước ngầm thổ nhưỡng), nước giếng khoan nông không áp (nước ngầm mạch nông) nước giếng khoan có áp (nước ngầm mạch sâu) Các giếng chọn lấy mẫu phải đặc trưng cho tình hình sử dụng nước ngầm khu vực Giếng phải đảm bảo vệ sinh, không bị hư hỏng nước mặt xung quanh tràn vào Số lượng giếng lấy mẫu khoảng cách từ đến điểm tác động xác định dựa vào điều kiện địa chất thuỷ văn khu vực - Kiểm soát thải vùng: Địa điểm lấy mẫu để kiểm soát thải vùng phải xuất phát từ thông tin nguồn thải vận chuyển chất ô nhiễm từ nguồn điểm nước mặt - Kiểm soát phát tán chất ô nhiễm: Xác định thay đổi theo không gian thời gian thành phần lắng phạm vi vùng đòi hỏi trạm quan trắc phải có tính chất đại diện xa nguồn thải  Đối với mẫu nước mưa Cần xác định mục tiêu trước thiết kế mạng lấy mẫu nước mưa Các mục tiêu bao gồm: quy mô, mật độ lấy mẫu thiết kế mạng lưới cần ý đến vận động theo mùa khối khơng khí lục địa hướng gió Thiết kế trạm lấy mẫu cần rõ ràng, thích hợp đáp ứng đối tượng nghiên cứu (ví dụ: đo nguồn vùng, khu vực đo khoảng di chuyển xa, số nguồn…) phải tiêu biểu cho khí hậu địa lý vùng  Đối với mẫu nước cửa sông Điểm lấy mẫu lựa chọn dựa vào số liệu thuỷ triều, chế độ thuỷ văn, đặc biệt điểm dòng chảy vùng cửa sơng kinh nghiệm người quan trắc Số lượng, vị trí điểm tầng nước lấy mẫu thay đổi theo đợt quan trắc  Đối với mẫu nước biển Điểm lấy mẫu phải đại diện cho khu vực biển cần quan trắc để đảm bảo thơng số đo đạc, phân tích mơi trường điểm lấy mẫu phải đặc trưng cho giá trị trung bình khu vực thời điểm quan trắc Cần có điểm quan trắc biển ven bờ xa bờ Các điểm xa bờ chọn nơi quan trắc bị tác động khu vực khai thác dầu khí tuyến giao thơng quan trọng biển Điểm quan trắc biển ven bờ lựa chọn nơi có tính “nhạy cảm” đặc thù mơi trường ven biển Đó nơi quan trắc ảnh hưởng dòng hải lưu cửa sông, cảng, khu công nghiệp, đô thị vùng nhạy cảm sinh thái, nơi trung hồ tương tác, q trình trái ngược khu vực quan trắc thời điểm quan trắc (đới xáo trộn, lắng keo vùng cửa sông, khối nước nhạt mặn chịu tác động nguồn thải, vùng tác động hải lưu) Có nhiều cách để xác định vị trí điểm lấy mẫu, nhiên thuận lợi sử dụng máy định vị vệ tinh 1.2 Thời gian tần suất lấy mẫu Tuỳ theo đối tượng mơi trường cần quan trắc phân tích mà có quy định cụ thể kế hoạch thời gian tần suất lấy mẫu: - Nếu tần suất đo tháng lần địa điểm lấy mẫu cần lấy vào 1-2 ngày xác định tháng - Nếu tháng đo lần địa điểm lấy mẫu cần đo vào 1-2 ngày xác định tháng 1, 3, 5, 7, 9, 11 - Nếu đo theo quý địa điểm lấy mẫu cần đo vào 1-2 ngày xác định tháng 2, 5, 8, 11 hàng năm - Chú ý lấy mẫu vào ngày không mưa, ngày xác định bị mưa tiến hành lấy mẫu vào ngày tiếp theo, sau ngày mưa tối thiểu ngày - Ở vùng cửa sông, ven biển thời gian lấy mẫi (ngày, giờ) cần phải lưu ý đến dao động mực nước thuỷ triều - Đối với quan trắc phân tích phóng xạ, ảnh hưởng khu vực việc quan trắc phân tích cần lấy mẫu phân tích theo tiêu đặc trưng - Riêng trạm theo dõi mưa axit lấy mẫu phân tích nước theo yêu cầu cụ thể nhiệm vụ giao - Số lần lấy mẫu nước mặt lần/1 ngày: lần vào buổi sáng từ 8h-12h, lần vào buổi chiều từ 14h-17h - Số lần lấy mẫu nước vùng cửa sông ven biển lần/1 ngày: vào lúc nước lớn vào lúc nước ròng kỳ nước cường 1.3 Kỹ thuật lấy mẫu Lấy mẫu nước cần phải đảm bảo không làm xáo trộn tầng nước Người ta thường dùng loại dụng cụ lấy mẫu sau: - Dụng cụ lấy mẫu hình trụ mở Loại Ruttner Kemmerer: có dạng hình trụ mở, dung tích từ đến lít có nắp đậy đầu Các nắp mở đóng vào nhờ hệ thống dây Ống Ruttner làm nhựa, ống Kemmenrer làm đồng Khi nắp ống mở ra, nước qua, đến độ sâu cần lấy mẫu, người ta thường kéo, hạ ống lên xuống vài lần (dao động khoảng 25cm) trước đóng nắp lại để lấy mẫu Dụng cụ lấy mẫu Friedinger: Dụng cụ có dạng gần giống với loại Ruttner Kemmerer nắp mở 900 Tất phần bên khơng làm kim loại Dung tích dao động từ 3,5-5 lít, dụng cụ có khung để gắn nhiệt kế - Dụng cụ lấy mẫu có khí, cổ hẹp Dạng bình Dussart: Dụng cụ đơn giản, tự làm lấy Dùng bình có cổ hẹp (dạng cổ chai) có nút cao su với hai ống nhỏ Một ống kéo dài xuống tận đáy bình, ống cần xun qua nắp cao su Đầu hai ống nhỏ nối với ống nhỏ hình chữ U nối ống cao su mềm Một vật đủ nặng buộc phía bình để kéo chìm bình xuống nước Ống chữ U buộc chặt vào cổ bình nối với dây kéo để điều khiển lấy mẫu Thả bình đến độ sâu cần thiết, kéo ống chữ U, nước tràn vồ bình, đẩy khơng khí Dụng cụ lấy mẫu Valas: Tương tự dụng cụ Dussart phần đóng mở có từ tính cấu tạo phức tạp Sau mở để lấy mẫu, nắp đậy kín lại Dụng cụ thường sử dụng để lấy mẫu phân tích vi sinh - Dụng cụ lấy mẫu bơm: Dùng ống cao su nhựa (đủ nặng) để thả xuống độ sâu cần thiết Dùng bơm để hút tạo dòng nước liên tục mẫu nước lấy Nếu cần phân tích chất khí đầu ống cần đặt sát đáy bình đựng mẫu để lượng nước chảy qua khoảng gấp lần thể tích bình đựng mẫu Để lấy mẫu nước tầng định, ống cao su cần đặt song song với khoảng hai đĩa nhựa có đường kính khoảng 10cm Dụng cụ lấy mẫu sử dụng loại bơm tay để tránh tiếp xúc kim loại với nước Nó có ưu điểm làm xáo trộn mẫu nước Thể tích ống dài 10m, thiết diện 1cm2 1lít Dụng cụ thích hợp để lấy mẫu hỗn hợp với độ sâu khác - Dụng cụ lấy mẫu có nhiều chức khác Dụng cụ lấy mẫu Von dorn: Đây dụng cụ dung phổ biến để lấy mẫu nước Gồm ống hình trụ chất dẻo, van cao su nối với ống cao su phía phía ống Hai van cao su đóng mớ nhờ khố phía ngồi ống trụ Khi thả dụng cụ xuống nước, hai van cao su mờ, đến độ sâu cần thiết đóng lại nhờ hệ thống điều khiển (messenger) Mẫu chuyển sang bình chứa nhờ lỗ nhỏ thành hình trụ 1.4 Bảo quản mẫu trước phân tích Trong khoảng thời gian từ lúc lấy mẫu nước đến phân tích, hàm lượng hợp phần bị thay đổi với mức độ khác Nhiệt độ pH nước hai đại lượng biến đổi nhanh nhất, hai tiêu cần xác định trường Hàm lượng số khí cần phải xác định O2, CO2, H2S, Cl2 Đối với việc xác định kim loại nặng số tiêu khác nước cần phải tuân thủ theo quy trình sau để bảo quản mẫu: thêm hoá chất tinh khiết vào 1lít mẫu nước Ag: Thêm 5ml HNO3 đặc Al: Thêm 5ml HCl đặc As: Thêm 5ml HCl Ca: Thường không cần phải xử lý Cd: Thêm 5ml HNO3 đặc Co: Thêm 5ml HNO3 đặc Cr: Thêm 5ml HNO3 đặc Cu: Thêm 5ml HNO3 đặc Fe: Thêm 25ml HNO3 đặc xác định tổng hàm lượng sắt Thêm 25ml CH3COONa 1M dùng để xác định dạng khác sắt Hg: Thêm 1ml HNO3 đặc Mg: Không cần phải xử lý Mn: Thêm 5ml HNO3 đặc NH3: Thêm 1ml H2SO4 đặc 2-3ml CHCl3 bảo quản nhiệt độ 3-40C Ni: Thêm 5ml HNO3 đặc PO43-: Thêm 1-2ml CHCl3 Pb: Thêm 3ml HNO3 đặc 2ml CH3COOH đặc Zn: Thêm 1ml H2SO4 đặc SO42-: Thêm 2-4ml CHCl3 CN-: Giữ mẫu nhiệt độ 3-40C, tăng pH, cần xác định SiO32-: Đựng bình polietylen, hàm lượng SiO2 cao cần thêm 1ml H2SO4 (1:3) F-: Phải đựng bình polietylen Cl-: Thêm 2-4ml CHCl3 Borat: Đựng bình polietylen, bình thuỷ tinh khơng có Bo (nên xác định sau lấy mẫu) SCN-: Nên xác định ngay, không nên để ngày đêm Phenol: Nếu hàm lượng vượt q 100mg/l khơng cần phải xử lý mẫu không lưu giữ ngày đêm, hàm lượng