Các giai đoạn của một chƣơng trình quan trắc nƣớc biển

Các giai đoạn trong một chƣơng trình quan trắc nƣớc biển thực hiện theo thông tƣ số: 31 /2011/TT-BTNMT: “Quy định quy trình kỹ thuật quan trắc môi trường nước biển”. [4]

 Giai đoạn 1: Xác định mục tiêu, yêu cầu của chƣơng trình quan trắc nƣớc biển

Quan trắc nƣớc biển có thể nhằm một số mục tiêu nhƣ:

 Đánh giá đƣợc hiện trạng chất lƣợng nƣớc biển

 Xác định đƣợc xu thế diễn biến chất lƣợng nƣớc biển theo không gian và thời gian

 Kịp thời phát hiện và cảnh báo các trƣờng hợp ô nhiễm nƣớc biển, các sự cố ô nhiễm nƣớc biển.

 Giai đoạn 2: Thiết kế chƣơng trình quan trắc

 Kiểu quan trắc

Căn cứ vào mục tiêu quan trắc, khi thiết kế chƣơng trình quan trắc phải xác định kiểu quan trắc là quan trắc môi trƣờng nền hay quan trắc môi trƣờng tác động.

 Địa điểm và vị trí quan trắc

Việc xác định vị trí quan trắc phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của mỗi vị trí quan trắc và dựa vào các yêu cầu sau:

 Điểm quan trắc phải là nơi có điều kiện thuận lợi cho việc tích tụ các chất ô nhiễm của khu vực cần quan trắc.

 Số lƣợng điểm quan trắc phụ thuộc vào điều kiện kinh tế và tốc độ tăng trƣởng của quốc gia, khu vực, địa phƣơng nhƣng phải bảo đảm đại diện của cả vùng biển hoặc đặc trƣng cho một vùng sinh thái có giá trị.

 Các điểm quan trắc môi trƣờng nƣớc biển, quan trắc trầm tích đáy và sinh vật biển phải bố trí kết hợp cùng với nhau.

 Đối với nƣớc biển xa bờ, điểm quan trắc là nơi chịu ảnh hƣởng từ các hoạt động kinh tế và quốc phòng nhƣ: thăm dò khai thác dầu khí, khoáng sản biển, giao thông vận tải biển, đánh bắt thuỷ sản… Các điểm quan trắc thƣờng đƣợc thiết kế theo các mặt cắt với nhiều điểm đo.

 Xác định các thông số quan trắc (chú ý: Các thông số đo tại chỗ và thông số lấy về phòng thí nghiệm).

Ví dụ: Đối với môi trƣờng nƣớc biển

Căn cứ vào mục tiêu của chƣơng trình quan trắc, loại nguồn nƣớc, mục đích sử dụng, nguồn ô nhiễm hay nguồn tiếp nhận mà quan trắc các thông số sau:

Thông số khí tƣợng hải văn, bao gồm:

 Gió: tốc độ gió, hƣớng gió.

 Sóng: kiểu hoặc dạng sóng, hƣớng, độ cao.

 Dòng chảy tầng mặt: hƣớng và vận tốc.

 Độ trong suốt, màu nƣớc.

 Nhiệt độ không khí, độ ẩm, áp suất khí quyển.

 Trạng thái mặt biển.

Thông số đo, phân tích tại hiện trƣờng: nhiệt độ (to), độ muối, độ trong suốt, độ đục, tổng chất rắn hoà tan (TDS), tổng chất rắn lơ lửng (TSS), độ pH, hàm lƣợng oxi hoà tan (DO), độ dẫn điện (EC).

Thông số khác: Nhu cầu oxy hóa học (COD), nhu cầu oxy sinh hóa (BOD5), photphat (PO43-), florua (F-), sunfua (S2-), đioxit silic (SiO2), amoni (NH4+), nitrit

(NO2-), nitrat (NO3-), tổng N (T-N), tổng P (T-P), dầu mỡ, sắt (Fe), đồng (Cu), chì (Pb), kẽm (Zn), cacdimi (Cd), mangan (Mn), thuỷ ngân (Hg), asen (As), xianua (CN-), phenol, tổng coliform, fecal coliform…

 Xác định tần suất đo/ lấy mẫu Tần suất quan trắc

 Nền nƣớc biển: Tối thiểu 02 lần/năm.

 Môi trƣờng nƣớc biển ven bờ: Tối thiểu 01 lần/quý.

 Môi trƣờng nƣớc biển xa bờ: Tối thiểu 02 lần/1 năm.

 Giai đoạn 3: Lấy mẫu và đo hiện trƣờng

 Chuẩn bị

Trƣớc khi tiến hành quan trắc cần thực hiện công tác chuẩn bị nhƣ sau:

- Chuẩn bị tài liệu, các bản đồ, sơ đồ, thông tin chung về khu vực định lấy mẫu

- Theo dõi điều kiện khí hậu, diễn biến thời tiết

- Chuẩn bị các dụng cụ, thiết bị cần thiết; kiểm tra, vệ sinh và hiệu chuẩn các thiết bị và dụng cụ lấy mẫu, đo, phân tích trƣớc khi ra hiện trƣờng - Chuẩn bị hoá chất, vật tƣ, dụng cụ phục vụ lấy mẫu và bảo quản mẫu - Chuẩn bị nhãn mẫu, các biểu mẫu, nhật ký quan trắc và phân tích theo

quy định

- Chuẩn bị các phƣơng tiện phục vụ hoạt động lấy mẫu và vận chuyển mẫu - Chuẩn bị các thiết bị bảo hộ, bảo đảm an toàn lao động

- Chuẩn bị kinh phí và nhân lực quan trắc

- Chuẩn bị cơ sở lƣu trú cho các cán bộ công tác dài ngày - Chuẩn bị các tài liệu, biểu mẫu có liên quan khác.

 Lấy mẫu và đo hiện trƣờng Phƣơng pháp lấy mẫu nƣớc biển

Việc đo đạc, lấy mẫu nƣớc biển phải tuân theo một trong các phƣơng pháp quy định dƣới đây:

 TCVN 5998: 1995

 ISO 5667-9: 1992

 ISO 5667- 1

Đo, phân tích các thông số môi trƣờng nƣớc biển tại hiện trƣờng

Các phƣơng pháp đo, phân tích các thông số quan trắc môi trƣờng nƣớc biển tại hiện trƣờng đƣợc quy định tại Bảng 1.1:

Bảng 1. 1 Phương pháp đo, phân tích một số thông số tại hiện trường

STT Thông số Số hiệu tiêu chuẩn, phƣơng pháp

1 to  APHA 2550 B  Máy đo 2 Độ muối  APHA 2520 B, C, D  Máy đo 3 pH  TCVN 6492:2010  EPA 9040  ISO 10523:2008  Máy đo 4 DO  NS-ISO 5814  ISO 5418:1990  Máy đo 5 Các thông số khí

tƣợng hải văn  Theo các hƣớng dẫn sử dụng thiết bị quan trắc khí tƣợng của các hãng sản xuất.

(Nguồn: Thông tư số: 31 /2011/TT-BTNMT)

Việc thực hiện QA/QC đƣợc tuân theo thông tƣ số 21 năm 2012: Quy định việc bảo đảm chất lƣợng và kiểm soát chất lƣợng (QA/QC) trong quan trắc môi trƣờng. [5]

 Bảo quản mẫu

Mẫu nƣớc biển sau khi lấy đƣợc bảo quản và lƣu giữ theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6663-3: 2008 (tƣơng đƣơng tiêu chuẩn chất lƣợng ISO 5667-3: 2003). [6]

 Vận chuyển mẫu

 Giai đoạn 4: Phân tích mẫu ở phòng thí nghiệm

 Các phƣơng pháp phân tích

Bảng 1. 2 Phương pháp phân tích một số thông số trong phòng thí nghiệm

TT Thông số Số hiệu tiêu chuẩn, phƣơng pháp

1 COD theo KMnO4  APHA 5220

 TCVN 4566:1988 2 Dầu, mỡ  US EPA 413.2 3 Cu, Pb, Zn  TCVN 6193:1996 (ISO 8288:1986)  EPA 6010B 4 Cd  TCVN 6197:2008 (ISO 5961:1994)  EPA 6010B 5 As  TCVN 6626:2000 (ISO 11969:1996)  EPA 6010B 6 CN-  TCVN 6181:1996 (ISO 6703:1984) 7 Tổng coliform  APHA 9222

(Nguồn: Thông tư số: 31 /2011/TT-BTNMT)

 Giai đoạn 5: Phân tích, xử lý số liệu

 Giai đoạn 6: Trình bày kết quả, lập báo cáo

 Dạng thông tin “đầu ra”: biểu – bảng, đồ thị, nhận xét…

CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tƣợng nghiên cứu

Báo cáo luận văn tìm hiểu về chất lƣợng vùng nƣớc biển ven bờ tại các khu vực cảng tỉnh Khánh Hòa, đƣợc tập trung nghiên cứu tại các cảng biển bao gồm các cảng nhƣ: Nha Trang, Cam Ranh, cảng Hòn Khói.

2.2. Phạm vi nghiên cứu

Địa điểm: Cảng Nha Trang, cảng Cam Ranh, cảng Hòn Khói thuộc tỉnh Khánh Hòa.

Thời gian: Tiến hành lấy mẫu phân tích trong vòng 3 tháng: tháng 3, 4, 5 năm 2013.

Tần suất quan trắc là 1 lần/ tháng

2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu

Các phƣơng pháp đƣợc sử dụng trong quá trình làm đề tài nhƣ sau:

 Thu thập các tài liệu, số liệu nghiên cứu về đặc điểm tự nhiên, kinh tế và xã hội tại tỉnh Khánh Hòa và các cảng tàu thuộc địa phận trong tỉnh thông qua sách báo, Internet.

 Tiến hành quan trắc chất lƣợng nƣớc biển ven bờ tại 3 khu vực cảng: Cam Ranh, Nha Trang, Hòn Khói bao gồm các giai đoạn:

 Khảo sát thực tế

 Tiến hành lấy mẫu, đo các thông số hiện trƣờng

 Bảo quản mẫu

 Vận chuyển mẫu

 Phân tích trong phòng thí nghiệm

 Xử lý số liệu

 Tham khảo ý kiến các cán bộ tại Trung tâm Quan trắc Tài Nguyên và Môi trƣờng Khánh Hòa.

 Sau khi quan trắc, thu đƣợc các số liệu cần thiết để đánh giá hiện trạng chất lƣợng nƣớc các khu vực này.

 Qua việc khảo sát, nghiên cứu và đánh giá, có thể đề xuất các biện pháp sử dụng và bảo vệ hợp lý chất lƣợng nƣớc biển ven bờ tại khu vực cảng tàu.

2.3.1. Nghiên cứu, tổng hợp tài liệu

Nghiên cứu, thu thập, xử lý thông tin, phân tích đánh giá các tài liệu liên quan đến vùng nƣớc ven bờ tại các khu vực cảng tàu thuộc địa phận tỉnh Khánh Hòa.

2.3.2. Khảo sát thực địa

Qua các chuyến đi thực tế tại 3 cảng biển Nha Trang, Cam Ranh, Ba Ngòi để tìm hiểu đƣợc khu vực nghiên cứu: vị trí, cảnh quan, các hoạt động diễn ra tại các khu vực…đồng thời cũng thu thập, lấy ý kiến của ngƣời dân xung quanh khu vực này, những ngƣời hoạt động và làm việc tại các cảng nhƣ: các thợ sửa chữa tàu thuyền, bảo vệ…

Qua đó, biết đƣợc tình hình gây ô nhiễm từ các hoạt động và ghi nhận những ý kiến đóng góp về biện pháp bảo vệ nguồn nƣớc biển ven bờ.

2.3.3. Lựa chọn chỉ tiêu đánh giá

Các thông số quan trắc chất lƣợng nƣớc biển ven bờ tại các khu vực cảng là:

2.3.3.1. Thông số đo hiện trường

 pH

 Nhiệt độ

 Độ mặn

 DO

DO (Dessolved Oxygen) là lƣợng oxy hòa tan trong nƣớc cần thiết cho sự hô hấp của các thủy sinh. Trong các chất khí hòa tan trong nƣớc, oxy hòa tan đóng một vai trò rất quan trọng. Oxy hòa tan cần thiết cho sinh vật thủy sinh phát triển, nó là điều kiện không thể thiếu của quá trình phân hủy hiếu khí của vi sinh vật. Khi nƣớc

bị ô nhiễm do các chất hữu cơ dễ bị phân hủy bởi vi sinh vật thì lƣợng oxy hòa tan trong nƣớc sẽ bị tiêu thụ bớt, do đó giá trị DO sẽ thấp hơn so với DO bão hòa tại điều kiện đó. Vì vậy DO đƣợc sử dụng nhƣ một thông số để đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ của các nguồn nƣớc. Đơn vị tính của DO thƣờng dùng là mg/l.

2.3.3.2. Thông số phân tích trong phòng thí nghiệm

 TSS

Chất rắn lơ lửng là các hạt nhỏ (hữu cơ hoặc vô cơ) trong nƣớc thải. Khi vận tốc của dòng chảy bị giảm xuống các chất rắn lơ lửng sẽ bị lắng xuống; những hạt không lắng đƣợc sẽ tạo thành độ đục (turbidity) của nƣớc. Các chất lơ lửng hữu cơ sẽ tiêu thụ oxy để phân hủy làm giảm DO của nguồn nƣớc.

Hàm lƣợng TSS cao sẽ góp phần làm tăng độ đục, giảm sự xuyên thấu của ánh sáng, làm hạn chế sự quang hợp của sinh vật và gây mất mỹ quan.

 COD

Chỉ số COD là lƣợng oxy cần thiết tính bằng gam hoặc miligam cho quá trình oxy hoá các chất hữu cơ trong mẫu nƣớc thành cacbonic và nƣớc.

Chỉ số COD biểu thị lƣợng chất hữu cơ có thể oxy hoá bằng hoá học, bao gồm cả lƣợng các chất hữu cơ không bị oxy hoá bằng vi sinh vật, do đó giá trị COD > BOD.

 Amoni (tính theo N)

Là một trong những hợp chất của nito, amoni tồn tại trong nƣớc có khả năng gây bệnh cho sinh vật và con ngƣời sử dụng.

 As

Asen dƣờng nhƣ có mặt khắp nơi trong quần thể động vật biển, tác động tới sức khỏe của con ngƣời thông qua con đƣờng ăn uống và đến đa số động vật khác hoặc

lên tất cả các sinh vật biển nói chung. Vì thế, việc xác định hàm lƣợng Asen có ý nghĩa cực kỳ quan trọng.

 Zn, Cu, Pb, Cd

Do các chất này không thể phân huỷ nên các kim loại nặng tích tụ trong các chuỗi thức ăn của hệ sinh thái. Quá trình này bắt đầu với nồng độ thấp của các kim loại nặng tồn tại trong nƣớc hoặc cặn lắng, rồi sau đó đƣợc tích tụ nhanh trong các thực vật và động vật. Cuối cùng đến sinh vật bậc cao nhất trong chuỗi thức ăn, nồng độ kim loại nặng đủ lớn để gây ra độc hại.

 Dầu mỡ

Dầu mỡ: là chất lỏng khó tan trong nƣớc, tác động xấu tới cuộc sống hầu hết các loài động thực vật. Các loại thuỷ sinh và cây ngập nƣớc dễ bị chết do dầu mỡ ngăn cản quá trình hô hấp, quang hợp và cung cấp dinh dƣỡng.

 Coliform

Nƣớc là một phƣơng tiện lan truyền các nguồn dịch bệnh và trong thực tế các bệnh lây lan bằng đƣờng nƣớc là một nguyên nhân chính gây ra ốm đau và tử vong, nhất là ở các nƣớc đang phát triển, bệnh tật đã làm tổn hại tới 35% tiềm năng sức lao động.

2.3.4. Lấy mẫu và bảo quản mẫu

2.3.4.1. Chuẩn bị

Trƣớc khi đi lấy mẫu cần phải chuẩn bị một số các dụng cụ và thiết bị cần thiết nhƣ sau:

 Dụng cụ và hóa chất

 Bình nhựa thể tích: 1 lít (2 bình/ 1

 Bình nhựa thể tích: 500ml (1 bình/ 1 trạm)

 Lọ thủy tinh

 Ống nghiệm

 1 ca nhựa

 1 giỏ nhựa đựng dụng cụ

 1 gầu múc nƣớc có dây kéo dài

 Hóa chất: dung dịch HNO3 đậm đặc 1: 1

 Nƣớc cất

 Một số vật dụng khác

 Thùng đá để bảo quản mẫu

 Bản đồ địa phƣơng và địa điểm lấy mẫu

 Sổ ghi nhật kí hiện trƣờng và một số giấy tờ, giấy quyết định

 Giấy dán kí hiệu

 Áo phao, mũ nón, gang tay

 Túi nilon để chứa các ống nghiệm sau khi lấy mẫu

 Thiết bị để đo các thông số ở hiện trƣờng

 Máy đo DO – Oxi 3210 SET 3 loại 2BA203 (hãng Đức sản xuất)

 Máy đo độ mặn – Cond 3210 SET 1 loại 2CA201 (hãng Đức sản xuất)

 Máy đo pH – pH 3210 SET 2 loại 2AA122 (hãng Đức sản xuất)

2.3.4.2. Lấy mẫu

Lấy mẫu là quá trình lấy mẫu một phần đƣợc coi là đại diện của một vùng nƣớc, nhằm kiểm tra các đặc tính khác nhau đã định của nƣớc.

Đối với việc lấy mẫu nƣớc biển ven bờ ta thực hiện theo hƣớng dẫn của các tiêu chuẩn quốc gia:

 TCVN 5992:1995 (ISO 5667 – 2: 1991) – Chất lƣợng nƣớc – Lấy mẫu. Hƣớng dẫn kĩ thuật lấy mẫu.

 TCVN 5993:1995 (ISO 5667 – 3: 1985) – Chất lƣợng nƣớc – Lấy mẫu. Hƣớng dẫn hƣớng dẫn và bảo quản mẫu.

 TCVN 5998:1995 (ISO 5667 – 9: 1987) - Chất lƣợng nƣớc- Lấy mẫu. Hƣớng dẫn lấy mẫu nƣớc biển

Cách lấy mẫu:

 Dùng gầu múc nƣớc thả xuống cách mặt nƣớc khoảng 0.5 m để lấy nƣớc.

 Tráng rửa gàu và các dụng cụ chứa mẫu (lƣu ý đối với lọ thủy tinh để chứa mẫu phân tích dầu mỡ thì không cần

phải tráng)

 Lấy mẫu nƣớc vào các bình:

 1 bình nhựa 500 ml để phân tích kim loại

 1 lọ thủy tinh để phân tích dầu mỡ

 1 ống nghiệm để phân tích vi sinh vật (chỉ lấy mẫu khoảng 80 % ống nghiệm  để tránh các vi sinh vật bị chết)

 2 bình 1 lít để phân tích các chỉ tiêu khác

 Lấy thêm 1 gầu nƣớc để đo các thông số ở hiện trƣờng

Hình 2. 3. Lấy mẫu phân tích vi sinh

2.3.4.3. Đo các thông số ở hiện trường

Tiến hành đo các thông số: DO, độ mặn, pH và nhiệt độ. Cả ba máy hoạt động nhƣ nhau.

Thực hiện đo bằng máy theo các bƣớc sau:

 Mở thiết bị, mở nắp đầu dò

 Gắn thanh đầu dò vào thiết bị

 Rửa đầu dò bằng nƣớc cất, lau khô

 Nhúng đầu dò vào trong nƣớc

 Bật nguồn, nhấn “Ra” để đổi đơn vị, nhấn “Enter”

 Để cố định trong khoảng 2 – 3 phút

 Đọc kết quả

 Sau đó tắt thiết bị, rửa sạch và lau khô đầu dò đặt về vị trí cũ

Lƣu ý: Trong 3 thiết bị đo DO, độ mặn, pH thì cả 3 thiết bị đều cùng lúc đo nhiệt độ.

2.3.4.4. Bảo quản mẫu

Mẫu sau khi lấy đƣợc bảo quản và lƣu giữ theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6663 – 3: 2008 (ISO 5667 – 3: 2003)

Đối với mẫu để phân tích kim loại, để cố định mẫu cần nhỏ khoảng 1 ml dung dịch HNO3 1: 1 vào bình nhựa.

Các ống nghiệm phân tích vi sinh vật cần bỏ riêng vào trong túi nilon

Sau đó đƣa tất cả các bình chứa mẫu và ống nghiệm vào trong thùng đá để vận chuyển về phòng thí nghiệm.

Khi đƣa mẫu về phòng thí nghiệm, mẫu chƣa phân tích ngay thì nên đƣợc bảo quản vào tủ lạnh ở nhiệt độ dƣới 4oC.

Hình 2. 4. Đo các thông số ở hiện trường

2.3.5. Một số phƣơng pháp phân tích thông số trong phòng thí nghiệm

2.3.5.1. Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)

Thực hiện theo phƣơng pháp SMEWW 2540.D:2005 [12]

a. Nguyên tắc

Trộn đều mẫu, lọc qua giấy lọc sợi thủy tinh và phần cặn giữ lại trên giấy lọc