ĐO ĐẠC TẠI HIỆN TRƯỜNG 3.0. Giới thiệu
Mục tiêu
Mục tiêu của đo đạc hiện trường là để xác định các thông số/chỉ tiêu liên quan đến đất, nước dưới đất hoặc tình trạng ơ nhiễm cần thiết để đánh giá toàn bộ hiện trường. Dưới đây bao gồm các SOP cần thực hiện để hoàn thành đo đạc hiện trường (quan trắc mực nước dưới đất, đo lường lớp chất lỏng nhẹ không tan -LNAPL) sao cho các dữ liệu thu thập được là đáng tin cậy. Các vấn đề về đo đạc hiện trường:
• Đo lường và thí nghiệm hiện trường cho đất, và các SOP liên quan được đề cập trong mục 3.1;
• Đo lường và thí nghiệm hiện trường cho nước (dưới đất), và các SOP liên quan được đề cập trong mục 3.2;
• Đo lường và thí nghiệm hiện trường cho đất và khí bãi rác, và các SOP liên quan được đề cập trong mục 3.3;
• Đo lường và thí nghiệm hiện trường khác, và các SOP liên quan được đề cập trong mục 3.4.
Nguyên lý
Đo đạc hiện trường được thực hiện trong quá trình lắp đặt và khoan tại hiện trường, và bao gồm thu thập tất cả các dữ liệu liên quan từ đất, nước dưới đất, trầm tích hoặc chất ơ nhiễm xuất hiện trong các hệ thống đo lường.
Phương pháp
Khơng có phương pháp cố định nào cho việc đo đạc hiện trường. Mỗi đo đạc có phương pháp thực hiện riêng. Tham khảo các SOP liên quan cho các phương pháp đo đạc hiện trường khác nhau.
Thiết bị
Các thiết bị cơ bản dưới đây được sử dụng trong đo đạc hiện trường. Để đảm bảo an toàn lao động tại hiện trường, tham khảo chương 2.
• Nhật ký hiện trường (xem SOP 2.1.1); • Găng tay cao su latex.
Tùy thuộc vào yêu cầu đo đạc hiện trường, các thiết bị bổ sung cần thiết sẽ được đề cập trong từng mục riêng.
Quy trình
Đo đạc hiện trường thường được thực hiện song song hoặc ngay sau quá trình lắp đặt và khoan (chương 2). Các hình thức đo đạc hiện trường được phân loại như sau:
• Đo đạc hiện trường cho đất;
• Đo đạc hiện trường cho nước (dưới đất); • Đo đạc hiện trường cho đất và khí bãi rác; • Đo đạc hiện trường cho thuốc BVTV.
Lưu ý
Đo đạc hiện trường có thể cung cấp thơng tin có giá trị để đánh giá hiện trường. Ngoài ra, việc sử dụng đo lường tại chỗ, sẽ cho phép khoan và lấy mẫu chính xác hơn tại hiện trường khảo sát và tiết kiệm chi phí thí nghiệm ở phịng thí nghiệm.
Hạn chế
Do mơi trường thực hiện khảo sát, đo đạc hiện trường không thể đạt tiêu chuẩn chất lượng như phân tích trong phịng thí nghiệm. Chính vì vậy, các kết quả đo đạc hiện trường nên được coi là chỉ số tham khảo có
thể tin cậy về một vài thơng số ơ nhiễm chứ không phải là giá trị thực tế tại hiện trường.
3.1. Đo lường và thí nghiệm hiện trường cho đấtSOP 3.1.1 - Đo lường độ thấm của đất SOP 3.1.1 - Đo lường độ thấm của đất
Mục tiêu
SOP này mô tả việc sử dụng các phương pháp khác nhau để thực hiện đo lường độ thấm của đất tại hiện trường.
Giới thiệu
Đối với nước và chất lỏng có cùng độ nhớt: • Độ thấm cao trong cát: 10 – 40 m/ngày;
• Độ thấm thấp trong đất sét, bùn và than mùn: 0,001 – 0,1 m/ ngày;
Việc xác định độ thấm là quan trọng để xác định: • Sự lan truyền của chất ơ nhiễm;
• Phương án xử lý/cải tạo nước dưới đất; • Thiết kế hệ thống lọc thấm và thoát nước.
Đo lường độ thấm theo chiều ngang tại tầng đất bão hòa được thực hiện sử dụng phương pháp fall-head (đo sụt giảm cột nước), cho phép đo độ thấm của tầng đất từ 0,01 đến 50 m/ngày. Phương pháp lỗ khoan đảo chiều được sử dụng để xác định độ thấm theo chiều ngang tại tầng đất khơng bão hịa.
Cần phải biết chính xác sự phân tầng của đất để biết được độ dày tầng đất cần khảo sát. Hơn nữa, cần phải lưu ý các điều kiện chung như vị trí của các phần mặt đất có che phủ tại hiện trường khảo sát, mực nước tại các ao hồ, thủy vực xung quanh khu vực điều tra, điều kiện thời tiết và sự hiện diện của tầng khơng thấm nước v.v… trong q trình đo đạc.
Phương pháp fall-head
head phải đạt các yêu cầu sau (xem hình 3.1 và SOP 2.4.1): • Phần đầu ống lọc phải nằm trọn trong tầng ngậm nước;
• Phải có một lớp đất sét bịt trên đầu ống lọc. Tầng đất sét này phải được nhồi sao cho ít nhất phần đáy nằm ở phía dưới mực nước dưới đất;
• Độ dài của ống lọc là 1 m.
Hình 3.1. Lắp đặt giếng khảo sát cho phương pháp fall-head
Dữ liệu thu được từ các phép đo cần được đánh giá và phân tích bởi cán bộ có chun mơn về thủy văn. Việc này được thực hiện bằng cách sử dụng một chương trình máy tính để tính tốn các yếu tố thấm nước của tầng đất xung quanh ống lọc.
Thiết bị
• Đồng hồ bấm giờ;
• Xơ đựng nước (5 l) có thang đo tỷ lệ; • Phễu;
• Máy đo hiển thị mực nước bằng tín hiệu âm thanh hoặc quang học khi đầu dị tiếp xúc với nước.
Quy trình
Trước khi thực hiện đo lường, kiểm tra nhãn của giếng khảo sát xem ống lọc có phù hợp cho việc đo lường khơng. Ống lọc phải được lắp đặt tối thiểu 2 ngày trước khi đo, tuy nhiên thông thường nên đợi 1 tuần sau khi lắp đặt để tiến hành đo:
• Đo mực nước dưới đất và độ sâu của giếng quan trắc, tham khảo bảng 3.1 từng mực độ sâu để thực hiện đo lường, ghi chép lại mực nước, độ sâu và các kết quả đo đạc;
• Đổ đầy nước uống sạch vào xơ loại 5 lít (đã hiệu chuẩn), đo độ dẫn điện và ghi chép lại thơng tin;
• Đặt phễu lên đỉnh giếng, và đặt đồng hồ bấm giờ ở 0; • Đặt máy dị vào giếng ở độ sâu thứ nhất trong bảng 3.1;
• Bắt đầu bấm giờ và đổ nước đều vào phễu cho đến khi đầy giếng (độ sâu 0). Không tạm dừng bấm giờ, ghi lại thời gian làm đầy giếng và lượng nước được đổ vào. Lượng nước tối đa được đổ vào giếng là 5 lít; nếu giếng vẫn chưa đầy, ngay lập tức đo mực nước bên trong giếng và thời gian, ghi lại các thông số và tiếp tục quy trình;
• Ngay khi tín hiệu âm thanh hoặc quang học của máy đo hiệu chuẩn tắt, ghi lại thời gian kể từ khi bắt đầu bấm giờ mà không tắt đồng hồ. Hạ thấp máy đo hiệu chỉnh đến độ sâu tiếp theo; • Lặp lại các bước trên cho cả 5 độ sâu đo lường nêu ở bảng 3.1.
Bảng 3.1. Độ sâu đo lường
Mực nước dưới đất
(m)Phép đo được thực hiện ở độ sâu … cm tính từ đỉnh giếng
0,5 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35
1,0 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70
Bảng 3.1. Độ sâu đo lường (tiếp)
Mực nước dưới đất
(m)Phép đo được thực hiện ở độ sâu … cm tính từ đỉnh giếng
2,0 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 2,5 0,75 1,00 1,25 1,50 1,75 3,0 0,90 1,20 1,50 1,80 2,10 3,5 1,05 1,40 1,75 2,10 2,45 4,0 1,20 1,60 2,00 2,40 2,80 X 0,3X 0,4X 0,5X 0,6X 0,7X
Mỗi phép đo phải được thực hiện hai lần. Lặp lại tồn bộ quy trình khi mực nước dưới đất trở về mức ban đầu.
Sau khi hoàn thành đo lường, làm sạch giếng khảo sát bằng cách bơm 3 lần thể tích nước chứa trong phần ngập dưới tầng bão hòa của giếng. Sau khi đo độ thấm, giếng khảo sát đó phải được để tối thiểu 1 tuần trước lần lấy mẫu/đo đạc tiếp theo.
Ghi chép kết quả:
Các thông tin sau cần được ghi chép đầy đủ: • Mã số dự án và tên dự án;
• Ngày thực hiện;
• Tên người thực hiện đo đạc; • Trưởng nhóm:
• Mã số lỗ khoan; • Mã số giếng;
• Mực nước dưới đất và độ sâu đặt ống lọc;
• Đường kính trong và ngồi (nếu khác 28 và 32 mm) của giếng quan trắc;
• Thời gian làm đầy và lượng nước sử dụng để làm đầy (hoặc mực nước sau khi sử dụng hết 5 lít)
• Thời gian đo được ở các mực nước khác nhau.
Phương pháp lỗ khoan đảo chiều (reserve drilling hole method)
Phương pháp này chỉ phù hợp để đo độ thấm ngang tại các tầng đất khơng bão hịa (tầng nước cạn).
Dữ liệu thu được từ các phép đo sẽ được xử lý và giải thích bởi chuyên gia thủy văn. Độ sâu tối đa là 2m dưới mặt đất.
Thiết bị
• Đồng hồ bấm giờ; • Xơ;
• Phễu;
• Nước (uống) sạch;
• Máy đo hiệu chuẩn để hiển thị mực nước bằng tín hiệu âm thanh hoặc quang học khi đầu dị tiếp xúc với nước.
Quy trình (xem hình 3.2)
• Khoan một lỗ có đường kính 80mm đến độ sâu ngay trên mực nước dưới đất trong tầng đất cần đo độ thấm, có thể khoan sâu tối đa 2m;
• Đo độ sâu của lỗ khoan so với mốc tham chiếu (thường là một điểm đánh dấu trên mốc cắm ở cạnh lỗ khoan);
• Lắp một ống lọc đặc biệt phù hợp cho phép đo này (VD: loại ống lọc Ø 76 mm);
• Đo lại độ sâu của lỗ khoan. Trong trường hợp độ sâu giảm, khoan đến độ sâu ban đầu bằng một mũi khoan nhỏ hơn;
• Khơng cần làm ướt đất đến mức bão hịa trước khi tiến hành đo; • Lắp đặt bên trong ống lọc một giếng quan trắc Ø50 và đổ nước
vào cho đến khi ống lọc Ø76 đầy hồn tồn. Cố gắng khơng để nước tràn. Cần đảm bảo nước khơng được chảy dọc bên ngồi ống lọc Ø76 và rơi vào lỗ khoan;
• Bắt đầu tính giờ (t = 0) và dùng máy đo để xác định độ sâu của từng lần đo liên tiếp. Độ sâu đầu tiên là hmin;
• Đo tốc độ nước rút (đo thời gian nước rút tại theo từng 5 cm nước rút) so với điểm số 0 cho gần đến hết độ sâu của lỗ khoan (hmax, tiệm cận). Nếu nước rút từ từ, có thể đo thời gian cho từng 2 -3 cm. Ghi chép lại thời gian tại từng độ sâu nước rút;
• Nếu thời gian nước rút là >30 phút, cần tham vấn thêm chuyên gia/trưởng nhóm để thảo luận thêm về phương pháp;
• Các thông số đo đạc ghi chép được ở phần giữa và cuối ống lọc là quan trọng nhất;
• Đo độ sâu của lỗ khoan sau mỗi lần thực hiện phép đo;
• Lặp lại phép đo đối với đất sét hoặc đất thịt từ 2 – 3 lần, đất cát từ 3 – 6 lần để đạt được độ bão hòa;
Bề mặt Độ sâu lỗ khoan Mực nước ngầm cạn Mốc
Hình 3.2. Lắp đặt lỗ khoan cho phương pháp lỗ khoan đảo chiều 3.2. Đo lường và thí nghiệm hiện trường cho nước (dưới đất) SOP 3.2.1 - Đo mực nước dưới đất
của nước dưới đất trong giếng quan trắc.
Máy đo mực nước sẽ phát ra tín hiệu (tiếng bíp và/hoặc nháy đèn) khi đầu dò của máy đo tiếp xúc với nước (dưới đất).
Các giếng quan trắc cần được đưa quy chiếu về một mặt bằng tham chiếu để xác định hướng dịng chảy của nước dưới đất.
Hình 3.3 minh họa các thiết bị đo mực nước dưới đất.
Hình 3.3. Máy đo mực nước có đầu dị (trái) và thước dây đo mực nước bằng quả nặng
Quy trình
• Sử dụng máy đo mực nước một cách nhẹ nhàng; • Đưa đầu dị vào giếng;
• Thả dây đo mực nước xuống cho đến khi thấy tín hiệu;
• Xác định độ sâu chính xác khi đầu dị phát tín hiệu (= mực nước dưới đất) bằng cách cẩn thận di chuyển dây đo mực nước lên xuống;
• Đọc giá trị ghi trên dây đo (đến từng cm) ở đỉnh giếng và ghi lại; • Đo và ghi chép độ chênh của đỉnh giếng so với mặt đất;
• Thả dài thêm dây đo để xác định độ sâu của giếng. Nhằm tránh làm ô nhiễm nước dưới đất, cần lấy mẫu nước trước khi xác định độ sâu giếng;
• Thả dây đo cho đến khi chắc chắn không thể hạ xuống thấp hơn được (có nghĩa là đầu dị đã chạm đến đáy của giếng);
• Tiếp tục đọc giá trị ghi trên dây đo ở vị trí cao nhất của giếng. Nếu sử dụng máy đo loại I, phải thêm vào giá trị đo được 10 cm; • Ghi lại giá trị (có thể đã được hiệu chỉnh) độ sâu giếng;
• Nếu có màng nổi, làm sạch dây đo và đầu dò bằng khăn giấy; • Cuộn dây đo lại.
Yếu tố gây nhiễu
Nếu âm thanh phát ra khơng rõ ràng hoặc yếu, có thể do một trong các nguyên nhân dưới đây:
• Đầu dị bị nhờn hoặc bẩn, tháo phần dưới bằng cách xoay và làm sạch kỹ phần đầu của đầu dị;
• Pin cung cấp không đủ điện năng, thay pin (9 V);
• Trong giếng có màng nổi. Đầu dị sẽ phát tín hiệu thêm một lần nữa khi đầu dị chạm vào phần nước phía dưới màng;
• Trong trường hợp đất cát thô hoặc rất thô, độ dẫn điện của nước dưới đất thỉnh thoảng rất thấp, máy đo mực nước khơng hoạt động.
Làm trịn số
Giá trị đo lường nên được làm tròn đến cm gần nhất (xem minh họa hình 3.4).
Ghi chép kết quả đo đạc
Ghi lại mực nước và độ sâu của giếng ở cột tương ứng trong các biên bản liên quan và nhật ký hiện trường.
SOP 3.2.2 - Đo độ dày của màng nổi LNAPL
Lưu ý: Việc đo độ dày của màng nổi là một quá trình dễ xảy ra sai số và mắc phải các lỗi. Ngồi ra, các kết quả đo thường khơng đại diện cho độ dày thực tế của màng nổi ở trong đất. Phụ thuộc vào tính mao dẫn của đất và các tính chất đất khác liên quan, độ dày màng nổi ở trong giếng có thể lớn hơn đến 10 lần độ dày thực tế của màng nổi ở trong đất.
Mục tiêu của SOP này nhằm đưa ra hướng dẫn cách đo độ dày của một màng nổi (ví dụ các hydrocarbon gốc dầu) trong nước dưới đất.
Nguyên lý
Sử dụng các thiết bị và quy trình khác nhau để đo độ dày màng nổi: • Thiết bị đo/lấy mẫu màng nổi bao gồm một ống Teflon trong suốt
có phần đáy có thể đóng được;
• Máy đo mực nước sẽ phát tín hiệu khi đầu dị tiếp xúc với nước, nhưng thường sẽ khơng phát tín hiệu, hoặc phát tín hiệu yếu, khi tiếp xúc với màng nổi;
• Đầu dị phân biệt được dầu và nước (phát ra tín hiệu khác nhau) khi tiếp xúc với nước hoặc vật chất của màng nổi.
Thiết bị
• Thiết bị đo màng nổi;
• Đầu dị phân biệt lớp tiếp xúc dầu/nước; • Đầu dị mực nước có thể phát tín hiệu; • Quả nặng;
• Khăn giấy.
Lưu ý: Ln đeo găng tay chống thấm và kính bảo hộ trong suốt quá trình đo và làm sạch dụng cụ đo.
Quy trình phù hợp nhất tại hiện trường là sử dụng thiết bị đo màng nổi dùng ống Teflon kết hợp với quả nặng và máy đo mực nước. Tuy nhiên, phương pháp này không áp dụng được với độ dày màng nổi lớn hơn chiều dài của ống Teflon và/hoặc trong trường hợp lớp màng nổi có độ nhớt cao và dày. Trong những trường hợp đó nên sử dụng thiết bị lấy mẫu đa (multisampler). Các phương pháp khác thường dễ bị cho kết quả nhiễu hơn, đặc biệt trong trường hợp màng nổi có độ nhớt (có thể bám dính lên que thăm dị và đầu dị).
Thiết bị đo độ dày màng nổi dùng ống Teflon được minh họa trong hình 3.5.
Loại dùng dây cáp để điều khiển
Ghi chú:
1. Que điều khiển; 2. Dây cáp tráng Teflon; 3. Bộ giữ ống Teflon; 4a. Bộ chịu tải dùng trong trường hợp lấy mẫu sâu chưa đến 5m dưới nước; 4b. Bộ chịu lực dùng trong trường hợp lấy mẫu sâu hơn 5m dưới nước; 5. Ống Teflon trong suốt; 6. Nút ống bằng thép; 7. Nút bịt phía trên; 8. Ống bảo quản mẫu HDPE để vận chuyển mẫu; 9. Ốc vặn để thít chặt cáp; 10. Kẹp ống
Loại dùng que thép để điều khiển
Ghi chú:
1. Que thép; 2. Nút bịt đầu trên ống; 3. Ống Teflon trong suốt; 4. Nút ống