CHƯƠNG 2 LUẬN CHỨNG CHO SỰ CẦN THIẾT QUY HOẠCH MẠNG LƯỚI QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG
2.3. Luận chứng xây dựng mạng lưới quan trắc
2.3.4. Quan trắc không khí và tiếng ồn
2.3.4.1. Đặt vấn đề:
Ô nhiễm không khí đang là vấn đề bức xúc hiện nay, các chất gây ô nhiễm không khí không chỉ ảnh hưởng xấu tới chất lượng không khí mà còn có thể gián tiếp gây ô nhiễm nước và thực phẩm cho người và động vật, như ăn mòn, ô nhiễm đất, giảm khả năng nhìn, gây mùi hôi, hủy hoại thảm thực vật và cây trồng, tác động đến sức khỏe con người và động vật.
Kiểm soát ô nhiễm không khí có ý nghĩa to lớn cho công tác bảo vệ môi trường và bảo vệ sức khỏe cộng đồng nói chung. Trong công tác kiểm soát, phải xác định cần quan trắc và kiểm soát các chất ô nhiễm không khí nào, không thể kiểm soát được tất cả các chất ô nhiễm từ mọi nguồn.
Trong quản lý chất lượng không khí, để giảm thiểu được các tác động cỉa các chất ô nhiễm xuống dưới mức cần thiết, không nguy hại tới môi trường, thì phải xác định đúng và quan trắc chuẩn mực các nguồn thải phát tán cũng như các chất ô nhiễm không khí quan trọng.
2.3.4.2. Các nguồn và các loại chất ô nhiễm không khí, tiếng ồn
Có rất nhiều nguồn ô nhiễm không khí riêng biệt. Các loại nguồn chính gồm các nguồn từ hoạt động khai thác bauxite, sinh hoạt, giao thông đường bộ và các nguồn tự nhiên.
Nói chung, các chất ô nhiễm sau có tầm quan trọng đặc biệt: bụi hạt, khói, SO2, NO2, CO, O3, formandehide, HCl, H2S, NH3, Pb, các hydrocacbon thơm đa vòng (PAH) và các chất hữu cơ độc hại (Benzen, Xylen, Toluen…). Ảnh hưởng đến sức khỏe của một số chất ô nhiễm có trong không khí xung quanh thường được quan trắc theo dõi như SO2, NO2, bụi, CO, chì và tiếng ồn như sau:
a. Khí lưu huỳnh đioxit (SO2)
- Khí SO2 là khí không màu, không cháy, mùi hắc được phát sinh khi đốt nhiên liệu hoá thạch ( than, xăng dầu có chứa lưu huỳnh..) hoặc do núi lửa phun trào.
- Người ta ước tính được rằng, hàng năm con người thải ra không khí chừng 132 triệu tấn SO2. Người bị ngộ độc SO2 cảm thấy tức ngực, đau đầu, nôn mửa, suy hô hấp dẫn đến tử vong. Ngoài ra SO2 còn là một trong những tác nhân gây ra mưa axit.
-
b. Khí cacbon monoxit (CO)
- Khí CO là chất khí không màu, không mùi, không vị, cháy được trong không khí, nó được phát sinh do đốt các vật liệu có chứa cacbon và các loại nhiên liệu trong điều kiện thiếu oxy.
- C + O2 CO2
- CO2 + C 2CO - Hoạt động của con người hàng năm sinh ra khoảng 250 triệu tấn CO. Tác hại của CO là ở chỗ, nó hoá hợp với hemoglobin (Hb) trong máu người và động vật.
Hemoglobin có ái lực hoá học đối với CO mạnh hơn O2 cho nên nếu bị ngộ độc CO nó nhanh chóng thay thế oxy trong máu, cơ thể bị thiếu oxy nghiêm trọng, nạn nhân bị hôn mê. Khi đạt tới nồng độ 250 ppm trong không khí con người sẽ bị tử vong.
c. Khí nitơ đi ôxit (NO2)
- Có nhiều loại oxyt nitơ nhưng trong đó có hai loại oxyt NO và NO2 là có ảnh hưởng quan trọng nhất trong khí quyển và gọi chung là NOx. Chúng được hình thành do phản ứng hoá học của khí nitơ với oxy trong không khí đốt cháy ở nhiệt độ cao ( >
11000C) và làm lạnh nhanh. Bên cạnh đó chúng có thể được tạo thành khi đốt nhiên liệu chứa nitơ. Trong thiên nhiên chúng được hình thành khi trời mưa dông có sấm sét.
- Trong đời sống và kỹ thuật, sự hoạt động của các động cơ đốt trong và máy hàn điện đều sản sinh ra NOx.
- NO2 là khí có màu nâu, mùi hắc khi nồng độ đạt tới 0,12ppm. Con người tiếp xúc với NO2 lâu sẽ bị mắc các bệnh về đường hô hấp. NO2 cũng là một trong các tác nhân gây ra mưa axit.
d. Khí ôzôn O3
- Trong khí quyển ôzôn tập trung nhiều nhất ở tầng bình lưu ở độ cao 25 km cách bề mặt Trái đất, nó tạo thành tầng ôzôn bảo vệ Trái đất khỏi các tia cực tím từ vũ trụ. Trong không khí gần mặt đất nó được hình thành dưới tác dụng của các phản ứng quang hoá , chẳng hạn như:
1. NO2 hấp thụ bức xạ cực tím O + NO 2. O + O2 O3
- Khi nồng độ ô zôn quá lớn vượt giới hạn cho phép nó làm cho môi trường không khí bị ô nhiễm, gây tác hại đối với sức khoẻ con người. Người bị nhiễm độc ô zôn thì mũi và cổ họng tấy rát.
e. Bụi lơ lửng SPM
- Bụi lơ lửng được hình thành trong qúa trình ngưng tụ và phân tán. Bụi lơ lửng tổng số TSP bao gồm các hạt không lớn hơn 100 m trong đó các hạt có kích thước 10 m gọi là bụi PM10. Tuỳ thuộc vào tính chất vật lý và hoá học của các hạt bụi, chúng sẽ gây ra tác hại khác nhau cho bộ máy hô hấp của người (hen, viêm phổi, bụi phổi, phù nề phế nang).
f. Bụi chì (Pb)
- Khí thải của các phương tiện giao thông sử dụng xăng pha chì là nguồn chủ yếu gây ra ô nhiễm chì bụi trong không khí. Chì nhiễm vào cơ thể qua đường hô hấp.
Theo nghiên cứu người ta thấy rằng 30-50% chì hô hấp vào cơ thể sẽ đi vào máu, gây bệnh thiếu máu, giảm hồng cầu, gây rối loại hoạt động của gan và thận.
g. Tiếng ồn
- Tiếng ồn là một dạng ô nhiễm rất phổ biến trong đô thị, phần lớn là từ các tuyến đường giao thông, các tụ điểm dân cư, từ các công trình xây dựng, hoạt động công nghiệp vv…
- Tiếng ồn gây ảnh hưởng xấu tới hầu hết các bộ phận trong cơ thể con người.
Gây mệt mỏi về thính giác, giảm thính lực, điếc nghề nghiệp. Gây nên những biến đổi sinh lý, sinh hoá, điện sinh ở não, suy nhược thần kinh.
2.3.4.3. Quản lý chất lượng không khí
Quản lý chất lượng không khí là một thuật ngữ được dùng để mô tả tất cả chức năng bắt buộc trong kiểm soát chất lượng không khí. Các chức năng này bao gồm các qui định kiểm soát, chiến lược kiểm soát, cơ quan có thẩm quyền về mặt pháp lý để thực hiện một chiến lược kiểm soát, các đợt kiểm kê phát tán, những mạng lưới giám sát khí quyển, các hệ quản trị dữ liệu, biên chế cơ quan và cung cấp ngân sách, các hệ thống phân tích các khiếu nại và các hoạt động lấy mẫu tại ống khói.
Công tác quan trắc chất lượng không khí thường rất phức tạp và đòi hỏi trình độ chuyên môn khá cao. Quan trắc tất cả các mức ô nhiễm không khí, lẫn tác động môi trường của các chất ô nhiễm (kể cả tác động đến sức khỏe) có ý nghĩa quan trọng phục vụ việc nghiên cứu tính hiệu quả của các chương trình kiểm soát ô nhiễm không khí.
Các vấn đề có ý nghĩa quan trọng đặc biệt là các mục tiêu của công tác quan trắc chất lượng không khí liên quan đến công tác kiểm soát ô nhiễm không khí gồm:
- Quan sát cả các xu thế dài hạn lẫn các xu thế ngắn hạn
- Đánh giá sự tuân thủ các tiêu chuẩn chất lượng không khí - Đánh giá tác động đến sức khỏe con người và môi trường - Quy hoạch
- Kiểm chứng các mô hình lan tỏa, phục vụ mục đích dự báo các mức ô nhiễm không khí có sử dụng các phương pháp mô hình hóa toán học
- Đánh giá tính hiệu quả của các biện pháp kiểm soát.
Các tiêu chuẩn và chỉ số (Index) chất lượng không khí:
Các tiêu chuẩn chất lượng không khí cần được lồng ghép trong một chương trình quản lý chất lượng không khí; thực hiện công tác quản lí chất lượng không khí thông qua chương trình QA/QC.
Có thể cân nhắc đến hai loại tiêu chuẩn, nghĩa là các mục tiêu ngắn hạn và các mục đích dài hạn, trong đó các mục đích dài hạn luôn luôn chặt chẽ hơn.
Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (USEPA), hội đồng Chất lượng Môi trường Hoa Kỳ và một vài cơ quan khác của Bộ Thương mại đã hợp tác với nhau để xây dựng một bộ chỉ số các tiêu chuẩn chất ô nhiễm (PSI) nhằm kết hợp số các yếu tố phức hợp tạo ra chất lượng không khí.
2.3.4.4. Lựa chọn địa điểm
- Chọn địa điểm các trạm giám sát phụ thuộc vào mục tiêu giám sát, đối tượng cần theo dõi. Theo dõi hiện trạng môi trường cần phải chọn các địa điểm đặc trưng cho các vùng:
Vùng chịu tác động của giao thông.
Vùng chịu ảnh hưởng của các hoạt động thương mại.
Vùng chịu ảnh hưởng của các hoạt động sản xuất công nghiệp.
Vùng trong khu đông dân cư.
Điểm nền (ít bị tác động của các nguồn nhất).
Người ta có thể chia ô các khu vực ra để đặt các điểm giám sát.
- Các yếu tố cần quan tâm: điều kiện khí hậu, địa hình, tiêu chuẩn chất lượng môi trường quy định, các thông tin về hiện trạng môi trường trước đây…
- Đánh giá ảnh hưởng của nguồn thải: cần chọn các điểm cuối hướng gió chủ đạo theo các khoảng cách khác nhau (tùy thuộc vận tốc gió, yếu tố địa hình, hướng gió).
2.3.4.5. Số trạm giám sát cần thiết
Số trạm giám sát cần thiết phụ thuộc vào các yếu tố:
Mức độ ô nhiễm không khí của khu vực giám sát.
Diện tích của vùng cần giám sát.
Mật độ dân số.
Điều kiện kinh tế (mức độ đầu tư cho việc giám sát) Ví dụ: ở Mỹ qui định số trạm giám sát khí xung quanh tối thiểu như sau:
Bảng 2.5: Qui định số trạm giám sát không khí xung quanh tối thiểu ở Mỹ
Chất ô nhiễm Dân số (x1000) Số trạm tối thiểu
Bụi < 100
100 – 1000 1000 – 5000
> 5000
4 4 + 0,6 x 4 7,5 + 0,25 x 7,5 16 + 0,16 x 4
SO2 < 100
100 – 1000 1000 – 5000
> 5000
2 2,5 + 0,5 x 2 6 + 0,15 x 2 11 + 0,05 x 2
CO < 100
100 – 5000
> 5000
1 1 + 0,5 x 1 6 + 5,05 x 1
NO2 < 100
100 – 5000
> 5000
3 4 + 0,6 x 3 10
2.3.4.6. Thời gian và tần suất quan trắc
- Tuỳ thuộc vào kinh phí mà có số lần/ngày quan trắc trong năm và số lần lấy mẫu trong ngày có thể nhiều hay ít, nhưng để đảm bảo số liệu có giá trị về mặt khoa học, số lần quan trắc phải phản ánh được sự biến động của khí hậu khu vực trong năm.
- Song song với lấy mẫu cần đo các thông số khí tượng ( độ ẩm, nhiệt độ, áp suất, hướng gió, tốc độ gió) với tần suất như trên. Các số liệu này cũng có thể lấy từ một trạm khí tượng gần nhất.
2.3.4.7. Vị trí để đầu thu mẫu khí, đo tiếng ồn
- Theo qui định tạm thời của Bộ KHCN & MT Việt Nam thì các đầu thu mẫu khí cần cao trung bình 1,5m so với mặt đất.
- Đo tiếng ồn cần đặt máy đo ở độ cao 1,2 - 1,5m; cách nguồn gây ồn ( hoặc dòng xe lưu thông) khoảng 7,5m; phân loại ra tiếng ồn ban ngày từ 6 - 18 giờ, ban tối từ 18 - 22 giờ và ban đêm từ 22 - 6 giờ.
- Theo tiêu chuẩn của Mỹ thì đầu thu mẫu cách mặt đất như sau:
+ Bụi tổng cộng : 2 – 15m
+ PM10 : 2 – 7m
+ SO2 : 3 – 15m
+ CO : 3 ± 0,5m
+ NO2 : 3 – 15m
+ Pb : 2 – 15m
+ O3 : 3 – 15m
+ Các khí khác : 2 – 7m - Các điểm đo phải không bị ảnh hưởng bởi các yếu tố phản xạ của các vật cản xung quanh (tường, cây cối…)
2.3.4.8. Bảo quản và vận chuyển mẫu
- Mẫu bụi đựng trong bao kép bằng giấy can kỹ thuật có thể bảo quản dễ dàng và lâu dài ở điều kiện thường, nhưng nói chung không nên để quá 3 ngày.
- Các mẫu khí lấy xong phải bảo quản trong thùng lạnh có nhiệt độ 50C (nên sử dụng đá khô để giữ nhiệt độ của thùng lạnh) và vận chuyển nhanh về phòng thí nghiệm. Mẫu O3 phải phân tích càng nhanh càng tốt ngay sau khi lấy.
- Khi lấy mẫu bằng ống hấp thụ, lấy mẫu xong rót mẫu vào lọ thuỷ tinh có nút nhám hoặc ống nghiệm có nút chắc chắn, đặt trong giá đỡ cho vào bình lạnh vận chuyển ngay về, nếu chưa kịp phân tích thì phải đặt trong ngăn mát của tủ lạnh (phải phân tích ngay trong vòng 24 giờ).
- Đối với các mẫu CO, chai đựng mẫu phải nút và gắn kín giữ trong các thùng có chèn xốp để tránh bể vỡ.
- Nên có mẫu lưu, các mẫu lưu khoảng 3 tháng, nếu không có điều gì nghi ngại thì có thể lập biên bản huỷ mẫu.
2.3.4.9. Nhật ký hiện trường, quản lý số liệu
Nhật ký hiện trường cần ghi đầy đủ các yếu tố: khí hậu (nhiệt độ, vận tốc gió, áp suất, độ ẩm…), vị trí thu mẫu (tọa độ, đặc điểm vị trí thu mẫu…), thời gian lấy mẫu, vận tốc thu mẫu, thể tích thu mẫu không khí, người thực hiện, phương pháp bảo quản, ghi nhận các nguồn ảnh hưởng (lưu lượng xe cộ, các nguồn có khả năng tác động); thực hiện chương trình QA/QC để quản lí số liệu.
2.3.4.10. Trang thiết bị quan trắc và phân tích chất lượng không khí, tiếng ồn
Việc xác định nồng độ các chất ô nhiễm không khí trong nguồn thải hay trong khí quyển, đòi hỏi phải hết sức cẩn thận. Phải chọn đúng các thiết bị lấy mẫu và tuân thủ đúng qui trình lấy mẫu, sử dụng các trang thiết bị đo có độ nhạy cao.
Có kế hoạch chuẩn hóa thiết bị lấy mẫu, phân tích.
Các thiết bị đo liên tục
Các thiết bị phát hiện nhanh (thường dùng để đo trong môi trường lao động, hay nguồn thải)
Các thiết bị lấy mẫu không liên tục (lấy mẫu ngẫu nhiên).
Một số trang thiết bị quan trắc và phân tích chất lượng không khí:
a. Trang thiết bị quan trắc
- Thiết bị thu mẫu khí: Sử dụng thiết bị thu mẫu khí có lưu lượng từ 0-10l/phút có thể ghi nhận thể tích khí.
- Thiết bị thu mẫu bụi: Sử dụng thiết bị thu mẫu bụi có lưu lượng lớn hơn 20l/phút có thể ghi nhận thể tích khí. Đầu thu mẫu bụi tổng và phân tầng để có thể thu mẫu bụi có kích thước khác nhau.
- Thiết bị đo nhiệt độ, độ ẩm;
- Thiết bị đo hướng gió, vận tốc gió;
- Thiết bị đo mức ồn;
- Thiết bị định vị cầm tay;
- Thiết bị chuẩn lưu lượng dòng khí: lưu lượng thấp cho các thiết bị thu mẫu khí và lưu lượng lớn cho thiết bị thu mẫu bụi;
- Thiết bị chuẩn ồn;
- Thùng lạnh sử dụng đá khô để lưu giữ mẫu;
- Hộp đựng mẫu bụi và mẫu CO;
- Impinger để thu mẫu; giá đỡ máy bụi và impinger - Máy phát điện: sử dụng cho các vị trí quan trắc không có nguồn điện)
b. Trang thiết bị phân tích trong phòng thí nghiệm
- Cân phân tích: dùng để cân mẫu bụi (có độ chính xác từ 10-5 trở lên) - Thiết bị so màu: có bước sóng trên 650nm;
- Thiết bị sắc ký khí;
- Cân hóa chất: sử dụng để cân hóa chất (không cần cân có độ chính xác cao từ 10-4 – 10-5)
- Tủ sấy;
- Tủ hút khí độc: sử dụng để pha hóa chất, thuốc thử;
- Tủ ổn định nhiệt độ, độ ẩm: để chứa/ cân mẫu bụi - Thiết bị khác
2.3.4.11. Các phương pháp lấy mẫu và phân tích
a. Các phương pháp lấy mẫu
Tuỳ thuộc vào khả năng tài chính và trình độ phát triển của từng quốc gia có thể sử dụng các phương pháp quan trắc không liên tục và liên tục gồm bốn phương pháp chính như sau:
- Phương pháp lấy mẫu thụ động (không liên tục): các mẫu tích phân theo thời gian được xác định bằng phương pháp khuyếch tán tự nhiên không khí tới bộ phận thu mẫu.
- Phương pháp lấy mẫu chủ động (không liên tục): các mẫu tích phân theo thời gian được xác định bằng phương pháp bơm hút qua bộ phận thu mẫu.
- Phương pháp tự động (liên tục) các mẫu khí được lấy tự động qua các môdun cùng một lúc và phân tích tức thời.
- Phương pháp cảm biến điều khiển từ xa: Mẫu tích phân theo thời gian nằm trên đường đi của chùm tia sóng quang học được phát từ nguồn đến bộ detectơ và được phân tích tức thời.
Hai phương pháp đầu rẻ tiền dễ áp dụng nhưng đòi hỏi mất nhiều công. Hai phương pháp sau đòi hỏi thiết bị tinh xảo đắt tiền nhưng hầu như tự động hoá hoàn toàn, tốn ít nhân lực.
b. Các phương pháp phân tích
Các phương pháp phân tích các chỉ tiêu chất lượng không khí phổ biến hiện nay là:
- Phương pháp phân tích so màu.
- Phương pháp phân tích bằng điện cực.
- Phân tích bằng sắc ký khí.
- Phân tích bằng thiết bị ion hóa ngọn lửa.
- Các kỹ thuật phân tích phát quang hóa học.
- Khối phổ kế.
CHƯƠNG 3 HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG CỦA KHU VỰC BAUXITE
TÂN RAI – TỈNH LÂM ĐỒNG