CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.2. Phương pháp thực nghiệm
Thực hiện quan trắc hiện trường theo thông tư 28/2011/TT-BTNMT: Quy định quy trình kỹ thuật quan trắc môi trường không khí xung quanh và tiếng ồn
Việc tổ chức thực hiện chương trình quan trắc gồm các công việc sau:
-Công tác chuẩn bị
-Lấy mẫu, đo và phân tích tại hiện trường.
-Phân tích trong phòng thí nghiệm.
-Bảo quản và vận chuyển mẫu.
-Xử lý số liệu và báo cáo.
a, Khảo sát để lựa chọn vị trí lấy mẫu
Dựa vào tính đặc trưng KCN Nam Sách, các vị trí lấy mẫu môi trường không khí xung quanh đã được lựa chọn theo Bảng 2.1 và Hình 2.1 để có những đánh giá chất lượng tốt và khách quan nhất khi có kết quả.
Bảng 2.1. Danh sách các điểm lấy mẫu không khí trong và ngoài KCN Nam Sách.
STT Tên
mẫu Tọa độ
Số lượng mẫu/
đợt/chỉ tiêu
Đặc điểm vị trí lấy mẫu Chỉ tiêu
1 KX01 X = 0590565
Y= 2319960 1 Trạm xử lý nước thải
Nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió,
bụi lơ lửng, CO, CO2, SO2,
NO2
2 KX02 X = 0590255
Y= 2319206 1 Khu vực gần công ty Môi Trường Xanh
3 KX03 X = 0590618
Y=2319352 1 Khu vực gần công ty Denso 4 KX04 X = 0590379
Y= 2319041 1 Khu vực gần Công ty Vina Okamoto
5 KX05 X = 0590711
Y= 2319011 1 Khu vực giữa công ty bao bì AP Hà Nội
6 KX06 X = 0590535
Y= 2320147 1 Khu vực cách KCN 200m về phía Đông Bắc
7 KX07 X = 0590399
Y= 2320091 1 Khu vực dân cư thôn Vũ La 8 KX08 X = 0590972
Y= 2319791 1 Khu vưc cổng chính KCN 9 KX09 X = 0590913
Y=2319001 1 Mẫu nền, cách xa KCN 1km ở đầu hướng gió
Nguồn: Công ty CP Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 2016
Các vị trí quan trắc được lên kế hoạch từ trước, được thống nhất giữa đơn vị được lấy mẫu Ban quản lý KCN Nam Sách – Công ty cổ phần Đầu tư và Phát triển hạ tầng Nam Quang và đơn vị lấy mẫu Công ty cổ phần Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Duy nhất chỉ có điểm KX 09 được phát sinh thêm để phục vụ bài báo cáo này.
Hình 2.1. Bản đồ vị trí lấy mẫu không khí KCN Nam Sách Nguồn: Công ty CP Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 2016 b, Lấy mẫu, bảo quản và vận chuyển mẫu.
Quan trắc môi trường không khí KCN Nam Sách với 9 vị trí (bao gồm 1 vị trí nền), mỗi vị trí lấy mẫu 2 đợt, mỗi đợt lấy mẫu vào 2 khoảng thời gian trong ngày.
-Lấy mẫu theo 2 đợt:
Đợt 1: Ngày 15/3/2017 Đợt 2: Ngày 14/4/2017
-Tần suất lấy mẫu các thông số hóa học, đo nhanh các thông số vi khí hậu và tiếng ồn vào hai thời điểm trong ngày (2 lần/ngày)
+ Thời điểm 1: từ 8h đến 11h + Thời điểm 2: từ 14h đến 17h
Bảng 2.2. Đặc điểm thời tiết ngày lấy mẫu
Đợt Thời điểm Đặc điểm thời tiết
Đợt 1(15/3) 8h ÷ 11h Trời dâm, không mưa, độ ẩm tương đối cao, gió nhẹ, hướng gió Đông Nam
14h ÷ 17h Có nắng nhẹ
Đợt 2(14/4) 8h ÷ 11h Trời nắng, mát mẻ, gió vừa, độ ẩm trung bình, hướng gió Đông Nam.
14h ÷ 17h Trời nắng, mát mẻ, độ ẩm trung bình.
Hai khoảng thời gian lấy mẫu trong mỗi đợt được lấy vào những thời điểm mà các nhà máy trong KCN đi vào hoạt động ổn định nên mức độ phát thải khí được cho là liên tục. Bên cạnh đó công tác quan trắc còn kết hợp với công tác giám sát của Ban quản lý KCN Nam Sách nên thời gian lấy mẫu được lựa chọn vào khoảng thời gian làm việc hành chính của Ban quản lý KCN Nam Sách.
Chuẩn bị dụng cụ lấy mẫu
- 36 ống Hach đựng dung dịch hấp thụ
- 15 thiết bị lấy mẫu khí (máy Sibata 30 và Sibata 300) - 2 thiết bị lấy mẫu bụi (HV – 500R)
- 5 thiết bị đo vi khí hậu (LM 8000A) - 5 Thiết bị đo tiếng ồn (Tenmars TM-102)
- Túi miết, giấy lọc bụi, kẹp, giấy dán nhãn, đĩa petri.
- 18 túi Polyetylen loại 1 lit(hãng SKC) để lấy CO.
- 3 thiết bị đo nhanh CO2 (Testo 535) Kỹ thuật lấy mẫu
Nơi đặt thiết bị lấy mẫu cần phải tránh tiếp xúc với nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp hay trực tiếp bị ánh nắng mặt trời chiếu trong thời gian dài. Đầu hút khí phải được đặt sao cho tránh xa được mọi chướng ngại vật, được đặt trên một vùng rộng, có bề mặt phẳng. Khi điều ta về mức độ ô nhiễm không khí thì việc lấy mẫu cần được tiến hành ở chiều cao hít thở. Cách lấy mẫu các chỉ tiêu quan trắc được thể hiện trong bảng 2.3
Bảng 2.3. Bảng mô tả kỹ thuật lấy mẫu của các thông số quan trắc STT Thông
số
Dung dịch hấp
thụ Quy trình lấy mẫu Tiêu chuẩn 1 Vi khí
hậu Đo nhanh bằng thiết bị LM 8000A
2 CO2 Đo nhanh bằng thiết bị Testo 535
3 Tiếng Đo nhanh bằng thiết bị Tenmars TM-102 TCVN 7878 –Âm học –
ồn Mô tả, đo và đánh giá tiếng ồn môi trường.
4 NO2
Hỗn hợp dung dịch axit sufanilic, axit acetic và N-(1-
Naphyl) – etylendiamin dihydroclorua
Lấy 30 ml dung dịch hấp thụ, chuyển vào hai ống hấp thụ,
mỗi bên 15ml, sau đó lắp máy, điều chỉnh lưu lượng
hút 0,5 l/ph, thời gian lấy mẫu 30 phút
TCVN 6137: 2009 (ISO 6768: 1998) Chất lượng không khí xung quanh
– Xác định nồng độ khối lượng của nito dioxit – phương pháp
Griss – Saltzman cải biên.
5 SO2
Dung dịch hấp thụ Natri tetracloromerc
urat (TCM), C(Na2[HgCl])
=0.04mol/l
TCVN 5971: 1995 (ISO 6767: 1990) – Không khí xung quanh – Xác
định nồng độ khối lượng của lưu huỳnh dioxyt – Phương pháp
Tetracoromercurat (TCM)/ / Pararosanilin
6 CO Dung dịch
PdCl2 10/000
Dùng bơm hút khí tại vị trí lấy mẫu, bơm đầy khí vào trong túi polyetylen. Xả hết khí trong túi ra với mục đích
tráng túi. Bơm đầy túi khí trong khoảng thời gian lấy
mẫu 30phút.
TCN 593 – Bộ y tế:
Phương pháp trắc quang dùng thuốc thử
Folinxiocanto.
7
Tổng bụi lơ
lửng (TSP)
Giấy lọc bụi
Giấy lọc đã biết khối lượng và ký hiệu được lắp vào
filter.
Lưu ý: phần xù xì của giấy lọc hướng ra ngoài. Cài đặt máy với lưu lượng hút là 500l/ph, hút trong thời gian
30 phút.
TCVN 5067-1995 – Phương pháp khối lượng xác định nồng độ
bụi trong không khí xung quanh.
Bảo quản và vận chuyển mẫu
Kỹ thuật bảo quản và vận chuyển mẫu được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 2.4. Bảng mô tả kỹ thuật bảo quản và vận chuyển mẫu Mẫu Phương pháp bảo quản Chú ý vận chuyển
Bụi
Nhấc ngay giấy lọc ra khỏi thiết bị sau khi kết thúc lẫy mẫu và chuyển ngay vào túi miết.
Vận chuyển ngay về phòng thí nghiệm phân tích càng sớm càng tốt bởi ngay trong thời gian bảo quản mẫu cũng có thể bị biến đổi.
NO2, SO2
Ống nghiệm chứa mẫu có nút chắc chắn chắn, đặt trong hộp đá lạnh và có dán nhãn đầy đủ
Vận chuyển nhanh về phòng thí nghiệm để phân tích càng sớm càng tốt và tối đa trong vòng 8 tiếng, nếu không phải bảo quản ở 5oC không quá 24h.
CO
Lấy mâu theo phương pháp thay thế thể tích, dụng cụ chứa mẫu phải được sắp xếp gọn gàng, không chèn lên nhau hoặc bị các vật khác đè lên nhằm tránh bị vỡ và hạn chế rò rỉ.
Vận chuyển nhanh về phòng thí nghiệm để phân tích.
c, Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm
Phương pháp phân tích các chỉ tiêu quan trắc được thể hiện ở bảng 2.5 dưới đây:
Bảng 2.5. Phương pháp phân tích trong phòng thí nghiệm STT Thông số Số hiệu. Phương pháp tiêu chuẩn
1 Lưu huỳnh đioxit (SO2) TCVN 5971:1995 (ISO 6767: 1990) – Không khí xung quanh – Xác định nồng độ khối lượng của Lưu huỳnh dioxyt – Phương pháp
tetracloromercurat (TCM)/Pararosanilin 2 Cacbon monoxit (CO) TCN 593 – Bộ Y tế: Phương pháp trẵc quang
dùng thuốc thử Folinxiocanto.
3 Nitơ đioxit (NO2) TCVN 6137:2009 - Không khí xung quanh - Xác định nồng độ khối lượng của nitơ điôxit - Phương pháp Griess-Saltzman cải biên.
4 Tổng bụi lơ lửng (TSP) TCVN 5067:1995 - Chất lượng không khí – Phương pháp khối lượng xác định hàm lượng bụi.
Thiết bị phân tích phòng thí nghiệm
-Máy đo quang UV – Vis Pharo 300, cuvet 10mm -Tủ sấy
-Bình hút ẩm -Cân phân tích 5 số
-Dụng cụ thủy tinh cần thiết.
-Bếp gia nhiệt
Phương pháp phân tích bụi
(Phương pháp phân tích chi tiết xem tại phụ lục 1.1) Quy trình phân tích
+ Giấy lọc sau khi mang về phòng thí nghiệm được để trong điều kiện môi trường giống với điều kiện môi trường cân giấy lọc ban đầu.
+ Sau 2h, tiến hành cân giấy lọc. Khối lượng cân giữa các lần lặp lại không vượt quá 10%. Trong trường hợp vượt quá cần thêm thời gian ổn định giấy lọc.
Tính kết quả
Trong đó:
C: Nồng độ bụi tổng số hoặc bụi PM10, đơn vị: àg/m3 m2: Khối lượng giấy lọc sau khi lấy mẫu, đơn vị: mg m1: Khối lượng giấy lọc trươc khi lấy mẫu, đơn vị: mg b: Giá trị trung bình của các giấy lọc đối chứng, đơn vị: mg V: thể tích mẫu khí được hút, thể tích: m3
1000: hệ số chuyển đối
Phương pháp phân tích SO2
(Phương pháp phân tích chi tiết xem tại phụ lục 1.2) Quy trình xây dựng đường chuẩn
Chuẩn bị 6 bình định mức 25 ml, dán nhãn, đánh số, tiến hành xây dựng đường chuẩn theo bảng sau:
Bảng 2.6. Quy trình xây dựng đường chuẩn SO2
STT 0 1 2 3 4 5
Dung dịch chuẩn làm việc 1mg/l (ml) 0 1 2 8 10 20
Dung dịch sunfamic 1ml, giữ cho phản ứng trong 10 phút
Dung dịch Pararosanilin 5ml
Dung dịch formandehit 2ml
Định mức bằng TCM 25 ml
Nồng độ (mg/l) 0 0,04 0,08 0,32 0,4 0,8
Abs 0,17 0,193 0,215 0,343 0,375 0,599
Tiến hành đo quan ở bước sóng 550 nm với cuvet 10mm.
Đường chuẩn SO2
Hình 2.2. Đường chuẩn SO2
Xác định SO2 trên mẫu thực
-Dung dịch sau khi lấy về, hút 10 ml cho vào bình đinh mức 25 ml rồi tiến hanh thêm các hóa chất khác như đường chuẩn.
-Tiến hành đo quang với cuvet 10 mm.
Tính toán kết quả
Từ Abs mẫu môi trường và phương trình đường chuẩn tính được nồng độ Cx
Hàm lượng SO2 trong khụng khớ X (àg/m3) được tớnh theo cụng thức:
Trong đó:
Cx là nồng độ của dung dịch mẫu đem đo quang (mg/l) Vx là thể tích dung dịch đem đo quang (ml)
V1 là tổng thể tích dung dịch mẫu sau khi hấp thụ khí (ml) V2 là thể tích dung dịch hấp thụ hút để phân tích (tạo màu) (ml) VKhí là thể tích khí được hấp thụ (lít)
Phương pháp phân tích NO2
(Phương pháp phân tích chi tiết xem tại phụ lục 1.3)
Quy trình xây dựng đường chuẩn
Chuẩn bị 6 bình định mức 50 ml, dán nhãn, đánh số, tiến hành xây dựng đường chuẩn theo bảng sau:
Bảng 2.7. Quy trình xây dựng đường chuẩn NO2
Đánh số thứ tự bình định mức 0 1 2 3 4 5
Dung dịch chuẩn làm việc (ml) 2,5 mg/l (àg/ml)
0 4 8 10 12 16
Định mức 50 ml bằng dung dịch hấp thụ
50 50 50 50 50 50
C (àg/ml) 0 0,2 0,4 0,5 0,6 0,8
Abs 0.009 0.200 0.378 0.462 0.550 0.715
Lắc đều rồi để yên trong 15 phút rồi đem đo độ hấp thụ quang ở λ = 540 nm.
Đường chuẩn NO2 trong không khí
Hình 2.3. Đường chuẩn NO2
Phân tích mẫu môi trường
Chuyển hết phần dung dịch hấp thụ đã lấy vào bình định mức 50ml. Định mức đến vạch bằng dung dịch hấp thụ, lắc đều rồi để yên trong 15 phút, sau đó đem đo quang ở bước sóng λ = 540 nm.
Tính kết quả
Nồng độ khối lượng của nitơ dioxit ρNO2 (àg/m3) trong mẫu, tớnh bằng microgam trên mét khối, theo công thức:
Trong đó:
CNO2 : Nồng độ , àg/ml;
f: hệ số pha loãng
V1 : thể tích của dung dịch hấp thụ đưa vào bình hấp thụ, ml;
V2 : thể tích của mẫu khí, m3
Phương pháp phân tích CO
(Phương pháp phân tích chi tiết xem tại phụ lục 1.4) Quy trình xây dựng đường chuẩn
Chuẩn bị 5 ống nghiệm đã được sấy khô, thêm các thể tích dung dịch PdCl2
10/000 khác nhau vào ống nghiệm
Bảng 2.8. Quy trình xây dựng đường chuẩn khí CO
STT 1 2 3 4 5
Dung dịch hấp thụ (ml) 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8
Hàm lượng CO (mg) 0,00157 0,00314 0,00628 0,00942 0,01256
Abs 0,011 0,021 0,051 0,075 0,099
Đưa khí CO từ túi polyetylen vào ống nghiệm, sau khi đã hấp thụ CO vào phải đậy nút cẩn thận, để tiếp xúc với dung dịch PdCl2 10/000 trong 4h, thỉnh thoảng lắc nhẹ, đều. Nếu bơm trực tiếp khí CO vừa điều chế vào ống nghiệm (khí nóng) thì chỉ cần để phản ứng trong 1h (thấy xuất hiện kết tủa đen và dung dịch trong suốt)
Bơm không khí sạch để đuổi hết khí CO thừa, cho thêm dung dịch PdCl2 10/000
vào mỗi bình sao cho đủ 2ml (1,9; 1,8; 1,6; 1,4; 1,2 ml) . Lấy thêm một ống sạch cho vào 1ml PdCl2 10/000 làm mẫu trắng
Cho vào các ống nghệm trên 1,5 ml thuốc thử folinxiocanto, trộn đều, đậy nút và đun cách thủy 30 phút, trong khi đun thỉnh thoảng lắc nhẹ cho tan kết tủa.
Sâu khi đun xong, để nguội, trút vào bình định mức 50 ml. Rửa và tráng sạch ống nghiệm bằng bình định mức. Sau đó cho thêm 10 ml dung dịch Na2CO3 20%.
Cuối cùng thêm nước cất vừa đủ 50 ml trộn đều rồi lọc
Sau 10 – 15 phút đem so màu bằng máy trắc quang ở bước sóng 770 nm.
Đường chuẩn khí CO
Hình 2.4. Đường chuẩn CO Phân tích mẫu môi trường
Không khí trong túi PE được chuyển vào chai chứa 2ml PdCl2, để cho phản ứng xảy ra trong 4 giờ. Sau đó tiến hành thêm Folinxiocanto và làm các bước thí nghiệm tiếp theo như đường chuẩn.
Chú ý: Nếu hấp thụ trực tiếp CO vào chai chứa dung dịch PdCl2 thì sau khi lấy mẫu xong cũng phải để cho không khí tiếp xúc với dung dịch hấp thụ ít nhất 4 giờ.
Tính kết quả
Từ Abs đo được của mâu môi trường, thay vào đường chuẩn tính được Cđ
Hàm lượng CO trong khụng khớ X (àg/m3) được tớnh theo cụng thức:
X = . 1000
Trong đó:
Cđ Hàm lượng CO trong dung dịch đo quang (mg/l) Vđm Thể tích định mức khi tạo màu (ml)
VKK Thể tích không khí (lít)
e, Phương pháp sử lý số liệu
-Phương pháp đánh giá chất lượng môi trường không khí.
Các thông số được sử dụng để đánh giá ô nhiễm không khí bao gồm bụi lơ lửng tổng số (TSP), SO2, NO2, CO, CO2 và tiếng ồn.
Trong báo cáo này, chất lượng không khí được đánh giá dựa vào số liệu quan trắc các thông số môi trường tập trung trong hai tháng (tháng 3 và tháng 4) năm 2017 và so sánh với quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 05:2013/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí xung quanh. Thông số tiếng ồn được so sánh với QCVN 26:2010/BTNMT - Quy chuẩn quốc gia về tiếng ồn. Ô nhiễm môi trường không khí được xác định khi nồng độ các thông số vượt giới hạn cho phép của QCVN với ngưỡng của trung bình 1 giờ.
Bảng 2.9. Giá trị giới hạn các thông số cơ bản trong môi trường không khí xung quanh theo QCVN 05:2013/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng
không khí xung quanh
Đơn vị: àg/m3 Thông số Trung bình
1 giờ
Trung bình 8 giờ
Trung bình 24 giờ
Trung bình năm
SO2 350 - 125 50
CO 30.000 10.000 - -
NO2 200 - 100 40
O3 200 120 - -
Bụi lơ lửng (TSP) 300 - 200 100
Bụi PM10 - - 150 50
Bụi PM2,5 - - 50 25
Pb - - 1,5 0,5
Chú thích: (-) Không quy định
Bảng 2.10. Giới hạn tối đa cho phép về tiếng ồn
(Theo QCVN 26:2010/BTNMT - Quy chuẩn quốc gia về tiếng ồn)
Đơn vị: dBA
Khu vực Từ 6 giờ đến 21 giờ Từ 21 giờ đên 6 giờ
Khu vực đặc biệt 55 45
Khu vực thông thường 70 55
-Xác định độ lặp lại (giá trị RSD) của phương pháp phân tích [12]
Để xác định độ lặp của phương pháp tôi đã tiến hành đo lặp lại 2 lần trên 9 mẫu có nền khác nhau tại thời điểm từ 8h tới 11h của đợt 1 và phân bố trên phạm vi đo của phương pháp. Sau đó tính toán RSD% giữa các lần lặp lại.
Công thức tính phần trăm sai khác:
RPD% =
Công thức tính độ lặp lại:
RSD% =
Trong đó:
PRD: Phần trăm sai khác
LD1: Mẫu lặp PTN, lặp lần thứ nhất.
LD2: Mẫu lặp PTN, lặp lần thứ hai RSD: Độ lặp lại
Đối chiếu gía trị RSD tính được với RSD% lặp lại trong bảng 2.11 (RSD% tính được không được lớn hơn giá trị trong bảng ở hàm lượng chất tương ứng). Độ chụm RPD% thay đổi theo nồng độ chất phân tích. Nồng độ chất càng thấp thì kết quả càng dao động nhiều (không chụm) nghĩa là RSD càng lớn.
Bảng 2.11. Độ lặp lại tối đa chấp nhận tại các nồng độ khác nhau (theo AOAC)
STT Hàm lượng % Tỷ lệ chất Đơn vị RSD (%)
1 100 1 100% 1,3
2 10 10-1 10% 1,8
3 1 10-2 1% 2,7
4 0,1 10-3 0,1% 3,7
5 0,01 10-4 100 ppm 5,3
6 0,001 10-5 10 ppm 7,3
7 0,0001 10-6 1 ppm 11
8 0,00001 10-7 100 ppb 15
9 0,000001 10-8 10 ppb 21
10 0,0000001 10-9 1 ppb 30