II. TỔ CHỨC THỰC HIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP LẤY MẪU
II.3. Các phương pháp lấy mẫu và số mẫu cần lấy
II.3.1.2. Yêu cầu thực hiện đối với việc thu thập các mẫu nước
Tổ chức mạng lưới đo đạc hệ thống nước và các nguồn thải cần phải được cân nhắc kỹ lưỡng. Để làm được điều này nên mô tả hệ thống theo các tỉ lệ nhỏ dần. Đối với mạng lưới quan trắc nước ngầm, các thông tin liên quan về địa chất thuỷ văn sẽ trợ giúp cho việc xác định mạng lưới quan trắc. Hình 1 dưới đây là một ví dụ minh hoạ về lựa chọn các địa điểm quan trắc đối với một hệ thống sông.
Hình 1. Ví dụ minh hoạ về lựa chọn điểm quan trắc đối với một hệ thống sông Trong cả khu vực có thể được chia nhỏ thành nhiều vùng, ví dụ được chia làm 5 vùng, tương ứng với mỗi vùng sẽ có các điểm đo đạc được định rõ phụ thuộc vào những yêu cầu cụ thể, và sự khác nhau về đặc điểm của mỗi khu vực. Nhìn trên diện rộng, hệ thống
5
3 4
2
1
dòng chảy bao gồm các dòng chảy nhỏ nằm rải rác đan xen vào đó là các điểm gây ô nhiễm và cửa xả nước thải. Các địa điểm ít bị nhiễm bẩn thường nằm phía trên (thượng nguồn của sông), tuy nhiên tại địa điểm này cần xác định các tính chất của nước tự nhiên.
Một điểm khác cũng cần phải chú ý tới đó là việc xác định các điểm đo đạc tại hai bền bờ của hệ thống sông theo địa giới hành chính nhằm giải quyết các tranh cãi về vấn đề ô nhiễm. Đối với các địa điểm gần các khu công nghiệp, nhất thiết phải có nhiều điểm đo đạc, thông thường một điểm/100 – 200 Km2.
Hình 2 là một phần của toàn bộ hệ thống sông được trình bày bằng sơ đồ. Các điểm đo đạc tại nơi diễn ra sự thay đổi mạnh về chất lượng nước được khoanh tròn. Các khu vực dân cư đánh dấu bằng đường gạch chéo và cửa thải nước (nước thải sinh hoạt, công nghiệp...) được đánh dấu bằng mũi tên.
Cũng cần bổ xung thêm các điểm đo đặc biệt tương ứng với các nguồn điểm được xác định trước.
Hình 3 mô tả mạng lưới quan trắc đối với một nhà máy xử lý nước thải trong một thị trấn (thành phố). Bao gồm cống thoát nước, nơi thu gom nước, nơi thu gom nước chính, họng nước, không gian chảy tràn, cống chảy tràn cũng như nhà máy xử lý nước cùng với đầu ra của dòng chảy. Vùng gạch chéo thể hiện khu vực khu công nghiệp. Các điểm đo đạc trong hệ thống cống nên bố trí tại địa điểm sả thải của các nhà máy nằm trong mạng lưới, tại các họng nước chính và tại các điểm phát tán nước thải của các nhà máy, nhưng nơi nghi ngờ nước thải có chứa các vật chất nguy hại.
Vùng trũng
Khu vực lấy mẫu Dòng thải
Hình 2. Mô phỏng một phần của hệ thống sông
Hình 3. Mạng lưới quan trắc chất lượng nước đối với một thị trấn Ghi chú:
1. Cống thải
2. Điểm thu gom nước 3. Điểm thu gom nước chính 4. Ngập nước do mưa 5. Xử lý nước thải 6. Nơi tiếp nhận
Điểm lấy mẫu trên diện rộng hoặc các kênh mương nên đặt tại các vị trí mà dòng nước thải đã được pha trộn hoàn toàn. Tránh trường hợp hai mẫu lấy cùng một vị trí, phải lấy theo hướng chảy của dòng nước. Hình 4 mô phỏng quá trình pha trộn nước từ các nhánh phụ hoặc các nguồn vào của nước thải, quá trình này diễn ra rất chậm trong trường hợp dòng nước ở trạng thái ổn định không có sự xáo trộn mạnh mẽ.
3
1
2
3 1
2 1
3 2
1
1
4 5
6
Hình 4. Mô phỏng quá trình pha trộn
Trong các trường hợp như vậy, điểm lấy mẫu cố định nên chuyển tới vị trí trước điểm số 5.
Quá trình hoà trộn chất thải hoàn toàn phụ thuộc vào lưu tốc của dòng sông. Trong quá trình di chuyển xuống hạ lưu, nồng độ các chất ô nhiễm giảm rất nhanh do lượng nước trong lưu vực chảy vào sông tăng. Nhiều hoá chất phản ứng và tiêu tan do hấp thụ hoặc phân rã sinh học.
Nồng độ các chất gây ô nhiễm sau khi trộn nước thải với nước sông có thể tính theo công thức:
2 1
2 2 1
1. .
Q Q
Q C Q C C
+
= +
Trong đó:
• C: Nồng độ chất ô nhiễm trong dòng sông tại điểm phatrộn
• Q1: Lưu lượng dòng chảy của sông
• C1: Nồng độ chất gây ô nhiễm có trong dòng Q1
Dòng chảy của sông Dòng thải
5 4
3
2
1
• Q2: Lưu lượng nước thải xả vào sông
• C2: Nồng độ chất ô nhiễm có trong dòng thải Q2
Vẫn đối với hệ thống nước (hồ, hồ chứa) có hình dáng không đồng nhất, trước tiên cần xem xét tính không đồng nhất đối với chất lượng nước theo phương nằm ngang. Do vậy cần thiết phải bố trí một vài điểm lấy mẫu tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể, có thể giảm bớt số lượng mẫu lấy trong các ngày kế tiếp. Sự xáo trộn mạnh mẽ diễn ra tại điểm lấy mẫu thường xảy ra theo phương thẳng đứng bởi vậy việc lấy mẫu nên thực hiện tại các độ sâu khác nhau, ví dụ: lấy mẫu gần bề mặt, lấy mẫu tại các lớp xuất hiện sự chênh lệch nhiệt độ, lấy mẫu gần đáy (nguyên nhân ảnh hưởng do bùn cặn).
Để lựa chọn các mẫu đại diện trên một mạng lưới quan trắc. Yêu cầu đối với phương pháp lấy mẫu phải ổn định – có thể theo thời gian, điều này được xem như là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới kết quả phân tích. Nơi nồng độ các chất cần quan trắc trong dòng chảy lớn phải được đặc biệt quan tâm, phải tăng tuần suất lấy mẫu. Trong nước và nước thải có hàm lượng các chất ô nhiễm biến động nhỏ, việc lấy mẫu chỉ cần thực hiện một tháng một lần hoặc thậm trí tới vài tháng. Ở những nơi biết trước được chu kỳ biến động theo ngày, tháng hoặc năm, có thể tạm ngừng việc lấy mẫu để tránh sự đo đạc bị lập đi lập lại của các khoảng giá trị cao hoặc thấp.
Sử dụng các phương pháp ngẫu nhiên để chọn lựa điểm đo đạc, ví dụ: rút thăm sẽ giúp cho việc nâng cao tính hữu ích của số lần lấy mẫu ngẫu nhiên.
Sau một quá trình đánh giá lâu dài, các thông số thống kê hết sức quan trong cần phải tính đến đó là: giá trị trung bình, sự biến động, gía trị lớn nhất và các giá trị này nên được biểu diễn dưới dạng đồ thị. Việc đánh giá có thể quyết định giảm tần xuất lấy mẫu mà vẫn không mất đi các thông tin quan trọng của các mẫu quan trắc.