Bài giảng Quan trắc-Khảo sát môi trường 2

Nội dung text: Bài giảng Quan trắc-Khảo sát môi trường 2

1. BÀI GIẢNG Môn học: QUAN TRẮC- KHẢO SÁT MÔI TRƯỜNG II (QTKSMT NƯỚC - ĐẤT) 1
2. Chương 1: Môi trường nước - Sự ô nhiễm và đánh giá lượng nguồn nước 1.1. Tài nguyên thiên nhiên 1.1.1. Khái quát chung về tài nguyên nước - Thuỷ quyển - một trong các thành phần cơ bản của môi trường nước, bao gồm toàn bộ các đại dương, sông suối, ao, nước ngầm, băng tuyết, hơi ẩm trong đất và trong không khí. - Khối lượng các loại nguồn nước rất khác nhau (94% nước trên trái đất là nước mặn) - Tầm quan trọng: + Là môi trường sống + Điều hoà khí hậu - Chu trình nước tuần hoàn: nước trên trái đất được tuần hoàn theo chu trình, tuỳ theo loại nguồn nước mà thời gian luân hồi cơ thể rất ngắn (một vài tuần hoặc kéo dài hàng ngàn năm). - Thực trạng chung của nguồn tài nguyên nước: + Trử lượng: dồi dào, phong phú. Việt Nam là một trong những quốc gia có trử lượng nước hàng đầu thế giới. + Chất lượng: thiếu nguồn nước sạch ( nước có thể uống được). + Xu thế biến đổi: Có dấu hiệu bị ô nhiễm ở các khu đô thị, khu công nghiệp, 1.1.2. Thành phần hoá học của nguồn nước - Các hợp chất vô cơ, hữu cơ trong nước tự nhiên có thể tồn tại ở dạng ion hoà tan, khí hoà tan, dạng rắn hoặc lỏng. - Chính sự phân bố các chất này quyết định bản chất của nướ tự nhiên: ngọt, mặn, giàu hoặc nghèo dinh dưỡng, cứng hoặc mềm, bị ô nhiễm nặng hoặc nhẹ, 2
3. 1.1.2.1. Các ion hoà tan - + 2- - Trong nước tự nhiên có các ion hoà tan: Cl , Na , SO4 2+ 2+ - ,Mg ,Ca ,HCO3 , - Hàm lượng các nguyên tố hoá học phân bố phụ thuộc vào + Đặc điểm khí hậu + Địa chất, địa hình + Độ dốc của lưu vực + Nguồn thải chất ô nhiễm - Để xác định các ion hoà tan trong nước: dùng chỉ số TDS (tổng chất rắn hoà tan = Total dislove sodid) 1.1.2.2. Các khí hoà tan - Hầu hết các khí đều hoà tan hoặc phản ứng với nước (trừ metan): O2, CO2, NH3, H2S, - O2: Độ bảo hoà phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ nước, áp suất khí quyển trên bề mặt và một phần vào độ mặn. - NH3, H2S: do sự phân huỷ các hợp chất hữu cơ. 1.1.2.3. Các chất rắn Bao gồm vô cơ, hữu cơ và sinh vật: - Chúng được phân thành 02 loại, phụ thuộc vào kích thước + Loại chất rắn có thể lọc được d ≤ 10 - 6m: • Dạng keo: 10-9 - 10-6m • Dạng hoà tan: 10-5m → cát, sạn (lắng được) - Chất rắn có thể phân loại theo độ bay hơi ở nhiệt độ sấy (1030C – 1050C) + Chất rắn bay hơi + Chất rắn không bay hơi 3
4. 1.1.2.4. Chất hữu cơ - Chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học: đường, chất héo,prôtêin, - Chất hữu cơ khó bị phân huỷ sinh học: PCB, Dioxin, 1.1.3. Thành phần sinh học của nguồn nước tự nhiên - Chỉ thị cho độc tính sinh thái của nguồn nước - Một số loài sinh vật gây ô nhiễm hoặc làm sạch nguồn nước tự nhiên * Vi khuẩn và nấm * Siêu vi trùng(vi rút) * Tảo * Các loại thực vật và sinh vật khác 1.2. Các thông số đánh giá chất lượng nguồn nước 1.2.1. Các chỉ tiêu vật lý 1.2.1.1. Nhiệt độ Nhiệt độ của nước thải sinh hoạt thường cao hơn nhiệt độ của nước cấp do việc xả các dòng nước nóng hoặc ấm từ các hoạt động sinh hoạt, thương mại hay công nghiệp và nhiệt độ của nước thải thwongf thấp hơn nhiệt độ của không khí. Nhiệt độ của nước thải là một trong những thông số quan trọng bởi vì phần lớn các sơ đồ công nghệ xử lý nước thải đều ứng dụng các quá trình xử lý sinh học mà các quá trình đó thường bị ảnh hưởng mạnh bởi nhiệt độ. Nhiệt độ của nước thải ảnh hưởng đến đời sống của thủy sinh vật, đến sự hòa tan oxy trong nước. Nhiệt độ còn là một trong những thông số công nghệ quan trọng liên qun đến quá trình lắng các hạt cặn. Nhiệt độ của nước thải thường thay đổi theo mùa và vị trí địa lý. Ở những vùng khí hậu lạnh, nhiệt độ của nước thải có thể thay đổi từ 7 ÷ 180C, trong khi đó ở những vùng có khí hậu ấm hơn, nhiệt độ của nước thải có thể thay đổi từ 13 đến 240C. - Phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường (nước mặt) - Nhiệt độ nước ngầm ít thay đổi 4
5. - Xác định nhiệt độ bằng nhiệt độ bằng nhiệt kế 1.2.1.2. Màu Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, thuốc nhuộm hoặc do các sản phẩm được tạo ra từ các quá trình phân hủy các chất hữu cơ. Độ màu là thông số thường mang tính chất định tính, có thể đwocj sử dụng để đánh giá trạng thái chung của nước thải. Nước thải sinh hoạt để chưa quá 6h thường có màu nâu nhạt. Màu xám nhạt đến trung bình là đặc trưng của các loại nước thải đã bị phân hủy một phần. Nếu xuất hiện màu xám sẫm hoặc đen, nước thải coi như đã bị phân hủy hoàn toàn bởi các vi khuẩn trong điều kiện yếm khí. Hiện tượng nước thải ngả màu đen thường là do sự tạo thành các sulfide khác nhau, đặc biệt là sulfide sắt. Điều này xảy ra khi khi hydro sulfua được sản sinh ra dưới điều kiện yếm khí kết hợp với một kim loại hóa trị 2 có trong nước. - Phụ thuộc vào các chất hoà tan trong môi trường nước - Phụ thuộc vào sự phát triển của các thực vật trong nước, vi sinh vật trong nước - Xác định màu → so với thang màu chuẩn: Pt - Co;Cr - Co Điển hình: * Nước có sắt Fe3+ → có màu nâu đỏ * Các hchc dạng humic → màu vàng * Tảo lam → xanh * Nước thải SH, CN: màu xám → màu đen 1.2.1.3. Mùi Việc xác định mùi của nước thải ngày càng trở nên quan trọng, đặc biệt là các phản ứng gây gắt của dân chúng đối với các công trình xử lý nước thải không được vận hành tốt. Mùi của nước thải còn mới thường không gây ra các cảm giác khó chịu nhưng một loạt các hợp chất gây mùi khó chị sẽ được tỏa ra khi nước thải bị phân hủy sinh học dưới điều kiện yếm khí. 5
6. - Phụ thuộc vào sản phẩm phân huỷ các chất hữu cơ Ví dụ: + H2S → mùi trứng thối + NH3 → mùi khai, - Phụ thuộc sự phát triển hệ động thực vật trong nước - Phương pháp xác định: + Ở nhiệt độ thường: lắc mạnh, mỡ nhanh nút → dùng khứu giác để xác định + Đun nóng 40 - 500C, sau khi lắc nhẹ → dùng khứu giác để xác định Chú ý: Chỉ xác định đối với những nguồn nước không có dấu hiệu ô nhiễm 1.2.1.4. Độ đục Đọ đục của nước là do các chất lơ lửng và các chất dạng keo chứa trong nước thải tạo nên. Đơn vị đo độ đục thông dụng là NTU. Giữa độ dục và hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải ban đầu (chưa xử lý) chưa có mối quan hệ đáng kể nào, tuy nhiên mối quan hệ này thể hiện rõ ở nước sau khi ra khỏi bể lắng 2 và được tính bằng công thức: Chất lơ lững, SS (mg/l) = (2.3 ÷ 2.4)* độ đục (NTU) Phụ thuộc vào khả năng xuyên suốt của ánh sáng 1.2.1.5. Độ dẫn Phụ thuộc vào hàm lượng các ion hoà tan trong nước 1.2.2. Các chỉ tiêu hoá học 1.2.2.1. DO - Rất quan trọng đối với nước mặt - Sơ bộ đánh giá được chất lượng nguồn nước: * Do cao → nguồn nước sạch * DO thấp → nguồn nước bị ô nhiễm - Với hệ thống xử lý nước thải → dùng giá trị DO để kiểm tra, đánh giá hiệu quả quá trình làm sạch - Sự phụ thuộc của DO vào các yếu tố: 6
7. * Nhiệt độ: nhiệt độ cao → DO thấp * Áp suất * Diện tích bề mặt * Nồng độ muối (nồng độ muối cao → DO giảm) * Sự phát triển của hệ động thực vật (DO biến thiên theo thời gian) * Hàm lượng các chất hữu cơ - Phương pháp xác định: * Phương pháp Winkler * Đo bằng điện lực 1.2.2.2. Fe - Tiêu chuẩn: * Nước cấp sinh hoạt : 0,3mg/l (tiêu chuẩn cũ), 0,5mg/l (tiêu chuẩn mới) * Nước mặt: 1mg/l * Nước ngầm: 1-5mg/l - Sự phụ thuộc hàm lượng Fe: Trong nước ngầm tồn tại ở dạng Fe2+ nhưng khi ra ngoài không khí tồn tại ở dạng Fe3+. Nồng độ Fe phụ thuộc vào nguồn nước 1.2.2.3. Mn - Đối với nguồn thải người ta thường ít quan tâm. - Quan tâm ở nguồn nước cấp - Tiêu chuẩn: [Mn] ≤ 0.1mg/l (tiêu chuẩn cũ) ≤ 0,5mg/l (tiêu chuẩn mới) 1.2.2.4. Ca - Mg - Trong nước mặt, thông thường hàm lượng Ca, Mg tương đương với tiêu chuẩn cho phép - Trong nước ngầm giá trị (Hàm lượng) Ca, Mg thay đổi tuỳ thuộc vào địa chất, vùng. + 1.2.2.5. NH3 - NH4 - Cần khảo sát, phân tích đối với nước ngầm 7
8. - Đối với trạm xử lý cần phải khử các muối ammôni - Phụ thuộc vào giá trị pH. Với các khoảng pH khác nhau thì thông thường + chúng tồn tại ở các dạng khác nhau ( hoặc là NH3 hoặc là NH4 ). -, - 1.2.2.6. NO2 NO3 - Là sản phẩm trung gian của quá trình của quá trình oxi hoá các hợp chất ammoni - Theo tiêu chuẩn: * Nước cấp sinh hoạt: - NO3 ≤ 30mg/l (tiêu chuẩn cũ) ≤ 50mg/l (tiêu chuẩn mới) - NO2 = 0 (tiêu chuẩn cũ) ≤ 0,1 mg/l (tiêu chuẩn mới) * Chất lượng nước mặt: - N - NO3 : 10 - 15mg/l - N - NO2 : 0,01 - 0,05mg/l 3- 1.2.2.7. PO4 - Đối với nước ngầm thì không cần quan tâm, thông thường giá trị của nó rất nhỏ. 3- - Thông qua thông số (chỉ tiêu) PO4 để đánh giá sự phú dưỡng nguồn nước - Trong công nghệ xử lý nước thải: N,P là nguyên tố dinh dưỡng 1.2.3. Các chỉ tiêu sinh học - Nhóm coliform đặc trưng là Escherichia E.Coli: Chọn E.Coli vì nó phổ biến, đặc trưng cho nguồn nước có bị ô nhiễm phân không, có khả năng tồn tại cao trong các môi trường. - Các loại rong tảo: đặc trưng cho sự nhiễm bẩn các chất hữu cơ, sự phú dưỡng nguồn nước ( Eutrofication) 8
9. 1.3. Các nguồn gây ô nhiễm môi trường nước 1.3.1. Nước thải đô thị - Nguồn gốc: từ hoạt động sinh hoạt và dịch vụ hàng ngày của con người - Đặc điểm nguồn thải: nguồn thải nhỏ, phân tán - Lưu lượng thải * Phụ thuộc vào tập quán sinh hoạt * Phụ thuộc vào thiết bị vệ sinh * Phụ thuộc vào tiêu chuẩn cấp nước - Chế độ thải: không ổn định - Tích chất, thành phần: * Tính chất: Có màu từ trắng đục đến xám đen Có mùi hôi. * Thành phần: Chứa nhiều hợp chất hữư cơ không bền vững, dễ bị phân huỷ sinh học (cacbon hydrat, pr, mỡ, thức ăn dư thừa, ) → gây mùi hôi, màu. Chứa các chất dinh dưỡng N, P Chứa các vi trùng, vi khuẩn gây bệnh. 1.3.2. Nước thải công nghiệp - Nguồn gốc: Nước thải từ các nhà máy, xí nghiệp, cơ sở sản xuất, - Đặc điểm thải: tập trung - Lưu lượng thải và chế độ thải: phụ thuộc vào qui trình công nghệ - Tính chất, thành phần: phụ thuộc vào qui trình công nghệ, đặc thù của từng nhà máy, xí nghiệp hay cơ sở sản xuất. 1.3.3. Nước mưa chảy tràn - Nguồn gốc: do nước mưa chảy tràn trên mặt đất - Đặc điểm nguồn thải: phụ trhuộc vào mùa, lượng mưa. - Tính chất, thành phần: Chứa chất rắn (Vô cơ, hữu cơ), thuốc trừ sâu, phân bón, dầu mỡ, hoá chất, vi trùng, vi khuẩn, 9
10. 1.3.4. Hoạt động tàu thuyền và các hoạt động khác - Nước thải từ các hoạt động sinh hoạt - Nước thải từ các hoạt động khác: nước mưa, từ các vùng xử lý CTR. 1.4. Các chất gây ô nhiễm nước và phương pháp xác định 1.4.1. Các phương pháp phân tích thường gặp trong việc xác định nồng độ các chất gây ô nhiễm môi trường nước 1.4.1.1. Phương pháp chuẩn độ 1.4.1.2. Phương pháp trọng lượng 1.4.1.3. Phương pháp cực phổ 1.4.1.4. Phương pháp đo quang (trắc quang) 1.4.2. Các chất gây ô nhiễm môi trường nước và phương pháp xác định 1.4.2.1. Các chất lơ lững SS (Suspend Solid) - Nguồn gốc: + Xói mòn, rửa trôi + Cọ xát dòng chảy, lắng đọng bụi + Do sự phát triển của hệ thống động thực vật trong nước + Do hoạt động của con nghười - Ảnh hưởng đến chất lượng nguồn nước + Làm giảm giá trị sử dụng nguồn nước + Làm tăng độ đục, khả năng truyền ánh sáng kém → ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của hệ động thực vật trong nước + Tăng chi phí xử lý nước cấp cho sinh hoạt. - Phương pháp xác định: phương pháp cân trọng lượng 1.4.2.2. Các chất hữu cơ (COD, BOD) Gồm 02 loại: + Chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học + Chất hữu cơ khó phân huỷ sinh học 10
11. 1. Chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học - Khái niệm: là các chất hữu cơ trong điều kiện tự nhiên có khả năng (dễ) chuyển hoá thành các dạng khác (đặc trưng bởi thông số BOD5) - Sự chuyển hoá: Các quá trình sinh hoá + Quá trình oxy hoá sinh học hiếu khí CHC + O2 → CO2 + H2O + Quá trình oxy hoá sinh hoạt sinh hoạt yếm khí - Mức độ tác động: khi môi trường nước bị ô nhiễm bởi các chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học → xảy ra các quá trình sinh học hiếm khí → làm giảm lượng O2 hoà tan trong nước: + Ảnh hưởng đến hệ động vật nước (O2 thấp trong thời gian dài) + Tạo thuận lợi cho quá trình sinh học yếm khí – gây mùi hôi thối - giảm giá trị sử dụng nhiều nước. - Phương pháp xác định: xác định gián tiếp thông qua quá trình tiêu thụ O2 trong quá trình sinh hoá. 2. Chất hữu cơ khó phân huỷ sinh học ( hchc bền vững) Gồm 02 loại: + Độc + Không độc (ít độc) a. Không độc (ít độc): dầu, mỡ động vật - Khó và chậm phân huỷ trong thời gian dài - Các hợp chất này tạo thành lớp màn trên bề mặt môi trường nước → DO giảm → huỷ diệt hệ sinh vật trong môi trường nước. - Các hợp chất dầu mỡ dễ phân tán vào môi trường nước bao bọc quanh sinh vật phù du, thức ăn, chất bẩn → sinh vật sử dụng chúng làm thức ăn → không chuyển hoá được thức ăn → sinh vật bị chết. b. Độc: - Thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ: Nồng độ lớn gây chết sinh vật trong nước, con người 11
12. Ví dụ: DDT gây tiệt chủng các loại động vật bậc cao. c. Phương pháp xác định: - Xác định gián tiếp, xác định lượng O2 tiêu thụ bằng các chất oxy hoá các chất hữu cơ khó phân huỷ ( dùng KMnO4, K2Cr2O7) - CODMn, CODcr. Việc giám sát và quản lý các chất có độc tính cao được qui đinh chặt chẽ trong các tiêu chuẩn nhà nước và các tổ chức thế giới cho từng loại nguồn nước và cho từng mục đích sử dụng khác nhau. Để đánh giá tổng hợp các chất trong nước, người ta dung các thông số sau: 1. Tổng cacbon hữu cơ ( TOC): là tỷ lệ giữa khối lượng cacbon so với khối lượng hợp chất. TOC được tính dựa trên công thức của hợp chất bằng gam hoặc miligam cacbon theo thể tích (mg/m3, mg/l) 2. Nhu cầu oxy lý thuyết ( ThOD): là lượng oxy cần thiết để oxy hoá một đơn chất. ThOD được tính bằng gam hoặc miligam oxy theo thể tích dựa theo các phương trình phản ứng giữa các hchc và oxy (mg/m3, mg/l) 3. Nhu cầu oxy sinh hoá (BOD): là lượng oxy cần thiết để phân huỷ các hchc bằng vi sinh vật. Thông số này rất quan trọng, nó là thông số cơ bản đánh giá mức độ ô nhiễm, BOD càng lớn thì mức độ ô nhiễm càng cao. Đơn vị mg/l, g/m3 4. Nhu cầu oxy hoá học (COD): là lượng oxy cần thiết để oxy hoá hoá học các hợp chất hữu cơ 1.4.2.3. Các kim loại nặng: pb, Hg, As, Cd, Cr, Ni, - pb: Có độc tính với não, có thể gây nhiễm độc nặng. Chúng có khả năng tích luỹ lâu dài trong cơ thể. + Trong nước sông - hồ có lượng vết: 0.05 - 40mg/l + Nước biển không bị ô nhiễm, [pb] = 0.03mg/l - Hg: rất độc đối với người và thuỷ sinh. [Hg] cho phép trong nước uống: 0.001mg/l [Hg] cho phép trong nước nuôi trồng thuỷ sản: 0.005mg/l - As: là chất độc, khả năng gây ung thư cao 12
13. + Nước tự nhiên có chứa vết As với nồng độ khoảng 0.01mg/l + Tiêu chuẩn nước uống là 0.05mg/l, nước nuôi cá là 0.025mg/l 1.4.2.4. Các chất dinh dưỡng (hợp chất N,P) - Sự tự ô nhiễm → phú dưỡng nguồn nước. Các thực vật sống trong môi trường này phát triển rất mạnh - Một số chất tiêu biểu + 1. Ammôni (NH4 ): Trong nước tự nhiên không ô nhiễm có vết ammôni ( dưới 0.05 ppm). Nồng độ ammôni trong nước ngầm cao hơn. Lượng ammôni trong nước thải sinh hoạt và công nghiệp hoá chất, chế biến thực phẩm có thể lên tới 100mg/l. Nếu lượng ammôni trên 5mg/l nguồn nước dược xem là ô nhiễm nặng. - 2. Nitrat (NO3 ): là sản phẩm cuối cùng của sự phân huỷ các chất có Nitơ chứa trong chất thải của người và động vật. Trong nước tự nhiên, nồng độ nỉtat thường dưới 5mg/l. Ở vùng bị ô nhiễm nồng độ nitrat cao trên 10mg/l. Nitrat trong nước uống không được quá 10mg/l. Đây là chất dinh dưỡng của rong, tảo. 3- 3. Phôtphat (PO4 ): có nhiều trong nước thải, phân người, súc vật và trong nước thải của các nước thải của các ngành sản xuất phân lân, thực phẩm. Đây cũng là chất dinh dưỡng cho rong tảo phát triển. Nồng độ phôtphat trong nước không ô nhiễm thường nhỏ hơn 0.01mg/l. Hàm lượng trong nước uống tối đa là 6mg/l. 1.4.2.5. Các vi sinh vật Nguồn gốc: Nước thải bệnh viện, các nước thải từ các lò giết mổ gia súc, 1.5. Đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước Bảng đánh giá tổng hợp chất lượng nguồn nước mặt ( Bảng phân loại Kolvits Marson) 13
14. Trạng + - 3- % thái NH4 NO3 PO4 COD BOD STT pH Oxy bảo nguồn mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l hoà nước 1 Nước rất sạch 7 - 8 5 > 8 > 0.3 100 > 10 1.6. Các tiêu chuẩn liên quan đến chất lượng nước Tuỳ theo nguồn nước khác nhau → sử dụng các tiêu chuẩn tương ứng để đánh giá chất lượng nguồn nước Vd: TCVN 5942:1995: Cln – T/c chất lượng nước mặt TCVN 5943: 1995: Cln – T/c chất lượng nước biển ven bờ TCVN 5944: 1995: Cln – T/c chất lượng nước ngầm 14
15. Chương 2: Mẫu nước thải - Lấy mẫu- bảo quản và vận chuyển 2.1. Lựa chọn vị trí lấy mẫu Tuỳ vào mục đích (đánh giá hiện trạng, đánh giá tác động của nguồn thải) mà người ta lựa chọn các vị trí lấy mẫu khác nhau và sử dụng một số phương pháp lấy mẫu nước thải khác nhau. Tuy nhiên dù vị trí lấy mẫu hay phương pháp lấy mẫu khác nhau nhưng mẫu lấy phải đại diện cho nguồn nước cần được xem xét, đánh giá. 2.1.1. Sự phân bố các chất ô nhiễm Sự phân bố các chất ô nhiễm trong các vùng khác nhau: - Theo diện tích: ở các vị trí khác nhau nồng độ các chất ô nhiễm khác nhau. - Theo chiều sâu: Trên bề mặt xảy ra quá trình oxy hóa sinh hóa hiếu khí → chất lượng nước sạch hơn. - Vùng giáp ranh. 2.1.2. Các yếu tố liên quan Cần xem xét ảnh hưởng của một số yếu tố đến sự pha loãng các chất ô nhiễm trong lưu vực đang xem xét. - Vận tốc dòng chảy: liên quan đến lượng oxy hòa tan → ảnh hưởng đến hàm lượng chất hữu cơ trong môi trường nước. - Thành phần địa chất trong lưu vực: lưu ý đến khi số liệu khảo sát bất thường. 2.1.3. Các số liệu đặc trưng cơ bản - Các số liệu về lòng dẫn: chiều dài, diện tích. - Lưu lượng - Các nguồn gây ô nhiễm : * Xác định số điểm lấy mẫu 15
16. * Làm cơ sở giải thích kết quả đo * Xác định các chỉ tiêu cần phân tích Riêng đối với nước thải công nghiệp phải xem xét chế độ thải 2.2. Các dạng mẫu Có 02 loại mẫu: Mẫu đơn và mẫu tổ hợp 2.2.1. Mẫu đơn - Loại mẫu được lấy tại 1 điểm, ở thời điểm cụ thể, chỉ đại diện cho thành phần của nguồn tại thời điểm và địa điểm đó. - Có thể đại diện cho chất lượng nguồn nước ở lưu vực nếu ở khu vực đó có sự xáo trộn mảnh liệt theo diện tích, theo chiều sâu được coi là đồng nhất. Lấy mẫu đơn là cách đơn giản nhất để quan trắc các dòng thải. Tuy nhiên phương pháp này chỉ đưa ra một bức tranh riêng lẻ và tức thời về đối tượng quan trắc. Phương pháp lấy mẫu này chỉ thích hợp ở một số điều kiện nhất định khi các đặc trưng của dòng thải không biến đổi trong một khoảng thời gian dài. 2.2.2. Mẫu tổ hợp Mẫu tổ hợp cung cấp thông tin chính xác hơn mẫu đơn vì đặc tính của dòng thải thường dao động và rất khó dự đoán. Có 03 loại mẫu tổ hợp: • Tổ hợp theo không gian • Tổ hợp theo thời gian • Tổ hợp theo lưu lượng 2.2.2.1. Mẫu tổ hợp theo không gian Bao gồm các mẫu đơn có thể tích bằng nhau và được lấy đồng thời tại các địa điểm khác nhau. Thường sử dụng để lấy giá trị trung bình cho các mặt cắt ngang hoặc mặt cắt dọc của dòng nước. 16
17. Mẫu đại diện cho chất lượng nước tại mặt cắt đó, được lấy ở thời điểm nước đứng, dòng chảy ổn định. Ví dụ: Mẫu tổ hợp A Mặt cắt dọc 1 2 Mẫu tổ hợp A B 1 2 Mặt cắt ngang 3 B Chú ý: Khi sử dụng mặt cắt trong quá trình khảo sát, phân tích cần phải thu gọp các điểm lấy mẫu lại để tiết kiệm chi phí cho quá trình khảo sát, phân tích. Cần sử dụng mặt cắt ở các nơi khác biệt. 2.2.2.2. Mẫu tổ hợp theo thời gian Bao gồm những mẫu đơn có thể tích bằng nhau và được lấy ở các khoảng thời gian bằng nhau trong một chu kỳ. Lấy mẫu tổ hợp theo thời gian thường được áp dụng để nghiên cứu chất lượng trung bình của nguồn nước theo chu kỳ (ngày đêm, chu kỳ triều, ) 2.2.2.3. Mẫu tổ hợp theo lưu lượng - Khi lưu lượng thay đổi thì chất lượng nước thay đổi. - Bao gồm các mẫu đơn ở các khoảng thời gian bằng nhau nhưng theo tỷ lệ lưu lượng dòng thải 17
18. - Dùng để khảo sát dòng thải công nghiệp Chú ý: Đối với mẫu tổ hợp, từng mẫu đơn cần lấy với thể tích ≥ 50ml. Thường chọn khoảng 200 – 300ml. Tất cả các mẫu đơn phải được lấy với thể tích 1 – 2 lít Mẫu tổ hợp từ n mẫu thường được lấy 1 – 2 lít/n. 2.3. Kỹ thuật lấy mẫu Tùy theo mục đích chúng ta có thể lựa chọn vị trí lấy mẫu, thời điểm lấy mẫu, thời gian lấy mẫu để tránh sự khác biệt của các thành phần trong mẫu nước. 2.3.1. Lấy mẫu nước sông - Điểm lấy mẫu thường là các địa danh dễ nhớ, hoặc thuận tiện cho việc lấy mẫu. - Điểm lấy mẫu chọn nơi dòng chảy có sự xáo trộn mạnh nhất (chọn vị trí giữa dòng đối với dòng chảy nhỏ) * Đối với dòng chảy hẹp: 01 vị trí * Đối với dòng chảy rộng: 03 vị trí (trái, phải, giữa dòng: tại các vị trí này có trường vận tốc khác nhau). - Nếu dòng chảy không có gì đặc biệt, mẫu được lấy cách mặt nước 20 ÷ 30 cm, là các mẫu đơn hay mẫu tổ hợp. - Khi lấy mẫu nước sông cần chú ý: * Nếu Sông đồng nhất → mẫu được lấy cách bề mặt 30 ÷ 40 cm * Nếu Sông không đồng nhất → cần lấy mẫu theo độ sâu: H ≤ 1m → chọn 1 điểm lấy mẫu H = 1 – 2m → chọn 2 điểm lấy mẫu H ≥ 3m → chọn 3 điểm lấy mẫu Việc xác định tính đồng nhất hay không đồng nhất dựa và sự biến thiên nhiệt độ. Đây là thông số điều khiển tất cả các quá trình trong tự nhiên. Khi 18
19. nhiệt độ khác nhau thì các quá trình xảy ra cũng khác nhau dẫn đến giá trị các thông số cũng khác nhau. - Khi nghiên cứu tác động của dòng nhánh, nguồn thải tới chất lượng nước trong dòng chính thì xác định 02 điểm : thượng lưu và hạ lưu. Điểm hạ lưu phải đủ xa để có sự xáo trộn hoàn toàn, L khoảng 1km. Điểm thượng lưu phải đủ xa để nguồn thải không ảnh hưởng đến địa điểm đo. Q1 L = 1000 m M1: thượng lưu M2: Hạ lưu - Đối với sông chịu ảnh hưởng của thủy triều (cửa sông). Khi xác định điểm lấy mẫu cần có bảng thủy triều để xác định thời điểm lấy mẫu 2.3.2. Lấy mẫu nước ao, hồ (các nguồn nước đứng) Tùy theo độ sâu, hình dáng, tùy theo điều kiện cụ thể mà lấy mẫu đơn hay mẫu tổ hợp. Khi lấy mẫu tổ hợp → có sự thay đổi theo độ sâu: • Điểm 1: cách mặt nước 10 ÷ 30cm. • Điểm 2: cách đáy 100cm. Nếu lấy mẫu theo độ sâu cần xác định độ giảm nhiệt: • Ở bề mặt → lấy mẫu • Ở tầng suy nhiệt → lấy mẫu • Ở tầng đáy → lấy mẫu 19
20. Tầng mặt Tầng đáy 2.3.3. Lấy mẫu nước ngầm (nước giếng) - Lấy mẫu bằng bơm: lấy sau khi bơm 20 ÷ 30 phút. - Lấy theo chiều sâu: tương tự như lấy mẫu theo các độ sâu khác. 2.3.4. Lấy mẫu nước thải Địa điểm phải đại diện cho dòng thải cần khảo sát Có 02 loại nước thải: • Nước thải công nghiệp • Nước thải đô thị. Với nước thải công nghiệp: cần phải xem xét qui trình công nghệ → xác định thời gian lấy mẫu, lựa chọn thời điểm lấy mẫu. Với nước thải đô thị: các khoảng thời gian lấy mẫu khác nhau. Có 02 vị trí lấy mẫu thường chọn: • Lấy mẫu tại các cống thải, kênh thải và hố ga • Lấy mẫu tại đầu vào của trạm xử lý. Các lưu ýkhi lấy mẫu tại hiện trường 1. Lưu ý khi lấy mẫu đại diện: Chương trình lấy mẫu, lựa chọn vị trí lấy mẫu thích hợp và lên kế hoạch chi tiết cho việc lấy mẫu là hết sức quan trọng nhằm lấy được mẫu đại diện. Các yêu cầu tối thiểu khi lấy mẫu đại diện: 20
21. Yếu tố xem xét Yêu cầu Lấy mẫu hchc bay hơi - Đối với thành phần không bay hơi, lấy ở điểm hoặc không bay hơi dòng thải trộn đều nhất. Tuy nhiên không nên lấy mẫu ở những điểm chảy rối mạnh hay tại các góc cạnh của đường ống hay kênh dẫn vì sẽ không đảm bảo tính đại diện. Mẫu trên kênh dẫn thường được lấy ở độ sâu 1/3 tính từ đáy kênh, ở điểm giữa theo tiết diện ngang của kênh dẫn giữa vị trí chảy rối mạnh và thành kênh. - Đối với hợp chất hữu cơ bay hơi: lấy mẫu ở khu vực dòng ít chảy rối để giảm sự xâm nhập của khí vào mẫu. Lấy mẫu chất rắn - Tránh lấy mẫu ở những khu vực yên lặng nơi mà tốc độ dòng chảy giảm, chất rắn bị lắng chỉ còn những mảnh vụn nổi. - Tránh lấy mẫu chất rắn lắng không đại diện được lắng đọng trên kênh hay thành ống dẫn. Thống nhất vị trí lấy mẫu - Lấy mẫu dòng thải công nghiệp cần phải cố định ở một vị trí nhất định. Sự biến đổi trong kết quả quan trắc không thể quy cho sự thay đổi vị trí lấy mẫu. Vị trí lấy mẫu cần phải thống nhất và ghi lại trong báo cáo khảo sát cũng như báo cáo kết quả cuối cùng. Khả năng lấy được mẫu Các điểm lấy mẫu cần được tiếp cận một cách dễ và vấn đề an toàn dàng nhằm tránh rơi ngã gây thương tích hay nguy hiểm do các hơi khí độc. Đường ống lấy mẫu (Ống - Vệ sinh đường ống trước khi lấy mẫu nhằm làm PVC nối giữa bộ phận hút sạch các vật liệu còn lại trong đường ống để loại 21
22. và thiết bị) trừ sự nhiễm bẩn. - Thay thế đường ống theo qui định nhằm tránh sự đóng cặn, sự tồn lưu các chất hóa học hay hoạt động của vi sinh vật. - Ống lấy mẫu càng ngắn càng tốt vì dễ dàng vệ sinh cũng như ngăn cản quá trình biến đổi màu. Chai lấy mẫu - Làm sạch trước khi lấy mẫu - Dán nhãn chai lấy mẫu và ghi các lưu ý cũng như phương pháp lấy mẫu để tránh xảy ra nhầm lẫn giữa các chai. (Ví dụ như tên chương trình, ngày lấy mẫu, vị trí lấy mẫu, người thực hiện, ) Bảo trì thiết bị lấy mẫu Cần vệ sinh thường xuyên và kiểm tra thiết bị lấy mẫu theo qui trình đề ra của nhà cung cấp cũng như trước khi tiến hành các hoạt động quan trắc. 2. Phân tích tại hiện trường và ý nghĩa của kết quả: Một vài thông số như: pH, độ dẫn và tổng chất rắn hoà tan (TDS), độ muối, độ đục và nhiệt độ có thể phân tích trực tiếp tại hiện trường bằng các thiết bị xách tay. Trong các thông số này chỉ có pH là thông số được quy định theo TCVN. Các thông số còn lại có thể cho thông tin thêm về thành phần của nước thải. Độ dẫn và TDS cho phép xác định nhanh các chất ô nhiễm dưới dạng ion. Độ dẫn của nước sạch tự nhiên vào khoảng 150 - 300μS/cm, giá trị cao hơn có thể chỉ thị cho nước bị ô nhiễm bởi các ion. Giá trị độ đục thường tỉ lệ với hàm lượng chất rắn lơ lững. Độ muối cho biết hàm lượng clorua là chủ yếu. Tóm lại những thông số đo nhanh bằng các thiết bị xách tay giúp kỹ thuật viên hiện trường dự báo được gần đúng các đặc trưng ô nhiễm của dòng thải (đặc biệt là các dòng thải công nghiệp). Trước khi tiến hành phân tích tại hiện trường, tất cả các thiết bị phải được kiểm tra độ ổn định, các linh kiện kèm theo cũng như dự phòng và hiệu chuẩn. 22
23. 3. Quan sát tại hiện trường: Hoạt động quan trắc tại hiện trường phải được các kỹ thuật viên đã được đào tạo thực hiện. Sự thành công của chương trình quan trắc phụ thuộc vào những mẫu đại diện và độ chính xác của phép đo. Đồng thời việc quan sát và ghi lại các điều kiện hiện trường cũng là những thông tin quan trọng trong quá trình phân tích cũng như đánh giá kết quả. 2.4. Bảo quản và vận chuyển mẫu Mẫu được bảo quản theo TCVN 5993 – 1995. Đối với quan trắc dòng thải công nghiệp, lấy một số lượng lớn các mẫu tổ hợp trong thời gian dài có độ tin cậy cao hơn một mẫu riêng lẻ. Mẫu thường được bảo quản lạnh ở 40C trong suốt quá trình quan trắc. Tuy nhiên các mẫu cần được chuyển đến phòng thí nghiệm để bảo quản trong tủ lạnh chuyên dụng trong càng sớm càng tốt và tối đa là sau 24h. Với chương trình quan trắc dòng thải công nghiệp, biên bản quan trắc tại hiện trường cần phải chuyển cùng với mẫu tới phòng thí nghiệm nhằm cung cấp thông tin về những điều kiện lấy mẫu tại hiện trường để phân tích chính xác các mẫu thu được. Các dữ liệu hiện trường sẽ giúp cho việc chuẩn bị mẫu tổ hợp và lý giải các kết quả phân tích sau này. Để truyền đạt đầy đủ thông tin, nên liệt kê các nội dung chính về chương trình quan trắc trong biên bản bàn giao nhận mẫu như sau: - Địa điểm tiến hành quan trắc, dạng dòng thải, ngày quan trắc, người thực hiện đo đạc, nhật ký quan trắc. - Thời gian chuyển tới phòng thí nghiệm. - Điều kiện lưu giữ mẫu tại hiện trường. - Các thông số cần được phân tích. Các công việc chuẩn bị trộn mẫu thành mẫu tổ hợp phải tiến hành càng sớm càng tốt. Sau đó, các mẫu tổ hợp sẽ được phân loại theo các chai lưu giữ với các biện pháp bảo quản riêng lẻ đối với từng thông số phân tích. 23
24. Để kiểm soát chất lượng trong quá trình vận chuyển mẫu, mẫu kiểm soát chất lượng thường được áp dụng là mẫu trắng vận chuyển. Ví dụ: Tóm tắt các yêu cầu lấy và bảo quản mẫu nước phân tích các thông số có trong Nghị định 67/2003/NĐ-CP (Trích TCVN 5993-1995) Thể tích Thời gian Loại chai đựng Thông số mẫu tối Cách bảo quản lưu giữ mẫu thiểu ml) tối đa Làm lạnh 2 – 50C, để nơi BOD Nhựa, thủy tinh 1000 24h tối Axit hóa đến pH < 2 bằng 0 COD Nhựa, thủy tinh 100 H2SO4, làm lạnh 2 – 5 C, 5ngày để nơi tối Các loại Nhựa, thủy tinh 200 Bảo quản lạnh ở 40C 2-7ngày chất rắn Lọc ngay khi lấy mẫu, Kim loại Nhựa, thủy tinh 500 axit hóa nước lọc đến pH 1tháng nặng bosilicat < 2 Axit hóa đến pH < 2 bằng HNO3 và thêm K2Cr2O7 Thủy Thủy tinh 500 đến nồng độ cuối cùng 1 tháng ngân bosilicat 5% (khối lượng / khối lượng) 24
25. Chương 3: Quan trắc - khảo sát đánh giá chất lượng môi trường nước 3.1. Mục đích - Đánh giá hiện trạng chất lượng nguồn nước khu vực, địa phương hoặc lãnh thổ (nước mặt, nước ngầm) - Đánh giá sự phù hợp các tiêu chuẩn cho phép đối với các nguồn thải. - Đánh giá xu thế diễn biến chất lượng nước theo thời gian → phục vụ cho công tác qui hoạch, công tác quản lý tổng hợp (khai thác phục vụ cho sinh hoạt, công nghiệp, ) - Cảnh báo sớm các hiện tượng ô nhiễm nguồn nước - Theo các yêu cầu khác của công tác quản lý môi trường thuộc khu vực, địa phương. 3.2. Trình tự tiến hành quan trắc - khảo sát 3.2.1. Sơ đồ chung mô tả quá trình Thiết kế Tiến hành khảo sát - lấy mẫu – mạng lưới đo đạc ngoài hiện trường Phân tích - Xử lý Phân tích, xác định tại đánh giá số liệu số liệu phòng thí nghiệm Báo cáo Xử lý - sử Kết quả - biện dụng thông tin pháp quản lý 25
26. - Thiết kế mạng lưới: Cần xác định các điểm cần quan trắc → Điểm nền → Điểm chịu tác động → Điểm lan truyền - Lấy mẫu: tiến hành lấy mẫu đơn hay mẫu tổ hợp tùy theo tình hình và điều kiện cụ thể - Phân tích - tính toán & xử lý kết quả - Phân tích đánh giá số liệu: tùy theo mục đích của đợt khảo sát Ví dụ: Đánh giá chất lượng nguồn nước (hiện trạng nguồn nước của 1 khu vực) • Đánh giá độ tin cậy của số liệu • So sánh với tiêu chuẩn cho phép • Đưa ra kết luận về hiện trạng chất lượng nguồn nước 3.2.2. Lập kế hoạch và xây dựng nội dung quan trắc 3.2.2.1. Khảo sát khẩn cấp - Đánh giá hiện trạng sự cố - Tổ chức tùy thuộc vào đối tượng, mục đích đợt khảo sát - Để đảm bảo được chính xác, nhanh chóng, đội khảo sát cần phải có thẩm quyền về chuyên môn cần thiết cho đợt khảo sát - Cần nhận được những thông tin, số liệu liên quan như: địa hình, khí hậu, chế độ thủy văn, đặc điểm vùng sinh thái, tài nguyên sinh học, tính chất của đất, mặt nước và hiện trạng sử dụng nó, tình hình dân cư, đặc điểm hệ sinh thái nhân văn, - Nắm được đặc điểm cơ sở gây ô nhiễm: vị trí, nguyên liệu, công nghệ, công suất, tính chất hoạt động gây ô nhiễm, - Phải có thiết bị, phương tiện đi lại, đo đạc, lấy mẫu phù hợp với tình hình và tính chất ô nhiễm. 26
27. - Phải xác định được ranh giới vùng nghiên cứu, khảo sát: ranh giới địa lý, ranh giới hành chính, ranh giới về kinh tế, Tuy nhiên trong thực tế, đội khảo sát cần xác định ranh giới khảo sát 1 cách linh hoạt, phụ thuộc vào tính chất, khả năng phát tán ô nhiễm sao cho việc đánh giá thực hiện đầy đủ. Ngoài ra, vùng bị ô nhiễm cần chia ra nhiều khu vực có độ ưu tiên khác nhau: vùng bị ô nhiễm nặng khảo sát trước, vùng bị ô nhiễm nhẹ khảo sát sau. 3.2.2.2. Khảo sát (giám sát) định kỳ thường xuyên - Đánh giá tác động do hoạt động của con người đối với chất lượng và khả năng sử dụng nước cho các mục đích khác nhau. Các trạm đánh giá tác động (impact station) - Xác định chất lượng nguồn nước tự nhiên, trạm cơ sở → phản ánh chất lượng nguồn nước tự nhiên - Giám sát nguồn gốc và đường di chuyển các chất độc hại trong môi trường nước cần có trạm tác động (điểm chịu tác động) và trạm cơ sở (điểm nền) - Đánh giá xu hướng cho vùng đại diện (xu hướng biến đổi chất lượng nước theo thời gian) → cần có trạm đánh giá xu hướng Lưu ý: 1. Thời gian và tần suất lấy mẫu - Tần suất lấy mẫu: khoảng thời gian liên tiếp giữa 2 lần lấy mẫu nhất định. Phụ thuộc vào yêu cầu, mục đích nghiên cứu, đặc điểm nguồn nước. - Khi có những thay đổi theo chu kỳ hay có những biến động thường xuyên, tần suất lấy mẫu phải có khoảng thời gian đủ ngắn giữa 2 lần lấy mẫu liên tiếp để phát hiện được những thay đổi này. - Tần số lấy mẫu càng dày thì độ chính xác càng cao. Nhưng trong thực tế do hạn chế nhân lực, thiết bị, kinh phí, nên tần số lấy mẫu chỉ có thể thực hiện ở mức chấp nhận được. - Trường hợp khảo sát ô nhiễm do sự cố môi trường việc thu mẫu cần được thực hiện hàng ngày hoặc nhiều lần trong ngày ở nhiều vị trí khác nhau phụ thuộcvào 27
28. mức độ sự cố, chế độ thủy văn, địa hình và đặc điểm phân bố dân cư, sản xuất trong vùng. 2. Việc thu mẫu và bảo quản mẫu cần phải theo đúng qui trình thu mẫu và bảo quản mẫu đối với mỗi loại nguồn nước theo tiêu chuẩn quy phạm nhà nước. Chú ý rằng số liệu phân tích sẽ không có giá trị nếu việc bảo quản mẫu không được thực hiện đúng qui trình. 3.2.3. Thực hiện quan trắc 3.2.3.1. Quan trắc lưu vực sông 1. Các thông tin cơ sở: - Vị trí địa lý: tỉnh/thành phố, huyện, xã. - Tọa độ: kinh độ & vĩ độ - Độ cao (m) so với mực nước biển - Cảnh quan xung quanh vị trí lấy mẫu: tên làng gần nhất, cầu hoặc địa điểm nào đó - Khoảng cách thao độ dài sông bao gồm: từ nguồn km, trên giới hạn triều km 2. Thông tin Sông - Chiều rộng của khúc sông tại vị trí lấy mẫu * Trung bình * Lớn nhất * Nhỏ nhất - Độ sâu của khúc sông tại vị trí lấy mẫu * Trung bình * Lớn nhất * Nhỏ nhất - Đặc điểm của bờ: điều kiện đi lại - Bản chất của đáy sông - Thủy thực vât - Tốc độ sông (tại giữa sông) (cm/s) 28
29. * Trug bình * Lớn nhất * Nhỏ nhất - Phương tiện tốt nhất có thể có để đánh giá dòng tại vị trí và thời gian lay mẫu 3. Lưu vực thoát nước - Diện tích lưu vực thoát nước thượng lưu (km2) - Đặc điểm khí khậu - Đặc điểm địa chất (khu vực thượng lưu) - Đặc điểm đất, lưu vực thượng lưu (thực vật tự nhiên, rừng, nông nghiệp, đô thị, ) - Dân số trong lưu vực thượng lưu - Những thành phố chính nằm ở thượng lưu của vị trí lấy mẫu 4. Các nhân tố ảnh hưởng đến con người - Sự sử dụng nước chính (uống và sinh hoạt, nông nghiệp, công nghiệp, giải trí, hàng hải, đánh bắt thủy sản, ) - Nguồn ô nhiễm lớn gần nhất (loại, khoảng cách, biện pháp kiểm soát) - Các kiểu ô nhiễm khác, tính chất, xu hướng và biện pháp kiểm soát - Điều kiện tự nhiên ảnh hưởng đến chất lượng nước - Các thông tin giải thích có liên quan khác 5. Lấy mẫu và phân tích - Theo dõi sự biến động của chất lượng nước trên mặt cắt - Vị trí của điểm lấy mẫu trên sông 29
30. Đối tượng sử dụng Nguồn tác động 2 3 4 1 5 Điểm 1: Điểm nền Điểm 2: Điểm chịu tác động Điểm 3: Điểm biến đổi theo thời gian Điểm 4: Điểm xác định diễn biến xu thế Điểm 5: Điểm đánh giá tác động chung - Độ sâu của vị trí lấy mẫu trên sông - Phương pháp lấy mẫu (từ thuyền, cầu, ) - Thiết bị lấy mẫu - Tần số của việc lấy mẫu thường xuyên - Danh sách các yếu tố đã được tiến hành tại điểm lấy mẫu - Điều kiện bảo quản - Người thực hiện lấy mẫu - Thời gian lấy mẫu - Phân tích tại phòng thí nghiệm 3.2.3.2. Quan trắc ao, hồ Hồ được định nghĩa như là một khối lượng nước ngọt được bao quanh bằng đất liền, có thể là tự nhiên hay nhân tạo. Hồ được đặc trưng bởi các thông số về hình thái hồ, chế độ thủy lực, hóa học, sinh học và bồi lắng. Các thông số này phụ thuộc vào tuổi, lịch sử, khí hậu và trữ lượng nước. Thành phần của nước hồ luôn bị ảnh hưởng bởi trữ lượng nước trong hồ, điều đó có nghĩa là phụ thuộc vào sự cân bằng của toàn bộ lượng nước vào ra 30
31. của hồ. Lượng nước chủ yếu vào hồ thường là nước sông, suối mang theo một khối lượng lớn vật chất có thể là thiên nhiên hoặc do con người hoặc cũng có thể là loại nước được xả trực tiếp từ nước thải đô thị, công nghiệp, nông nghiệp. Đo lường lưộng và chất lượng nước vào hồ gặp nhiều khó khăn cũng vì lý do đa nguồn này. Lượng nước đầu ra của hồ cũng tương tự như lượng nước vào, có thể là sông hoặc các sử dụng cho mục đích kinh tế như công, nông nghiệp. Quá trình bốc hơi luôn được xem xét khi nghiên cứu về hồ. Thời gian lưu nước lý thuyết của hồ sẽ bằng thể tích của hồ chia cho tổng lượng nước vào. Thời gian này rất khác nhau, có thể vài tháng đối với các hồ nông, đến hàng chục năm và thời gian này càng tăng khi các hồ càng rộng và sâu. Thời gian lưu nước là thời gian nhỏ nhất cần thiết để đạt cân bằng sau khi có một sự thay đổi lớn ở đầu vào. Trong thực tế điều này hiếm khi xảy ratrừ khi hồ được trộn hoàn toàn. Mức độ trộn sẽ khác nhau phụ thuộc vào hình dạng của hồ và vị trí của các kênh, sông vào và ra. Khi hồ dài hoặc có dạng hình cây với nhiều nhánh hoặc gồm nhiều lưu vực thì sự hòa trộn ven bờ sẽ kém và sự biến đổi chất lượng nước sẽ xảy ra. 1. Phân loại về mặt dinh dưỡng của hồ Người ta có thể chia hồ làm bốn loại sau khi xét đến các sản phẩm quan trọng: - Nghèo dinh dưỡng: Chất dinh dưỡng (chủ yếu là nitơ và phốt pho) có nồng độ thấp và hạn chế. Sinh khối của nước ở mức độ thấp. Tốc độ phân hủy các chất hữu cơ cân bằng với sự tạo thành chúng - Dinh dưỡng trung bình: Có sự gia tăng trong việc cung cấp các chất dinh dưỡng và có sự gia tăng tương ứng sinh khối và các chất hữu cơ. Những chất này bắt đầu có sự tích lũy. Oxy ở đáy thường không trong tình trạnh bão hòa. - Giàu dinh dưỡng: hồ chứa nhiều dinh dưỡng, sinh khối rất nhiều và chất hữu cơ tích lũy với tốc độ cao cùng vói sự lắng đọng xuống đáy. Điều này dẫn đến sự tiêu thụ oxy ở đáy, đôi khi đến hết. 31
32. - Rất giàu dinh dưỡng: có sự tích lũy quá mức các chất hữu cơ, chủ yếu dạng humic và nó hạn chế hoạt động sinh học. Đa số các hồ này là các hồ nông và nước có tính axit và trong quá trình chuyển thành đầm. Bốn loại hồ này có thể xảy ra tự nhiên và đôi khi có khuynh hướng chuyển chậm từ dạng nghèo dinh dưỡng sang dạng giàu dinh dưỡng bởi các quá trình tự nhiên do kết quả của sự bồi lắng và thời gian. Khi các chất dinh dưỡng đầu vào tăng lên – thông qua mưa, sông, nước ngầm, nước thải, các hoạt độg của con người, thì có sự biến đổi nhanh chóng dể chuyển về trạng thái giàu dinh dưỡng. Sự thay đổi phụ thuộc chủ yếu vào tỷ lệ của các chất dinh dưỡng trên một đơn vị diện tích hồ và thời gian lưu nước. Sự thúc đẩy này của quá trình tự nhiên có thể cũng được xem như là sự ô nhiễm hữu cơ. Các tác động của nó là sự loại oxy trong nước ở đáy hồ, giảm dộ trong, tăng chất hữu cơ lơ lững trong nước ở bề mặt, thay đổi sinh vật phù du và các loài cá. 2. Sự phân tầng và độ xáo trộn nước Một đặc tính khác của hồ cần quan tâm khi lấy mẫu là sự phân tầng nhiệt do ảnh hưởng của nhiệt với khối lượng riêng của nước (khối lượng riêng của nước lớn nhất ở 40 C). Lớp nước ấm trên bề mặt được gọi là tầng mặt và lớp nước lạnh hơn ở dưới là tầng đáy. Giữa hai lớp nước là khu vực mà nhiệt độ thay đổi từ nhiệt độ của tầng mặt tới nhiệt độ của tầng đáy. Khu vực này được gọi là tầng giữa hoặc tầng biến nhiệt. Tầng đáy không có sự cấp khí trực tiếp từ khí quyển và có thể trở nên cạn kiệt oxy nếu có chứa nhiều chất hữu cơ. Dưới điều kiện yếm khí, sự giảm các hợp chất khác nhau trong trầm tích có thể xảy ra, một phần của chúng chuyển sang dạng có thể hòa tan và phân tán vào trong lớp tầng đáy. Các chất tạo ra theo cách này gồm amoni, nitrat, phosphate, sunfua, silicat, các hợp chất của sắt và mangan. Khi thời tiết trở nên lạnh hơn, nhiệt độ của tầng mặt và tầng giữa còn hạ xuống thấp hơn. Khi tầng mặt đạt đến nhiệt độ mà tại đó khối lượng riêng của 32
33. nó lớn hơn khối lượng riêng của tầng đáy thì có sự "nghịch đảo nhiệt" của nước hồ. Điều này xảy ra tương đối nhanh và dẫn đến sự đảo trộn theo phương thẳng dứng trong nước hồ. Sự phân tầng nhiệt thường không xảy ra với các hồ lớn trừ khi độ sâu của hồ lớn hơn 10 m. Nó cũng không thường xuất hiện với các hồ nhỏ, nông, đặc biệt ở những nơi có tốc độ dòng mạnh. Trong các vùng nhiệt đới và gần xích đạo, các hồ sâu thường phân tầng trong suốt năm. Sợ phân tầng lâu dài này dẫn đến sự yếm khí liên tục của nước ở đáy hồ. Tần suất của độ xáo trộn phụ thuộc vào khí hậu địa phương và các hồ có thể được phân loại như sau: - Đơn chu kỳ: 1 lần/ năm, hồ ôn đới, không đóng băng. - Hai chu kỳ: 2 lần/ năm, hồ ôn đới, đóng băng. - Đa chu kỳ: nhiều lần / năm, hồ ôn đới hoặc nhiệt đới nông. - Không chu kỳ: ít trộn, hồ nhiệt đới sâu. - Bán chu kỳ: trộn không hoàn toàn, chủ yếu các hồ không chu kỳ nhưng đôi khi là hồ đơn chu kỳ và hai chu kỳ. Độ xáo trộn gần bờ có thể bị ảnh hưởng do gió nhưng hiệu quả thường giới hạn ở các lớp bề mặt. 3. Sự biến đổi theo mùa và theo hướng thẳng đứng của các hoạt độnh sinh học Sinh khối của hò sẽ ảnh hưởng nhiều đến chất lượng nước, các ảnh hưởng của chúng sẽ khác nhau phụ thuộc theo tuổi của hồ. Các hoạt động có kết quả trực tiếp nhất là sự quang hợp, chủ yếu do sinh vật trôi nổi tự dưỡng trên lớp nước phía trên của hồ (khu vực dinh dưỡng tương ứng với lớp nước ấm tầng mặt). Điều này dẫn đến sự hấp thụ các chất dinh dưỡng như nitơ, photpho và silic để tạo ra oxy và hấp thụ CO2 ở dạng tự do hay kết hợp, và dẫn đến sự tăng giá trị PH. Ở tầng đáy hồ, sự giảm sút về mặt vi sinh của các mảnh vụn tảo gây hiệu ứng "mưa" từ khu vực dinh dưỡng phía trên dẫn đến sự tái sinh phosphor, nitơ 33
34. vô cơ, tăng CO2, chuyển theo hướng axit hóa nước và quan trọng hơn cả là sự giảm oxy. Ở các chu kỳ nghịch đảo, chất lượng nước của hồ là đồng nhất từ đáy tới bề mặt hồ, trừ trường hợp với hồ đơn chu kỳ - loại hồ này chỉ đồng nhất trong lớp bề mặt được trộn. Hóa học hồ phức tạp hơn sông và nước ngầm là do quá trình bên ngoài (nước vào, hóa học, cân bằng nước, bay hơi) và quá trình bên trong (hoạt động sinh học, trộn nước) mà dẫn đến biến động chất lượng nước theo thời gian và phương thẳng đứng. 4. Lựa chọn vị trí Khi lựa chọn vị trí giám sát chắt lượng nước hồ/ hồ chứa, nên thu thập các thông tin một cách toàn diện như dung tích, diện tích bề mặt, độ sâu trung bình, thời gian thay nước mới và các thông tin có thể có được như về đặc điểm nhiệt động, thủy lực và sinh thái. Vị trí lấy mẫu nên đặt gần với điểm vào và ra các chất thải vào hồ. Nếu có sự xáo trộn gián tiếp tốt và khối lượng lớn của nước gia nhạp thì một vị trí gần giữa hồ là đủ để quan trắc tình trạng nền và xu thế. Nếu hồ được chia thành nhiều vịnh hay lưu vực thì cần nhiều vị trí hơn. Theo các tài liệu, số lượng các điểm lấy mẫu sẽ bằng với giá trị làm tròn của lôgarit diện tích hồ (theo kilômét vuông). Nghiên cứu ban đầu giám sát chất lượng nước nên dựa trên hệ thống ô lưới và đường cắt ngang để đưa ra mạng lưới điểm đo. Các thông tin từ nghiên cứu này sẽ đưa ra những hướng dẫn hoặc xác định các vị trí thích hợp nhất cho việc lấy mẫu theo các mục tiêu đã xác định. Trong ccá điểm lựa chọn, thời gian và nhân lực cho lấy mẫu tại các điểm trên hồ thường lớn hơn so với lấy mẫu trên sông và nước ngầm. 5. Lấy mẫu theo các độ sâu của mặt cắt tại hồ Vị trí lấy mẫu thường được xác định từ sự kết hợp của các mốc trên bờ và các độ sâu của mặt cắt. Cố định chính xác về điểm lấy mẫu vào mỗi thời điểm không dễ dàng nhưng điều này không quan trọng bởi vì có độ xáo trộn tốt. Tại mỗi mặt cắt, mẫu nước sẽ được lấy ở những khoảng cách khác nhau và theo 34
35. chiều thẳng đứng (độ sâu). Một chương trình tối thiểu về lấy mẫu theo độ sâu như sau: - Hai độ sâu (bề mặt và đáy) nếu độ sâu hồ nhỏ hơn 10 m. - Ba độ sâu (bề mặt, tầng biến nhiệt và đáy) nếu độ sâu hồ nhỏ hơn 30 m. - Bốn độ sâu (bề mặt, tầng biến nhiệt, phía trên của tầng đáy và đáy) nếu độ sâu hồ nhỏ hơn 100 m. - Nếu hồ sâu lớn hơn 100 m, các độ sâu hơn nữa sẽ được xem xét. 6. Thông tin cơ sở - Tên trạm. - Vị trí địa lý: tỉnh/ thành phố, huyện, xã. - Kinh độ và vĩ độ (với các hồ chứa lớn). - Độ cao (m) so với mặt biển. - Cảnh quan xung quanh vị trí lấy mẫu: tên làng gần nhất, cầu hoặc địa điểm nào đó. - Vị trí của điểm lấy mẫu trên hồ có liên quan đến bờ của hồ. - Các vùng tiếp giáp với hồ. - Hồ thuộc lưu vực sông. - Nguồn gốc. - Loại hồ (với các hồ chứa: loại và năm xây dựng). 7. Thông tin hồ chứa - Diện tích bề mặt(km2) - Chiều dài lớn nhất (km). - Chiều rộng lớn nhất (km). - Chu vi của hồ (km). - Thể tích (km3). - Độ sâu lớn nhất (m). - Độ sâu trung bình (m). - Thời gian đổ đầy lý thuyết (thể tích nước /dòng vào một năm). 35
36. - Tên (tốc độ thải trung bình) của các sông nhánh nhập vào và kênh (sông) ra: * Sông nhánh (m3/s). * Kênh (sông) ra (m3/s). - Dao động mức nước hàng năm (m): - Tự hiên. - Điều tiết. - Số lượng nước ở thượng lưu và hạ lưu chính (trong trường hợp có chuỗi hồ): * Thượng lưu. * Hạ lưu. - (Kiểu và chu kỳ phân tầng. - Đặc điểm của nước (độ cứng, pH, muối, chất lơ lửng, đục v.v ). - Tính trong suốt: Cao. Thấp. Trung bình. - Đặc điểm dinh dưỡng: Nghèo dinh dưỡng. Dinh dưỡng trung bình. Giàu dinh dưỡng. Khá giàu dinh dưỡng. Rất giàu dinh dưỡng. Khác. 8. Lưu vực thoát nước • Diện tích lưu vựcthoát nước (km2). • Độ cao lớn nhất (m). • Độ cao trung trung bình (m). • Đặc điểm khí hậu. 36
37. • Đặc điiểm địa chất. • Đặc điểm đất (thực vật tự nhiên chính, rừng, nông nghiệp, đô thị ). • Dân số trong lưu vực (năm tham khảo). • Các thành phố chính gần hồ. 9. Các nhân tố ảnh hưởng đến con người • Sự sử dụng nước chính (uống và sinh hoạt, nông nghiệp, công ngjhiệp, giải trí, hàng hải và đánh bắt thủy sản v.v.). • Kiểu ô nhiễm (đặc tính và sử lý) và biện pháp kiểm soát. • Mục đích sử dụng nước (vị trí, kiểu sử dụng, thể tích, số lượng người phục vụ, bề mặt tưới v. v.). • Các thông tin giải thích liên quan khác (dạng bài tiết, không tính toán). 10. Lấy mẫu và phân tích • Các độ sâu đã lấy mẫu (m) • Phương oháp lấy mẫu (dùng thuyền, cầu). • Thiết bị sử dụng lấy mẫu. • Sự khó khăn khi lấy mẫu (do thừi tiết ). • Tần suất của việc lấy mẫu thường xuyên. • Danh sách các yếu tố đã được tiến hành tại điểm lấy mẫu • Phòng thí nghiệm phân tích mẫu. • Khoảng cách đến phòng thí nghiệm • Điều kiện bảo quản • Người thực hiện lấy mẫu • Thời gian lấy mẫu • Phân tích tại phòng thí nghiệm 37
38. 1 3 4 2 Nguồn thải Điểm 2: Điểm chịu tác động Điểm 4: Điểm cách nguồn tác động (500 ÷ 1000m) 3.2.3.3. Quan trắc nước ngầm Vùng nông nghiệp Khu dân cư 1 2 2 Thượng lưu 2 Bãi thải Khoảng cách với điểm nền tối thiểu 25m 38
39. 3.2.3.4. Quan trắc môi trường các cơ sở công nghiệp Khu văn phòng PX 2 PX 4 1" 2" A A A A A 1 2 3 4 5 A6 PX 1 PX 3 Trạm xử lý " 3 A7 2 3 1 Ghi chú: - Các vị trí 1", 2", 3" → Vị trí lấy mẫu nước ngầm - Các vị trí 1, 2, 3 → Vị trí lẫy mẫu nước mặt - A1, A2, A3, A4, A5 → Vị trí lấy mẫu nước thải công nghiệp - A6 → Vị trí lấy mẫu trước trạm xử lý - A7 → Vị trí lấy mẫu sau trạm xử lý 3.2.4. Xử lý số liệu - Sau khi khảo sát, lấy mẫu, phân tích tại hiện trường và phòng thí nghiệm tất cả các thông số lý, hóa, sinh học phù hợp cho từng mục đích khác nhau cần được đánh giá độ chính xác của nó bằng phương pháp thống kê toán học. 39
40. * Những điểm cần lưu ý khi phân tích trong phòng thí nghiệm: + Thông thường mẫu nước được giữ ở nhiệt độ thấp ([ 40C) trong khi vận chuyển và lưu giữ trong phòng thí nghiệm, do đó trước khi phân tích cần phải đưa nhiệt độ của mẫu về nhiệt độ của phòng thí nghiệm. + Trước khi tiến hành phân tích, cần phải trộn đều mẫu. + Kiểm tra tất cả hoá chất, thuốc thử, chuẩn bị lại dung dịch nếu phát hiện có kết tủa, vẫn đục hay có tảo xanh phát triển. + Kiểm tra lại đường chuẩn nếu sử dụng phương pháp có xây dựng đường chuẩn bằng cách phân tích mẫu thẩm tra có nồng độ ở khoảng giữa của đường chuẩn. So sánh kết quả phân tích với nồng độ đã biết trước, cần thiết phải xây dựng lại đường chuẩn nếu kết quả lệch nhau quá 2 lần độ lệch chuẩn. + Tuân thủ thủ tục kiểm soát chất lượng quá trình phân tích. + Trong quá trình phân tích phải ghi chép lại những điểm khác thường vào sổ tay phân tích. - Việc đánh giá kết quả giám sát còn được tiến hành bằng cách kiểm tra chéo giữa các phòng thí nghiệm, đảm bảo loại bỏ sai số do thiết bị, phương pháp kỹ thuật thực hiện. 3.2.5. Báo cáo kết quả quan trắc Nội dung chính của báo cáo - Lý do tiến hành quan trắc - Mục tiêu quan trắc - khảo sát - Nội dung quan trắc - khảo sát - Tóm tắt sơ bộ về phương pháp khảo sát và đánh giá - Đánh giá kết quả * Nội dung quan trắc - khảo sát: - Mô tả vùng, đối tượng nghiên cứu khảo sát, vị trí hành chính. - Đặc điểm địa hình, thổ nhưỡng, thủy văn dòng chảy → Định vị điểm lấy mẫu. → Cụ thể hoá được điểm lấy mẫu 40
41. - Mô tả các nguồn có liên quan đến chất lượng nước vùng khảo sát: nguồn thải đô thị & công nghiệp. - Thông tin về khí hậu, thời tiết trong khoảng thời lấy mẫu. * Phương pháp lấy mẫu và đánh giá - Phương pháp lấy mẫu hợp lý so với mục đích nghiên cứu - Phương pháp đánh giá → so sánh với tiêu chuẩn, - Phương pháp xử lý số liệu → phương pháp toán học trung bình cộng, bình phương sai số. - Trình bày kết quả ở dạng bảng. * Đánh giá kết quả - Kết quả phản ánh điều gì? Cái gì? - So sánh với TCVN - Nhận xét với mục đích sử dụng hiện tại → Cần chú ý điều gì? - Dự báo xu thế diễn biến ra sao? - Đề xuất biện pháp → Biện pháp khả thi → Có tiếp tục giám sát không - Kết luận ngắn gọn → Nguyên nhân → Mức độ → Biện pháp 41
42. Chương 4: Quan trắc, khảo sát & đánh giá chất lượng môi trường đất 4.1. Khái quát chung về môi trường đất 4.1.1. Cấu tạo, thành phần hoá học của đất 4.1.1.1. Cấu tạo - Địa quyển là phần vỏ cứng của Trái đất và phần trên của vỏ Trái đất ở độ sâu khoảng 70 ÷ 100km. Phần tiếp xúc bên trong của vỏ Trái đất là phần mềm của Trái đất. - Trên thực tế người ta chỉ quan tâm tới lớp vỏ ngoài Trái đất ở độ sâu khoảng 16km. Đây là phần mà con người có thể khai thác các nguyên liệu cho công nghiệp. - Vỏ trái đất có thể chia thành 02 phần: 1. Phần đất: từ bề mặt ngoài của Trái đất tới phần bề mặt đã bị phong hoá có ý nghĩa đối với hoá học và sinh học đối với môi trường. Phần đất này chính là môi trường sống của vi khuẩn, động vật, thực vật. Dưới tác động của thiên nhiên và môi trường thì phần này luôn có những biến đổi liên tục. 2. Phần cứng của Vỏ Trái đất chủ yếu gồm Silicat và Alumini Silicat. 4.1.1.2. Hoá học của đất 1. Các thành phần vô cơ của đất - Cát, đất sét, đất thịt là những thành phần vô cơ chính của đất. - Đất cát gồm những hạt có đường kính 50 ÷ 2000μm (thạch anh), màu sáng, dễ xử lý gia công, có khả năng thấm nước và các muối hoà tan, khả năng hấp thụ ít. - Đất thịt gồm các hạt có đường kính 2 ÷ 50μm và chủ yếu gồm cát, CaCO3, Ca và Aluminí silicat. 42
43. - Đất sét có đường kính hạt < 2μm. 2. Nước và không khí trong đất - Phần rỗng xốp trong đất chứa đầy nước và khí. - Nước trong đất lưu thông nhờ những rảnh nhỏ với đường kính trên 10μm. - Nước giữ trong các lỗ xốp có d < 2μm thường không sử dụng được cho cây trồng bởi nó thường tồn tại ở dạng hơi nước và hàm lượng lớn hơn rất nhiều so với hơi nước trong khí quyển. - Khí trong đất được xác định qua hàm lượng oxy của chúng cần cho sự phân hủy oxy hoá các hợp chất hữu cơ. - Khí trong đất khác với không khí bình thường bởi hàm lượng nước rất cao, bởi liên kết của chúng trong những lỗ rỗng và không gian trống của đất khác nhau. Nồng độ CO2 cao hơn 5 ÷ 100 lần so với nồng độ CO2 trong khí quyển. 3. Các thành phần hữu cơ của đất - Chỉ chiếm 2 ÷ 5% tổng khối lượng của đất nhưng rất quan trọng. - Bao gồm các khí sinh học (sinh khối), một phần các chất phân hủy của động thực vật và các chất mùn, - Thành phần hữu cơ trong đất phụ thuộc vào các yếu tố khí hậu, địa hình và tình trạng cải tạo đất. - Các vi sinh vật trong đất: Do đất có nhiều chất dinh dưỡng nên có nhiều loại sinh vật có thể sống trong đất như các vi khuẩn, tảo đơn bào, giun, bọ nhặng, Đất càng giàu chất hữu cơ và có độ ẩm cao thì càng chứa nhiều vi sinh vật vì đây là môi trường tốt cho vi sinh vật phát triển. Độ pH của đất ảnh hưởng nhiều đến quá trình sống và phát triển của sinh vật, quyết định tới thành phần của đất, chủng loại cũng như số lượng của vi sinh vật. 43
44. Độ sâu của lớp đất cũng ảnh hưởng đến sự sống của vi sinh vật. Ở lớp trên cùng có chứa nhiều vi khuẩn hiếu khí. Ngược lại ở lớp đất dưới sâu có nhiều vi khuẩn yếm khí. 4. Tính chất của đất Đất là một thành phần của môi trường được đặc trưng bởi các yếu tố vật lý và hóa học cũng như các thong số tương ứng như độ phân bố hạt theo kích thước, độ pH, thành phần khô, hàm lượng nước, độ rỗng, khả năng hấp thụ - trao đổi ion, Các thành phần vô cơ và hữu cơ trong đất có khả năng trao đổi ion và tạo thành các hợp chất hóa học dưới dạng các keo đất. Nhóm OH là nhóm có khả năng nhận - khử prôton. Các humic có dung lượng trao đổication rất cao, 5. Những chất dinh dưỡng vi mô và vĩ mô Đối với cây, những nguyên tố vi lượng Bo, Clo, Natri, đồng, sắt, chỉ có giá trị dinh dưỡng ở mức vi lượng, ở hàm lượng cao chúng lại gây độc. Phần lớn trong số đó có vai trò như thành phần của enzyme, một số khác như Cl, Mn, Fe, Zn tham gia trong quá trình tổng hợp quang học. Các chất dinh dưỡng vĩ mô gồm cacbon, hydro, oxy, nitơ,phôtpho, lưu huỳnh, kali, canxi, magie, Khí quyển và nước là nguồn cung cấp C, H và O2. Các chất dinh dưỡng gốc nitơ có thể được tạo ra trực tiếp từ một số thực vật và từ nitơ trong khí quyển nhờ vi khuẩn cố định nitơ, 4.1.2. Sự ô nhiễm môi trường đất Đất là nơi tiếp nhận một khối lượng lớn các chất thải của thiên nhiên và do con người mang đến. Quá trình công nghiệp hoá càng phát triển với tốc độ cao thì hàng loạt các hoạt động nhân tạo càng mở rộng ra ở nhiều lĩnh vực và chất thải ngày càng sinh ra nhiều hơn đi vào môi trường đất, làm ô nhiễm môi trường đất. Các nguồn gây ô nhiễm môi trường đất: - Ô nhiễm do chất thải công nghiệp 44
45. - Ô nhiễm do chất thải nông nghiệp - Ô nhiễm do thuốc bảo vệ thực vật và phân bón hoá học - Ô nhiễm do chất thải đô thị - Ô nhiễm đất do dầu mỏ - Ô nhiễm đất do các độc chất hoá học khác 4.2. Trình tự tiến hành quan trắc - khảo sát 4.2.1. Lập kế hoạch và xây dựng nội dung quan trắc - Xác định mục đích và nội dung quan trắc - Xác định đối tượng và phạm vi quan trắc - Lên kế hoạch và xác định các vị trí lấy mẫu 4.2.2. Thực hiện quan trắc 4.2.2.1. Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu đất Chuẩn bị mẫu là khâu cơ bản, quan trọng đầu tiên trong phân tích đất. Hai yêu cầu chủ yếu của công tác chuẩn bị mẫu là: - Mẫu phải có tính đại diện cho vùng nghiên cứu. - Mẫu phải được nghiền nhỏ đến độ mịn thích hợp tùy thuộc vào yêu cầu phân tích. 1. Lấy mẫu phân tích Tùy thuộc vào mục đích nghiên cứu mà lựa chọn cách lấy mẫu thích hợp. Thông thường có một số cách lấy mẫu như sau: lấy mẫu theo tầng phát sinh, lấy mẫu cá biệt hoặc hỗn hợp, lấy mẫu nguyên trạng thái tự nhiên không phá hủy cấu tạo của đất. a. Lấy mẫu theo tầng phát sinh: Khi nghiên cứu đất về phát sinh học hoặc nghiên cứu tíh chất vật lý, tính chất nước của đất thì tiến hành lấy mẫu như sau: - Đào phẫu diện đất: chọn điểm đào phẫu diện phải đại diện cho toàn vùng cần lấy mẫu nghiên cứu. Phẫu diện thường rộng 1.2m, dài 1.5m, sâu đến tầng đá mẹ hoặc sâu 1.5 – 2m ở những nơi có tầng đất dày. 45
46. - Lấy mẫu đất: lần lượt lấy mẫu đất từ tầng phát sinh dưới cùng lên đến tầng mặt. Mỗi tầng, mẫu đất được đặt trong một túi riêng, có ghi nhãn rõ ràng. Lượng đất lấy từ 0.5 – 1 kg là vừa. Đối với tầng cuối cùng (sâu nhất) thì lấy mẫu ở phần giáp với đáy phẫu diện, tầng mặt (tầng canh tác) lấy dọc suốt cả tầng đến cách đường phân tầng 2 – 3cm, các tầng khác lấy ở giữa tầng phát sinh với độ dày 10cm. Với những tầng phát sinh quá dày thì lấy ở 2 hoặc 3 điểm (mỗi điểm lấy với độ dày 10cm) rồi gộp lại, còn với tầng phát sinh mỏng (có thể nhỏ hơn 10cm) thì lấy bề dày cả tầng (cách đường ranh giới trên và dưới khoảng 2cm). Đối với tầng tích tụ của đất mặn thì chọn vị trí lấy mẫu ở chổ chặt nhất của tầng này. Mỗi mẫu đất đều được ghi phiếu chỉ rõ: độ sâu lấy mẫu, địa điểm lấy mẫu, thời gian lấy mẫu, người lấy mẫu, b. Lấy mẫu hỗn hợp: Nguyên tắc của lấy mẫu hỗn hợp là lấy các mẫu riêng biệt ở nhiều điểm khác nhau rồi hỗn hợp lại, lấy mẫu trung bình. Thông thường lấy từ 5 – 10 điểm rồi hỗn hợp lại để lấy mẫu trung bình (mẫu hỗn hợp). Khi lấy mẫu ở các điểm riêng biệt cần tránh các vị trí cá biệt không đại diện như: chỗ bón phân hoặc vôi tụ lại, chỗ cây quá tốt hoặc quá xấu, chỗ cây bị sâu bệnh, Mẫu hỗn hợp thường được lấy trong những nghiên cứu về nông hóa học, nghiên cứu động thái các chất dinh dưỡng của đất hoặc lấy ở các ruộng thí nghiệm. Mẫu đất hỗn hợp được lấy như sâu: - Lấy các mẫu riêng biệt: tùy theo hình dáng khu đất cần lấy mẫu mà bố trí các điểm lấy mẫu (5 – 10 điểm) phân bố đồng đều trên toàn bộ diện tích. Có thể áp dụng cách lấy mẫu theo đường chéo hoặc đường thẳng góc với địa hình vuông gọn (hình 1a, 1b) hoặc theo đường gấp khúc hoặc nhiều đường chéo (hình 1c, 1d) với địa hình dài. Mỗi điểm lấy khoảng 200g đất bỏ dồn vào một túi lớn. 46
47. c1 b c2 a d Hình 1: Sơ đồ bố trí lấy mẫu riêng biệt - Trộn mẫu và lấy mẫu hỗn hợp: Các mẫu riêng biệt được băn nhỏ và trộn đều trên giáy hoặc nilon (chú ý trộn càng đều càng tốt). Sau đó dàn mỏng rồi chia làm 4 phần theo đường chéo, lấy 2 phần đối diện nhau trộn lại được mẫu hỗn hợp. Lượng đất của mẫu hỗn hợp lấy khoảng 0.5 – 1kg cho vào túi vải, ghi phiếu mẫu như nội dung ghi phiếu ở trên. 2. Phơi khô mẫu: Trừ một số trường hợp phải phân tich đất tươi như xác định hàm lượng, + - các chất dễ bị biến đổi khi đất khô như: NH4 , NO3 , còn hầu hết các chỉ tiêukhác được xác định trong đất khô. Mẫu đất lấy từ đồng ruộng về phải được hong khô kịp thời, băm nhỏ (cở 1 – 1.5cm, nhặt sạch các xác thực vật, sỏi đá, sau đó dàn mỏng trên bàn gỗ hoặc giấy sạch rồi phơi khô trong nhà. 47
48. Nơi hong mẫu phải thoáng gió và không có các chất dễ bay hơi như NH3, Cl2, Để tăng cường quá trình làm khô đất có thể lật đều mẫu đất. Thời gian hong khô đất có thể kéo dài vài ngày tùy thuộc vào loại đất và điều kiện khí hậu. Cần chú ý mẫu đất được hong khô trong không khí là tốt nhất không nên phơi khô ngoài nắng hoặc sấy khô trong tủ sấy. 3. Nghiền và rây mẫu Đất sau khi đã hong khô, đập nhỏ rồi nhặt hết xác thực vật và các chất lẫn khác. Dung phương pháp ô chéo góc lấy khoảng 500gam đem nghiền, phần còn lại cho vào túi vải cũ giữ đến khi phân tích xong. Trước hết giã phần đất đem nghiền trong cối sứ, rồi rây qua rây 2mm. Phần sỏi đá có kích thước > 2mm được cấn khối lượng rồi đổ đi (không tính vào thành phần của đất). Lượng đất đã qua rây được chia đôi, một nửa dung để phân tích thành phần cơ giới, nửa còn lại tiếp tục được nghiền nhỏ bằng cối sứ rồi rây qua rây 1mm. Đất qua rây 1mm được đựng trong trong lọ thủy tinh nút nhám rộng miệng hoặc trong hộp giấy bằng bìa cứng, có ghi nhãn cẫn thận. 4.2.2.2. Xác định các chỉ tiêu trong môi trường đất - Xác định các tính chất vật lí của đất: Thành phần cơ giới, độ xốp, độ trữ ẩm, - Xác định các thành phần khoáng của đất: Fe2O3, Al2O3, - Xác định các chất dinh dưỡng trong đất - Xác định tính chất hóa lí 2- - - 2- - Xác định cácn chất hòa tan: CO3 , Cl , HCO3 , SO4 , - Xác định các nguyên tố vi lượng 4.2.3. Xử lý số liệu - Sau khi khảo sát, lấy mẫu, phân tích tại hiện trường và phòng thí nghiệm tất cả các thông số lý, hóa, sinh học phù hợp cho từng mục đích khác nhau cần được đánh giá độ chính xác của nó bằng phương pháp thống kê toán học. 48
49. - Việc đánh giá kết quả giám sát còn được tiến hành bằng cách kiểm tra chéo giữa các phòng thí nghiệm, đảm bảo loại bỏ sai số do thiết bị, phương pháp kỹ thuật thực hiện. 4.2.4. Báo cáo kết quả quan trắc Nội dung chính của báo cáo - Lý do tiến hành quan trắc - Mục tiêu quan trắc - khảo sát - Nội dung quan trắc - khảo sát - Tóm tắt sơ bộ về phương pháp khảo sát và đánh giá - Đánh giá kết quả 49