Tài liệu đề cương ôn tập môn quan trắc môi trường

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG 1. Khái niệm QTMT và mục tiêu của QTMT K/n: quá trình theo dõi có hệ thống về môi trường, các yếu tố tác động lên môi trường nhằm cung cấp thông tin phục vụ đánh giá hiện trạng, diễn biến chất lượng môi trường và các tác động xấu đối với môi trường. (Luật Bảo vệ Môi trường của Việt Nam 2005)  - Mục tiêu QTMT: o Mô tả hiện trạng môi trường o Xác định xu hướng thay đổi chất lượng môi trường o Đánh giá tác động môi trường do hoạt động cuả con người o Đánh giá sự phù hợp với môi trường với các mục đích sử dụng( vd : chọn địa điểm xây dựng nhà máy…) o Đánh giá hiệu quả của các chương trình phát dự án phát triển o Đánh giá hiệu quả công tác quản lý môi trường o Thu thập dữ liệu phục vụ việc ra quyết định, các chính sách phát triển, quản lý và sử dụng tài nguyên thiên nhiên o Thu thập dữ liệu dùng trong mô hình hóa và dự báo tai biến môi trường o Thu thập dữ liệu phục vụ công tác thanh tra, kiểm tra trong việc thực hiện các quy định pháp luật về bvmt  2. Nội dung chủ yếu của 1 chương trình quan trắc - Cung cấp được bộ số liệu đúng và đầy đủ theo yêu cầu của mỗi lĩnh vực - Xác định được các yếu tố đã ô nhiễm, các yếu tố cần được quản lí và bảo vệ - Có biện pháp và kế hoạch triển khai thực hiện loại bỏ các yếu tố đã ô nhiễm - Thực hiện sau đó đánh giá lại kết quả đã thực hiện việc lọai trừ yếu tố ô nhiễm - Kiến nghị cho các nhà hoạch định kế hoạch theo yêu cầu bảo vệ môi trường - Dự báo được các yếu tố xấu của các dự án phát triển kinh tế và xã hội có thể có, để có biện pháp khắc phục, dự phòng 3Các bước chính trong thiết lập chương trình - Xác đinh rõ kiểu, loại quan trắc - Xác định các thành phần môi trường cần quan trắc - Lập danh mục các thông số quan trắc theo thành phần môi trường, các tham số phân tích trong phòng thí nghiệm - Lựa chọn phương án quan trắc, xác định các nguồn tác động, dạng chất gây ô nhiễm chủ yếu đối với khu vực quan trắc, xác định vấn đề, đối tượng rủi ro tiềm năng trong khu vực quan trắc, xác định danh giới khu vực quan trắc và dự báo các tác động hoặc biến đổi có thể xảy ra trong khu vực quan trắc - Thiết kế phương án lấy mẫu: xác định tuyến, điểm lấy mẫu và đánh dấu trên bản đồ hoặc sơ đồ, mô tả vị trì địa lí, tọa độ điểm quan trắc và kí hiệu các điểm quan trắc - Xác định tần suất, thời gian, phương pháp lấy mẫu, phương pháp quan trắc và phân tích - Xác định quy trình lấy mẫu, thể tích mẫu cần lấy, loại dụng cj chứa mẫu, laoij hóa chất bảo quản, thời gian lưu mẫu, loại mẫu và số lượng mẫu kiểm soát chất lượng mẫu( mẫu QC) - Lập danh mục và kế hoạch bảo trì, bảo dưỡng hiệu chuẩn các thiết bị hiện trường và thiết bị phòng thí nghiệm, bao gồm cả phương tiện đảm bảo an toàn lao động - Lập kế hoạch nhân lực thực hiện quan trắc, trong đó có nhiệm vụ cụ thể của từng cán bộ phải được phân công rõ ràng - Lập dự toán kinh phí thực hiện bảo đảm chương trình quan trắc bao gồm cả kinh phí thực hiện bảo đảm chất lượng bao gồm cả kinh phí thực hiện bảo đảm chất lượng và kiểm soát chất lượng trong quan trắc, phân tích môi trường - Xác định rõ các tổ chức, cá nhân tham gia thực hiện chương trình 4. Phân biệt tiêu chuẩn, quy chuẩn? VD? - K/n tiêu chuẩn: là quy định về đặc tính kĩ thuật và yêu cầu quản lý dùng làm chuẩn để phân loại, đánh giá sản phẩm hàng hóa, dịch vụ, quá trình, môi trường và các đối tượng khác trong hoạt động kinh tế - xã hội nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của các đối tượng này. - K/n quy chuẩn kĩ thuật là: quy định về mức giới hạn của đặc tính kĩ thuật và yêu cầu quản lí mà sản phẩm, hàng hóa, dịch vụ, quá trình, môi trường và các đối tượng khác trong hoạt động kinh tế - xã hội phải tuân thủ đảm bảo an toàn, vệ sinh, sức khỏe con người, bảo vệ động vật, môi trường, bảo vệ lợi ích và an ninh quốc gia, quyền lợi của người tiêu dùng và các yêu cầu thiết yếu khác  Tiêu chuẩn là cái để ta tự nguyện áp dụng còn quy chuẩn kĩ thuật dùng để ép buộc áp dụng 5. * K/n QA: là đảm bảo chất lượng trong QTMT, là 1 hệ thống tích hợp các hoạt động quản lí và kĩ thuật trong 1 tổ chức nhằm bảo đảm hoạt động quan trắc môi trường đạt được các tiêu chuẩn chất lượng đã quy định a. K/n QC: là kiểm soát chất lượng trong QTMT, là thực hiện các biện pháp để đánh giá, theo dõi và kịp thời chỉnh để đạt được độ chính xác và độ tập trung của các phép đo theo yêu cầu của các tiêu chuẩn chất lượng nhằm đảm bảo cho hoạt động QTMT đạt các tiêu chuẩn chất lượng quy định. b. Kiểm soát chất lượng (QA) trong hoạt động lấy mẫu, xử lý và bảo quản mẫu tại hiện trường: - Xác định đúng vị trí cần lấy mẫu. - Bảo đảm thông số quan trắc: theo các thông số đã xác định (tên thông số, đơn vị đo, độ chính xác cần đạt được). - Bảo đảm đúng tần suất và thời gian lấy mẫu. - Phương pháp lấy mẫu, xử lý và bảo quản mẫu: sử dụng phương pháp phù hợp với các thông số QT theo tiêu chuẩn Việt Nam về môi trường hoặc phương pháp tiêu chuẩn quốc tế khác đã được cơ quan nhà nước có thẩm quyền của Việt Nam thừa nhận và áp dụng. - Trang thết bị: sử dụng trang thiết bị phù hợp với yêu cầu kĩ thuật phương pháp, có kiểm tra trước khi mang ra hiện trường. - Nhân sự: là người có trình độ chuyên môn phù hợp, phân công rõ ràng cho từng người. - Dụng cụ chứa mẫu phải phù hợp với từng thông quan trắc và được gián nhãn. - Hóa chất phù hợp. - Báo cáo lấy mẫu phải theo như bảng đã ban hành trong thông tư 10/2007. * QA của hoạt động phân tích trong phòng thí nghiệm. - Phương pháp phân tích: phù hợp với mẫu và đã được phê duyệt. ưu tiên những phương pháp được tiêu chuẩn hóa mới nhất. - Trang thiết bị của phòng thí nghiệm phải được hiệu chuẩn trước khi sử dụng, được đánh dấu, dán nhãn để phân biệt và nhận dạng dễ dàng, phản ánh được tình trạng hiệu chuẩn; kiểm chuẩn và thời hạn hiệu chuẩn, kiểm chuẩn tiếp theo của thiết bị đó. Chúng phải được bảo dưỡng thường xuyên và theo dõi đình kýd. - Điều kiện và môi trường phòng thí nghiệm phải đáp ứng được các yêu cầu của chỉ tiêu phân tích đã được nêu trong trong phương pháp phân tích. - Quản lí mẫu phân tích - Bảo quản chất lượng số liệu trong suốt thời gian trong phòng thí nghiệm 6. Tại sao phải bảo quản mẫu môi trường - Trong hầu hết các chương trình quan trắc, mẫu được thu thập với số lượng lớn và thường không được phân tích ngay ngoài hiện trường. Do đó, với phần lớn các thông số quan trắc, mẫu cần được lưu giữ 1 thời gian trước khi phân tích. Trong khi đó, các quá trình vật lí, hóa học, sinh học vẫn tiếp tục xảy ra trong mẫu sau. Khi thu thập gây ra những biến đổi về bản chất hóa học, sinh học và vật lí trong mẫu dãn đến không đảm bảo chất lượng mẫu đó. Để loại bỏ ảnh hưởng của những quá trình này cần độ tin cậy của kết quả đo cũng như đảm bảo tính đại diện của mẫu cần có những biện pháp kĩ thuật phù hợp trong thời gian lưu trữ mẫu trước khi phân tích vì vậy phải bảo quản mẫu * Nguyên tắc chung trong bảo quản mẫu - Để giảm thiểu khả năng bay hơi và phân hủy sinh học mẫu nên được bảo quản ở nhiệt độ từ 2oC đến 6oC - Thêm ax để ngăn chặn các hoạt động của vsv - Thêm ax hoặc bazo làm thay đổi pH mẫu để giữ nguyên các trạng thái hóa học - Chọn lựa các loại bình chứa đúng laoij - Không làm thay đổi hàm lượng chất phân tích mẫu như: không làm bẩn thiết bị hoặc hóa chất bảo quản… * Các phương pháp bảo quản mẫu 7. Yêu cầu chung đối với vật liệu của dụng cụ chứa mẫu - Dụng cụ chứa mẫu phải đáp ứng yêu cầu đối với từng thông số quan trắc(TCVN, ISO) và phải được đánh dấu rõ ràng để tránh nhầm lẫn bằng cách dán nhãn. Nhãn của mẫu phải gắn với dụng cụ chứa mẫu trong suốt thời gian tồn tại của mẫu và chứa những thông tin sau: thông tin phân tích, kí hiệu mẫu, thời gian lấy mẫu, kĩ thuật bảo quản mẫu đã sử dụng, người lấy mẫu 8. * Xử lí mẫu phân tích là 1 quá trình phức tạp, có hóa học, vật lí và lí hóa kết hợp để chuyển các chất, các nguyên tố hay các ion cần xác định trong mẫu phân tích ban đầu để đưa chúng về dạng tan trong một dung môi thích hợp, để sau đó có thể xác định được chúng theo 1 phương pháp phân tích thích hợp * Yêu cầu chung của xử lí mẫu - Không làm mất cấu tử cần phân tích - Không làm nhiễm bẩn thêm cấu tử cần phân tích vào mẫu do bất kì nguồn nào - Phù hợp với phương pháp phân tích - Các hóa chất cần dùng trong quá trình xử lí phải đảm bảo độ sạch đúng ức yêu cầu - Ưu tiên các phương pháp có thể kết hợp tách hay làm giàu mẫu 9. Các kỹ thuật xử lí mẫu cơ bản * Kỹ thuật xử lí mẫu ướt - Thường được dùng các ax mạnh đặc nóng hoặc hỗn hợp các ax mạnh có tính oxh mạnh để hòa tan phân hủy mẫu bằng cách đun sôi trong bình kendan hoặc trong lò vi sóng + Kendan mất hàng chục giờ + Lò vi sóng: 2 – 3 giờ + Các ax mạnh: H2SO4, HNO3, HCL + Hỗn hợp các oxh mạnh: nước cường thủy, KMnO4/ H+ , K2Cr2O7/ H+ + Hỗn hợp kiềm mạnh: KOH, NaOH - Ưu điểm: không làm mất chất phân tích - Nhược điểm: thời gian xử lí mẫu dài nếu không có lò vi sóng thì tốn nhiều ax - Ứng dụng: xác định các kim loại, anion vô cơ Cl-, SO42-, NO3-… trong 1 số mẫu sinh học, dược phẩm không xử lí được bằng phương pháp ax VD: xử lí mẫu rau quả bằng hỗn hợp 2 ax HNO3 + H2SO4 để xác định các kim loại nặng độc hại(Cd, Cu,Mn,…) Cho 5g mẫu đá nghiền mịn + 60ml HNO3 65% + 5ml H2SO4 98% vào bình kendan(lắc nhẹ) cho mẫu phân hủy thành dung dịch không màu ---> chuyển mẫu sang cốc 250ml---> làm bay hơi ax đến khi còn muối ẩm, để nguội ---> định mức bằng HCL 2% * Kỹ thuật xử lí khô - Nguyên tắc: là kỹ thuật nung để xử lí trong lò nung, thực chất đây chỉ là bước đầu trong quá trình xử lí mẫu. Sauk hi nung mẫu bã còn lại phải được hòa tan trong dung môi thích hợp để chuyển mẫu phân tích, nhiệt độ nung trong khoảng 450oC đến 700oC, khi nung nấu phải thêm các chất phụ gia để tránh làm mất chất - Ưu điểm: thao tác đơn giản không phải dùng nhiều ax, xử lí triệt để phần nền, tốn ít thời gian và đốt cháy được hết các hợp chất hữu cơ - Nhược điểm: dễ mất 1 số chất bay hơi - Ứng dụng: để xác định một số chất kim loại hoặc phi kim trong chất hữu cơ VD: cho hóa khô mẫu rau quả để xác định 1 số kim loại kiềm, kiềm thổ, kim loại nặng: Cho 5(g) mẫu vào cốc thạch anh ----------> mẫu khô,đen l l muối ẩm + khí <------------------------- mẫu màu tro trắng l Định mức = dd HCL 2% * Xử lí khô ướt kết hợp - Nguyên tắc: mẫu được xử lí sơ bộ bằng lượng nhỏ ax và chất phụ gia để phá vỡ sơ bộ cấu trúc ban đầu của các hợp chất mẫu và tạo điều kiện giữ lại 1 số nguyên tố có thể bay hơi khi nung. Sau đó cho mẫu này vào cốc để nung với nhiệt độ thích hợp - Ưu điểm:lượng ax = ¼ lượng ax sử lí ướt, bớt thời gian nung và triệt để hơn, hạn chế được sự bay hơi của 1 số kim loại - Nhược điểm: để xác định hàm lượng các ion kim loại trong mẫu rau quả, trong mẫu rắn, đất, rác VD: Xử lí mẫu rau quả để xác định các kim loại kiềm, kiềm thổ, KL nặng(Cd,Cu,Mn,Ni,Fe,Pb) Cho váo chén nung hỗn hợp( 5g mẫu + 5ml HNO3 65%, 2ml H2SO4 98%, 5ML Mg(NO3)2 5% ----------------> hỗn hợp thành than đen, giòn ------------> mẫu khô đen ----------------> tro trắng -------------------> khí + muối ẩm -----> Định mức băng dd HCL 2% 10. Các phương ơhaps phân tích sử dụng trong phân tích môi trường * Phương pháp trắc quang - Nguyên tắc: dựa tren việc đo độ hấp thụ năng lượng ánh sang của 1 chất xác định ở 1 vùng phổ nhất định. Trong phương pháp này chất cần phân tích để chuyển thành 1 chất có khả năng hấp thụ năng lượng ánh sang của jowpj chất màu - Phân loại: + Phương pháp so màu bằng mắt + Phương pháp so màu bằng quang điện + Các phương pháp so màu quang phổ - Ứng dụng + Xác định 1 số kim loại nặng, ion + Xác định các chỉ tiêu độ đục,COD,TOC, chỉ tiêu về Nito, một số chất hữu cơ * Phương pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử - Nguyên tắc định lượng: muốn xác định hàm lượng kim loại X trong mẫu môi trường ta chuyển X về dạng dd, sau đó mẫu được đưa vào buồng hóa hơi để chuyển về dạng nguyên tử của X, đo độ hấp thụ ánh sang của đám hơi nguyên tử X  Xác định hàm lượng của X thông qua định luật Lamber-beer - Phương pháp chung xác định nồng độ 1 nguyên tố bằng phương pháp AAS B1: Xác định đường chuẩn + Pha dung dịch chuẩn làm việc + Cho vào 1 dãy bình định mức(3-5 bình) có thể tích dd làm việc tăng dần + Định mức bằng nước cất đến vạch + Tính nồng độ của nguyên tố cần xác định trong các bình vừa định mức + Khởi động máy, đo AbS của các bình trong dãy chuẩn + Lập phương trình: y = ax + b B2: Phân tích mẫu - Đo trực tiếp AbS của mẫu - Từ giá trị AbS của máy tự tính ra nòng độ của mẫu dựa vào đường chuẩn - Các phương trình của phép đo + Chuyển mẫu phân tích thành trạng thái hơi của các nguyên tử tự do + Chiếu chùm tia sáng phù hợp với nguyên tố cần phân tích qua đám hơi nguyên tử tự do, các nguyên tử của nguyên tố cần xác định và tạo phổ hấp thụ của nó + Thu toàn bộ chùm sáng, chọn vạch phổ, đo cường độ + Ghi kết quả đo 11. Cách tính toán lượng hóa chất cần lấy để pha các dung dịch sử dụng trong phân tích môi trường: * Dựa vào quy tắc đượng lượng SĐL A = SĐLB (CBN.VB) = (CAN.VA)  CBN = CAN.VA / VB * Tính theo định lật hợp thức VA(A) + VB(B)  VC(C) + VD(D)  định luật hợp thức ccmax = CA.VA / VA = CB.VB / VB