Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 37 Biện Văn Tranh
CHƯƠNG IV : QUAN TRẮC CHẤT LƯNG MÔI TRƯỜNG
KHÔNG KHÍ Đây là chương quan trọng nhất trong chương trình môn học, giới thiệu về
các phương pháp quan trắc chất lượng môi trường không khí ở từng khâu một của
quá trình và giới thiệu về cách quan trắc các yếu tố khí tượng có liên quan, các
mẫu nước mưa và bụi lắng.
4.1 CHẤT LƯNG KHÔNG KHÍ :

Chất lượng không khí là một thuật ngữ tập trung hơn thuật ngữ ô nhiễm
không khí. Nó có nghóa là “ nồng độ và thành phần không khí ở một thời gian và
đòa điểm nhất đònh”.
Chất lượng không khí thường được biểu thò bằng nồng độ của một hay nhiều
chất ô nhiễm trong không khí gần mặt đất, nơi mà con người, động - thực vật có
thể chòu thiệt hại do chất lượng không khí không tốt gây ra.
Thuật ngữ chất lượng không khí phần nào cũng có tính cách quy phạm, nó
không chỉ đơn thuần là các con số toán học. Chất lượng không khí có thể tốt hay
xấu so với điều kiện tự nhiên, so với các tiêu chuẩn chất lượng không khí hay so
với các giá trò đích trong chính sách môi trường. Một tiêu chuẩn không khí là nồng
độ không nên vượt quá, một giá trò đích trong chính sách môi trường là mức thấp
của nồng độ xung quanh, cần hướng tới trong tương lai. Một giá trò đích thường gắn
với giá trò tự nhiên và là nồng độ ô nhiễm được đánh giá là vô hại cho tất cả các
quá trình trong môi trường.
Như vậy, trong môi trường không khí càng ít chất ô nhiễm và nồng độ của
các chất ô nhiễm càng nhỏ thì chất lượng không khí càng tốt.
4.2 CÁC THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯNG KHÔNG KHÍ :

Để đánh giá chất lượng môi trường chúng ta phải dựa vào các chỉ thò môi

4.2.2/ Các yếu tố tự nhiên :

¾ Phấn hoa :
Người ta nhận thấy rằng nồng độ phấn hoa không phụ thuộc vào hoạt động
của con người tuy nhiên chúng lại có ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe của con
người.
Các hạt phấn hoa có kích thước từ 10 - 50μm thường gây ra các bệnh dò ứng,
bệnh đường hô hấp đối với cơ thể con người, các dạng khác nhau của phấn hoa có
thể gây ra những tác động khác nhau đến con người.Vì vậy cần phải theo dõi
thường xuyên những thay đổi về nồng độ và thành phần của nó.
¾ Sương mù :
Khi xuất hiện sương mù trong khu vực đô thò chứng tỏ vùng đó bò ô nhiễm
các khí và sol khí độc hại. Sự thay đổi hàng ngày của tầm nhìn phản ánh sự biến
đổi của điều kiện khí tượng đòa phương.
¾ Điều kiện khí tượng :
Chất lượng không khí bò ảnh hưởng bởi sự tác động đồng thời của việc thải
các chất ô nhiễm và điều kiện khí tượng. Nếu thiếu sự thông thoáng thì sẽ làm
trầm trọng thêm vấn đề ô nhiễm và dẫn đến việc khó phát tán chất ô nhiễm.
4.2.3/ Các yếu tố xã hội :

¾ Sự phát thải các chất ô nhiễm trong không khí :
Khi nhận ra được nguồn ô nhiễm thì chúng ta có thể biết được dạng chất ô
nhiễm trong môi trường không khí. Sự phát thải càng nhiều thì sự ô nhiễm càng
cao.
¾ Lượng bệnh nhân :
Khi số người bò ảnh hưởng bởi chất ô nhiễm càng nhiều thì chứng tỏ liều
lượng chất độc hại trong môi trường không khí càng cao. Lượng bệnh nhân về
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 39 Biện Văn Tranh
đường hô hấp mà bệnh viện tiếp nhận càng nhiều chứng tỏ chất lượng môi trường

nuôi cấy trong môi trường không bò ô nhiễm, sau đó được đem đến khu vực cần
quan trắc. Sau đó dựa vào phản ứng của thực vật chỉ thò mà đánh giá chất lượng
môi trường không khí.
Kỹ thuật này có thể áp dụng với cả chỉ thò nhạy cảm và chỉ thò tích tụ, tùy
thuộc vào chất ô nhiễm cần giám sát mà chúng ta chọn loại cây chỉ thò đặc trưng.
Kỹ thuật này có thuận lợi là các đặc tính sinh lý của thực vật chỉ thò đều đã biết rõ
trước nên phản ứng của chúng cũng dễ đánh giá hơn so với hệ thực vật đòa phương.
+ Quan trắc thụ động (passive monitoring): bao gồm việc liệt kê các loài,
lập bản đồ phân bố, quan sát và phân tích các phản ứng đối với ô nhiễm không khí
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 40 Biện Văn Tranh
ngay trên thực vật chỉ thò của chính đòa phương đó. Biết trước độ nhạy của thực
vật, người ta có thể thiết lập được tương quan giữa sự phân bố của các loài và mức
độ ô nhiễm không khí. Ở các nước đang phát triển, kỹ thuật này được dùng nhiều
hơn quan trắc chủ động.
Các chỉ thò sinh học thường dùng là :

4.2.4.1) Đòa y (Lichens) :
Dựa vào sự xuất hiện và phân bố của các loài đòa y sống trên vỏ cây để suy
đoán sự tồn tại của các chất ô nhiễm trong không khí. Sự xuất hiện và phân bố
khác nhau của các loài đòa y cho biết các mức độ ô nhiễm không khí khác nhau.
Các bản đồ đòa y đã được lập ở hầu hết các thành phố lớn trên thế giới,
thường phân thành 3 loại vùng như sau :
¾ Lichen desert (vùng sa mạc) : không có loài đòa y nào xuất hiện. Trong
vùng này, nồng độ trung bình hàng ngày hay hàng năm của SO
2
, NO
2
và các chất
ô nhiễm không khí khác gần hay vượt tiêu chuẩn cho phép với mức xác suất cao.

 Chỉ số trong sạch của không khí (theo Le Blanc và De Sloovar - 1970):
IPA = Q * f
Trong đó :
Q : khả năng chòu đựng chất độc hại, chỉ thò cho mức nhạy cảm của loài
đối với chất ô nhiễm, được suy ra từ số đòa y quan sát được. Một hệ thống cấp bậc
các loài xuất hiện trong vùng nghiên cứu được xếp dựa trên mức độ nhạy cảm
tăng dần. Giá trò Q thấp cho biết chỉ có một số ít loài hiện diện.
f : tần số, suy ra từ % che phủ của đòa y trên diện tích nghiên cứu, được
đánh giá theo thang điểm từ 0 đến 5.
Một bất lợi của phương pháp này là giá trò độ nhạy cảm của mỗi loài đòa y
được xác đònh một cách trùng lặp đối với mỗi diện tích nghiên cứu. Vì vậy, các chỉ
số IPA của những khu vực lân cận không thể so sánh được.
 Chỉ số trong sạch của không khí (theo Herzig - 1987): Trong đó :
Q : tương tự như trên
F : tần số (số ô trong lưới kẻ ô vuông trên thân cây nơi có các loài đòa y
quan sát xuất hiện).
C : độ che phủ, chỉ thò cho mức độ che phủ của các loài đòa y xuất hiện
trong các vùng quan sát (0,1,2,3,4,5).
V : sức sống, đặc trưng cho trạng thái sức khỏe và sức sống của đòa y, dựa
trên 3 mức độ (tốt , bình thường, kém phát triển)
S : mức độ tổn hại, được đánh giá dựa trên các triệu chứng nhìn thấy được
(vàng lá, chết hoại …), theo 3 cấp độ là không tổn thương, tổn thương, tổn thương
nghiêm trọng.
Nguyên tắc của phương pháp này là tại mỗi vò trí sự xuất hiện của các loài
đòa y tương quan với chất lượng không khí. Trường hợp tác động thấp, cả số lượng
đòa y và giá trò bao phủ đều cao. Dựa trên số loài đòa y và độ che phủ mà người ta
tính ra chỉ số IPA - đặc trưng cho chất lượng không khí.

Lượng lớn các loài rêu đã bò giảm đi ở các vùng đô thò, trung tâm công
nghiệp do sự nhạy cảm của những loài thực vật bậc thấp này đối với ô nhiễm
không khí.
Tác hại của SO
2
:
Tác hại của SO
2
đối với rêu lần đầu tiên được mô tả bởi Rao (1966) và Le
Blanc (1967). Họ đã quan sát thấy sự hủy hoại đáng kể của diệp lục, sự sai lệch
cấu trúc và chức năng tế bào khi nồng độ SO
2
vượt quá 5ppm.
SO
2
sẽ chuyển thành axit H
2
SO
4
dưới điều kiện ẩm ướt, vì thế lượng nước
chứa quanh rêu sẽ ảnh hưởng đến mức độ phá hủy diệp lục tố. Ô nhiễm SO
2
lúc
đầu sẽ làm tăng cường đường hô hấp, nhưng sau khi trên lá xuất hiện các điểm
chết hoại thì cường độ hô hấp sẽ giảm.
Triệu chứng thông thường của ô nhiễm SO
2
là sự nhạt màu. Đầu tiên, ngọn
lá (nơi tiếp xúc nhiều hơn cả) và sau đó là các phần cơ bản khác cũng có thể bò
mất màu. Những tảng rêu bò mất màu hoàn toàn thường không thể phục hồi được,

1
1
*
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 43 Biện Văn Tranh
sinh chất. Một trong số các loài được cấy, Orthotrochum Obtusifolium chứa nồng
độ F
-
là 600ppm trong khi mẫu lấy tại nơi quan sát chỉ có 20ppm.
Rêu cũng biểu hiện các mức độ chòu đựng khác nhau đối với Flouride. Các
loài biểu sinh (Epiphyte : thực vật sống trên hoặc gắn vào thực vật khác) nhạy
cảm nhiều hơn các loài sống trên nền đất. Một số loài rêu có khả năng chòu đựng
khá cao, ví dụ như các loài ở đầm lầy Sphagnum, Leucobryum glaucum,
Polytrichum, …
Tác hại của O
3
:
Ozon là một chất quang hóa độc hơn cả các oxit nitơ và một số
hydrocarbon. Ozon gây nên tổn hại cấp tính và sự sớm lão hóa ở thực vật. Tuy
nhiên, nồng độ Ozon thấp có thể kích thích sự phát triển của rêu.
Tác hại của kim loại nặng :

Nhiều loài rêu có khả năng tích tụ kim loại nặng (Pb, Cu, Zn, …) ở nồng độ
rất cao. Người ta đã từng phát hiện nồng độ chì (Pb) đến 17320ppm trong rêu
H.splendens tại một vò trí ô nhiễm, giá trò tương ứng ở loài Picca và Clintonia lúc
đó là 349,5 và 548,5ppm.
4.2.4.3) Thảo mộc ( Herbaceous ) :
Các tác động lên cây trồng có thể xảy ra theo 2 trường hợp phụ thuộc vào
nồng độ của chất ô nhiễm và thời gian tiếp xúc :
+ Tác động cấp tính : chòu ảnh hưởng của nồng độ khí ô nhiễm cao trong

3
, hợp chất flo, các oxit nitơ, kim loại nặng.
4.2.4.4) Cây lá rộng ( Broad leaved tree ) :
Một số loài cây lá rộng có phản ứng với các chất khí SO
2
, Fluoride khi nồng
độ các chất này tăng lên trong không khí.
Dựa vào sự biến đổi của màu lá, sự xuất hiện của các đốm chết hoại để
đánh giá chất lượng môi trường không khí.
4.3 GIÁM SÁT CHẤT LƯNG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ :

4.3.1/ Khái niệm :

Giám sát chất lượng môi trường không khí là việc làm liên tục, có hệ thống,
thông qua quan trắc sự biến đổi chất lượng môi trường không khí theo thời gian và
không gian, đánh giá, dự báo trạng thái môi trường nhằm thu thập những thông tin
về chất lượng môi trường không khí phục vụ cho việc quản lý và thực hiện những
biện pháp bảo vệ môi trường không khí.
Giám sát là một trong những nhiệm vụ đầu tiên cần thiết cho việc quản lý
môi trường một cách chặt chẽ. Các nhiệm vụ khác bao gồm : đánh giá tác động
môi trường, tổng kết nghiên cứu và trao đổi thông tin.
Giám sát là một lòch trình lập lại theo không gian và thời gian các hoạt động
quan sát và đo đạc một hoặc nhiều chỉ tiêu về trạng thái lý, hóa, sinh của một yếu
tố hoặc một khung cảnh môi trường nhằm phục vụ cho mục tiêu đã được đònh sẵn.
Điều đặc biệt chú ý trong công tác giám sát môi trường là việc kiểm tra phải dựa
trên việc đo đạc chất lượng đồng bộ và bằng những phương pháp thống nhất trên
toàn mạng lưới.
4.3.2/ Nhiệm vụ của việc giám sát :

Bao gồm các nhiệm vụ sau đây :

, 19
h

giờ
đòa phương.
+ Chương trình quan trắc rút gọn : đo chất ô nhiễm cơ bản và một hoặc hai
chất ô nhiễm đặc thù phổ biến nhất vào lúc 7
h
, 13
h
.
4.3.4/ Tổ chức hệ thống giám sát :

Bao gồm các bộ phân sau :
(1) Hành chính tổ chức : nhiệm vụ phụ trách hành chính, tổ chức nhân sự.
(2) Mạng lưới trạm : nghiên cứu hệ thống mạng lưới, quy trình quy phạm
đặt trạm, quan trắc, cung cấp vật tư, thiết bò cho hệ thống mạng lưới.
(3) Hệ thống phòng thí nghệm : hệ thống phòng thí nghiệm gồm phòng thí
nghiệm trung tâm, các phòng thí nghiệm vùng và các phòng thí nghiệm trạm.
- Phòng thí nghiệm trung tâm : nghiên cứu phương pháp phân tích, trang
thiết bò, thử nghiệm các thiết bò máy móc dùng trong công tác mạng lưới, phân tích
các mẫu mà đòa phương không phân tích được, hướng dẫn, đào tạo cán bộ cho các
phòng thí nghiệm đòa phương.
- Phòng thí nghiệm vùng : nhiệm vụ phân tích mẫu mà các phòng thí
nghiệm các trạm trong vùng không có khả năng phân tích.
- Phòng thí nghiệm trạm : phòng thí nghiệm trạm chỉ phân tích các yếu tố
đơn giản buộc phải phân tích ngay.
(4) Kiểm soát, lưu trữ số liệu :
Nhiệm vụ kiểm soát số liệu do các trạm và các phòng thí nghiệm gửi tới.
Lưu trữ và cung cấp số liệu thông tin, cảnh báo và dự báo về môi trường.

HẬU :
Trong quá trình quan trắc môi trường không khí chúng ta cần tiến hành song
song quan trắc các yếu tố khí tượng và các chỉ tiêu vi khí hậu.
Vi khí hậu là khái niệm về khí hậu của vùng lãnh thổ nhỏ, xuất hiện do ảnh
hưởng về sự khác biệt của đòa hình, thực vật, trạng thái thổ nhưỡng, hoặc do ảnh
hưởng của hồ nước, của các công trình xây dựng và các đặc điểm khác của mặt
đệm. Ví dụ : xuất hiện vi khí hậu của một khu ruộng, của sườn đồi, của trảng rừng,
của một thành phố …
Các yếu tố khí tượng và chỉ tiêu vi khí hậu cần quan trắc là :
- p suất khí quyển
- Gió bề mặt : hướng gió và tốc độ gió
- Nhiệt độ không khí
- Độ ẩm không khí
- Mưa
- Mây
4.4.1/ Quan trắc áp suất khí quyển :

p suất khí quyển là áp suất thủy tónh của cột khí quyển, được xác đònh bởi
trọng lượng cột không khí có chiều cao bằng bề dày của khí quyển nén lên một
đơn vò diện tích.
Đơn vò đo khí áp là hectopascal (hPa) :
1 hPa = 1 milibar = 0,750062 mmHg = 0,02953 inHg
Dụng cụ để quan trắc áp suất khí quyển là :
- Khí áp kế thủy ngân
- Khí áp kế hiện số (digital) PA – 11
- Khí áp kế hộp
- Khí áp ký
4.4.2/ Quan trắc gió bề mặt :

Gió là chuyển động ngang của không khí, đặc trưng bởi hai đại lượng : tốc

- Bộ nhiệt ẩm kế gồm hai nhiệt kế “khô” và “ướt”
- Nhiệt kế tối cao
- Nhiệt kế tối thấp
- Nhiệt ký
- m ký
4.4.4/ Quan trắc giáng thủy :

Giáng thủy là những sản phẩm hơi nước ngưng kết ở thể rắn hay lỏng, rơi từ
trên cao xuống như : mưa, mưa đá, tuyết, … hay lắng đọng ngay trong lớp không
khí gần mặt đất như : sương mù, sương móc, sương muối, …
Cường độ giáng thủy được tính bằng lượng giáng thủy trên đơn vò thời gian
và được chia làm cấp mạng (to), trung bình (vừa) và nhẹ (nhỏ).
Lượng giáng thủy là độ dầy tính bằng mm của lớp nước do mưa, tuyết,
sương mù … trên mặt ngang bằng và chưa bò bốc hơi, ngấm hoặc chảy đi mất.
Dụng cụ để đo là :
- Vũ lượng kế
- Vũ ký xyphông
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 48 Biện Văn Tranh
- Vũ lượng ký chao lật SL1
4.4.5/ Quan trắc mây :

Mây là sản phẩm của hơi nước trong khí quyển, được tạo thành bởi những
giọt nước, tinh thể băng hoặc hỗn hợp cả hai. Kích thước, hình dạng và độ cao của
mây luôn thay đổi. Cấu trúc chủ yếu của mây phân thành các loại, dạng, tính mây,
mây phụ, dạng phụ, mây nguồn gốc.
- Xác đònh lượng mây bằng cách nhìn sao.
- Quan trắc độ cao chân mây bằng mắt, cầu bay hay đèn chiếu.
- Loại mây được xác đònh theo cách phân loại mây quốc tế.
4.5 QUAN TRẮC MẪU NƯỚC MƯA VÀ BỤI LẮNG :

đònh.
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 49 Biện Văn Tranh
- Ghi vào biểu NBKQ 1A (xem Quy đònh tạm thời về quan trắc nước mưa và
bụi lắng) mục :
+ Số thứ tự mẫu.
+ Ngày tháng lấy mẫu.
+ Giờ bắt đầu mưa.
+ Giờ bắt đầu lấy mẫu.
Bước 2 :
Quan trắc các yếu tố khí tượng có liên quan
- Ghi chép các quan trắc vào biểu NBKQ 1A theo các mục :
+ Mây : lượng , dạng mây.
+ Đặc điểm và dạng mưa.
+ Gió.
+ Nhiệt độ không khí.
+ Độ ẩm tương đối.
+ p suất khí quyển.
Trường hợp điểm đo không đặt trong trạm khí tượng thì phải lấy số liệu
quan trắc tại trạm khí tượng gần nhất. Riêng các yếu tố lượng mưa và cường độ
mưa phải quan trắc tại chỗ.
Bước 3 :
Khi trời tạnh mưa
- Ghi vào biểu NBKQ 1A mục : giờ kết thúc mưa.
- Vẫn đặt bình hứng tại điểm đo.
- Sau 3
h
tính từ lúc tạnh mưa :
* Nếu trời không mưa :
+ Ra điểm đo mang bình hứng có gắn phễu vào nhà.

hoặc làm thay đổi thành phần vật lý, hóa học của nước mưa do các yếu tố trên,
người ta thường sử dụng hóa chất để bảo quản nước mưa.
Ở đây thường sử dụng Chloroform (CHCl
3
) làm chất bảo quản. Cách cho
Chloroform vào mẫu như sau :
Thể tích nước
mưa hứng được
Lượng Chloroform
dùng cho vào mẫu
Ghi chú
1000ml 5 ml
500ml 2,5 ml
250ml 1,25 ml
100ml 0,5 ml 5 giọt to
50ml 0,25 ml 3 giọt to
- Lắc đều và đậy nắp thật kín.
- Ghi nhãn thật rõ ràng : ngày, giờ, thể tích mẫu, thứ tự các trận mưa, tên
trạm, dán lên thành bình.
- Bảo quản mẫu lấy được tại nơi sạch, thoáng và tối.
Bước 7 :
Hoàn thành tất cả các mục còn lại trong biểu NBKQ 1A
4.5.1.2) Chế độ lấy mẫu nước mưa trong mùa mưa :
Quy ước : mùa mưa gồm các tháng có lượng mưa trung bình lớn hơn hoặc
bằng100mm.
Ø Quy đònh về lấy mẫu :
mỗi mẫu cho 10 ngày trong tháng
Mẫu 1 : từ ngày 1 đến ngày 10 hàng tháng.
Mẫu 2 : từ ngày 11 đến ngày 20 hàng tháng.
Mẫu 3 : từ ngày 21 đến ngày 30 (31) hàng tháng.

Bước 2 :

- Đúng 8
h
: đặt bình vào vò trí đo ở vườn quan trắc. Mở nắp bình.
Chú ý :
trong thời gian lấy mẫu, cần bổ sung nước để giữ mẫu, tránh bình hứng bò
khô.
Bước 3 :

- Đem bình hứng mẫu tháng trước vào. Phải đậy nắp bình ngay để tránh bụi
và các vật khác rơi vào.
Ø Phương pháp xử lý sơ bộ mẫu tại trạm :
mẫu cần được xử lý ngay trong ngày
lấy mẫu.
Bước 1 :

- Chuẩn bò dụng cụ lọc mẫu : phễu, đũa thủy tinh, bình hứng nước sau lọc,
bình gửi mẫu, giá đặt phễu lọc, giấy lọc, …
Bước 2 :

- Gắp các vật rơi vào bình hứng mẫu không mang tính chất bụi như lá cây,
cánh hoa, cánh sâu bọ… Trước khi vứt, chúng cần được tráng trong nước cất. Lượng
nước này sẽ được dùng để tráng rửa bình lấy mẫu.
- Dùng đũa thủy tinh có đầu bòt cao su để cọ rửa kỹ thành bình, đáy bình
với nước mưa có sẵn trong bình. Trong trường hợp bình không có nước mưa, dùng
1/3 lượng nước cất đã chuẩn bò để cọ rửa bình.
Bước 3 :
Tiến hành lọc mẫu
- Nước trong bình sau khi cọ rửa, đổ một ít vào phễu lọc sao cho lượng nước

khâu từ lấy mẫu đến phân tích, đánh giá kết quả … Ở đây, khi nói về tần số và thời
gian quan trắc thì ta hiểu thời gian quan trắc là tổng thời gian lấy mẫu.
Thời gian quan trắc được chọn tùy thuộc vào mục đích đặt ra của vấn đề
quan trắc. Chẳng hạn như vấn đề quan trắc là xác đònh mức độ ô nhiễm không khí
trong hiện tại thì ta có thể bố trí thời gian quan trắc trong khoảng 1 ngày, 2 ngày
hoặc 1 tuần … Còn nếu muốn đánh giá, theo sát và dự báo ô nhiễm trong tương lai
thì chúng ta phải chọn thời gian quan trắc lâu hơn : 1 tháng, 2 tháng, nữa năm hoặc
một năm …
Tần số quan trắc phụ thuộc vào thời gian quan trắc, nguồn nhân lực và vật
lực, các điều kiện thời tiết khí hậu,
Ví dụ :
lấy mẫu các thông số môi trường không khí trong một ngày đêm liên tục
24
h
, cách 2
h
đo một lần tổng cộng là 12 lần đo. Nếu hạn hẹp về kinh phí và nhân
lực thì ban đêm có thể cách 3
h
lấy mẫu 1 lần, trong trường hợp này ta có 10 lần đo.
Nếu kinh phí và nhân lực ít hơn hoặc do thời tiết không thuận lợi thì đo từ 6
h
sáng
đến 22
h
, tức là 8 lần đo trong ngày.
Tuy rằng tần số và thời gian quan trắc là do tự chọn nhưng phải đảm bảo
được rằng với số lần quan trắc như thế thì số liệu thu được sẽ có giá trò về mặt
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 53 Biện Văn Tranh

lượng kế đo lưu lượng qua. Cuối cùng không khí sạch sẽ hút qua máy hút đi ra
ngoài. Chiều cao thu mẫu cách mặt đất1,5 m đó là tầm hít thở trung bình của con
người.
Tốc độ hút khí phải tuân thủ các quy đònh của phương pháp, nếu tốc độ hút
lớn, chất ô nhiễm không hấp thụ hoàn toàn mà thất thoát theo dòng khí ra ngoài
Impinger, gây sai số âm cho kết quả.
Ví dụ :
đối với máy lấy khí độc thường là các bơm hút có lưu lượng nhỏ 0,5 – 5
lít/phút; chuẩn lưu lượng trong khoảng 0,5 – 1,0 lít/phút khi hút qua dung dòch hấp
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 54 Biện Văn Tranh
thụ. Các máy lấy bụi tổng số phải có lưu lượng lớn đến 20 – 30 lít/phút; chuẩn lưu
lượng theo chỉ dẫn của máy.
¾ Lấy mẫu đối với từng thông số :
Khi lấy mẫu cần chú ý đến vò trí lấy mẫu, thời gian lấy mẫu và thành phần
khí cần lấy để chọn dụng cụ, phương pháp lấy mẫu, cách tiến hành lấy mẫu từng
loại khí theo quy đònh trong tiêu chuẩn.
4.6.3/ Bảo quản mẫu :

Bảo quản mẫu cũng là vấn đề không kém phần quan trọng nhằm bảo đảm
kết quả phân tích tại phòng thí nghiệm tương ứng với nồng độ chất ô nhiễm tại
hiện trường. Bảo quản bao gồm từ quá trình thu mẫu tới khi kết thúc và đưa về
phòng thí nghiệm.
Các phức chọn lọc tạo thành trong quá trình thu mẫu thường chòu tác động
mạnh của tia tử ngoại từ ánh sáng mặt trời làm phân hủy, gây sai số âm. Tốt nhất
nên bọc đen Impinger trong quá trình thu mẫu.
Sau khi kết thúc thu mẫu, các mẫu khí phải được bảo quản trong bình lạnh
có nhiệt độ 5
0
C để cố đònh các phức chất đã tạo tại hiện trường và vận chuyển

Trang 55 Biện Văn Tranh
Phương pháp phân tích hóa ẩm dựa trên dòng khí đi qua một dung dòch.
Thường chất ô nhiễm hòa tan trong dung dòch này và sau đó được cố đònh thông
qua một phản ứng với hóa chất thêm vào. Quá trình hấp thụ xảy ra trong Impinger
bảo đảm sự tiếp xúc giữa dung dòch và dòng khí càng nhiều càng tốt.
Hình 4.1 Biểu diễn hai ví dụ về Impinger (hay thiết bò hấp thụ sủi bọt) có
các bộ phận khuếch tán ở đáy để phân tán khí vào trong dung dòch. Hình 4.1 Impinger có các bộ phận khuếch tán
Thiết bò xử lý dòng mẫu khí :

Cơ cấu phân tích hóa ẩm cổ điển có một hệ thống gọi là xử lý dòng mẫu
khí. Không khí môi trường được hút vào qua một phễu thủy tinh đặt úp xuống để
ngăn ngừa nước mưa vào làm ẩm đường vào của dòng khí. Trong hệ thống này có
một bộ lọc khói được đặt trước Impinger. Để tránh trường hợp giọt dung dòch hấp
thụ rơi vào bơm hút, người ta đặt thêm một bình hút ẩm đồng thời có thể kèm theo
hệ thống nung nóng. Qua bơm hút (dưới áp suất khí quyển), thể tích mẫu được đo
bằng máy đo khí.
3
(dễ nhiễu
các hạt nitrat), HF (nhiễu muối floride) và NH
3
(nhiễm muối amon). Điều quan
trọng là cần phân biệt khí và các phần tử hạt viø tính chất của chúng trong khí
quyển khác nhau cả trong chuyển đổi hóa học và trong sa lắng.
4.7.1.2) Phương pháp tách hạt :
Tách hạt theo kích thước :

Sự phân tách đầu tiên thành các phần kích thước khác nhau của dòng khí
xảy ra khi lấy mẫu : ở miệng vào của dụng cụ đo. Sau khi lấy mẫu, có nhiều cách
để tách ly các hạt theo kích thước. Điều này được thực hiện nhờ các lực điện từ
hoặc lực khí động học. Trong bộ chọn Cascade Impactor, dòng khí chứa các phần
tử bò cưỡng bức đổi hướng đột ngột, cứ mỗi lần đổi hướng thì tốc độ của nó gia
tăng. Kết quả là sau mỗi lần như vậy các hạt nhỏ văng ra khỏi dòng khí và chúng
bò bắt bởi bề mặt dính hoặc các đầu lọc.
Đầu lọc :

Cách thông dụng nhất để tách các hạt ra khỏi mẫu khí là cho không khí đi
qua một đầu lọc. Các hạt tích tụ lên trên hoặc vào trong vật liệu lọc.
4.7.2/ Phương pháp phân tích :

4.7.2.1) Phương pháp phân tích khí :
Phương pháp phân tích thích hợp phụ thuộc vào phương pháp phân tách hợp
chất khảo sát từ dòng khí. Phân tích hóa ẩm thường dùng phương pháp so màu,
quang phổ và sắc ký khí. Phương pháp trực tiếp (đo trực tiếp hợp chất trong không
khí, không cần phân tách ra) dựa vào sự hấp thụ huỳnh quang, hồng ngoại hoặc tử
ngoại và phát quang hóa học.
Khử hấp phụ :

sinh ra trong thiết bò. Trong thiết
bò này, NO được đo trực tiếp trong khi tổng lượng NO
2
và NO (NO
x
) được xác đònh
sau khi khử mẫu khí. Nồng độ NO
2
sau đó được tính là hiệu số của nồng độ NO
x

và NO.

Hình 4.3 Nguyên tắc của phương pháp phát quang hóa học
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 58 Biện Văn Tranh
Phương pháp so màu :
Sau khí tách chất ô nhiễm ra khỏi mẫu khí bằng phương pháp hóa ẩm, các

Đầu dò ion hóa ngọn lửa (FID : Flame Ionisation Detection) :

Ngọn lửa cháy lên trong một trường điện. Ngọn lửa sẽ ion hóa nhẹ dòng khí
đi qua, tạo ra dòng điện. Các nguyên tử carbon bò đốt cháy bò ion hóa mạnh hơn
làm tăng cường độ dòng điện. Sự gia tăng dòng là số đo đánh giá nồng độ các hợp
chất hữu cơ trong dòng khí.
Phương pháp huỳnh quang (Fluorescence) :

Huỳnh quang xảy ra khi phân tử khí hấp thu photon sau khi phát xạ ánh
sáng ở một bước sóng nào đó mà ở đó các electron nhảy khỏi mức năng lượng
chuẩn và phát ra photon khi trở lại mức ban đầu. Đôi khi cần có phản ứng giữa khí
với một pha rắn trước khi áp dụng kỹ thuật này thành công ( ví dụ kiểu đo SO
2
)
Phương pháp sắc ký khí (GC : Gas Chromatography) :

Sắc ký khí là phương pháp tách khí, trong đó lợi dụng tốc độ hấp phụ và
khử hấp phụ khác nhau của các chất khí trên chất lưu giữ tónh. Mẫu được bơm
nhanh vào trong dòng liên tục khí thải dẫn đến các cột hấp phụ, các hợp chất bò
tách ra, lần lượt rời cột và được ghi nhận bằng một trong các bộ dò như đã nói ở
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 59 Biện Văn Tranh
trên. Phương pháp này thường áp dụng để phân tích các hợp chất hữu cơ dễ bay
hơi.
Hình 4.4 là một ví dụ về ghi nhận tín hiệu xuất của bộ dò trong máy sắc ký
khí và kết quả ghi nhận các hợp chất khác nhau trong một mẫu có thành phần đã
biết.

(còn gọi là các gốc) không trung hòa về điện và ta có thể dẫn chúng theo quỹ đạo
của điện trường và tùy thuộc vào khối lượng của các gốc đó, lực điện trường sẽ
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 60 Biện Văn Tranh
cho chúng xếp theo các lớp khác nhau. Bằng sự đo huỳnh quang chính xác, khối
lượng các gốc được xác đònh và suy ra khối lượng phân tử. Các thành phần hóa học
tương ứng của hợp chất có thể được tái dựng lại giống như trò chơi xếp chữ.
Quang phổ hấp thu tử ngoại (Ultrsviolet Absorption Spectrometry) :

Quang phổ hấp thu tử ngoại cũng giống như đo khối phổ, ngoại trừ nguồn
phát xạ được dùng. Các máy đo O
3
cũng dựa trên quang phổ hấp thu tử ngoại.
4.7.2.2) Phương pháp phân tích hạt :
Trước khi phân tích chất ô nhiễm khí dạng hạt, cần phải giải phóng các hợp
chất khỏi vật liệu nền (hoàn lại khả năng tan). Điều này thực hiện bằng cách đun
nóng hoặc cho vào acid. Sau khi xử lý mẫu, sử dụng các phương pháp phân tích
giống như đối với các hợp chất khí.
Phương pháp quang phổ hấp thu nguyên tử (AAS: Atomic AbsorptionSpectrometry):

Một đèn catot rỗng đặc biệt ứng với bước sóng hấp thu của một nguyên tử
nguyên tố cần xác đònh được sử dụng. Mẫu được “nguyên tử hoá” nhờ ngọn lửa
hoặc lò nhiệt điện bằng graphite. Các nguyên tử tạo thành mang mức năng lượng
nền hấp thụ ánh sáng từ đèn catot rỗng và làm tia sáng yếu đi. Hiện tượng đó giúp
đo được lượng nguyên tử chúng ta cần xác đònh. Phương pháp này thường dùng
đònh lượng kim loại nặng.
Phương pháp quang phổ nguyên tử phát xạ (ES : Emission Spectrometry) :

Mẫu được đưa vào ngọn lửa rất nóng hoặc một ngọn đuốc plasma cảm ứng.
Nguyên tử tạo thành có điện tử hóa trò ở mức năng lượng cao. Khi chúng nhảy trở

Phương pháp phân tích huỳnh quang tia X (Roentgen) :

Mẫu được bắn phá bằng tia bức xạ năng lượng cao (Roentgen) hoặc tia điện
tử làm văng điện tử hóa trò ra khỏi vỏ của nguyên tử chuyển lên quỹ đạo năng
lượng cao hơn. Khi điện tử đó trở lại mức nền, chúng sẽ phát ra lượng tử Roentgen.
Năng lượng trong bước sóng của bức xạ từ nguyên tử đặc trưng cho từng yếu tố.
4.7.2.3) Phương pháp phân tích các chỉ tiêu không khí thông
thường :
a) Phân tích khí SO
2
: đònh lượng sunfua dioxit (SO
2
)

trong không khí
bằng phương pháp TCM trên máy quang phổ so màu
* NGUYÊN TẮC :
SO
2
được hấp thụ bằng dung dòch K
2
HgCl
4
hoặc Na
2
HgCl
4
. Phức này chống được
sự ôxi hoá ngay cả khi có mặt 0
3


+ 2H
+
+ 2Cl
-
[HgCl
2
SO
3
]
2-
+HCHO + 2H
-
= HO
_
CH
2
_
SO
3
H + HgCl
2
HO
_
CH
2
_
SO
3
H + C