Lấy mẫu nước thải đúng cách: vị trí, thời điểm và bảo quản mẫu

Tóm tắt bài viết này với AI

Try with ChatGPT Try with Claude Try with AI Mode

Hướng dẫn lấy mẫu nước thải đúng cách: chọn vị trí, thời điểm, mẫu đơn hay mẫu tổ hợp, cách bảo quản mẫu để kết quả quan trắc phản ánh đúng thực tế.

Cùng một hệ thống xử lý, cùng một tuần vận hành, vậy mà hai lần gửi mẫu có thể ra hai kết quả chênh nhau rất xa. Nhiều khi lỗi không nằm ở bể xử lý hay phòng thí nghiệm, mà nằm ngay ở chai mẫu: lấy sai chỗ, sai giờ hoặc để mẫu quá lâu rồi mới đem đi phân tích.

Muốn kết quả quan trắc đáng tin, người vận hành phải trả lời đúng ba câu hỏi: đặt điểm lấy mẫu ở đâu, lấy vào lúc nào và giữ mẫu ra sao cho tới khi mẫu tới tay phòng thí nghiệm. Mỗi câu hỏi có những nguyên tắc riêng, và chỉ cần sai một khâu là con số cuối cùng mất giá trị.

Lấy mẫu nước thải là thu một lượng nước đại diện cho dòng thải tại một vị trí và thời điểm xác định để phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm. Mẫu đúng phải lấy ở nơi nước xáo trộn đều, chọn mẫu đơn hoặc mẫu tổ hợp theo đặc điểm xả thải, dùng chai chứa phù hợp từng chỉ tiêu, rồi giữ lạnh, tránh nắng và phân tích sớm theo phương pháp tiêu chuẩn mà cơ sở áp dụng.

Lấy mẫu nước thải là gì?

Lấy mẫu nghe thì đơn giản: cầm chai, múc nước, đem đi phân tích. Thực tế, cái chai nhỏ đó phải thay mặt cho hàng chục, có khi hàng trăm mét khối nước chảy qua trong ngày. Nếu nước trong chai không giống dòng thải thật, mọi con số phía sau đều vô nghĩa, dù phòng thí nghiệm làm đúng quy trình tới đâu.

Mẫu đại diện là gì?

Mẫu đại diện là mẫu có thành phần gần nhất với dòng nước thải tại vị trí và khoảng thời gian cần đánh giá. Ba yếu tố quyết định tính đại diện gồm: vị trí lấy mẫu, thời điểm hoặc khoảng thời gian lấy, và cách giữ cho mẫu không bị biến đổi trước khi phân tích.

Nước thải vốn không đồng nhất. Cặn nặng lắng ở đáy mương, dầu mỡ nổi trên mặt, còn chất hòa tan thì phân bố đều hơn. Lưu lượng và nồng độ cũng lên xuống theo ca sản xuất, giờ nấu ăn, giờ vệ sinh thiết bị. Một chai múc vội ở mép hố ga lúc vắng nước chỉ cho biết tình trạng của đúng chỗ đó, vào đúng lúc đó.

Lấy mẫu sai ảnh hưởng thế nào?

Hậu quả dễ thấy nhất là kết quả vượt ngưỡng dù hệ thống vẫn chạy ổn, hoặc ngược lại, kết quả đẹp che mất một sự cố đang âm ỉ. Trường hợp đầu khiến cơ sở tốn công giải trình và chỉnh vận hành không cần thiết. Trường hợp sau làm người vận hành chủ quan cho tới khi sự cố lộ ra, lúc đó xử lý tốn kém hơn nhiều.

Kết quả phân tích sẽ được đem so với quy chuẩn QCVN nước thải mà cơ sở phải tuân thủ. Mức giới hạn khác nhau theo cột A, B, C trong quy chuẩn nước thải và theo loại hình hoạt động, nên cần xác nhận phiên bản và mức áp dụng cho đúng cơ sở trước khi đánh giá đạt hay không đạt. Bảng thông số nước thải theo ngành giúp hình dung nhóm chỉ tiêu thường gặp ở từng lĩnh vực.

Các chỉ tiêu hay phân tích gồm BOD (nhu cầu oxy sinh hóa, phản ánh lượng chất hữu cơ vi sinh phân hủy được), COD (nhu cầu oxy hóa học), chất rắn lơ lửng, tổng nitơ, tổng phốt pho, dầu mỡ và vi sinh. Ý nghĩa từng chỉ tiêu được giải thích kỹ trong bài về các chỉ tiêu ô nhiễm nước thải. Mỗi nhóm chỉ tiêu lại đòi hỏi cách lấy và giữ mẫu khác nhau.

Ở Việt Nam, việc lấy mẫu và bảo quản mẫu nước được hướng dẫn trong bộ tiêu chuẩn quốc gia (TCVN) về chất lượng nước và trong các quy định kỹ thuật quan trắc môi trường hiện hành. Khi thuê đơn vị quan trắc, nên đề nghị ghi rõ tiêu chuẩn phương pháp lấy mẫu trong biên bản hiện trường để tiện đối chiếu khi cần.

Chọn vị trí lấy mẫu nước thải

Vị trí là quyết định đầu tiên và cũng khó sửa nhất, vì điểm lấy mẫu thường gắn với kết cấu hố ga, mương dẫn hoặc đường ống. Chọn sai từ lúc thiết kế thì về sau gần như lần nào lấy mẫu cũng phải chữa cháy.

Lấy mẫu ở đầu vào, giữa hệ hay đầu ra?

Câu trả lời tùy mục đích. Mẫu để đối chiếu quy chuẩn lấy tại điểm xả cuối, sau công đoạn xử lý sau cùng, trước khi nước ra nguồn tiếp nhận. Vị trí cụ thể thường đã được xác định trong hồ sơ môi trường của cơ sở, chẳng hạn giấy phép môi trường cho hệ thống xử lý nước thải, nên người lấy mẫu cần bám đúng vị trí đó.

Mẫu phục vụ vận hành thì lấy rải dọc chuỗi xử lý. Tài liệu tổng quan của Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA) về hệ thống xử lý nước thải đô thị cho thấy nước thải thường đi qua các bước xử lý sơ cấp, xử lý thứ cấp, xử lý bùn và khử trùng trước khi xả ra nguồn tiếp nhận. Lấy mẫu trước và sau từng bước giúp biết công đoạn nào đang làm tốt, công đoạn nào đang yếu.

Điểm lấy mẫu tốt cần điều kiện gì?

Dù ở đầu vào hay đầu ra, một điểm lấy mẫu dùng được lâu dài nên thỏa các điều kiện sau:

• Dòng chảy xáo trộn đều: chọn chỗ nước chảy rối như ngay sau máng tràn hoặc đoạn ống thu hẹp; tránh góc chết, vùng nước đứng.
• Lấy ở khoảng giữa dòng: không sát đáy để khỏi hút cặn, không sát mặt để khỏi vớt váng, trừ khi chỉ tiêu cần đo chính là dầu mỡ.
• Không bị pha loãng: điểm lấy nằm sau mọi dòng nhập vào, không có nước mưa hay nước làm mát chảy chung nếu hồ sơ không cho phép.
• Tiếp cận an toàn: có lối đi, nắp mở được, không phải leo xuống hố ga kín, nơi có thể tích tụ khí độc như H2S.
• Đo được lưu lượng: có thiết bị đo lưu lượng ngay gần điểm lấy để ghép mẫu theo lưu lượng khi cần.

Nhiều trạm nhỏ không có điểm lấy mẫu đúng nghĩa, nhân viên phải thò gáo vào miệng ống xả, nước bắn tung tóe và lẫn cả cặn bám thành ống. Nếu đang cải tạo hệ thống, nên bổ sung một hộp hoặc máng lấy mẫu ngay trước cửa xả. Hạng mục này chi phí không lớn nhưng giúp mọi lần lấy mẫu về sau đều nhất quán.

Thời điểm lấy mẫu và chọn kiểu mẫu

Lưu lượng và nồng độ nước thải thay đổi theo giờ. Thời điểm lấy và cách gộp mẫu quyết định chai mẫu phản ánh một khoảnh khắc hay cả một ca, một ngày xả thải.

Mẫu đơn và mẫu tổ hợp khác nhau thế nào?

Mẫu đơn là mẫu lấy một lần tại một thời điểm, còn gọi là mẫu tức thời. Mẫu đơn cho biết chất lượng nước đúng lúc đó, hợp với dòng thải tương đối ổn định hoặc với những chỉ tiêu dễ biến đổi phải đo ngay như nhiệt độ, pH, oxy hòa tan, dầu mỡ và vi sinh.

Mẫu tổ hợp là mẫu gộp từ nhiều lần lấy trong một khoảng thời gian. Có hai cách gộp: theo thời gian, tức mỗi lần lấy cùng thể tích và cách đều nhau; hoặc theo lưu lượng, tức lượng lấy mỗi lần tỷ lệ với lưu lượng lúc đó. Gộp theo lưu lượng sát thực tế hơn khi lưu lượng dao động mạnh, nhưng đòi hỏi đo được lưu lượng.

Không phải chỉ tiêu nào cũng ghép được. Chất dễ bay hơi, dễ phân hủy hoặc dễ bám thành chai thường phải lấy mẫu đơn và đo riêng. Kiểu mẫu cho từng chỉ tiêu nên theo đúng phương pháp tiêu chuẩn mà đơn vị phân tích áp dụng, đừng tự gộp cho tiện.

Nên lấy mẫu vào giờ nào?

Mẫu kiểm tra tuân thủ nên lấy khi cơ sở hoạt động bình thường và đang xả thải, không phải lúc dừng máy hay vừa xả rửa bể. Lấy lúc vắng nước dễ cho kết quả đẹp giả tạo. Ngược lại, lấy đúng lúc xả dồn nước vệ sinh hóa chất có thể cho kết quả xấu hơn mức thật.

Mẫu phục vụ vận hành thì nên lấy cả vào giờ cao điểm. Tải dao động ảnh hưởng trực tiếp tới cụm sinh học; tài liệu kỹ thuật của Xylem về hệ BioSphere cho biết một số hệ sinh học như MBBR (bể vi sinh với giá thể chuyển động) chịu sốc tải tốt hơn bùn hoạt tính thông thường. Dù đang chạy công nghệ xử lý nước thải nào, biết được giờ cao điểm qua số liệu mẫu giúp chỉnh bể điều hòa, sục khí và châm hóa chất hợp lý hơn.

Thời điểm trong ngày khác với tần suất lấy mẫu. Số đợt lấy mỗi năm do quy định và hồ sơ của cơ sở quyết định; phần này được trình bày riêng trong bài về tần suất quan trắc nước thải định kỳ.

Bảo quản và vận chuyển mẫu

Từ lúc rời điểm lấy, nước thải trong chai vẫn tiếp tục thay đổi: vi sinh vẫn ăn chất hữu cơ, khí vẫn thoát ra, kim loại có thể bám vào thành chai. Bảo quản là làm chậm các biến đổi đó cho tới khi mẫu được phân tích.

Chọn chai chứa mẫu như thế nào?

Chai chứa phải sạch, đúng vật liệu và đủ thể tích theo yêu cầu của từng nhóm chỉ tiêu. Tốt nhất là dùng chai do phòng thí nghiệm cấp. Nguyên tắc chung như sau:

• Chai nhựa: thường dùng cho nhiều chỉ tiêu thông dụng như chất rắn lơ lửng, kim loại, chất dinh dưỡng.
• Chai thủy tinh: thường dùng cho dầu mỡ và chất hữu cơ dễ bám vào nhựa hoặc dễ bị nhựa làm sai lệch.
• Chai vô trùng: dùng riêng cho chỉ tiêu vi sinh như coliform, tuyệt đối không tráng bằng nước mẫu.
• Chai có sẵn chất bảo quản: do phòng thí nghiệm chuẩn bị, loại hóa chất tùy chỉ tiêu cần phân tích.

Với đa số chỉ tiêu hóa lý, người lấy mẫu thường tráng chai bằng chính nước mẫu vài lần trước khi lấy. Riêng chai vô trùng, chai đã có chất bảo quản và chai lấy dầu mỡ thì không tráng. Đổ đầy chai hay chừa khoảng trống cũng tùy chỉ tiêu, nên hỏi phòng thí nghiệm trước khi ra hiện trường.

Không dùng chai nước suối hay can hóa chất cũ để đựng mẫu. Chai tái sử dụng có thể còn sót chất cũ, làm sai lệch đúng những chỉ tiêu cần đo.

Giữ mẫu từ hiện trường đến phòng thí nghiệm

Ngay tại hiện trường cần làm ba việc: dán nhãn, ghi biên bản và cho mẫu vào thùng giữ lạnh. Nhãn ghi mã mẫu, vị trí, ngày giờ lấy, kiểu mẫu, chất bảo quản đã thêm. Biên bản ghi thêm thời tiết, lưu lượng, tình trạng vận hành và màu, mùi bất thường nếu có.

Trong lúc chở, để mẫu trong thùng đá, tránh nắng, chèn chặt cho chai khỏi đổ. Trời nắng gắt, thùng mẫu để trong cốp xe đậu ngoài trời chỉ một lúc cũng nóng lên đáng kể, đủ làm thay đổi các chỉ tiêu hữu cơ và vi sinh.

Mỗi chỉ tiêu có thời gian lưu mẫu tối đa riêng, tức khoảng thời gian tính từ lúc lấy tới lúc phải phân tích. Chỉ tiêu vi sinh và BOD thường cần phân tích sớm hơn kim loại. Nhiệt độ bảo quản và thời gian lưu cụ thể nên theo phương pháp tiêu chuẩn mà phòng thí nghiệm áp dụng. Mẫu quá hạn nên lấy lại thay vì cố gửi phân tích.

Cuối cùng là phiếu giao nhận mẫu, ghi ai lấy, ai chở, ai nhận và vào lúc nào. Giấy tờ này giúp truy lại từng khâu khi kết quả bị nghi ngờ hoặc có tranh chấp.

Sai lầm thường gặp khi lấy mẫu

Phần lớn kết quả bất thường bắt nguồn từ vài thói quen lặp đi lặp lại. Rà lại danh sách dưới đây trước mỗi đợt lấy mẫu sẽ tránh được nhiều rắc rối:

• Lấy chỗ thuận tay: múc ở hố ga gần lối đi thay vì đúng vị trí đã ghi trong hồ sơ.
• Lấy sai thời điểm: lấy lúc hệ thống ngưng xả, ngay sau khi xả rửa bể hoặc lúc vừa châm hóa chất.
• Dùng chung chai: gộp chỉ tiêu vi sinh với hóa lý trong một chai cho đỡ tốn công.
• Để mẫu qua đêm: giữ mẫu ở nhiệt độ phòng tới hôm sau mới gửi.
• Thiếu ghi chép: không ghi biên bản, không lưu lưu lượng và tình trạng vận hành lúc lấy.

Lấy mẫu thủ công hay quan trắc tự động?

Hai cách bổ sung cho nhau chứ không thay thế nhau. Lấy mẫu thủ công cho phép phân tích đầy đủ chỉ tiêu trong phòng thí nghiệm nhưng chỉ phản ánh những thời điểm đã lấy. Quan trắc tự động đo liên tục một số thông số. Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA) mô tả công nghệ cống thông minh dùng cảm biến đặt từ xa để cung cấp thông tin theo thời gian thực về tình trạng và trạng thái vận hành của hệ thống.

Ở Việt Nam, đối tượng nào phải lắp trạm tự động do quy định xác định, xem thêm bài về quan trắc nước thải tự động. Với cơ sở muốn theo dõi chặt hơn mức bắt buộc, có thể tìm hiểu xu hướng quan trắc nước thải bằng IoT. Ngay cả khi có trạm tự động, mẫu thủ công vẫn cần để kiểm tra chéo cảm biến.

Chuẩn bị điểm lấy mẫu từ khâu thiết kế

Nhiều lỗi kể trên xuất phát từ việc hệ thống không có điểm lấy mẫu riêng. Khi xây mới hoặc cải tạo, nên tính luôn hộp lấy mẫu trước cửa xả, thiết bị đo lưu lượng, lối tiếp cận và chỗ đặt máy lấy mẫu tự động nếu cần.

Vật liệu cho các hạng mục này phải chịu được môi trường nước thải. Bê tông có thể bị ăn mòn bởi H2S và axit trong nước thải, lâu ngày lộ cốt thép. Inox hợp ở nơi cần độ cứng, chịu va đập cơ học; nhựa PP hợp với dòng thải có tính ăn mòn hóa chất. Lựa chọn cụ thể nên dựa vào thành phần nước thải và nhiệt độ thực tế.

CCEP gia công và chế tạo thiết bị bằng nhựa PP và composite, kiểm soát chất lượng từ chế tạo đến lắp đặt, trong đó có máng đo lưu lượng V-notch dùng để đo lưu lượng dòng hở tại điểm xả. Cơ sở cần rà soát cả trạm xử lý có thể tham khảo các giải pháp xử lý nước thải của CCEP.

Những điểm cần nhớ

Lấy mẫu đúng không đòi hỏi thiết bị phức tạp, nhưng cần làm nhất quán qua từng đợt:

• Mẫu báo cáo lấy đúng vị trí ghi trong hồ sơ môi trường; mẫu vận hành lấy dọc chuỗi xử lý.
• Chọn mẫu đơn hay mẫu tổ hợp theo mức dao động của dòng thải và theo từng chỉ tiêu.
• Lấy khi cơ sở đang hoạt động bình thường, tránh lúc ngưng xả hoặc vừa xả rửa.
• Dùng chai đúng loại, dán nhãn, giữ lạnh và gửi phân tích trong thời gian lưu cho phép.
• Đối chiếu kết quả với quy chuẩn sau khi xác nhận phiên bản và mức áp dụng cho đúng cơ sở.

Liên hệ CCEP: Hotline 091.789.6633 – Email ccep.vn@gmail.com – Văn phòng: Nhà NV 6.1, Khu đô thị Viglacera Hữu Hưng, 272 Hữu Hưng, Nam Từ Liêm, Hà Nội.

Câu hỏi thường gặp về lấy mẫu nước thải

Cơ sở có tự lấy mẫu nước thải được không?

Tự lấy mẫu để kiểm tra nội bộ và theo dõi vận hành là việc nên làm, vì giúp phát hiện sớm công đoạn đang yếu. Với mẫu dùng cho báo cáo quan trắc chính thức, yêu cầu về đơn vị thực hiện do quy định hiện hành xác định. Cơ sở nên kiểm tra quy định và hồ sơ môi trường của mình trước khi tự lấy mẫu cho mục đích báo cáo.

Mẫu nước thải giữ được bao lâu trước khi phân tích?

Thời gian giữ mẫu tùy từng chỉ tiêu. Chỉ tiêu vi sinh và BOD thường phải phân tích sớm, trong khi một số kim loại giữ được lâu hơn nếu có chất bảo quản phù hợp. Nhiệt độ và thời gian lưu cụ thể nên theo phương pháp tiêu chuẩn của phòng thí nghiệm. Mẫu đã quá hạn thì nên lấy lại.

Chỉ báo cáo đầu ra thì có cần lấy mẫu đầu vào không?

Không bắt buộc cho báo cáo, nhưng rất nên lấy để vận hành. Mẫu đầu vào cho biết tải ô nhiễm thực tế, từ đó tính được hiệu suất xử lý và chỉnh sục khí, châm hóa chất cho sát. Khi kết quả đầu ra xấu đi, có số liệu đầu vào sẽ biết ngay lỗi do tải tăng hay do hệ thống xuống cấp.

Mẫu tổ hợp nên gộp trong khoảng thời gian nào?

Khoảng thời gian gộp nên bám theo chu kỳ xả thải thật của cơ sở, ví dụ một ca sản xuất hoặc trọn ngày làm việc, và theo yêu cầu của chương trình quan trắc. Cơ sở xả theo mẻ cần gộp sao cho bao trùm cả mẻ xả. Khi lưu lượng dao động mạnh, gộp theo lưu lượng sẽ sát thực tế hơn gộp theo thời gian.

Vì sao hai đơn vị lấy mẫu cùng ngày lại ra kết quả khác nhau?

Nguyên nhân thường nằm ở khâu lấy mẫu chứ không phải phân tích: lấy ở hai vị trí khác nhau, cách nhau vài giờ, một bên lấy mẫu đơn, một bên lấy mẫu tổ hợp, hoặc cách giữ mẫu khác nhau. So biên bản hiện trường của hai bên, gồm vị trí, giờ lấy, kiểu mẫu và điều kiện bảo quản, thường sẽ tìm ra chỗ lệch.

Nguồn tham khảo

• Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA) — Primer for Municipal Wastewater Treatment Systems
• Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (EPA) — Smart Sewer Technologies
• Xylem — BioSphere® MBBR / IFAS Biological Treatment System