Những yêu cầu cần thiết trong phân tích môi trường mà bạn cần biết

Các phương pháp phân tích môi trường

Chúng ta đã biết các ion và hợp chất chất ô nhiễm làm thế nào có thể tập trung trong cơ thể sinh vật thậm chí nồng độ nền chỉ trong khoảng μg/l. Một số các kim loại và hợp chất hữu cơ có độc tính rất cao chống lại sự phân huỷ sinh học và dễ dàng được tích lũy sinh học từ nồng độ rất thấp ví dụ hợp chất dioxin và nhóm các hợp chất PCB. Chúng thường được quan trắc thường xuyên ở mức nồng độ μg/l.

Một số phương pháp phân tích xác định kim loại và hợp chất hữu cơ thường được sử dụng trong phân tích môi trường:

Các phương pháp cổ điển: phương pháp thể tích, phương pháp trọng lượng

Phân tích thể tích (chuẩn độ) là một trong những phương pháp phân tích cổ điển với tốc nhanh, chính xác và sử dụng các thiết bị đơn giản, không đắt tiền. Phương pháp này có thể xác định trực tiếp đặc tính chung nhất của mẫu ví dụ như độ cứng của nước. Tuy nhiên giới hạn phân tích của phương pháp thể tích lại bị hạn chế.

Kỹ thuật phân tích trọng lượng có thể rất chính xác nhưng rất dễ bị ảnh hưởng bởi các chất khác. Người phân tích cần phải có tay nghề cao. Phân tích trọng lượng tiêu tốn nhiều thời gian vì sử dụng quá nhiều thao tác như kết tủa, lọc và làm khô. Kỹ thuật phân tích trọng lượng được sử dụng để kiểm tra kỹ thuật phân tích thể tích.

Các phương pháp dụng cụ

Các phương pháp phân tích dụng cụ thích hợp cho phân tích các chất có nồng độ thấp. Vùng làm việc tuyến tính (nghĩa là vùng trong đó số ghi của thiết bị tỷ lệ thuận với nồng độ) của các thiết bị ở mức mg/l, thường tương ứng rất gần với nồng độ của môi trường. Phân tích dụng cụ được sử dụng trong phân tích môi trường gồm các phương pháp:

– Các phương pháp đo sắc ký

– Các phương pháp đo phổ

– Các phương pháp điện hóa

Trong đa số trường hợp khi phân tích các mẫu môi trường, các phương pháp phân tích nêu trên có thể đảm bảo được độ nhạy phân tích và ít mất thời gian chuẩn bị mẫu. Quá trình làm giàu hoặc phân tách chất gây ảnh hưởng chất phân tích trong mẫu cũng có thể được thực hiện để làm giảm độ nhạy phân tích.

Lựa chọn phòng thí nghiệm hay phân tích tại hiện trường

Phần lớn phép phân tích các chỉ tiêu trong mẫu nước hoặc trong mẫu rắn (đất, đá, sinh học) được tiến hành trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên có những tình huống phải tiến hành phân tích ngoài hiện trường, ví dụ phân tích không khí thường tiến hành ngay tại điểm thu mẫu.

Có những sự khác biệt về quá trình tiến hành phân tích cũng như thời gian, chất lượng phân tích trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện trường. Trong phòng thí nghiệm, phép phân tích được tiến hành ở điều kiện tối ưu và điều này sẽ cho những kết quả chính xác hơn. Vì phép phân tích tiến hành ở một nơi, trên cùng một thiết bị phân tích cho nên các kết quả thu được đạt độ tin cậy cao hơn. Một trong những hạn chế của phân tích tại phòng thí nghiệm là quá trình thu mẫu và vận chuyển mẫu từ địa điểm xa phòng thí nghiệm nên việc cho những kết quả không kịp thời, kết quả nhiều khi bị sai số vì những biến đổi hoặc nhiễm bẩn trong thời gian vận chuyển và lưu giữ. Điều hết sức đặc biệt là giá thành phân tích trong phòng thí

nghiệm rất cao.

Phân tích hiện trường sẽ cho kết quả ngay lập tức mặc dù điều kiện phân tích không được tối ưu. Độ chính xác và tin cậy của phép phân tích sẽ thấp hơn các kết quả trong phòng thí nghiệm nhưng ảnh hưởng gây ra sai số của quá trình vận chuyển và cất giữ mẫu bị loại trừ.

Phần tích ngoài hiện trường có thể sử dụng các thiết bị sau đây:

Thiết bị kiểm tra xách tay đối với các ion hoặc hợp chất đặc biệt, những thiết bị này thường sử dụng để phân tích nhanh các chỉ tiêu trong nước.

Các thiết bị quan trắc phức tạp có thể di động (Phòng thí nghiệm di động) để phân tích và đánh giá chất lượng không khí, chất lượng nước hoặc các chất phóng xạ.

Thiết bị kiểm tra tự động hoạt động liên tục để phân tích khí thải từ các nguồn ống thải và có thể có hệ thống báo động khi nồng độ chất ô nhiễm vượt quá mức cho phép.

Bảo hành chất lượng phân tích

Chúng ta biết rằng chất ô nhiễm có thể tồn tại trong môi trường với nồng độ ≤ μg/l và có thể thay đổi nhanh chóng ở mức nồng độ này. Mẫu phân tích có thể là mẫu nước, mẫu không khí, chất rắn hoặc sinh vật sống. Do vậy, một điều hết sức quan trọng là phương pháp phân tích và kết quả phân tích phải được tin cậy, nghĩa là:

– Phương pháp sử dụng phải được công nhận trước khi nghiên cứu phân tích, nghĩa là các thí nghiệm phân tích đã được thực hiện một cách hoàn hảo và cho những kết quả chính xác đối với loại mẫu cần phân tích.

– Có một số chỉ dẫn sai số cố hữu (tức là sai số hệ thống hay khách quan) của phương pháp.
Nếu chúng ta quan tâm đến sự chính xác của kết quả phân tích thu được thì rõ ràng rằng sự quan tâm đó phải liên tục suốt cả quá trình từ lúc thu mẫu cho đến khi công bố kết quả phân tích. Sự chính xác của các kết quả phụ thuộc vào những yếu tố sau đây:

– Quy trình lấy mẫu phải thu được mẫu có tính đại diện.

– Mẫu không bị nhiễm bẩn hoặc bị thay đổi thành phần trong quá trình cất giữ.

– Không có sự nhiễm bẩn mẫu bên trong phòng thí nghiệm hoặc trong thời gian phân tích.

– Hạn chế tới mức thấp nhất mất mát trong quá trình chuẩn bị mẫu (phân huỷ, tách hóa học, làm giàu…). Không có sự ngăn cản trong bước phân tích sau cùng từ các thành phần khác trong mẫu.

– Các kết quả được tính toán một cách chính xác và được lưu trữ cho sự tham khảo trong tương lai.

Đảm bảo chất lượng (quality Assurance – QA) và kiểm tra chất lượng (Quality Control – QC) là hai khái niệm luôn gắn liền với nhau và luôn được thực hiện ở tất cả các phòng thí nghiệm phân tích môi trường trên thế giới. Mặc dù có những định nghĩa khác nhau về QA và QC giữa các tổ chức và các nước, nhưng đều phải tuân theo những chấp nhận chung sau đây về QA, QC:

– QA là toàn bộ phương luận cần thiết để tối thiểu các sai số tiềm tàng.

– QC là các phép đo được sử dụng để đảm bảo tính giá trị của các kết quả riêng biệt.

Các quy trình lấy mẫu và cất giữ mẫu phải đảm bảo rằng đó là mẫu có tính đại diện, không thay đổi về thành phần khi chuyển tới phòng thí nghiệm.

Lặp lại vài lần việc lấy mẫu và phân tích.

Ghi rõ đặc điểm chi tiết trong sơ đồ phân tích đối với độ sạch của tác nhân và tình trạng sạch của thiết bị.

Kiểm tra nhiều lần về hoạt động của thiết bị.

Độ vết trong dung dịch chuẩn bất kỳ được sử dụng. Điều này có nghĩa rằng nồng độ đưa ra trong dung dịch chuẩn nhất thiết phải được kiểm tra lại các chuẩn gốc của Quốc tế.

Trong mỗi một mẻ phân tích cần đưa vào một vài lần chất phân tích đã biết trước nồng độ (phương pháp thêm) để xác nhận độ tin cậy của phương pháp và cần phân tích mẫu trắng trong mẻ phân tích này. Mẫu trắng là mẫu được tạo ra có thành phần gần như mẫu phân tích ngoại trừ chất cần phân tích.