Thiết kế trạm quan trắc chất lượng môi trường không khí xung quanh
Hình 1: Sơ đồ bố trí module quan trắc - trạm quan trắc chất lượng MT không khí cố định
THÔNG SỐ KỸ THUẬT
- a) Hệ thống sắc ký khí GC-FID phân tích hợp chất hữu cơ bay hơi BTEX
Nguyên lý đo: Phân tích các hợp chất hữu cơ bay hơi BTEX bằng sắc ký khí online với detector FID
Đáp ứng tiêu chuẩn: MCERT, PA, TUV
Hình 2: Máy sắc ký khí GC-FID
Với công nghệ sắc ký khí khối phổ, thiết bị quan trắc với độ chính xác cao, dải phân tích nồng độ từ ppt tới ppb, giới hạn phát hiện nhỏ nhất xuống tới 10 ppt đối với Benzene.
Thiết bị phân tích được tích hợp máy tính trong, điều khiển hệ thống phân tích tự động theo chương trình thiết lập sẵn.
Máy phân tích sắc ký khí GC-FID online tích hợp chuẩn trong bằng ống thẩm thấu. Hệ thống cấp khí gồm máy sinh khí H2 và máy sinh khí zero cung cấp khí sạch cho quá trình phân tích và hiệu chuẩn, giúp quá trình phân tích và hiệu chuẩn diễn ra tự động theo chương trình thiết lập, giảm thiểu công tác hiệu chuẩn thủ công. Hệ thống không sử dụng bình khí giúp giảm chi phí vật tư tiêu hao hàng năm.
- b) Hệ thống sắc ký khí online phân tích các hợp chất lưu huỳnh trong không khí
Nguyên lý đo: Máy phân tích sắc ký khí với đầu dò chuyên dụng cho phân tích các hợp chất lưu huỳnh trong không khí, gồm H2S, SO2, Methyl Mercaptan, Ethyl Mercaptan, DMS, DMDS, DES, IPM.
Hình 3: Máy sắc ký khí online TRS Medor
Dải đo: 0-10 ppb hoặc 0-100 ppb hoặc 0-1000 ppb (tổng lưu huỳnh dạng khử TRS)
Giới hạn phát hiện nhỏ nhất xuống tới 1 ppb TRS.
Hệ thống phân tích hoàn toàn tự động theo chương trình thiết lập sẵn. Máy phân tích tích hợp hệ thống chuẩn trong tự động với ống thẩm thấu cho phép quá trình hiệu chuẩn diễn ra tự động theo chương trình thiết lập sẵn.
- c) Thiết bị phân tích NO, NO2, NOx, NH3
Nguyên lý đo: Sử dụng công nghệ phát quang hóa học (chemiluminescence) để đo NO, NO2, NOx, NH3 trong môi trường không khí xung quanh
Hình 4: Module phân tích NO-NO2-NOx-NH3 – Serinus 44
Đáp ứng tiêu chuẩn: US EPA (RFNA–0809–186), EN (TÜV 936/21221977/A), Australian Standard (AS 3580.5.1-2011)
Dải đo: tự động chọn dải từ 0-20ppm
Đơn vị đo hiển thị: người dùng lựa chọn mg/m3, ug/m3, ppm, ppb, ppt
Giới hạn phát hiện: < 0.4 ppb hoặc 0.5% của giá trị đo (tùy thuộc giá trị nào lớn hơn)
Thiết bị được hiệu chuẩn với bình khí chuẩn NO.
- d) Thiết bị phân tích CO
Nguyên lý đo: Sử dụng công nghệ hồng ngoại không phân tán (NDIR) để đo CO trong môi trường không khí xung quanh
Hình 5: Module phân tích CO – Serinus 30
Đáp ứng tiêu chuẩn: US EPA (RFCA–0509–174), EN (TÜV 936/21221977/D), Australian Standard (AS 3580.7.1-2011)
Dải đo: tự động chọn dải từ 0-200ppm
Đơn vị đo hiển thị: người dùng lựa chọn mg/m3, ug/m3, ppm, ppb, ppt
Giới hạn phát hiện: < 0.04 ppm hoặc 0.2% của giá trị đo (tùy thuộc giá trị nào lớn hơn)
Thiết bị được hiệu chuẩn với bình khí chuẩn CO.
- e) Thiết bị phân tích O3
Nguyên lý đo: Sử dụng công nghệ hấp thụ UV không phân tán (non-dispersive ultraviolet absorption) để đo O3 trong môi trường không khí xung quanh
Hình 6: Module phân tích O3 – Serinus 10
Đáp ứng tiêu chuẩn: US EPA (EQOA–0809–187), EN (TÜV 936/21221977/C), Australian Standard (AS 3580.6.1-2011)
Dải đo: tự động chọn dải từ 0-20 ppm
Đơn vị đo hiển thị: người dùng lựa chọn mg/m3, ug/m3, ppm, ppb, ppt
Giới hạn phát hiện: < 0.5 ppb
2.3. Module phân tích bụi
Nguyên lý đo: Tán xạ ánh sáng (Laser Light Scattering 90o), đo đồng thời, liên tục TSP, PM10, PM2,5
Hình 7: Nguyên lý đo bụi theo phương pháp tán xạ ánh sáng góc 90 độ
Hình 8: Module phân tích bụi – Grimm 180
Phù hợp quy định: EN12341, EN14907, US‐EPA, MCERTS, CMA
Khối lượng bụi từ: 0,1 tới trên 6000 µg/m3
Khả năng đếm: từ 1 tới ≥2.000.000 hạt/Lít
Độ lặp: ±3 % trên toàn thang đo tổng
Bước sóng laser: 660 nm
2.4. Module khí tượng
Module quan trắc khí tượng được lắp trên cột khí tượng cao 6m, quan trắc các thông số: Hướng gió, tốc độ gió, nhiệt độ, độ ẩm, lượng mưa, bức xạ nhiệt mặt trời, áp suất khí quyển.
Đối với trạm quan trắc cố định, cảm biến khí tượng được sử dụng theo các module tách rời quan trắc từng chỉ tiêu. Đối với trạm quan trắc di động, cảm biến khí tượng được sử dụng theo kiểu tích hợp gọn nhẹ, phù hợp trang bị trên xe.
Toàn bộ dữ liệu quan trắc được thu thập chung vào Datalogger cùng với các dữ liệu phân tích chất lượng không khí.
2.5. Hệ thống thiết bị hiệu chuẩn cho các module phân tích khí
Hệ thống thiết bị hiệu chuẩn cho các module phân tích khí NO-NO2-NOx, CO và O3 gồm:
- a) Thiết bị sinh khí zero
Thiết bị được sử dụng để tạo khí sạch cho việc hiệu chuẩn các thiết bị đo khí.
Cấu tạo gồm nguồn cấp khí nén, bộ phận làm khô khí và các đơn vị rửa khí (scrubbers)
Lưu lượng khí: 0-9 l/phút tại 200 kPa
Áp suất khí: 100-200 kPa
- b) Thiết bị hiệu chuẩn
Thiết bị thực hiện chức năng pha loãng khí chuẩn và hiệu chuẩn cho các module phân tích khí NO-NO2-NOx, CO và tích hợp bộ sinh khí O3 cho công tác hiệu chuẩn module phân tích O3.
Hình 9: Module hiệu chuẩn – Serinus Cal 3000
Tỉ lệ pha loãng: 10:1 đến 2000:1
Điều chỉnh lưu lượng khí pha loãng: 10 SLPM, 0 oC, 1 atm (tiêu chuẩn),
Điều chỉnh lưu lượng khí chuẩn: 50 SCCM, 0 oC, 1 atm (tiêu chuẩn),
Số cổng ra khí: 4 cổng (tiêu chuẩn)
Nồng độ O3 tạo ra: 3 ppb tới 5000 ppb
Tích hợp bộ đo khí O3 (ozone photometer) giúp tạo nồng độ ozone chính xác cho việc hiệu chuẩn thiết bị đo O3.
- c) Bình khí chuẩn CO và NO
Sử dụng cùng với thiết bị hiệu chuẩn để hiệu chuẩn module phân tích NO-NO2-NOx và CO.
2.6. Hệ thống thu thập và xử lý dữ liệu tại trạm
Bao gồm datalogger WinAQMS và phần mềm thu nhận, xử lý dữ liệu tại trạm. Toàn bộ dữ liệu từ các module phân tích được thu nhận vào bộ nhớ Datalogger.
2.7. Hệ thống truyền dữ liệu tại trạm
Bao gồm máy tính, phần mềm truyền dữ liệu và modem truyền dữ liệu. Dữ liệu quan trắc lưu trên Datalogger tại trạm được truyền theo thời gian thực về phòng trung tâm.
Đối với trạm cố định sẽ sử dụng được truyền Internet cáp quang/ADSL. Đối với trạm quan trắc di động sẽ sử dụng đường truyền Internet di động 3G.
2.8. Trạm quan trắc
- Container chuyên dụng: Được đặt trên bệ xây bằng gạch và bê tông chống ngập lụt. Container có độ bền cao, được thiết kế và bố trí các module phân tích và thiết bị phụ trợ một cách hợp lý.
- Thiết bị chống sét trực tiếp cho trạm, lắp trên cột khí tượng
- Đầu lấy mẫu khí cho các module phân tích khí
- Đầu lấy mẫu bụi cho module phân tích bụi
- Giá lắp máy phân tích loại 19” tiêu chuẩn
- Bộ lưu điện và máy phát điện: Đảm bảo hệ thống luôn được cấp nguồn 24/24, không bị gián đoạn khi mất điện lưới
- Hệ thống điện, điều hòa, báo cháy, báo khói… cho container
- Toàn bộ hệ thống được cung cấp kèm phụ kiện tiêu hao cho 01 năm đầu tiên vận hành
2.9. Trung tâm dữ liệu
Hệ thống trung tâm dữ liệu được thiết kế để thu nhận, hiển thị và báo cáo dữ liệu tại Trung tâm. Hệ thống có khả năng thu nhận và quản lý dữ liệu từ nhiều trạm quan trắc thông qua đường truyền Internet.
|
Máy chủ trung tâm dữ liệu
|
Hình 10: Sơ đồ mô hình truyền dữ liệu từ các trạm quan trắc về máy chủ trung tâm dữ liệu
Hệ thống gồm phần cứng và phần mềm:
- a) Phần cứng:
Gồm máy chủ lưu dữ liệu và các thiết bị phụ trợ khác (máy tính, màn hình hiển thị, modem Internet địa chỉ IP tĩnh…)
- b) Phần mềm:
Phần mềm được cài đặt trên máy chủ, thực hiện chức năng thu thập, quản lý, hiển thị và báo cáo tại trung tâm
Chức năng chính:
- Phần mềm tích hợp với hệ thống GIS
- Giao diện phần mềm bằng Tiếng Việt, dễ dàng sử dụng
- Cho phép người dùng xem, phân tích, lập báo cáo và phân loại các dữ liệu chất lượng môi trường.
- Nhận số liệu trực tuyến từ các Trạm quan trắc tự động.
- Cung cấp trang thông tin điện tử quan trắc môi trường.
- Quản lý mạng lưới điểm quan trắc môi trường trên nền bản đồ số GIS.
- Hiển thị số liệu quan trắc trực tuyến.
- Cảnh báo khi có thông số vượt ngưỡng cho phép: qua email, sms, màn hình hiển thị…
- Phần mềm có khả năng mở rộng khi số lượng trạm quan trắc tăng lên.
- Hiển thị dạng bảng: Hiển thị dữ liệu hiện tại cho 1 hoặc nhiều trạm.
- Có khả năng quản lý tới 999 trạm.
- Lần nhận dữ liệu cuối: Ngày/giờ dữ liệu cuối và hiệu chuẩn của mỗi trạm.
- Báo cáo và phân tích:
+Báo cáo dữ liệu trạm-bảng tiêu chuẩn và báo cáo đồ hoạ cho giá trị trạm. Ngày, tuần, tháng và người dùng thiết lập (chu kỳ).
+Đa trạm-Tương tự trong chức năng "báo cáo dữ liệu trạm", thiết kế cho trường hợp nhiều hơn 01 trạm. Hỗ trợ đa thông số.
+Nhóm-Báo cáo phản ánh nhóm người dùng thiết lập liên quan tới 1 hoặc nhiều trạm.
+Biểu đồ-Tần số các sự cố của giá trị giám sát các dải khác nhau.
+Chu kỳ phân tích theo ngày, tuần, tháng hoặc năm.
+Các kiểu trung bình: giá trị trung bình, trung bình hiện thời, trung bình kế tiếp, cực đại, cực tiểu.
+Thời gian lấy dữ liệu trung bình: 1 phút, 5 phút, 6 phút, 10 phút, 15 phút, 30 phút, 1h, 3h, 6h, 8h, 12h hoặc 24h.
+Đầu ra: để hiển thị và in hoặc file XlS, WMF, JPG hoặc dạng BMP.
Tiếng Việt
English 
