Giới thiệu chung về Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7726:2007 (ISO 10498 : 2004)

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7726:2007 hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 10498:2004. Tiêu chuẩn này quy định phương pháp huỳnh quang cực tím để xác định hàm lượng sunfua dioxit (SO2) trong không khí xung quanh. Đây là phương pháp đo liên tục, tự động, có độ nhạy cao và được áp dụng rộng rãi trong các trạm quan trắc chất lượng không khí quốc gia và khu vực.

Dưới đây là tóm tắt chi tiết nội dung Phần mở đầu và các điều khoản đầu tiên từ Điều 1 đến Điều 4 của TCVN 7726:2007:

Điều 1 - Phạm vi áp dụng

• Mục đích phương pháp: Tiêu chuẩn này quy định phương pháp huỳnh quang cực tím liên tục để đo nồng độ sunfua dioxit (SO2) tồn tại trong không khí xung quanh.
• Dải đo áp dụng: Phương pháp này được thiết kế để xác định nồng độ SO2 trong khoảng từ 2 microgam trên mét khối (µg/m3) đến khoảng 2,6 miligam trên mét khối (mg/m3). Dải nồng độ này tương đương với khoảng 0,7 ppb đến 1 ppm theo thể tích (phần tỷ và phần triệu thể tích).
• Tính thực tiễn: Tiêu chuẩn phù hợp cho việc giám sát chất lượng không khí xung quanh tại các khu dân cư, khu công nghiệp, cũng như đánh giá mức độ ô nhiễm không khí do khí thải từ các hoạt động đốt nhiên liệu hóa thạch.

Điều 2 - Tài liệu viện dẫn

Để áp dụng tiêu chuẩn này một cách chính xác, việc viện dẫn các tài liệu kỹ thuật liên quan là bắt buộc. Các tài liệu viện dẫn chính bao gồm:

• Các tiêu chuẩn quốc tế về chất lượng không khí và phương pháp hiệu chuẩn thiết bị đo khí.
• Các hướng dẫn về xác định đặc tính hiệu năng của phương pháp đo tự động (như ISO 9169).
• Các tài liệu hướng dẫn chuẩn bị hỗn hợp khí hiệu chuẩn bằng phương pháp động học hoặc phương pháp thể tích (như ISO 6349).

Điều 3 - Nguyên tắc đo

Phương pháp dựa trên nguyên lý đo cường độ bức xạ huỳnh quang phát ra từ các phân tử SO2 bị kích thích bởi bức xạ cực tím (UV). Quy trình vật lý diễn ra qua các bước cụ thể sau:

• Quá trình hấp thụ năng lượng: Mẫu không khí chứa SO2 được dẫn vào buồng phản ứng. Tại đây, các phân tử SO2 hấp thụ năng lượng từ nguồn ánh sáng cực tím có bước sóng chọn lọc trong khoảng từ 190 nm đến 230 nm. Quá trình này đưa phân tử SO2 từ trạng thái cơ bản lên trạng thái kích thích không bền vững.
• Quá trình phát xạ huỳnh quang: Khi các phân tử SO2 ở trạng thái kích thích trở lại trạng thái năng lượng cơ bản, chúng giải phóng năng lượng dưới dạng bức xạ huỳnh quang có bước sóng dài hơn, nằm trong khoảng từ 240 nm đến 420 nm.
• Đo lường tín hiệu: Cường độ của ánh sáng huỳnh quang phát ra tỷ lệ thuận với nồng độ của phân tử SO2 có trong buồng phản ứng. Một bộ phát hiện quang học (thường là ống nhân quang - PMT) được đặt vuông góc với nguồn sáng kích thích để thu nhận và chuyển đổi tín hiệu ánh sáng này thành tín hiệu điện năng để hiển thị kết quả đo.

Điều 4 - Thiết bị và dụng cụ

Để thực hiện phép đo theo phương pháp huỳnh quang cực tím, hệ thống thiết bị đo phải bao gồm các bộ phận cấu thành cơ bản sau:

• Hệ thống lấy mẫu khí: Gồm ống dẫn mẫu được làm bằng vật liệu trơ về mặt hóa học (như polytetrafluoroetylen - PTFE hoặc polyvinyliden florua - PVDF) để ngăn ngừa sự thất thoát SO2 do hiện tượng hấp phụ trên đường ống.
• Bộ lọc bụi hiệu năng cao: Được lắp đặt ở đầu vào của hệ thống để loại bỏ các hạt bụi lơ lửng trong không khí. Màng lọc thường được làm bằng vật liệu PTFE với kích thước lỗ lọc từ 1 µm đến 5 µm nhằm bảo vệ buồng phản ứng và hệ thống quang học không bị bám bẩn.
• Bộ loại trừ hydrocacbon (Hydrocarbon cutter): Đây là bộ phận cực kỳ quan trọng giúp loại bỏ các hydrocacbon thơm đa vòng (PAHs) có trong không khí xung quanh. Các hydrocacbon này có khả năng phát huỳnh quang ở cùng dải bước sóng với SO2, do đó việc loại bỏ chúng giúp triệt tiêu sai số dương cho kết quả đo.
• Buồng phản ứng huỳnh quang: Được thiết kế tối ưu để hạn chế tối đa ánh sáng tán xạ từ nguồn sáng kích thích chiếu trực tiếp vào bộ phát hiện. Buồng phản ứng phải được duy trì ở nhiệt độ và áp suất ổn định.
• Nguồn sáng cực tím (UV): Thường sử dụng đèn chớp xenon hoặc đèn kẽm/cadmium có khả năng phát ra bức xạ ổn định ở dải bước sóng kích thích yêu cầu.
• Bộ lọc quang học (Filters): Gồm bộ lọc lối vào (để chọn lọc dải bước sóng kích thích SO2) và bộ lọc lối ra (để chỉ cho phép ánh sáng huỳnh quang của SO2 đi qua bộ phát hiện, loại bỏ các bước sóng gây nhiễu khác).
• Bộ phát hiện (Detector): Sử dụng ống nhân quang (PMT) có độ nhạy cao để chuyển đổi các photon huỳnh quang thu được thành tín hiệu điện tương ứng.
• Hệ thống kiểm soát lưu lượng và bơm hút: Đảm bảo duy trì một lưu lượng khí mẫu ổn định và liên tục đi qua buồng phản ứng trong suốt quá trình đo.