Vì sao mẫu nước luôn cho kết quả cao?

VÌ SAO MẪU NƯỚC LUÔN CHO KẾT QUẢ CAO?

Trong quá trình kiểm tra chất lượng nước, một tình huống thường khiến kỹ thuật viên và nhân viên phòng thí nghiệm lo lắng là kết quả phân tích mẫu nước liên tục cao hơn dự kiến. Hiện tượng này có thể xuất hiện khi đo clo dư, amoni, nitrat, nitrit, sắt, photpho, COD, TOC hoặc nhiều thông số khác.

Khi gặp kết quả bất thường, nhiều người thường nghĩ ngay đến việc thiết bị bị sai, thuốc thử có vấn đề hoặc nguồn nước đã bị ô nhiễm. Tuy nhiên, theo các hướng dẫn kỹ thuật của Hach, kết quả cao có thể bắt nguồn từ nhiều yếu tố: mẫu không đại diện, nhiễm bẩn trong quá trình lấy mẫu, ảnh hưởng của nền mẫu, bảo quản không đúng cách, thuốc thử hoặc dụng cụ phân tích.

Bài viết này sẽ phân tích những nguyên nhân phổ biến khiến mẫu nước cho kết quả cao và đề xuất quy trình kiểm tra phù hợp với phương pháp phân tích của Hach.

Kết quả cao có thực sự đồng nghĩa với nồng độ chất ô nhiễm cao?

Trước tiên, cần phân biệt hai trường hợp:

Kết quả cao thực tế: Nguồn nước thật sự chứa nồng độ chất cần phân tích cao.
Kết quả cao giả hoặc sai lệch dương: Phép phân tích cho giá trị cao hơn nồng độ thực do nhiễm bẩn, phản ứng phụ, ảnh hưởng nền mẫu hoặc sai sót trong quá trình đo.

Một phép đo chính xác không nhất thiết có nghĩa là mẫu đó đại diện cho toàn bộ nguồn nước. Ví dụ, nếu lấy mẫu ngay sau vị trí châm hóa chất, kết quả có thể cao tại điểm lấy mẫu nhưng không phản ánh chất lượng nước ở các vị trí khác trong hệ thống.

Theo Hach, việc lấy mẫu và bảo quản là một phần quan trọng của quá trình phân tích. Mẫu lấy từ vị trí không phù hợp hoặc được bảo quản sai có thể làm thay đổi nồng độ chất phân tích và dẫn đến kết quả không đại diện cho nguồn nước ban đầu.

Lấy mẫu không đúng vị trí hoặc không đúng thời điểm

Đây là một trong những nguyên nhân cần kiểm tra đầu tiên khi kết quả luôn cao.

2.1. Mẫu không đại diện cho nguồn nước

Nước trong hệ thống xử lý thường không đồng nhất hoàn toàn. Nồng độ các chất có thể thay đổi theo:

Vị trí lấy mẫu.
Thời gian vận hành hệ thống.
Lưu lượng dòng chảy.
Tình trạng khuấy trộn hoặc sục khí.
Thời điểm châm hóa chất.
Hiện tượng lắng hoặc tích tụ cặn.

Ví dụ, mẫu lấy gần vị trí châm clo có thể có nồng độ clo cao hơn mẫu ở cuối đường ống. Tương tự, mẫu lấy từ vùng nước tù đọng có thể không phản ánh chất lượng của dòng nước đang vận hành.
Hach khuyến nghị lựa chọn vị trí lấy mẫu phù hợp với mục tiêu phân tích, ghi nhận điều kiện lấy mẫu và duy trì vị trí lấy mẫu nhất quán khi theo dõi xu hướng chất lượng nước.

2.2. Lấy mẫu quá gần điểm châm hóa chất

Nếu hệ thống vừa châm chất oxy hóa, chất keo tụ, hóa chất điều chỉnh pH hoặc các chất xử lý khác, mẫu lấy ngay sau vị trí châm có thể chứa nồng độ chất cần đo cao hoặc xuất hiện các yếu tố gây nhiễu.
Để có kết quả đáng tin cậy, cần xác định:

Mục đích của phép đo là kiểm tra nước trước xử lý, sau xử lý hay tại điểm sử dụng.
Khoảng cách từ vị trí lấy mẫu đến điểm châm hóa chất.
Thời gian kể từ lần châm hóa chất gần nhất.
Điều kiện khuấy trộn và lưu lượng tại thời điểm lấy mẫu.

Không nên tự ý thay đổi vị trí lấy mẫu chỉ để làm cho kết quả thấp hơn. Vị trí lấy mẫu phải phù hợp với mục tiêu kiểm soát chất lượng nước.

Dụng cụ lấy mẫu hoặc chai chứa bị nhiễm bẩn

Một lượng nhỏ chất còn sót lại trong chai, nắp, pipet hoặc dụng cụ lấy mẫu cũng có thể ảnh hưởng đến kết quả, đặc biệt khi phân tích các thông số có nồng độ thấp.

Các nguồn nhiễm bẩn thường gặp

Chai chứa từng đựng mẫu có nồng độ cao.
Dư lượng thuốc thử từ phép đo trước.
Chất tẩy rửa chưa được loại bỏ hoàn toàn.
Bụi bẩn hoặc cặn bám trong dụng cụ.
Người thao tác chạm vào mặt trong của nắp hoặc chai.
Sử dụng vật liệu chứa mẫu không phù hợp với phương pháp.

Theo tài liệu của Hach, loại vật liệu của chai chứa có thể ảnh hưởng đến mẫu thông qua hiện tượng hấp phụ lên thành chai, thôi nhiễm, tính thấm hoặc phản ứng hóa học với chất phân tích.

Cách hạn chế

Sử dụng đúng loại chai được quy định trong phương pháp.
Làm sạch và tiền xử lý dụng cụ theo hướng dẫn.
Không chạm tay vào mặt trong của chai và nắp.
Giữ chai đóng kín cho đến khi lấy mẫu.
Không dùng chung dụng cụ cho những phép đo có nguy cơ nhiễm chéo nếu phương pháp yêu cầu dụng cụ riêng.
Ghi nhãn đầy đủ vị trí, thời gian và mã mẫu.

Lưu ý: Không phải phương pháp nào cũng yêu cầu tráng chai bằng chính mẫu nước. Cần ưu tiên hướng dẫn lấy mẫu và bảo quản cụ thể của phương pháp Hach đang sử dụng.

Nhiễm chéo giữa các mẫu hoặc giữa các phép thử

Nhiễm chéo xảy ra khi chất từ mẫu trước hoặc thuốc thử của phép thử trước đi vào mẫu đang phân tích.
Ví dụ, Hach lưu ý rằng trong một số phép thử clo tự do và clo tổng, việc sử dụng cùng một cuvet hoặc dụng cụ mà không khử nhiễm đúng cách có thể khiến dư lượng thuốc thử của phép đo clo tổng ảnh hưởng đến kết quả clo tự do, làm kết quả bị cao giả.
Nguy cơ nhiễm chéo tăng lên khi:

Mẫu có nồng độ rất cao được phân tích trước mẫu có nồng độ thấp.
Dụng cụ không được vệ sinh giữa các lần đo.
Dùng chung pipet hoặc cuvet cho nhiều hóa chất.
Không tuân thủ yêu cầu về dụng cụ chuyên dụng trong phương pháp.

Giải pháp: Thực hiện vệ sinh dụng cụ theo quy trình của phương pháp, sử dụng dụng cụ riêng khi được yêu cầu và kiểm tra phần Before Starting trong tài liệu phương pháp Hach trước khi phân tích.

Ảnh hưởng của nền mẫu và các chất gây nhiễu

Một mẫu nước không chỉ chứa chất cần đo. Nó còn có thể chứa nhiều ion, chất hữu cơ, chất rắn lơ lửng, vi sinh vật hoặc hóa chất khác. Những thành phần này tạo thành nền mẫu và có thể ảnh hưởng đến phản ứng phân tích.
Hach định nghĩa chất gây nhiễu là chất hoặc điều kiện làm thay đổi phản ứng hóa học dự kiến của phương pháp, khiến kết quả cao hơn hoặc thấp hơn nồng độ thực.

5.1. Nhiễu dương trong phép đo so màu

Trong các phương pháp so màu, thuốc thử phản ứng với chất phân tích để tạo ra màu. Thiết bị đo cường độ màu hoặc độ hấp thụ ánh sáng để tính nồng độ.
Nếu một chất khác trong mẫu cũng tạo ra màu tương tự hoặc phản ứng với thuốc thử theo cách không mong muốn, thiết bị có thể ghi nhận tín hiệu cao hơn thực tế.

5.2. Ví dụ: nitrit ảnh hưởng đến phép đo nitrat

Theo thông tin kỹ thuật của Hach, trong phương pháp nitrat TNTplus Method 10206, nitrit ở nồng độ trên 2,0 mg/L có thể gây nhiễu dương.
Đây là ví dụ cho thấy kết quả nitrat cao không nhất thiết chỉ do nitrat thực tế tăng. Nếu mẫu chứa nitrit ở mức gây nhiễu, cần áp dụng biện pháp xử lý được quy định trong phương pháp, chẳng hạn sử dụng axit sulfamic theo hướng dẫn tương ứng.
Không nên tự ý thêm hóa chất để “sửa” kết quả nếu chưa xác định đúng phương pháp và điều kiện áp dụng.

5.3. Chất rắn lơ lửng và mẫu đục

Các hạt lơ lửng có thể ảnh hưởng đến phép đo quang học bằng cách làm tán xạ hoặc hấp thụ ánh sáng. Tùy phương pháp, điều này có thể gây sai lệch kết quả.
Tuy nhiên, không phải mẫu nào cũng được phép lọc. Nếu phép thử yêu cầu phân tích tổng hàm lượng, việc lọc mẫu có thể loại bỏ một phần chất cần đo và khiến kết quả thấp giả.
Chỉ lọc khi phương pháp yêu cầu, chẳng hạn khi xác định một phân đoạn hòa tan hoặc khi tài liệu phương pháp quy định rõ.

Thuốc thử bị hỏng, bảo quản sai hoặc nhiễm bẩn

Thuốc thử là thành phần trực tiếp tham gia vào phản ứng phân tích. Nếu thuốc thử không còn đạt chất lượng, kết quả có thể bị sai lệch.
Những vấn đề thường gặp gồm:

Thuốc thử đã hết hạn.
Bảo quản ở nhiệt độ không phù hợp.
Tiếp xúc lâu với ánh sáng, nhiệt độ cao hoặc độ ẩm.
Nắp không đóng kín.
Thuốc thử bị nhiễm bẩn trong quá trình thao tác.
Sử dụng sai loại thuốc thử hoặc sai quy trình chuẩn bị.

Hach khuyến nghị kiểm tra điều kiện bảo quản trên nhãn, tránh nhiệt độ, độ ẩm và ánh sáng không phù hợp, đồng thời không sử dụng thuốc thử đã hết hạn.

Cần kiểm tra gì khi nghi ngờ thuốc thử?

Hạn sử dụng và mã lô.
Điều kiện bảo quản thực tế.
Tình trạng bao bì, viên thuốc thử, bột hoặc dung dịch.
Kết quả kiểm tra với mẫu trắng thuốc thử nếu phương pháp yêu cầu.
Kết quả của mẫu chuẩn hoặc mẫu kiểm soát chất lượng.

Một mẫu trắng thuốc thử giúp đánh giá tín hiệu phát sinh từ thuốc thử và các thành phần của phép thử thay vì từ mẫu nước thực tế. Tuy nhiên, việc có cần chạy mẫu trắng hay không phụ thuộc vào phương pháp Hach cụ thể.

Sai lệch do pH của mẫu

pH có thể ảnh hưởng đến trạng thái hóa học, độ hòa tan và tốc độ phản ứng của nhiều chất trong nước. Một số phương pháp Hach yêu cầu mẫu nằm trong khoảng pH nhất định trước khi tiến hành phân tích.
Nếu pH của mẫu nằm ngoài giới hạn cho phép, phản ứng có thể diễn ra không đúng, dẫn đến kết quả cao, thấp hoặc không đáng tin cậy.

Ví dụ về ảnh hưởng của pH:

Một số chất có thể kết tủa khi pH thay đổi.
Một số dạng hóa học có thể chuyển đổi qua lại theo pH.
Phản ứng giữa chất phân tích và thuốc thử có thể bị ảnh hưởng.
Việc thêm axit hoặc bazơ để điều chỉnh pH có thể làm thay đổi thể tích mẫu.

Do đó, nếu phương pháp yêu cầu điều chỉnh pH, cần thực hiện đúng loại hóa chất, nồng độ, thể tích, thời gian ổn định và cách trộn theo hướng dẫn. Nếu có thêm hóa chất làm thay đổi thể tích mẫu, phải xem xét yêu cầu hiệu chỉnh pha loãng.

Bảo quản mẫu không đúng cách hoặc phân tích quá muộn

Ngay sau khi lấy mẫu, các quá trình hóa học, vật lý và sinh học vẫn có thể tiếp tục xảy ra. Nếu mẫu không được bảo quản đúng, nồng độ chất phân tích có thể thay đổi trước khi được đưa vào thiết bị.
Các yếu tố quan trọng gồm: Nhiệt độ bảo quản, Thời gian từ lúc lấy mẫu đến lúc phân tích, Ánh sáng, Tiếp xúc với không khí, Điều kiện pH, Việc sử dụng chất bảo quản, Thời gian lưu mẫu tối đa theo phương pháp.
Theo Hach, thời gian lưu mẫu và điều kiện bảo quản không giống nhau đối với mọi thông số. Một số mẫu cần phân tích càng sớm càng tốt; những mẫu khác có thể được bảo quản trong một khoảng thời gian nhất định theo quy định của phương pháp.

Ví dụ: mẫu nitrat và nitrit:
Hach hướng dẫn rằng mẫu nitrat nếu không thể phân tích ngay có thể được lọc và bảo quản ở nhiệt độ không quá 6°C trong thời gian tối đa 48 giờ theo điều kiện được nêu trong hướng dẫn. Các phương án bảo quản bằng axit hóa có thể làm nitrit chuyển thành nitrat, vì vậy không phù hợp nếu mục tiêu là phân biệt riêng nitrit.
Điều này cho thấy bảo quản sai không chỉ làm thay đổi giá trị đo mà còn có thể làm thay đổi bản chất của thông số cần phân tích.

Dải đo không phù hợp hoặc mẫu có nồng độ vượt quá phạm vi

Một nguyên nhân khác cần xem xét là mẫu có nồng độ cao hơn dải đo của phương pháp hoặc thuốc thử đang sử dụng.
Khi kết quả nằm ngoài phạm vi đo, việc đọc giá trị như một con số chính xác có thể dẫn đến kết luận sai. Không nên tự ý suy ra nồng độ thực chỉ từ một giá trị vượt dải.

Hướng xử lý:

Kiểm tra dải đo của bộ thuốc thử và phương pháp.
Xác định thiết bị có hiển thị cảnh báo vượt dải hay không.
Thực hiện pha loãng mẫu nếu phương pháp cho phép.
Chọn dải đo phù hợp hơn nếu có.
Áp dụng hệ số pha loãng theo đúng hướng dẫn.
Kiểm tra xem chất gây nhiễu có nằm trên giới hạn cho phép hay không.

Hach lưu ý rằng pha loãng có thể phù hợp khi nồng độ chất gây nhiễu vượt giới hạn và nồng độ chất phân tích sau pha loãng vẫn nằm trong phạm vi đo. Việc pha loãng không phải lúc nào cũng loại bỏ được nhiễu, do đó cần xem xét phương pháp cụ thể.

Thiết bị, cuvet và thao tác phân tích

Dù mẫu và thuốc thử đạt yêu cầu, thao tác đo không đúng vẫn có thể ảnh hưởng đến kết quả.
Các yếu tố cần kiểm tra:

Cuvet bị bẩn, trầy xước hoặc có màng bám.
Cuvet có bọt khí hoặc dấu vân tay trên vùng quang học.
Cuvet được đặt sai hướng hoặc sai vị trí.
Thời gian phản ứng không đúng.
Trộn mẫu không đủ hoặc quá mạnh.
Đọc kết quả ngoài khoảng thời gian quy định.
Thiết bị chưa được kiểm tra hoặc xác nhận hoạt động phù hợp.
Sử dụng sai chương trình, mã thuốc thử hoặc phương pháp.

Cần tuân thủ chính xác hướng dẫn của bộ thuốc thử và tài liệu phương pháp. Không nên thay đổi thời gian phản ứng hoặc cách trộn chỉ vì muốn kết quả ổn định hơn.

Quy trình kiểm tra khi mẫu liên tục cho kết quả cao

Khi phát hiện kết quả cao bất thường, có thể áp dụng quy trình kiểm tra theo thứ tự sau:

Bước 1: Xác nhận hiện tượng

Đo lại mẫu theo đúng phương pháp.
Kiểm tra mã mẫu, đơn vị và dải đo.
Đối chiếu với các kết quả trước đó.
Ghi nhận thời gian, vị trí lấy mẫu và điều kiện vận hành.

Bước 2: Kiểm tra mẫu và quy trình lấy mẫu

Mẫu có được lấy đúng vị trí không?
Chai chứa có sạch và phù hợp không?
Có khả năng nhiễm chéo không?
Mẫu có được bảo quản và phân tích trong thời gian quy định không?
Điều kiện vận hành có thay đổi trước khi lấy mẫu không?

Bước 3: Kiểm tra phần “Before Starting” và “Interferences”

Tài liệu phương pháp Hach không chỉ bao gồm các bước thực hiện phép thử. Phần chuẩn bị trước khi phân tích có thể nêu yêu cầu về pH, thuốc thử, dụng cụ, mẫu trắng và điều kiện cần thiết khác.
Phần về chất gây nhiễu giúp xác định những thành phần trong nền mẫu có thể ảnh hưởng đến kết quả và giới hạn gây nhiễu đã được nghiên cứu.

Bước 4: Kiểm tra thuốc thử và dụng cụ

Hạn sử dụng và điều kiện bảo quản thuốc thử.
Tình trạng cuvet, pipet và dụng cụ.
Yêu cầu về dụng cụ chuyên dụng.
Kết quả mẫu trắng thuốc thử nếu phương pháp yêu cầu.
Kiểm tra xác nhận thiết bị theo quy trình phòng thí nghiệm.

Bước 5: Đánh giá nhiễu bằng kiểm tra bổ sung

Nếu vẫn nghi ngờ kết quả cao do nền mẫu, có thể xem xét các phương pháp đánh giá như:

Spike-and-recovery: thêm một lượng chất phân tích đã biết vào mẫu để kiểm tra khả năng thu hồi.
Standard additions: phương pháp thêm chuẩn để đánh giá ảnh hưởng của nền mẫu.
Pha loãng mẫu theo phương pháp.
Kiểm tra mẫu trắng hoặc mẫu kiểm soát chất lượng.
Phân tích bằng phương pháp độc lập khi cần xác minh.

Các phép kiểm tra này cần được thực hiện theo quy trình được phê duyệt và hướng dẫn của phương pháp tương ứng.

Checklist kiểm tra nhanh trước khi kết luận mẫu bị ô nhiễm

Hạng mục	Câu hỏi cần kiểm tra
Vị trí lấy mẫu	Có đúng điểm cần đánh giá không?
Thời điểm	Có vừa châm hóa chất hoặc thay đổi vận hành không?
Chai chứa	Có sạch và đúng vật liệu không?
Nhiễm chéo	Dụng cụ có dư lượng từ mẫu hoặc thuốc thử trước không?
Bảo quản	Nhiệt độ và thời gian lưu mẫu có đúng không?
pH	Mẫu có nằm trong giới hạn của phương pháp không?
Thuốc thử	Có còn hạn và được bảo quản đúng không?
Nền mẫu	Có chất gây nhiễu đã được Hach xác định không?
Dải đo	Giá trị có nằm trong phạm vi phương pháp không?
Thiết bị	Cuvet, chương trình và thao tác đo có đúng không?
Kiểm tra xác nhận	Mẫu trắng, mẫu chuẩn hoặc spike-recovery có cần thực hiện không?

Kết luận

Khi mẫu nước luôn cho kết quả cao, không nên vội kết luận rằng thiết bị bị hỏng hoặc nguồn nước chắc chắn đang ô nhiễm. Kết quả cao có thể xuất phát từ chính nguồn nước, nhưng cũng có thể do vị trí lấy mẫu, nhiễm bẩn, nhiễm chéo, chất gây nhiễu, thuốc thử, pH, bảo quản hoặc thao tác phân tích.

Điểm quan trọng trong phân tích nước là độ tin cậy của kết quả bắt đầu từ trước khi mẫu được đưa vào thiết bị. Việc lấy mẫu đúng, bảo quản đúng, kiểm soát thuốc thử và hiểu rõ giới hạn của phương pháp sẽ giúp giảm sai lệch và nâng cao khả năng truy xuất nguyên nhân.

Đối với các phép thử sử dụng thiết bị và thuốc thử Hach, kỹ thuật viên nên tham khảo tài liệu phương pháp tương ứng, đặc biệt là các phần Before Starting, Sample Collection and Storage và Interferences. Không có một cách xử lý chung cho mọi thông số; mỗi phương pháp có thể có yêu cầu riêng về mẫu, thuốc thử và điều kiện phân tích.

Hotline: 0986 316 960
Website: www.dongnamlab.com
Email: info@dongnamlab.com.vn
Văn phòng: Số 23/30 Đường C1, Phường Tân Bình, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam

Đăng nhập