Một hệ thống quan trắc tự động có thể được trang bị thiết bị hiện đại, cảm biến có độ chính xác cao và khả năng truyền dữ liệu liên tục. Tuy nhiên, thiết bị tốt không đồng nghĩa với dữ liệu luôn chính xác.

Trong quá trình vận hành, cảm biến có thể bị suy giảm độ nhạy, đường lấy mẫu bị bám bẩn, linh kiện xuống cấp hoặc tín hiệu đo bị sai lệch. Nếu những vấn đề này không được phát hiện và xử lý kịp thời, hệ thống vẫn có thể hoạt động nhưng dữ liệu thu được không còn phản ánh đúng chất lượng môi trường.

Chính vì vậy, hiệu chuẩn – kiểm tra – bảo trì là ba hoạt động quan trọng giúp duy trì độ tin cậy của hệ thống quan trắc. Thông tư 10/2021/TT-BTNMT cũng quy định các yêu cầu liên quan đến kiểm định, hiệu chuẩn, kiểm tra định kỳ, bảo trì và kiểm soát chất lượng đối với hệ thống quan trắc môi trường tự động, liên tục.

1. Vì sao độ chính xác của hệ thống quan trắc lại quan trọng?

Mục tiêu cuối cùng của một hệ thống quan trắc là tạo ra dữ liệu môi trường đáng tin cậy.

Ví dụ, một hệ thống quan trắc không khí ghi nhận:

PM_2.5 = 85 µg/m³

Con số này chỉ có giá trị khi thiết bị đo, hệ thống lấy mẫu, quy trình vận hành và dữ liệu đều được kiểm soát phù hợp.

Nếu cảm biến bị sai lệch và giá trị thực tế chỉ là 50 µg/m³ nhưng hệ thống ghi nhận 85 µg/m³, kết quả có thể dẫn đến:

• Đánh giá sai chất lượng môi trường;
• Cảnh báo không chính xác;
• Khó xác định nguyên nhân ô nhiễm;
• Ảnh hưởng đến việc đánh giá hiệu quả xử lý;
• Làm giảm độ tin cậy của cơ sở dữ liệu quan trắc.

Ngược lại, nếu thiết bị đo thấp hơn thực tế, một vấn đề môi trường có thể bị bỏ sót.

Do đó:

Độ chính xác của dữ liệu quan trắc phụ thuộc không chỉ vào thiết bị mà còn vào toàn bộ quá trình vận hành và kiểm soát hệ thống.

2. Hiệu chuẩn, kiểm tra và bảo trì khác nhau như thế nào?

Ba khái niệm này thường được sử dụng cùng nhau nhưng có mục đích khác nhau.

2.1 Hiệu chuẩn

Là quá trình xác định mối quan hệ giữa giá trị đo của thiết bị và giá trị của chuẩn đo lường để đánh giá và thiết lập sự phù hợp của phép đo.

Nói đơn giản:

Thiết bị đo → So sánh với chuẩn → Xác định sai lệch → Điều chỉnh nếu cần

2.2 Kiểm tra:

Tập trung vào việc xác định thiết bị và hệ thống có đang hoạt động bình thường hay không.

Có thể kiểm tra:

• Tín hiệu;
• Trạng thái thiết bị;
• Giá trị đo;
• Chất chuẩn;
• Đường lấy mẫu;
• Kết nối;
• Dữ liệu;
• Các cảnh báo lỗi.

2.3 Bảo trì:

Là hoạt động duy trì tình trạng hoạt động ổn định của thiết bị và hệ thống.

Có thể bao gồm:

• Vệ sinh;
• Thay thế vật tư tiêu hao;
• Thay linh kiện;
• Kiểm tra nguồn điện;
• Kiểm tra đường ống;
• Kiểm tra kết nối;
• Sửa chữa;
• Bảo dưỡng thiết bị.

Có thể hình dung:

KIỂM TRA → PHÁT HIỆN VẤN ĐỀ

HIỆU CHUẨN → XÁC ĐỊNH/DUY TRÌ ĐỘ CHÍNH XÁC

BẢO TRÌ → DUY TRÌ TRẠNG THÁI HOẠT ĐỘNG

Ba hoạt động bổ trợ cho nhau để tạo nên một hệ thống quan trắc ổn định.

3. Hiệu chuẩn – “Điểm tựa” của độ chính xác

Trong quá trình sử dụng, thiết bị đo có thể xuất hiện hiện tượng trôi tín hiệu (drift).

Điều này có nghĩa là cùng một điều kiện đo, giá trị thiết bị hiển thị có thể dần lệch khỏi giá trị chuẩn.

Ví dụ:

Giá trị chuẩn: 100

→ Thiết bị đo: 101

Sau một thời gian:

Giá trị chuẩn: 100

→ Thiết bị đo: 106

Nếu không kiểm tra, sai lệch có thể tiếp tục tăng và ảnh hưởng đến chất lượng dữ liệu.

Vì vậy, hiệu chuẩn giúp xác định thiết bị đang đo như thế nào so với chuẩn và có cần điều chỉnh hay không.

Thông tư 10/2021/TT-BTNMT quy định thiết bị quan trắc tự động, liên tục phải được kiểm định, hiệu chuẩn theo quy định của pháp luật về đo lường.

4. Kiểm tra định kỳ – Phát hiện sai lệch trước khi quá muộn

Nếu hiệu chuẩn là hoạt động quan trọng để kiểm soát độ chính xác, thì kiểm tra định kỳ giúp phát hiện sớm những dấu hiệu bất thường trong quá trình vận hành.

Đối với hệ thống quan trắc tự động, việc kiểm tra có thể bao gồm:

4.1 Kiểm tra thiết bị đo

• Trạng thái hoạt động;
• Giá trị đo;
• Tín hiệu;
• Cảnh báo lỗi;
• Tình trạng cảm biến.

4.2 Kiểm tra hệ thống lấy mẫu

• Đường ống;
• Bộ lọc;
• Bơm;
• Lưu lượng;
• Van;
• Bộ xử lý mẫu.

4.3 Kiểm tra hệ thống dữ liệu

• Datalogger;
• Kết nối truyền dữ liệu;
• Máy chủ;
• Phần mềm;
• Đồng bộ thời gian;
• Khả năng lưu trữ dữ liệu.

4.4 Kiểm tra bằng chất chuẩn

Đối với nhiều thiết bị quan trắc tự động, chất chuẩn được sử dụng để kiểm tra phản hồi của thiết bị.

Theo quy định được nêu trong Thông tư 10/2021/TT-BTNMT, thiết bị phải được kiểm tra định kỳ bằng chất chuẩn theo khuyến cáo của nhà sản xuất và tối thiểu 01 lần/tháng đối với các trường hợp thuộc phạm vi quy định; khi sai lệch giữa giá trị đo và nồng độ chất chuẩn đạt từ 10% trở lên thì phải thực hiện kiểm định, hiệu chuẩn lại theo quy định.

Lưu ý: yêu cầu cụ thể có thể khác nhau tùy loại hệ thống và thông số quan trắc, vì vậy cần đối chiếu đúng quy định áp dụng cho từng hệ thống.

5. Bảo trì – “Sức khỏe” của hệ thống quan trắc

Một hệ thống quan trắc hoạt động liên tục phải chịu tác động của môi trường trong thời gian dài.

Đối với hệ thống quan trắc không khí, thiết bị có thể tiếp xúc với:

• Bụi;
• Độ ẩm;
• Nhiệt độ;
• Khí ăn mòn;
• Mưa;
• Các chất ô nhiễm.

Đối với hệ thống quan trắc nước, thiết bị có thể bị:

• Bám cặn;
• Đóng rong;
• Cáu cặn;
• Ăn mòn;
• Tắc đường lấy mẫu;
• Suy giảm độ nhạy cảm biến.

Nếu không bảo trì, những yếu tố này có thể làm giảm chất lượng phép đo.

6. Bảo trì hệ thống quan trắc gồm những gì?

Một kế hoạch bảo trì có thể bao gồm nhiều hạng mục.

6.1 Vệ sinh thiết bị

Loại bỏ bụi, cặn hoặc các chất bám trên:

• Cảm biến;
• Bộ lấy mẫu;
• Đường ống;
• Buồng đo;
• Bộ lọc;
• Các bộ phận tiếp xúc với môi trường.

6.2 Kiểm tra linh kiện

Theo dõi tình trạng:

• Cảm biến;
• Bơm;
• Van;
• Bộ nguồn;
• Bộ điều khiển;
• Datalogger;
• Thiết bị truyền dữ liệu.

6.3 Thay vật tư tiêu hao

Một số bộ phận có tuổi thọ giới hạn và cần được thay thế theo khuyến cáo của nhà sản xuất hoặc tình trạng thực tế.

6.4 Kiểm tra đường truyền dữ liệu

Hệ thống đo chính xác nhưng không truyền được dữ liệu thì vẫn không thể thực hiện tốt chức năng giám sát.

Do đó cần kiểm tra:

Thiết bị → Datalogger → Modem/Internet → Máy chủ → Phần mềm

7. Không chỉ thiết bị đo, toàn bộ hệ thống đều cần được kiểm soát

Một sai lầm phổ biến là chỉ tập trung vào cảm biến.

Trên thực tế, dữ liệu quan trắc có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố:

Môi trường

↓

Điểm lấy mẫu

↓

Đường lấy mẫu

↓

Bộ xử lý mẫu

↓

Thiết bị đo

↓

Datalogger

↓

Truyền dữ liệu

↓

Phần mềm

Nếu chỉ một mắt xích gặp vấn đề, dữ liệu cuối cùng cũng có thể bị ảnh hưởng.

Chính vì vậy, việc kiểm soát chất lượng cần được thực hiện trên toàn bộ chuỗi quan trắc, thay vì chỉ kiểm tra riêng thiết bị đo.

8. Hiệu chuẩn – Kiểm tra – Bảo trì có mối quan hệ như thế nào?

Có thể hình dung ba hoạt động như một vòng tuần hoàn:

KIỂM TRA

↓
Phát hiện sai lệch

↓

HIỆU CHUẨN

↓
Đánh giá và điều chỉnh độ chính xác

↓

VẬN HÀNH

↓

BẢO TRÌ

↓
Duy trì trạng thái hoạt động

↓

KIỂM TRA LẠI

↓

HIỆU CHUẨN KHI CẦN

↓

TIẾP TỤC VẬN HÀNH

Đây là một chu trình kiểm soát chất lượng liên tục, đặc biệt quan trọng đối với các hệ thống quan trắc tự động.

9. Điều gì xảy ra nếu bỏ qua 3 “mắc xích” này?

Nếu không thực hiện kiểm tra, hiệu chuẩn và bảo trì đúng cách, hệ thống có thể gặp nhiều vấn đề.

Dữ liệu bị sai lệch: Thiết bị có thể đo cao hơn hoặc thấp hơn giá trị thực tế.

Xuất hiện dữ liệu bất thường: Có thể xuất hiện các giá trị tăng/giảm đột ngột không phản ánh đúng điều kiện môi trường.

Mất dữ liệu: Hỏng thiết bị, mất kết nối hoặc lỗi bộ lưu trữ có thể làm gián đoạn chuỗi dữ liệu.

Cảnh báo sai: Nếu dữ liệu đầu vào sai, hệ thống cảnh báo cũng có thể không chính xác.

Tăng chi phí sửa chữa: Việc bỏ qua bảo trì nhỏ có thể dẫn đến hư hỏng lớn và chi phí khắc phục cao hơn.

Giảm tuổi thọ thiết bị: Thiết bị không được vệ sinh, kiểm tra và bảo dưỡng đúng cách thường có nguy cơ xuống cấp nhanh hơn.

10. Quan trắc online càng cần chú trọng hiệu chuẩn và bảo trì

Đối với hệ thống quan trắc online, yêu cầu này càng quan trọng vì thiết bị hoạt động 24/7 và tạo ra dữ liệu liên tục.

Ví dụ, một cảm biến hoạt động liên tục trong nhiều tháng có thể bị suy giảm độ nhạy mà người vận hành không dễ dàng nhận biết nếu chỉ nhìn vào dữ liệu.

Một hệ thống tốt cần có:

Giám sát trạng thái thiết bị

→ Kiểm tra định kỳ

→ Cảnh báo lỗi

→ Hiệu chuẩn

→ Bảo trì

→ Kiểm soát dữ liệu

→ Lưu nhật ký vận hành

Thông tư 10/2021/TT-BTNMT cũng yêu cầu các hoạt động kiểm tra bằng chất chuẩn, kiểm định, hiệu chuẩn phải được ghi lại trong nhật ký vận hành; đồng thời việc bảo trì, sửa chữa và thay thế linh phụ kiện cần được lập kế hoạch và quy định trong quy trình vận hành chuẩn (SOP).

11. Kiểm soát chất lượng không chỉ diễn ra sau khi hệ thống gặp sự cố

Một hệ thống quan trắc chuyên nghiệp cần chuyển từ tư duy:

“Thiết bị hỏng mới sửa”

sang:

“Theo dõi – kiểm tra – bảo trì chủ động để hạn chế thiết bị hỏng”.

Do đó, doanh nghiệp nên xây dựng kế hoạch bảo trì phòng ngừa (preventive maintenance).

Kế hoạch có thể xác định:

Thông tư 10/2021/TT-BTNMT cũng yêu cầu việc thiết kế chương trình quan trắc phải có kế hoạch bảo trì, bảo dưỡng, kiểm định và hiệu chuẩn thiết bị.

12. Kiểm tra định kỳ và quan trắc đối chứng

Một cách quan trọng để đánh giá hệ thống là đối chứng kết quả đo.

Có thể thực hiện:

Hệ thống quan trắc tự động

so sánh với

Phương pháp quan trắc/đo đối chứng phù hợp

Nếu kết quả có sự chênh lệch đáng kể, cần tìm nguyên nhân.

Nguyên nhân có thể nằm ở:

• Thiết bị đo;
• Hiệu chuẩn;
• Đường lấy mẫu;
• Điều kiện môi trường;
• Phương pháp đo;
• Thời điểm lấy mẫu;
• Quy trình vận hành.

Đối với hệ thống quan trắc tự động, liên tục thuộc phạm vi áp dụng, Thông tư 10/2021/TT-BTNMT có quy định về kiểm soát chất lượng hệ thống trước khi vận hành chính thức và định kỳ; trong đó có nội dung quan trắc đối chứng để đánh giá độ chính xác tương đối.

13. Quy trình hiệu chuẩn – kiểm tra – bảo trì hiệu quả

Kết luận

Hiệu chuẩn, kiểm tra và bảo trì không phải là những công việc phụ trợ mà là một phần cốt lõi của hệ thống quan trắc môi trường.

Một hệ thống quan trắc hiện đại có thể thu thập hàng nghìn hoặc hàng triệu giá trị dữ liệu, nhưng số lượng dữ liệu không đồng nghĩa với chất lượng dữ liệu. Điều quan trọng là phải đảm bảo mỗi dữ liệu được tạo ra từ một hệ thống hoạt động ổn định, được kiểm soát và duy trì độ chính xác phù hợp.

Đặc biệt đối với hệ thống quan trắc không khí xung quanh, nước mặt, nước dưới đất, nước thải và khí thải tự động, liên tục, việc xây dựng kế hoạch kiểm tra – hiệu chuẩn – bảo trì ngay từ đầu sẽ giúp giảm rủi ro sai lệch dữ liệu, hạn chế thời gian ngừng hệ thống và nâng cao tuổi thọ thiết bị.

Có thể nói:

THIẾT BỊ TỐT tạo ra khả năng đo.
HIỆU CHUẨN tạo ra độ chính xác.
KIỂM TRA tạo ra sự tin cậy.
BẢO TRÌ tạo ra sự ổn định.

Và khi cả ba được thực hiện đúng cách, hệ thống quan trắc mới thực sự trở thành một nguồn dữ liệu môi trường đáng tin cậy phục vụ giám sát, cảnh báo và quản lý môi trường.

Lưu ý: Các yêu cầu về kiểm định, hiệu chuẩn, kiểm tra và bảo trì cần được đối chiếu theo loại hệ thống, thông số quan trắc và quy định pháp luật hiện hành; không nên áp dụng máy móc một tần suất cho mọi thiết bị.

---

CÔNG TY TNHH MÁY VÀ THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP HÓA CHẤT - MÔI TRƯỜNG MECIE 
☎ Hotline: 0961.628.998 
✉ Email: [email protected] 
 KV Miền Bắc: Số 57 đường Louis XII - LK45, KĐT mới Hoàng Văn Thụ, Phường Hoàng Mai, TP Hà Nội, Việt Nam.
 KV Miền Nam: Tòa nhà Fideco, 28 Phùng Khắc Khoan, phường Tân Định, Thành phố Hồ Chí Minh.