Nhiều phòng thí nghiệm quan trắc môi trường nhận thấy điều giống nhau khi nhận phép xác định tổng muối hòa tan trong nước: thời gian không dành cho việc làm bay hơi nước — mà dành cho việc đạt hằng lượng sau đó.
HJ 51-2024, Chất lượng nước — Xác định tổng muối hòa tan — Phương pháp khối lượng, có hiệu lực từ ngày 1 tháng 7 năm 2025, thay thế HJ/T 51-1999. Tiêu chuẩn áp dụng cho nước mặt, nước ngầm, nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp.
Tiêu chuẩn dùng phương pháp khối lượng: cặn phải được sấy ở 105 °C ± 2 °C đến hằng lượng, và chỉ đạt hằng lượng khi hai kết quả sấy và cân liên tiếp chênh lệch không quá 0,5 mg.
Trên thực tế, một phép xác định có thể gồm nhiều vòng: sấy → làm nguội → cân → nhận định → sấy lại.
Bước một: đĩa rỗng cũng phải đạt hằng lượng
Điều này dễ bị bỏ sót. HJ 51-2024 không cân trực tiếp cặn; tổng muối hòa tan được tính từ khối lượng cặn cộng đĩa, trừ khối lượng đĩa rỗng.
Vì vậy đĩa phải được sấy, làm nguội và cân, lặp lại trình tự cho đến khi đạt hằng lượng. Tiêu chuẩn yêu cầu ít nhất 1 h cho mỗi chu kỳ sấy, sau đó sấy, làm nguội và cân lặp lại cho đến hằng lượng. Nói cách khác, hằng lượng của đĩa rỗng tự nó đã là một bước thí nghiệm trọn vẹn.
Bước hai: mẫu phải đạt hằng lượng một lần nữa
Chỉ khi đĩa rỗng đã đạt hằng lượng mới có thể thêm mẫu. Theo HJ 51-2024, thường lấy 100 mL mẫu nước, lọc qua màng lọc 0,45 μm, cho vào đĩa đã đạt hằng lượng và bay hơi bằng bể nước.
Sau khi khô, chất hữu cơ còn lại được loại bằng peroxit hydro, rồi đĩa lại trải qua sấy ở 105 °C ± 2 °C, làm nguội và cân cho đến khi đạt hằng lượng.
Vì vậy toàn bộ trình tự là: hằng lượng đĩa rỗng → bay hơi mẫu → xử lý cặn → hằng lượng mẫu → tính kết quả. Đó là lý do khối lượng công việc thủ công của phương pháp khối lượng xác định tổng muối hòa tan không hề nhỏ.
Hằng lượng thủ công khó nhất ở đâu?
Lấy ví dụ một phòng thí nghiệm chạy 30 mẫu nước trong một lô. Nếu mỗi đĩa cần vài lần cân, người vận hành phải lặp đi lặp lại:
- mở tủ sấy;
- lấy đĩa ra;
- làm nguội đĩa;
- mang đĩa đến cân;
- cân đĩa;
- ghi dữ liệu;
- quyết định xem đã đạt hằng lượng chưa;
- đặt đĩa trở lại tủ sấy.
Và đó mới chỉ là phần mẫu. Hằng lượng của đĩa rỗng phải hoàn thành trước. Khi kích thước lô tăng lên, hằng lượng nhanh chóng trở thành điểm nghẽn của toàn bộ quy trình.
Hệ thống hằng lượng bay hơi tự động giúp được gì?
Hệ thống hằng lượng bay hơi tự động được thiết kế cho quy trình này tích hợp bay hơi bằng bể nước + sấy nóng + làm nguội tự động + cân chính xác + nhận định hằng lượng trong một thiết bị duy nhất.
Hệ thống có thể hoàn thành hằng lượng đĩa rỗng trước, rồi đến bay hơi mẫu và hằng lượng cặn. Khi các kết quả cân liên tiếp đạt điều kiện hằng lượng đã cấu hình, hệ thống tự động kết thúc trình tự của mẫu đó.
Một điểm cần nhấn mạnh: sai số hằng lượng của thiết bị phải hẹp hơn ngưỡng mà tiêu chuẩn đặt ra — nếu không, chính tự động hóa lại trở thành nguồn sai số. Được thiết kế với sai số hằng lượng 0,3 mg, hệ thống vẫn còn dư địa so với tiêu chí 0,5 mg của HJ 51-2024. Phòng thí nghiệm vẫn phải hoàn thành mọi bước lọc, xử lý peroxit hydro và sấy, cùng mọi yêu cầu tiền xử lý và kiểm soát chất lượng khác.
Quản lý mẫu theo lô
Với phòng thí nghiệm chạy chất lượng nước theo lô, số mẫu mà một thiết bị có thể quản lý cùng lúc quyết định trực tiếp năng suất hằng ngày. Một số model xử lý tới 69 mẫu mỗi lần.
Thiết bị không chỉ thay thế một chiếc cân phân tích — nó gom các thao tác trước đây nằm rải rác ở bể nước + tủ sấy + bình hút ẩm + cân phân tích + ghi chép thủ công.
Hằng lượng tự động thực sự mang lại điều gì
Giá trị không chỉ nằm ở việc để thiết bị cân thay người vận hành. Nó giải quyết một nỗi đau lâu nay trong các phép thử khối lượng:
- số lần cân lặp lại rất nhiều;
- thao tác thủ công thường xuyên;
- nhận định hằng lượng lặp đi lặp lại;
- khó quản lý mẫu theo lô.
Với phòng thí nghiệm chỉ chạy vài mẫu mỗi ngày, lợi ích có thể hạn chế. Với phòng thí nghiệm xử lý hàng chục mẫu trở lên, hằng lượng tự động loại bỏ một khối lượng lớn công việc lặp lại.
Kết luận
Phương pháp xác định tổng muối hòa tan của HJ 51-2024 là một phép xác định bay hơi – sấy – hằng lượng – cân điển hình.
Phòng thí nghiệm muốn nâng năng suất vì vậy không nên chỉ nhìn vào tốc độ bay hơi mà cần tập trung vào hai giai đoạn lặp lại: hằng lượng đĩa rỗng và hằng lượng mẫu.
