Đánh giá chất lượng nước cấp cho vùng nông thôn: Lấy mẫu và bảo quản mẫu nước cho mục đích đánh giá chất lượng

Đánh giá chất lượng nước cấp cho vùng nông thôn: Lấy mẫu và bảo quản mẫu nước cho mục đích đánh giá chất lượng

ĐÁNG GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC CẤP CHO VÙNG NÔNG

THÔN

PHẦN 1

LẤY MẪU VÀ BẢO QUẢN MẪU NƯỚC CHO MỤC ĐÍCH

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG

1 Giới thiệu chung

Lấy mẫu là một bộ phận không thể thiếu trong công tác quản lý chấtlượng nước sinh hoạt và là bước đầu tiên trong bất kỳ chương trình phân tíchchất lượng nước nào Cho dù các quy trình xét nghiệm có tốt đến đâu chăng nữanếu không lấy mẫu đúng (thậm chí cả khi lấy mẫu không phù hợp) sẽ không thể

có được dữ liệu tốt Vấn đề này còn trở nên quan trọng hơn khi xét đến yếu tốnhiều chất gây ô nhiễm thường có hàm lượng thấp, đặc biệt là trong nước đã qua

xử lý

Hai yếu tố quan trọng nhất đảm bảo thành phần của nước khi được đưađến phòng thí nghiệm là lấy mẫu đúng và bảo quản đúng Các phương phápphân tích chuẩn ngoài hướng dẫn chi tiết về quy trình phân tích còn cung cấpyêu cầu chi tiết về lấy mẫu và bảo quản mẫu Do vậy cần tham khảo những yêucầu cần thiết về lấy mẫu và bảo quản mẫu theo những phương pháp phân tích cụthể Mặc dù các phương pháp phân tích nêu rõ các yêu cầu cụ thể về lấy mẫu vàbảo quản mẫu, có những quy chuẩn chung cần phải tôn trọng khi lấy và bảoquản mẫu trước khi tiến hành phân tích trong phòng thí nghiêm

Để thực hiện tốt công tác lấy mẫu, điều quan trọng là phải xây dựng đượcmột chương trình lấy mẫu trong đó thể hiện được tính đại diện của nước đượcxét nghiệm hoặc đánh giá cho một mục tiêu nào đó Để làm được việc đó cầnlập kế hoạch ngày, thời gian và vị trí lấy mẫu sao cho các mẫu thể hiện đúngchất lượng nước thô, nước trong hệ thống xử lý và nước trong hệ thống phân

phối Sau khi lập được kế hoạch lấy cần xây dựng tiếp các kỹ thuật bảo quản,vận chuyển và lưu trữ mẫu phù hợp nhằm đảm bảo tính khách quan của mẫucần phân tích.

2 Đánh giá chất lượng nước

Chất lượng nước được đánh giá cho từng mục đích cụ thể, nói cách khác

là ứng với từng loại mục đích thì chất lượng nước được xem xét và đánh giádưới góc độ khác nhau

Tương ứng với mục tiêu sử dụng nước, chất lượng nước được đánh giá theocác phương diện khác nhau, chủ yếu theo các tiêu chí:

a Phân tích vi sinh đơn giản

Là phương pháp xác định tổng số vi sinh gây bệnh tả (E- coli) hoặc visinh có nguồn gốc từ phân động vật máu nóng (fecal form) trong nước Đó là sốlượng con vi sinh có mặt trong 100 ml mẫu nước Phương pháp phân tích đơngiản trên nhằm mục đích đánh giá sự an toàn của nguồn nước dùng cho sinhhoạt về phương diện vi sinh

Phân tích vi sinh chi tiết là xác định từng chủng loại vi sinh có mặt trongnước, ví dụ loại kỵ khí, Salmonellae, Shigellae, Clostridia phục vụ các nghiêncứu đặc thù, ví dụ đánh giá nguyên nhân của đợt dịch bệnh

b Phân tích về vệ sinh an toàn

Phân tích trên bao gồm khảo sát thực địa, phân tích vi sinh, đánh giá cácthông số hoá học quan trọng về mặt an toàn vệ sinh, ví dụ sắt, mangan, hợp chấthữu cơ, photpho, các kim loại nặng độc hại, các chất thải hữu cơ độc hại (thuốctrừ sâu, hoocmon, kháng sinh, chất thải công nghiệp)

Phân tích về vệ sinh an toàn giúp cho việc đánh giá về khả năng sử dụngnước cho ăn uống (sinh hoạt) của nguồn nước, nước cấp đến tay người dùng,xác lập công nghệ xử lý nước cũng như theo dõi vận hành của các hệ thống cấpnước.

c Phân tích hoá học sơ bộ

Số liệu phân tích sơ bộ về mặt hoá học cho phép hình dung tổng quát vềmặt hoá học của nước Những đặc trưng được đánh giá gồm: Nhiệt độ, độ trong(đục), pH, độ dẫn, thế oxy hoá khử (ORP), độ cứng, sắt, mangan, độ oxy hoá,sunphat, clorua, hợp chất hữu cơ

Phân tích hoá học mở rộng (so với sơ bộ) là các phân tích bổ xung chocác chỉ tiêu cụ thể hơn, ví dụ thêm các chỉ tiêu phốt phát, axit silic, canxi, magie,natri, kali, tạp chất hữu cơ

d Phân tích hoá học toàn diện

Ngoài những đặc trưng phân tích hoá học mở rộng, khi phân tích toàndiện một nguồn nước cần phải định tính (tên các tạp chất) và định lượng (nồng

độ hay hàm lượng) của các kim loại nặng, đặc biệt loại có độc tính cao và cácchất hữu cơ độc: họ phenol, chất hoạt động bề mặt, dầu mỡ, nhiên liệu (xăng,dầu), thuốc trừ sâu, chất hữu cơ thơm đa vòng, chất hữu cơ chứa clo Các chỉtiêu trên sẽ quyết định khả năng sử dụng nguồn nước dùng cho sinh hoạt hay đểthiết lập công nghệ xử lý nước phù hợp

e Phân tích nước khoáng, nước chữa bệnh

Nước khoáng và nước chữa bệnh thường được uống trực tiếp vào cơ thể

vì vậy cần được phân tích chi tiết mọi thành phần có khả năng gây ảnh hưởngtiêu cực tới hoạt động của cơ thể : các thành phần vô cơ, hữu cơ, vi sinh, chấtphóng xạ, các thành phần vi lượng

f Phân tích nước bể bơi

Phân tính nước bể bơi nhằm cung cấp thông tin về phương diện vi sinh,siêu vi trùng, an toàn về hoá học Đánh giá chất lượng nước cần thực hiện khôngnhững đối với nguồn nước mà còn cần theo dõi liên tục trong quá trình sử dụng

vì nước bể bơi thường được sử dụng dạng lọc tuần hoàn có bổ xung một phần

nước mới Các chỉ tiêu phân tích thường được đánh giá là độ cứng, độ kiềm, clo

dư, amoni, vi sinh vật, trứng giun nhằm duy trì chất lượng để người bơi khỏi bịlây bệnh

g Phân tích nước công nghiệp

Nước sử dụng trong các ngành công nghiệp rất đa dạng, mỗi ngành côngnghiệp đòi hỏi chất lượng riêng được xác định cụ thể Phân tích nước công nghệ

vì vậy cần bám sát các chỉ tiêu đòi hỏi riêng biệt của từng ngành

h Phân tích nước tưới tiêu

Nước tưới tiêu đòi hỏi chất lượng tổng thể không cao, tuy vậy một số tạpchất trong đó có khả năng kìm hãm sự sinh trưởng của cây trồng hay có tác dụngxấu đến chất lượng của sản phẩm Các chỉ tiêu quan trọng cần được đánh giágồm : pH, độ dẫn điện (độ muối), thế oxy hóa khử (ORP), natri, kali, canxi,magie, mangan, clorua, sunfat, bor, kim loại nặng và một vài loại thuốc trừ sâu

Phân tích nước phục vụ các mục tiêu cụ thể vừa đảm bảo được độ an toànvừa tiết kiệm được giá thành phân tích

Đánh giá chất lượng nước được thực hiện theo phương thức: Khảo sát tạihiện trường, phân tích tại phòng thí nghiệm và trong nhiều trường hợp kết hợp

cả hai phương thức trên Đánh giá tại hiện trường thường cho các thông tin sơ

bộ (thô), dễ biến động, mang tính tổng quát Phân tích tại phòng thí nghiệm chophép xác định các chỉ tiêu quan trọng liên quan đến mục đích sử dụng Phân tíchtại phòng thí nghiệm sử dụng các thiết bị, hóa chất đắt tiền, đòi hỏi trình độ taynghề cao của người thao tác phân tích Trước khi phân tích mẫu, nước được lấy

từ nguồn khác nhau ,cần được đảm bảo sao cho số liệu phân tích nhận được thểhiện đúng chất lượng của nó, không làm sai lệch bản chất của nguồn nước Lấymẫu và bảo quản mẫu là khâu quan trọng để thu nhận được thông tin khách quan

về chất lượng của nguồn nước cần đánh giá

3 Lấy mẫu

3.1 Nguyên tắc chung

Lấy mẫu là bước đầu tiên của quá trình phân tích mẫu tại phòng thínghiệm để đánh giá chất lượng mẫu phục vụ các mục đích khác nhau Với mụctiêu là đánh giá chất lượng nguồn nước thì cần bổ xung thêm các biện pháp quansát tại hiện trường như tình trạng vệ sinh chung của nguồn, thay đổi hoàn cảnhxung quanh, các chỉ tiêu cần đo tại chỗ.

Về nguyên tắc, mẫu nước cần đáp ứng các chỉ tiêu :

- Tính đại diện cho nguồn nước được đánh giá

- Không chứa thêm các tạp chất khác của nguồn nước do thao tác

- Với từng mục tiêu cụ thể cách lấy mẫu là khác nhau

Mục tiêu của việc lấy mẫu là thu gom một phần với thể tích nhỏ, vận chuyểnthuận tiện đến nơi cần đánh giá và giữ nguyên được tính đặc trưng và đại diệncủa mẫu Mục đích và đòi hỏi trên đồng nghĩa là nồng độ hay hàm lượng củacác tạp chất trong mẫu nước giống như trong nguồn cần đánh giá và không có sựbiến động đáng kể về thành phần trước và sau phân tích

Mẫu nước được lấy không được phép lây ô nhiễm thứ cấp, tức là lây cácnguồn ô nhiễm khác từ chai lọ đựng mẫu, từ không khí hay từ các thao tác khác

Mục đích và đối tượng phân tích rất đa dạng, vì vậy cách lấy mẫu và bảoquản mẫu là khác nhau để đối tượng nhận được phản ánh đúng thực trạng.Thông thường các chỉ tiêu phân tích được xác lập đồng thời với cách lấy mẫu,bảo quản mẫu

lần (tối thiểu là 3 lần) với chính nguồn nước cần lấy, kể cả nắp đậy, trừ khi chai

lọ đã chứa chất bảo quản hay chất khử trùng

- Phụ thuộc vào các chỉ tiêu cần đánh giá, chai có thể đựng đầy hoặckhông đầy

nước Ví dụ để phân tích các hợp chất hữu cơ, khi rót vào cần chú ý để nướckhỏi bị tràn ra khỏi chai Trừ trường hợp cần phân tích chất hữu cơ dễ bay hơi,chai đựng mẫu nên chứa một khoảng trống (khoảng 1% thể tích) để dành cho sựgiãn nở thể tích trong lúc vận chuyển mẫu (do nhiệt)

- Cần áp dụng các giải pháp phòng ngừa đặc biệt đối với mẫu nướccần phân tích

các chỉ tiêu về chất hữu cơ và kim loại nặng dạng vết (nồng độ rất thấp) Cácthành phần trên có thể hao hụt một phần hoặc mất hết nếu áp dụng các biện pháplấy và bảo quản mẫu không thích hợp

- Tính đại diện của mẫu phân tích cho một số nguồn nước chỉ đảmbảo khi mẫu

được lấy theo kiểu tổ hợp (trộn lẫn) theo thời gian hay theo vị trí Mẫu tổ hợptheo thời gian được lấy bằng cách: tại một vị trí xác định, cứ trong một khoảngthời gian nhất định (ví dụ một giờ) lấy một thể tích nhất định (ví dụ một lít), cácmẫu lấy được trộn đều với nhau và lấy một phần thể tích của mẫu hỗn hợp đó đểphân tích Mẫu tổ hợp theo vị trí là tại cùng một thời điểm, các mẫu nước đượclấy ở các vị trí khác nhau (chiều ngang, chiều sâu), chúng được trộn đều và lấymột phần thể tích để phân tích

- Chi tiết của việc lấy mẫu tổ hợp phụ thuộc vào điều kiện tại chỗ vàmục đích phân

tích, khó đưa ra được một chỉ dẫn có thể áp dụng đại trà cho các trường hợpkhác nhau Trong rất nhiều trường hợp, mẫu phân tích riêng lẻ (số mẫu nhiềuhơn, tốn kém hơn về chi phí) tỏ ra hữu ích hơn mẫu tổ hợp, ví dụ xem xét sựbiến động (tối đa, tối thiểu) của chúng Do đặc tính biến động tự nhiên của một

số đặc trưng nên mẫu lấy theo kiểu tổ hợp sẽ không thích hợp cho mục đíchphân tích định lượng (xác định hàm lượng) Các đặc trưng không thích hợp baogồm: độ kiềm, độ axit, BOD, khí CO2, clo dư, iot, crom(VI), nitrat, chất hữu cơ

dễ bay hơi, oxy hòa tan, ozon và pH

Mẫu lấy được cần đảm bảo sao cho các giá trị phân tích thể hiện đúngthành phần tại thời điểm đó Những yếu tố có khả năng ảnh hưởng đến kết quảđánh giá là sự có mặt của các chất gây đục (độ đục), phương pháp tách chất gâyđục, sự thay đổi về vật lý và hóa học do quá trình thấm khí và bảo quản mẫu.

- Cần phải có chỉ dẫn cụ thể chuẩn bị mẫu trước khi tiến hành phântích (ví dụ trộn

mẫu, lọc, lắng, kết tủa), các chỉ tiêu liên quan đến kim loại nặng hoặc các chấthữu cơ dễ bay hơi Chỉ dẫn lấy mẫu với đặc trưng đồng đều luôn phải có khi lập

kế hoạch lấy mẫu, nhìn chung là phải tách được các chất gây đục bằng cáchlắng, ly tâm, lọc Khi phân tích kim loại nặng, thích hợp hơn cả là lấy được cảhai loại mẫu: lọc và chưa lọc để đánh giá hàm lượng kim loại hòa tan (trong mẫulọc) và tổng kim loại (trong mẫu chưa lọc) Với các mẫu cần phân tích kim loạinặng, trước tiên phải đưa một lượng axít vào mẫu sao cho pH của mẫu phải thấphơn 2 (chú ý tới mức độ pha loãng mẫu) Đối với mẫu lọc, hãm mẫu với axít tiếnhành sau lọc

- Các mẫu nước cần được nhận dạng bằng cách gán các ký hiệu vàthông tin cho

chúng, tốt nhất là dán các nhãn lên từng chai lọ Các thông tin cần thiết baogồm: vị trí lấy mẫu, nhiệt độ của nước cũng như các thông tin liên quan khácnhư điều kiện thời tiết, độ sâu lấy nước (mức nước), tốc độ dòng chảy, quãngđường vận chuyển Trên nhãn nên dành chỗ trống để bổ xung thêm các thông tinkhác như ngày, thời gian vận chuyển mẫu về phòng thí nghiệm

3.2 Vị trí lấy mẫu

Yêu cầu về giám sát chất lượng nước (trích dẫn tiêu chuẩn, quy định) đốivới các công trình cấp nước nông thôn đòi hỏi phải thu thập và xét nghiệm mẫunước thô, nước đã được xử lý và nước trong hệ thống đường ống phân phốinước Việc chọn vị trí lấy mẫu cần được tiển hành hết sức cẩn thận nhằm đảmbảo mẫu đại diện chính xác cho chất lượng nước được lấy mẫu

3.2.1 Nước thô

Nước thô là nước nguồn cho hệ thống cấp nước Đặc tính của nước nguồn

là yếu tố cần thiết để quyết định các yêu cầu xử lý Thay đổi về nhiệt độ, pH, độkiềm, mầu sắc, độ đục và chất lượng sinh học của nước nguồn sẽ ảnh hưởng đếncông năng của quá trình xử lý và có thể là yếu tố để xem xét các quy trình xử lýthay thế khác

Tất cả các mẫu nước cần được thu thập trước bất kỳ một quá trình xử lýnào Thu mẫu từ nước giếng khoan chỉ thực hiện khi bơm đã hoạt động sau mộtkhoảng thời gian nào đó sao cho mẫu thu được là từ giếng chứ không phải từống thu nước của giếng Đối với tốc độ bơm nước từ giếng cũng cần được ấnđịnh khi lấy mẫu phân tích nhằm thu được các đặc trưng phụ thuộc vào tốc độnạp nước vào giếng bơm Đối với các hệ thống cấp nước có nhiều giếng khoan,cần tiến hành lấy mẫu phân tích vi sinh (mẫu đơn) từ tất cả các giếng Nếu hệthống cấp nước lấy nước từ nhiều giếng khoan và nước được trộn lẫn trước khibơm đẩy hoặc tại vị trí bơm đẩy, cần lấy các mẫu nước thô từ mỗi giếng trướckhi nước được trộn lẫn Khi tiến hành công tác lấy mẫu trong trường hợp này,coi như đã có sẵn hệ thống đường ống dẫn nước và vòi nước trước khi nước đivào hệ thống xử lý Nếu không có vòi nước trước khi nước được dẫn vào hệthống xử lý, có thể phải tắt máy bơm và mở nút vệ sinh Lý tưởng nhất, mẫu cầnđược lấy từ vòi nước được lắp trên đường ống dẫn nước thô càng gần giếngkhoan càng tốt Thông thường người ta sử dụng vòi nước trong trạm bơm (trạmbơm cấp 1 nối với nguồn nước ngầm) Đôi khi vòi nước luôn được mở, trongtrường hợp đó luôn có nước mới đại diện cho nước thô Tuy nhiên, khi lấy nướctránh để nước thải hoặc đã qua sử dụng chảy ngược vào giếng khoan Mẫu nướcthô phải được lấy tốt nhất trước khi nước đi vào bể chứa/bể áp lực và tất nhiên làtrước khi xử lý Nếu mẫu nước được lấy sau bể chứa, bể cần được sục rửa thaymới hoàn toàn nước trước khi lấy mẫu Nếu lấy mẫu trước các bể chứa, cần mởcác van, đầu vòi để tránh nước trong bể chứa chảy ngược vào giếng Nếu phảidừng hệ thống khử trùng để lấy mẫu nước thô, nước chảy ra cần bỏ đi không chochảy vào hệ thống đường ống phân phối nước

Khi lấy mẫu từ các đường ống dẫn nước, trước khi lấy cần phải xả đi mộtlượng nước nhất định, ví dụ đối với mẫu từ đường ống dẫn nước sinh hoạt, vòi(gia đình) cần mở xả tối đa trong vòng 2-3 phút trước khi lấy mẫu.

Đối với các hệ thống nước mặt, có thể khó lấy mẫu tại điểm thu nước nằm

xa bờ Không nên lấy mẫu nước gần bờ do nước thường có độ đục cao, nhiềutảo và vi khuẩn và thường không đại diện chính xác cho chất lượng nước tạiđiểm thu nước Để nêu đặc trưng đầy đủ nguồn nước thô nên lấy mẫu nướctrước các hệ thống làm thoáng, ôxy hóa và tiền khử trùng bằng clo Nếu hệthống sử dụng nhiều nguồn nước mặt hoặc trộn lẫn nước mặt và nước ngầm, cầnlấy mẫu riêng từng nguồn nước trước khi chúng được trộn lẫn

Mẫu nước lấy từ sông, suối, từ các dòng chảy có đặc trưng biến động theo

độ sâu, tốc độ dòng chảy, khoảng cách kể từ bờ đến điểm lấy mẫu, khoảng cáchgiữa hai bờ Nếu điều kiện thiết bị lấy mẫu cho phép thì nên lấy mẫu tổ hợp ởcác độ sâu khác nhau tại giữa dòng chảy Mẫu được lấy theo cách trên sẽ đạidiện cho dòng chảy Nếu chỉ lấy mẫu đơn lẻ thì nên lấy tại vị trí giữa dòng và ở

độ sâu ở tại điểm giữa của cột nước

Nước từ các nguồn tĩnh (ao, hồ) có đặc trưng biến động theo mùa (phântầng nhiệt), do nước mưa, nước chảy tràn và gió Xác định vị trí, độ sâu và tầnxuất mẫu phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của địa hình và mục đích đánh giá

3.2.3 Nước trong hệ thống phân phối

Hệ thống phân phối là toàn bộ mạng lưới bể chứa, bồn chứa, cây nước,trạm bơm, bơm, van, đồng hồ nước và các đường ống dịch vụ cấp nước đã được

xử lý đến các đối tượng xử dụng nước Vị trí lấy mẫu phải là những điểm cáchnơi nước đã được xử lý đi vào hệ thống phân phối khá xa Những vị trí này cầnđại diện và bao phủ hệ thống phân phối, đặc biệt là những vị trí có thể suy thoáichất lượng nước và lượng clo dư và những nơi có khả năng tạo thành các sảnphẩm phụ của hóa chất khử trùng Các vị trí lấy mẫu cần thiết như các bể nướctrên cao của hệ thống mạng lưới phân phối, các điểm chết, các đường ống chínhlâu năm, các vòng tròn phân phối, các điểm có khả năng xảy ra hiện tượng nướcbên ngoài chảy ngược vào hệ thống và những điểm đặc biệt khác trong hệ thốngphân phối Trong một số trường hợp khử trùng thứ cấp được tiến hành trong hệthống (như tại một trạm bơm clo) Cần lấy mẫu ngay sau khi khử trùng thứ cấpđược tiến hành

Mục tiêu là kiểm tra chất lượng nước được cấp cho người sử dụng Nếulấy mẫu nước từ các hộ dân, cần lấy mẫu nước từ vòi nước lạnh để loại trừ ảnhhưởng của cặn lắng trong trong bồn nước nóng Mẫu nước cần được lấy trướckhi nước được làm mềm hoặc các thiết bị xử lý nước hộ gia đình khác và nênđược lấy từ các vòi nước nằm trên đường ống dịch vụ nối thẳng với đường ốngchính Cần tránh các vấn đề khác như xâm nhập đường ống, đấu nối trái phépvào bể chứa nước gây thâm nhập nước chưa được xử lý vào hệ thống Tránh lấymẫu nước từ các vòi nước ít được sử dụng do sự phát triển cục bộ của vi sinh vàcặn khoáng trong đường ống có thể ảnh hưởng đến mẫu Khi lấy mẫu phân tích

vi sinh không để các mẫu nước bị ô nhiễm bởi các loại vi khuẩn không mangtính đại diện trong qua trình lẫy mẫu Tránh lấy mẫu tại các đường ống trong đó

áp lực nước không ổn định do những thay đổi áp suất tạm thời trong đường ống

có thể làm bung các mảng vi sinh và cặn khoáng bám và thành ống và do đó làmảnh hưởng đến chất lượng mẫu Cũng không nên lấy mẫu tại các vòi nước dò rỉ

và những vòi nước chảy ngược lên trên

Một vấn đề cần quan tâm là tính đại diện của mẫu vì một mẫu nước đượclấy tại vòi nước phải đại diện chính xác cho nước trong các đường ống và các bộphận khác của hệ thống phân phối.

Trong thực tiễn, quyết định về tính đại diện của mẫu nước thường đượcdựa trên cơ sở kiến thức về hệ thống đường ống phân phối nước của người lấymẫu Tuy nhiên, sự thay đổi nhiệt độ của nước là một dấu hiệu rõ rệt nhất về sự

ổn định của dòng chảy và người lấy mẫu có thể cảm nhận được thậm chí cả khiđeo găng tay Nhiệt độ nước ổn định phản ánh dòng chảy nước ổn định trong hệthống phân phối nước

Khi lấy mẫu từ điểm lấy mẫu trong hệ thống xử lý nước không cần phải

xả nước trước do dòng chảy luôn lưu thông trong hệ thống ống dẫn

Trong khi lấy mẫu nước từ vòi hoặc điểm lấy mẫu trong hệ thống xử lýnước cần hết sức cẩn thận để tránh làm ô nhiễm mẫu nước Trước khi xả nước

có thể rửa các vòi nước bị bẩn bằng chất tẩy rửa không chứa phốt phát và dùngnước của vòi để rửa Tuyệt đối không rửa vòi nước bằng các chất hóa học nhưmethanol, hexane hoặc các loại cồn Không lấy mẫu từ các vòi cứu hỏa hoặc vòinước tưới cây và các thiết bị khác gắn với vòi nước và luôn phải thay những vòinước bị han rỉ hoặc rò rỉ trước khi lấy mẫu

Đôi khi phải lấy mẫu nước tĩnh trong hệ thống đường ống hoặc bình nướcnóng, v.v… để xác định xem nước có bị ô nhiễm chì hoặc các chất ô nhiễm kháchay không Trong trường hợp đó mục đích của chúng ta là lấy mẫu nước tĩnh đã

có trong hệ thống sau vài ngày Trước khi lấy mẫu trong điều kiện nước tĩnh,không sử dụng nước trong hệ thống trong khoảng thời gian từ 3 ngày đến 1 tuần

Có thể tiến hành lấy mẫu sau khi đã xả đi một lượng nước nhỏ trong đường ốngngay sát vòi nước

Nếu mẫu nước được thu thập trực tiếp từ giếng đào, giếng khoan dùng bơm tayhoặc bơm điện, hoặc từ các nguồn tự chảy không qua xử lý, khử trùng hoặcphân phối thì mẫu nước được coi là mẫu nước nguồn, không phải là mẫu nướctại vòi nước

3.3 Lấy mẫu

Lấy mẫu nước cần phải đáp ứng các tiêu chí:

- Tính trung bình của mẫu

- Không bị nhiễm bẩn thêm từ công việc lấy mẫu (nhiễm bẩn thứcấp)

- Kết quả phân tích được nhận được từ mẫu nước có tính đại diện chonguồn nước

Bất kỳ sự nhiễm bẩn thứ cấp và thay đổi nào về phương diện hóa học, sinhhọc cũng cần được ngăn chặn, loại bỏ, trong trường hợp không thể khắc phục thìcác đặc trưng dể biến động cần được đánh giá ngay tại hiện trường hoặc “hãm”chúng lại để có thể xác định tại phòng thí nghiệm Sau khi nhận được thông tin

về mục đích lấy mẫu phân tích, người lấy mẫu cần tiến hành các bước sau :

- Chuẩn bị dụng cụ và phương tiện lấy mẫu thích hợp

- Tiến hành lấy mẫu

- Bảo quản và vận chuyển mẫu về phòng thí nghiệm

3.3.1 Chai đựng mẫu

Chai thủy tinh: Mẫu nước phân tích thường được đựng trong chai thủy

tinh Chai thủy tinh có nút vặn bằng thủy tinh là thích hợp hơn so với chai thủytinh được nút bằng các loại vật liệu khác (cao su, gỗ, nhựa…) Chai thủy tinhmới cần được tráng bằng axít loãng và rửa sạch với nước cất sau đó nhằm trunghòa lượng kiềm bám ở phía trong chai khi sản xuất

Chai thủy tinh được dùng trong các trường hợp mà các chất cần phân tích

bị thay đổi nếu dùng chai nhựa hay chúng bị hấp phụ lên nhựa, ví dụ một số kimloại nặng như bạc, chì, kẽm Hướng dẫn trên cũng được áp dụng tương tự đốivới chai nhựa, đặc biệt là một số thành phần có khả năng hấp phụ trên chai thủytinh (đối với một số kim loại nặng)

Biện pháp khá an toàn là nên axít hóa (với axít nitric, clohydric, sunfuric)ngay khi lấy mẫu để tránh hiện tượng kết tủa kim loại nặng lên thành chai (kể cảchai nhựa lẫn chai thủy tinh), vì trong môi trường kiềm và trung tính (pH >7)kim loại nặng dễ bị kết tủa Mẫu được hãm với axít cụ thể cần được thông báo

cho phòng thí nghiệm phân tích Cần chú ý để chai thủy tinh không bị vỡ khibảo quản và vận chuyển.

Với một số phân tích đặc thù ví dụ như chất hữu cơ bay hơi tồn tại ởvùng không khí trên mặt nước thì cần để trống một khoảng ở trên (không lấyđầy), nút chai cần phải kín đối với không khí, có tính dẻo đàn hồi để có thể chọckim tiêm vào hút khí ra mà không cần mở nắp chai

Khi cần phân tích các chất hữu cơ có hàm lượng nhỏ như hydrocacbonthơm đa vòng (PAH), hợp chất hữu cơ, clo cần phải tiến hành bước tách chiết(làm giàu mẫu) thì lượng mẫu nước cần khá lớn (5-10 lít), bình thủy tinh được

sử dụng cho mục đích trên

Chai lọ thủy tinh cũng là đồ đựng thích hợp mẫu nước để phân tích oxy vàcác chỉ tiêu vi sinh

Chai nhựa: Trong rất nhiều trường hợp có thể sử dụng chai nhựa để lấy

mẫu nước Chai nhựa có ưu điểm là không bị vỡ ngay cả khi đong đầy nước vànhiệt độ thay đổi như có thể xảy ra đối với chai thủy tinh Vật liệu nhựa đượcchọn lựa sao cho nó trơ với nguồn nước cần đánh giá Nhựa polyetylen là loạitrơ, thích hợp cho mục đích đựng mẫu nước Hình dạng chai nhựa ít ảnh hưởngđến chất lượng nước, nó chỉ ảnh hưởng một chút đối với tác động lấy mẫu, vậnchuyển và cất giữ Chai nhựa sẽ thích hợp hơn so với chai thủy tinh khi đựngmẫu nước nhằm phân tích silicat và carbon vì hai thành phần trên có thể bị chiết

ra từ thủy tinh

Chai nhựa cũ có thể sử dụng để đựng mẫu nước thải, còn đối với nguồnnước khác thì tốt nhất là dùng chai mới vì giá thành không đắt hơn nhiều so vớicông làm sạch chai cũ

Nhãn mác đánh dấu

Chai lấy mẫu cần được dán nhãn mác để tránh nhầm lẫn Nhãn mác buộctrên cổ chai hoặc thành chai đều có thể sử dụng Mác nhãn cần chứa tối thiểucác thông tin sau: vị trí lấy mẫu, tên mẫu, ngày, giờ lấy mẫu

Tên mẫu nước có thể chi tiết hóa thêm các yếu tố: các chỉ tiêu đo tại hiệntrường (bổ xung), tốc độ dòng chảy, chế độ hãm bảo quản mẫu

3.3.2 Kỹ thuật lấy mẫu

Sau khi đã xúc rửa chai bằng nguồn nước cần lấy ít nhất là 3 lần sẽ đổnước vào chai, thường là không đầy tràn, để khoảng trống 1% thể tích của chai(với chai 0,5 lít, khoảng trống bằng cỡ kích thước của hạt ngô) Chỉ trong rất íttrường hợp thì mới đựng nước đầy chai, ví dụ phân tích phóng xạ Khi đó cần ápdụng các biện pháp để chai không bị vỡ (do nhiệt) hoặc nước rỉ ra nút chai.Nếu nguồn nước chứa chất đục dễ lắng thì tốt hơn cả là tách phần đụcriêng, khi đó mẫu nước trở thành hai mẫu: đục và trong và cần chú ý đến tỷ lệthể tích nước của hai phần đục, trong

Hai phương thức lấy mẫu thông dụng là lấy mẫu đơn lẻ hay mẫu tổ hợp

Mẫu đơn lẻ: Mẫu đơn lẻ là mẫu nước được lấy tại một thời điểm và vị trí

cụ thể nào đó và vì vậy nó chỉ đại diện cho thành phần của nước tại vị trí và thờiđiểm đó Tuy vậy nếu thành phần của nguồn nước tương đối ổn định trong mộtthời gian kéo dài và một vùng rộng thì có thể cho rằng nó đại diện cho nguồnnước đó theo thời gian hoặc vị trí hay cả hai Một số nguồn nước cấp, nước mặt(nước biển) có đặc trưng đó, trong khi nguồn nước ngầm dễ biến động hơn.Nếu một nguồn nước được biết đến sẽ biến động về chất lượng theo thờigian thì kết quả đánh giá cho từng mẫu đơn lẻ lấy theo chu kỳ thời gian đó sẽcho biết mức độ, tần xuất và khoảng biến động của nguồn nước đó Các mẫuđơn lẻ có thể lấy ra cách nhau từ năm phút đến hàng giờ Với các mẫu nước lấy

từ nguồn tự nhiên thay đổi theo mùa (mưa, khô), mẫu lấy theo thời gian có thểthực hiện theo chu kỳ của tháng Nếu đặc trưng của nguồn thay đổi theo vị trímẫu đơn lẻ được lấy từ các vị trí thích hợp khác nhau

Mẫu trộn: Mẫu trộn được hiểu là mẫu nước đơn lẻ lấy ở cùng một vị trí tại

các thời điểm khác nhau Các mẫu đơn lẻ được lấy với cùng một thể tích trộnđều với nhau và lấy hỗn hợp đó thành một mẫu chung Mẫu trộn còn được gọi

cụ thể là “trộn theo thời gian”, hay “mẫu tích hợp” để phân biệt với các loại mẫutrộn khác

Mẫu trộn được sử dụng vào mục đích trung bình hóa các số liệu của các đặctrưng có biến động mạnh theo thời gian mà không phải phân tích quá nhiều mẫuđơn lẻ Để đạt được mục tiêu trung bình hóa, mẫu trộn được lấy theo thời gian

24 giờ có thể coi đạt tiêu chuẩn trong phần lớn các trường hợp Trong một sốtrường hợp cụ thể, thời gian lấy mẫu trộn có thể dài hoặc ngắn hơn 24 giờ

Mẫu trộn không thích hợp đối với các đặc trưng có biến động mạnh trongquá trình bảo quản, khi đó biện pháp tốt nhất là xác định ngay tại hiện trường.Các đặc trưng điển hình không phù hợp với mẫu trộn như các khí tan trongnước, hàm lượng clo dư, sunfit tan, nhiệt độ, pH Sự thay đổi một số đặc trưngkéo theo sự thay đổi của các thành phần khác, ví dụ sự thay đổi của khícarbonic, oxy hòa tan, pH, nhiệt độ sẽ làm thay đổi hàm lượng của sắt, mangan,

3.3.3.Dụng cụ lấy mẫu

Mẫu đơn lẻ có thể lấy theo phương pháp thủ công Mẫu lấy ở độ sâu củalớp nước được lấy bằng cách sử dụng các thiết bị thích hợp, ví dụ thiết bịRuthner Thiết bị Ruthner bao gồm một bình có nắp kín, khi thả thiết bị tới một

độ sâu nhất định (thước dây gắn với bình) sẽ bật mở nắp để nước tràn vào bình,khi nước đầy thả nắp đậy trở lại.

Mẫu được lấy theo phương pháp tự động hoặc bán tự động là xu hướngngày càng phát triển do vậy lấy mẫu đảm bảo khách quan hơn và đỡ tốn cônghơn

4 Bảo quản mẫu

Đặc trưng của nước biến đổi từ khi lấy mẫu tới khi phân tích là điềukhông thể tránh khỏi, vì vậy kỹ thuật bảo quản mẫu chỉ có khả năng hãm bớt sựthay đổi của chúng

Bảo quản mẫu trước khi phân tích

Bản chất của sự biến đổi: Một số đặc trưng sẽ biến động trước khi phân

tích, ví dụ chúng bị hấp phụ hoặc chúng bị trao đổi ion trên (với) vật liệu củachai dựng mẫu Các ion nhôm, cadmi, crom, đồng, sắt, chì, mangan, bạc, kẽmchịu sự tác động trên, vì vậy khi phân tích chúng, mẫu nước cần được lấy riêng(đối với mẫu phân tích các chỉ tiêu khác như độ kiềm, cứng, chất hữu cơ…) vàochai sạch, mẫu được hãm với axit nitric sao cho pH của mẫu nhỏ hơn 2 để hạnchế quá trình kết tủa và hấp phụ

Sự thay đổi nhiệt độ của nước dẫn tới thay đổi một loạt các đặc trưngtrong thời gian tính bằng phút: đó là các đặc trưng pH và các khí tan (O2,

CO2….) Sự thay đổi nhanh các tính chất trên của nước cần thực hiện các phép

đo tại hiện trường để xác định: nhiệt độ, pH, hàm lượng các khí tan Trên cơ sở

đó các số liệu phân tích trong phòng thí nghiệm nhận được sau đó sẽ được hiệuchỉnh lại

- Sự thay đổi cân bằng của hệ pH – độ kiềm – khí carbonic có thể dẫn đến kếttủa của canxi carbonat, làm giảm hàm lượng canxi và độ cứng tổng trong nước

- Sắt (II) và mangan (II) trong nước ngầm hoàn toàn tan ở trạng thái hóa trị thấp (hóa trị II) và kết tủa (ít tan) khi tồn tại ở trạng thái hóa trị cao, vì vậy chúng cóthể kết tủa từ nước khi bị oxy hóa với oxy của khí quyển hoặc tan ra từ chất salắng phụ thuộc vào pH và thế oxy hóa khử (ORP) của môi trường

- Sự hoạt động của vi sinh trong mẫu nước có khả năng làm thay đổi tỷ lệ củahỗn hợp amoniac – nitrit, nitrat, pH, độ kiềm, một số chất hữu cơ dễ phân hủy

và oxy của mẫu nước

- Clo dư sau quá trình khử trùng rất dễ chuyển hóa thành ion clorua do quá trình

tự phân hủy, đặc biệt dưới điều kiện ánh sáng

- Các hợp chất có tính khử như sunfit, sunfua, iodua, sắt (II), xianua có thể giảm

do quá trình cất giữ Natri, silic, borat có thể tăng lên do bị chiết ra từ chai thủytinh Crôm (VI) có thể bị khử thành crôm (III)

- Hoạt động của vi sinh vật cũng có thể dẫn tới thay đổi trạng thái hóa trị củamột số chất trong nước Một số chất hữu cơ được vi sinh vật tổng hợp tế bào,khi chết và phân hủy, từ tế bào của vi sinh vật hình thành các chất hữu cơ tan,không tan và nhả ra amoniac và photphat

- Phần trống không chứa nước ở phía đầu chai đựng mẫu rất ảnh hưởng đếnthành phần hợp chất hữu cơ dễ bay hơi Để tránh bị mất mát chất hữu cơ dễ bayhơi vì chai cần được đong đầy khi lấy và bảo quản Đong đầy nước vào chai cónút vặn không dễ, rất có thể bị tràn và làm loãng chất bảo quản, vì vậy hợp lýhơn cả là sử dụng loại chai nút dẻo, khi phân tích dùng kim tiêm để hút mẫu rakhỏi chai

Thời gian lưu giữ mẫu: Thời gian lưu giữ mẫu được tính từ khi lấy đến khi

phân tích Về nguyên tắc, thời gian lưu giữ mẫu càng ngắn thì kết quả phân tíchcàng phản ánh tốt chất lượng của mẫu nước Một số chỉ tiêu cần được đo ngaytại hiện trường, tại thời điểm lấy mẫu Đối với mẫu trộn (lấy tại một vị trí theothời gian) thì thời gian lấy mẫu được tính từ lúc trộn mẫu cuối cùng để đượcmẫu trộn Rất khó để đưa ra chỉ dẫn cụ thể về tính hợp lý của thời gian lưu mẫu

vì nó phụ thuộc vào các chỉ tiêu cần đánh giá và điều kiện lưu giữ, bảo quảnmẫu

Những chỉ tiêu bị thay đổi do vi sinh vật phát triển trong thời gian lưu giữmẫu được hạn chế đáng kể khi mẫu được giữ ở nhiệt độ thấp (dưới 4oC nhưngkhông đóng băng) và trong bóng tối Nếu thời gian lưu giữ mẫu dài ảnh hưởng

đến đặc trưng của mẫu thì cần áp dụng các giải pháp bảo quản mẫu (bảng 1)trong đó cần ghi rõ thời gian lưu giữ mẫu và phương pháp bảo quản.

Kỹ thuật bảo quản mẫu

Để làm giảm tối đa nguy cơ bay hơi và phân hủy các thành phần tạp chấttrong mẫu do vi sinh, mẫu cần được bảo quản lạnh, càng lạnh càng tốt nhưngkhông để đóng băng Ngay sau khi lấy mẫu, chai đựng mẫu nên được xếp vàohộp xốp được ướp lạnh bằng đá để vận chuyển về phòng thí nghiệm phân tích

Khi lấy mẫu trộn, thùng đựng mẫu cần được giữ lạnh ở 4oC trong suốt quátrình thu mẫu Mẫu về tới phòng thí nghiệm cần được phân tích càng sớm càngtốt, nếu không thì phải làm lạnh mẫu ở 4oC

Sử dụng hóa chất để bảo quản mẫu chỉ thực hiện khi biết chắc chắn rằng

nó không ảnh hưởng đến chỉ tiêu phân tích Khi sử dụng, hóa chất được đưa vàochai khi chưa có nước với cùng tỷ lệ cho các chai sử dụng Không có loại hóachất riêng biệt nào có thể sử dụng cho mọi mục tiêu bảo quản mà nó chỉ phù hợpvới từng đối tượng cụ thể, một chất bảo quản tốt cho chỉ tiêu này có thể ảnhhưởng xấu tới chỉ tiêu cần phân tích khác Trong trường hợp trên cần phải lấymẫu riêng biệt để phân tích Tất cả các phương pháp và hóa chất bảo quản đều

tỏ ra không có hiệu quả đối với các chất lơ lửng Formaldehyde là chất gâynhiều thay đổi đặc trưng của nước vì vậy không nên sử dụng nó vào mục tiêulàm chất bảo quản

Bảo quản mẫu bằng hóa chất thường được dùng hạn chế, chỉ dùng trongmột số trường hợp để kìm hãm sự hoạt động của vi sinh, chống lắng kết tủa củakim loại nặng, hạn chế sự hao hụt của chất hữu cơ dễ bay hơi và ngăn cản cácphản ứng tạo ra hoặc loại trừ các chất trong mẫu

Hóa chất thích hợp dùng cho một số đối tượng cụ thể được ghi trong bảng 1

B ng 1 Ch d n v thao tác l y m u (theo Tiêu chu n Hi p h i s c kh eỉ dẫn về thao tác lấy mẫu (theo Tiêu chuẩn Hiệp hội sức khỏe ẫn về thao tác lấy mẫu (theo Tiêu chuẩn Hiệp hội sức khỏe ề thao tác lấy mẫu (theo Tiêu chuẩn Hiệp hội sức khỏe ấy mẫu (theo Tiêu chuẩn Hiệp hội sức khỏe ẫn về thao tác lấy mẫu (theo Tiêu chuẩn Hiệp hội sức khỏe ẩn Hiệp hội sức khỏe ệp hội sức khỏe ội sức khỏe ức khỏe ỏe

c ng ội sức khỏe đồng Mỹ, APHA 1995)ng M , APHA 1995)ỹ, APHA 1995)

S

TT

Chỉ tiêu Loại chai:

nhựa (N), thủy tinh

Thể tích mẫu tối thiểu

Kiểu mẫu đơn(đ),

Bảo quản Thời gian lưu

giữ tối đa, giờ(g), ngày

(tt ) (ml) trộn (t) (ng) An

toàn /quy định.

H 3 PO 4 để pH <2

7 ng / 28 ng

càng tốt hoặc cho thêm H 2 SO 4 để pH<2, làm lạnh

7ng / 28ng

được lưu giữ

500 đ, t Lọc ngay để phân

tích dạng tan, cho thêm HNO 3 để pH<2

hoặc cho thêm

H 2 SO 4 để pH<2, làm lạnh

hoặc giữ lạnh

48g / 48g (48ng nếu nước được khử trùng với clo

23 Nitrat + Nitrit N, tt 200 đ, t Thêm H 2 SO 4 để

7ng / 7ng, cho tới khi chiết hoặc 40 ngày sau khi đã chiết

kẽm axetat/100ml;

cho NaOH để pH>9

7ng/28ng

quy mô khác nhau, từ quy mô của hộ gia đình đến cấp nước từ các trạm có quy

mô khác nhau Nguồn nước cấp cho sinh hoạt từ nước mặt hoặc ngầm phụ thuộcvào điều kiện tự nhiên của địa phương

Chịu trách nhiệm về quản lý cấp nước sinh hoạt nông thôn là Trung tâmNước sinh hoạt và Vệ sinh môi trường nông thôn tại các tỉnh Để giám sát chấtlượng nước sinh hoạt một số trung tâm đã xây dựng các phòng thí nghiệm phântích nước hoặc đã trang bị một số phương tiện nhất định để theo dõi (một phần)chất lượng nước phục vụ cho mục đích giám sát và hoạt động sản xuất của cáctrạm cấp nước Ngoài ra, tại các tỉnh, cơ quan y tế dự phòng là những đơn vịchuyên môn có trách nhiệm giám sát chất lượng nước sinh hoạt với mục tiêuđảm bảo an toàn về sức khỏe cho người sử dụng

Tiêu chuẩn vệ sinh ăn uống ở mỗi quốc gia hoặc nhóm quốc gia (cộngđồng châu Âu EC) được quy định cụ thể, tùy thuộc vào hoàn cảnh kinh tế, xãhội, trình độ khoa học của họ Tiêu chuẩn vệ sinh (an toàn) thường có xu hướng

ngày càng ngặt nghèo hơn nhằm mục đích bảo vệ tốt hơn sức khỏe cho người sửdụng

Tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn 1329/2002/BYT/QĐ ngày 18/4/2002 do bộ y

tế ban hành là bản sao của tổ chức sức khỏe thế giới WHO đưa ra năm 1993

Tiêu chuẩn trên bao quát 112 chỉ tiêu cần kiểm soát trong đó tiêu chuẩncảm quan và các chất vô cơ chiếm 31 chỉ tiêu (chỉ tiêu 32, độ oxy hóa thật ra làthành phần chất hữu cơ) Kim loại nặng đáng quan tâm là 13: Sb, As, Ba, Cd,

Cr, Cu, Pb, Mn, Hg, Mo, Ni, Se, Zn Các hợp chất hữu cơ riêng biệt chiếm 75chỉ tiêu, mức nhiễm xạ 2 chỉ tiêu, vi sinh vật 2 chỉ tiêu

Tỷ lệ giữa các nhóm chỉ tiêu trên thể hiện sự ảnh hưởng đặc biệt của cácchất hữu cơ và kim loại nặng trong nước ăn uống và cần được kiểm soát Tuyvậy khả năng phân tích tất cả các chỉ tiêu theo WHO là ít khả thi trong kiếm soátchất lượng nước ăn uống ngay cả với các nước có trình độ phát triển cao nhất.Trong điều kiện cụ thể tại Việt Nam hiện nay, nhất là đối với vùng cấp nước chonông thôn, việc tuân thủ đầy đủ theo quy định 1329/2005/BYT/QĐ là rất khókhăn Vì vậy năm 2005 Bộ Y tế đã ban hành thêm tiêu chuẩn quy định áp dụngtheo Quyết định số 09/2005/QĐ-BYT bao gồm 22 chỉ tiêu, trong đó có hai chỉtiêu vi sinh, còn lại là các chỉ tiêu cảm quan và các chất vô cơ (trừ độ oxy hóatheo KMnO4 là chất đặc trưng của chất hữu cơ), trong qui định đó có 6 chỉ tiêukim loại nặng đáng quan tâm (As, Cu, Pb, Mn, Hg, Zn) tỏ ra hợp lý hơn So sánhtrên cho thấy về phạm vi quan tâm đến các chỉ tiêu có ảnh hưởng đến tính antoàn của nguồn nước sinh hoạt theo 09/2005/QĐ-BYT là khá khiêm tốn

Khi phân tích các chỉ tiêu quy định, hai đặc trưng rất quan trọng là độchính xác của phép phân tích và tính đại diện của kết quả phân tích

5.2 Độ chính xác của phép phân tích

Trong phòng thí nghiệm, để phân tích một chỉ tiêu nào đó cần phải cóphương tiện (máy

móc, thiết bị, hóa chất) tương ứng và con người thực hiện công việc cụ thể đó

Quá trình phân tích trong phòng thí nghiệm nhìn chung bao gồm các thaotác: lấy mẫu ra

khỏi chai, xử lý mẫu (cô đặc, làm giàu, chiết, tách, phân hủy nhiệt…, đưa hóachất), đo trên máy móc.

Máy móc, thiết bị đúng chủng loại được hiệu chỉnh thường xuyên sẽ đảmbảo bước thực hiện sau cùng của phép đo Một thiết bị có thể đo nhiều chỉ tiêu,ngược lại một chỉ tiêu nào đó cần nhiều thiết bị đo mới xác định được

Quan trọng hơn cả là con người thực hiện phép đo đó, nói chính xác hơn

là thực hiện đúng các bước chuẩn bị trước khi đưa vào máy để đo Người thựchiện phân tích vì vậy không những cần được huấn luyện tốt về mặt tay nghề thaotác kỹ thuật mà quan trọng hơn là trình độ hiểu biết về bản chất của đối tượngcần phân tích, mối tương quan chuyển hóa giữa các yếu tố tồn tại trong nước, ví

dụ khi lượng clo dư trong nước lớn hơn 1mg/l (sau 30 phút) thì không cần xácđịnh thêm vi khuẩn E-coli, vì chúng đã bị tiêu diệt rồi

Hóa chất, dụng cụ thủy tinh, nước cất không đáp ứng tiêu chuẩn sẽ dẫnđến kết quả sai lệch, đặc biệt đối với các chỉ tiêu có hàm lượng thấp

Những kết quả phân tích chứa nhiều sai số thường xảy ra đối với các chỉtiêu có nồng độ thấp (kim loại nặng, chất hữu cơ) hoặc các chỉ tiêu khi phân tíchcần thực hiện qua nhiều bước Vì vậy, kết quả phân tích trong phòng thí nghiệm

có được chính xác hay không phụ thuộc vào người và phương tiện phân tích Rấtsai lầm nếu cho rằng chỉ cần có phương tiện đầy đủ, hiện đại là vấn đề đã đượcgiải quyết thỏa đáng

Tính đại diện

Đặc trưng quan trọng nhất khi phân tích mẫu nước là tính đại diện củamẫu phân tích, mà đặc trưng chất lượng nước thể hiện sự có mặt và mức độ(nồng độ) thì biến động liên tục theo thời gian và vị trí Ý kiến cho rằng khôngthể nào có được hai mẫu nước giống hệt nhau là hoàn toàn xác đáng Tuy tínhchất biến động của chất lượng nước là cố hữu, không tránh được nhưng chúngchỉ biến động trong một phạm vi nào đó mà thôi Sự biến động có nguyên nhân

từ bản chất sự việc hoặc từ các thao tác chủ quan của con người

Để có được mẫu mang tính đại diện cho một nguồn nước cần đánh giá,khâu lấy mẫu đại diện, bảo quản đúng là yếu tố đầu tiên cần được tuân thủ

Lấy mẫu để phân tích nhằm các mục đích: kiểm tra chất lượng của nguồnnước, kiểm tra chất lượng nước sau xử lý và khi đến tay người sử dụng (trongđường ống tại đầu vòi xả nước) Tùy thuộc vào mục đích khác nhau (trong bamục đích trên), các chỉ tiêu cần phân tích cũng khác nhau và vì vậy cách lấy vàbảo quản mẫu có những điểm khác biệt Phần trình bày tiếp theo là các hướngdẫn tổng thể về phương pháp lấy mẫu tại nguồn, tại trạm xử lý và tại đường ốngdẫn nước Chỉ dẫn cách bảo quản mẫu khi phân tích các chỉ tiêu cụ thể được thểhiện rõ trong bảng 1, đối với các chỉ tiêu được quy định trong 09/2005/QĐ-BYTthì được in đậm.

5.3 Lấy mẫu trong thực tiễn

Do mục đích lấy mẫu để phục vụ một mục tiêu cụ thể nào đó như đánhgiá chất lượng nguồn nước, tình trạng vệ sinh của nước cấp hay cụ thể hơn làphân tích các chỉ tiêu vi sinh, các chỉ tiêu hóa lý, hóa học, phân tích khí tantrong nước Để phân tích các đặc trưng nêu trên phải sử dụng các phương pháp

và điều kiện khác nhau vì vậy việc lấy mẫu cũng cần các điều kiện tương ứng

5.3.1 Đánh giá nguồn nước

Đánh giá một nguồn nước sử dụng cho sinh hoạt cần áp dụng tối đa cácphương pháp khác nhau để xác định được càng nhiều chỉ tiêu càng tốt, đặc biệtcác chỉ tiêu dễ thay đổi Ngoài các chỉ tiêu phân tích tại phòng thí nghiệm cầnđặc biệt chú ý (hoặc phân tích bằng các dụng cụ thích hợp) như độ đục, độ màu,mùi, thoát khí Ví dụ về mùi có thể mô tả chi tiết như -mùi hắc, tanh, chua, mùimốc, mùi tanh của bùn Tốt hơn cả là nếu xác định được là mùi sinh ra từ khísunfua hydro, chất hữu cơ dễ bay hơi, do sắt, do axit humic Ngoài ra nên ghinhận các chỉ thị về sinh học (thực vật, động vật), ví dụ mật độ tảo, rong, rêu haycác loại động vật phù du

5.3.2 Mẫu phân tích vi sinh

Sử dụng đủ một lượng chai cần thiết đã được khử trùng triệt để, tốt nhất làchai thủy tinh được nắp kín Cần ngăn ngừa nhiễm bẩn vi sinh ngoại lai

Lượng nước cần thiết để phân tích vi sinh dao động từ 0,25 lít đến 3 lít.Đối với phân tích vi sinh vật đặc chủng, ví dụ loại Salmonellae, Clostridia (khửsulfite), loại khử sunfat…thì cần lượng mẫu tới nhiều lít.

Đối với các nguồn nước cấp sử dụng cho sinh hoạt, ngoài các khảo sát tạichỗ luôn cần có thông tin về tin về tình trạng vệ sinh của nguồn bao gồm cả cácchỉ tiêu vi sinh Khi lấy mẫu để phân tích vi sinh tại các đường ống dẫn nướccần phải khử trùng vòi vặn nước (bằng lửa) và xả nước khoảng 3 phút trước khilấy mẫu

Trong trường hợp không sử dụng hóa chất khử trùng (cho chai đựng) thìchai thủy tinh có thể khử trùng bằng nước sôi, tuy vậy cần chú ý để chai không

bị nhiễm trùng trở lại trong lúc làm nguội Nếu chai được khử trùng bằng cáchóa chất, ví dụ clo hoạt động thì phải làm mất tác dụng của nó, ví dụ cho thêmchất khử là natri thiosulfat (để loại bỏ clo) trước khi đựng nước, nếu không bảnthân chất khử trùng sẽ tiêu diệt vi sinh tồn tại trong nguồn nước (cần đánh giá)

5.3.3 Mẫu phân tích chỉ tiêu hóa lý

Các chỉ tiêu hóa lý cần phân tích trong nước sinh hoạt không nhiều vàkhông khó xác định như nhiệt độ, pH, độ dẫn điện, thế oxy hóa khử (ORP)

Khi lấy mẫu để xác định các chỉ tiêu hóa lý cần chú ý đến khả năng thâmnhập vào nước hoặc thoát ra khỏi nước của các chất khí Ví dụ khi khí thấm vàonước có thể gây ra hiện tượng oxy hóa của sắt (II), nước trở nên đục và thay đổithế oxy hóa khử Tình trạng thay đổi độ dẫn điện cũng có thể xảy ra khi có kếttủa canxi carbonat, sắt hydroxit, asxit silic, khi khí CO2 thoát ra từ nước (tăngpH) Vì vậy phương pháp lấy mẫu cần thích ứng với mục tiêu đánh giá

5.3.4 Mẫu phân tích chỉ tiêu hóa học

Chất liệu và kích cỡ chai đựng mẫu là yếu tố quan trọng đối với phân tích cácchỉ tiêu hóa học Nồng độ các chất khử trùng như clo hoạt động, ozon cần được

đo ngay sau khi lấy mẫu vì chúng rất dễ tự phân hủy

Mẫu chứa các thành phần dễ thay đổi như Fe(II), H2S, HS-, phenol, xianuacần phải hãm tại địa điểm lấy mẫu Khí CO2, O2 cần được đo ngay tại hiệntrường vào thời điểm lấy mẫu

5.3.5 Chỉ dẫn cách lấy mẫu nước ngầm

Mẫu nước nguồn gồm nước mặt, nước ngầm khi đánh giá cần tuân thủmột số tiêu chí cụ thể

Đối với nước mặt, một số chỉ tiêu cần xác định tại hiện trường, ví dụ tốc

độ dòng chảy, hoặc tốc độ nạp nước vào nguồn Vị trí lấy mẫu theo tọa độ, độsâu của mẫu nước (phân tầng nhiệt), cũng như tình trạng của nguồn nước, kiểulấy mẫu trộn, mẫu tích hợp cần được ghi chép cẩn thận Các chỉ thị sinh học(tình trạng sống của động vật, thực vật) được quan sát cùng với oxy hòa tan Cácchỉ tiêu pH, nhiệt độ, CO2, O2, độ dẫn điện, độ đục, thế oxy hóa khử (ORP), độmàu cần được đo trực tiếp tại hiện trường

Mẫu nước ngầm được lấy từ giếng đang sử dụng hoặc từ lỗ khoan, giếngđào (hiện nay sử dụng không nhiều) với tính chất của nó gần giống với nướcmặt Mục tiêu lấy mẫu là để đánh giá các chỉ tiêu vi sinh, hóa lý hoặc hóa học vìvậy cần tuân thủ các hướng dẫn cụ thể Ngoài ra, mẫu nước ngầm cần được bổxung thêm các thông tin: lấy mẫu lúc đang thử bơm, tốc độ bơm nước, độ sâucủa giếng, nếu có thể thì thêm điều kiện thủy văn của nguồn

Một số vấn đề cần tham khảo Tóm tắt một số kiến thức cơ bản về các phương pháp

Ba2+ + SO42- = BaSO4Sau đó xác định khối lượng BaSO4 bằng cân và suy ra khối lượng S.Phương pháp khối lượng có độ chính xác cao nhưng quá trình xác định phức tạp

và yêu cầu có khối lượng xác định đủ lớn

1.2 Những yêu cầu của phương pháp

- Phản ứng phải kết tủa hoàn toàn

- Không có các phản ứng phụ tạo thành các kết tủa khác.

- Hạt kết tủa tạo thành phải đủ lớn để hạn chế sự hấp phụ và dễ lọc

- Kết tủa phải có công thức xác định sau khi sấy hoặc nung

- Kết tủa phải được rửa sạch trước khi sấy hoặc nung

- Khối lượng được xác định khi đã sấy kết tủa đến khối lượng không đổi

- Khối lượng được xác định khi đã sấy kết tủa đến khối lượng không đổi

1.3 Các bước tiến hành

- Kết tủa ion xác định trong điều kiện (môi trường, nhiệt độ) để kết tủachọn lọc và đạt yêu cầu tốt cho việc hình thành hạt tinh thể

- Để lắng hoặc quay ly tâm Lọc rửa sạch kết tủa

- Sấy hoặc nung kết tủa đến khối lượng không đổi

- Cân khối lượng kết tủa

- Tính khối lượng quy về hàm lượng cần xác định

2.2 Những yêu cầu của phương pháp thể tích

- Phản ứng chuẩn độ phải hoàn toàn và xảy ra nhanh

- Tại điểm tương đương (kết thúc chuẩn độ) phải có một bước nhảy vọt thếnồng độ chất xác định có khả năng làm thay đổi đột ngột màu sắc của cácchỉ thị màu

- Không có phản ứng phụ

2.3 Đương lượng của một chất và định luật đương lượng

2.3.1 Đương lượng của một chất

2.3.1.1 Khái niệm đương lượng: Trong một phản ứng hóa học xác định, đương

lượng của một chất là khối lượng chất đó phản ứng tương đương với mộtnguyên tử hydro

2.3.1.2 Đương lượng của một chất

- Trong phản ứng trao đổi, đương lượng của một chất bằng phân tử lượngcủa chất đó chia cho tổng số hóa trị các cation trao đổi Ví dụ trong cácphản ứng sau:

H2SO4 + 2 NaOH = Na2SO4 + 2 H2O

04 , 49 2

08 , 98 2

4 , 400 6

4 4

04 , 49 6

22 , 294 6

7 2 2 7

2

K

M Đ

FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

Fe+2 - 1e = Fe+3

Mn+7 + 5e = Mn+2

92 , 151 1

92 , 151 1

4

FeSO

M Đ

60 , 31 5

03 , 158 5

4

KMnO

M Đ

2.3.1.3 Định luật đương lượng: Trong các phản ứng hóa học các chất tác dụng

theo số đương lượng bằng nhau

2.4 Dung dịch và các loại nồng độ dung dịch

2.4.1 Các loại nồng độ dung dịch

2.4.1.1 Nồng độ phân tử (mol), ký hiệu M là số phân tử gam chất tan chứa trong

1 lít dung dịch (hay số mili phân tử gam chứa trong 1 ml dung dịch)

Ví dụ: Dung dịch NaOH 0,5M có nghĩa là trong 1 lít dung dịch có chứa 0,5 molNaOH (40 g x 0,5 = 20 g NaOH)

2.4.1.2 Nồng độ đương lượng (e), ký hiệu N là số đương lượng gam chất tan

chứa trong 1 lít dung dịch (hay số mili đương lượng gam chứa trong 1 ml dungdịch)

Ví dụ dung dịch H2SO4 0,1N có nghĩa là trong 1 lít dung dịch có chứa 0,1 đươnglượng H2SO4 ( 49 g x 0,1 = 4,9 g)

2.4.1.3 Nồng độ phần trăm (%) khối lượng (W/W) biểu thị số gam chất tan trong

100 g dung dịch

2.4.1.4 Nồng độ phần trăm (%) khối lượng thể tích (W/V) biểu thị số gam chất

tan trong 100 ml

2.4.1.5 Tỉ lệ pha loãng n:m có nghĩa là pha n thể tích dung dịch với m thể tích

nước Ví dụ HCl 1:2 là dung dịch pha một thể tích HCl đặc với 2 thể tích nước

H2SO4 0,2 N = H2SO4 0,1 M (trong phản ứng trao đổi 2 H+)

Vo: Thể tích dung dich tiêu chuẩn tác dụng (ml)

No: Nồng độ đương lượng dung dịch tiêu chuẩn

Đ: Đương lượng chất xác định

Cần lưu ý là đương lượng gam của một chất phụ thuộc vào phản ứng

Ví dụ 1: Khi chuẩn độ Na2CO3 bằng chỉ thị màu phenol phtalein bằng HCl, phảnứng chỉ đến mức : Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl

106 1

I Trong phòng phân tích nông hóa thổ nhưỡng thường sử dụng các dung dịch

H2SO4, HCl, HNO3, NaOH, K2Cr2O7, KMnO4, Na2S2O3, AgNO3, FeSO4, TrilonB

Đa số do các dung dịch chỉ pha được có nồng độ gần đúng do các chất ở thể rắnhút ẩm hoặc không nguyên chất, các dung dịch có nồng độ không chính xác.Thường phải pha lượng dư để có nồng độ cao hơn tính toán lý thuyết một chútsau đó điều chỉnh để được nồng độ cần thiết

Ví dụ: Theo lý thuyết pha 1 lít dung dịch NaOH 0,1 N cần 0,4 g NaOH Khôngcần thiết cân chính xác mà cân nhanh trên cân kỹ thuật 4,1 g pha thành 1 lít đểđược dung dịch khoảng 0,1 N Cần thiết phải xác định nồng độ chính xác củadung dịch bằng cách chuẩn độ với một dung dịch chuẩn khởi đầu

II Dung dịch chuẩn khởi đầu là những dung dịch chuẩn bắt đầu từ nó để xácđịnh nồng độ các dung dịch khác Các dung dịch chuẩn khởi đầu được chuẩn bịbằng 2 cách:

- Sử dụng các ống chuẩn (ống thủy tinh chứa khối lượng tiêu chuẩn đủ đểpha thành 1 lít dung dịch tiêu chuẩn bằng nước cất)

- Sử dụng các chất khởi đầu (chất gốc) là những chất tinh khiết, bền vững,

có thành phần không thay đổi khi hòa tan, đương lượng gam lớn để có thểcân một lượng chính xác pha thành một dung dịch có nồng độ chính xác.Các chất khởi đầu thường sử dụng là natri tetraborat Na2B4O7 10 H2O,axit oxalic H2C2O4 2 H2O, kali dicromat K2Cr2O7, natri clorua NaCl,magie clorua MgCl2

2.4.3 Pha loãng và điều chỉnh nồng độ dung dịch

, 0

2 , 0 1000

101 , 0 980



Số ml nước cần cho thêm vào 980 ml dung dịch NaOH 0,101 N để có dung dịchnồng độ 0,1 N: 989,8 - 980 = 9,8 ml

2.4.4 Bảo quản dung dịch chuẩn

2.4.4.1 Độ chính xác của dung dịch chuẩn có ý nghĩa quyết định sự chính xác

của sự xác định Do đó cần thiết pha chế và bảo quản tốt

2.4.4.2 Dung dịch kiềm (NaOH, KOH ) cần đựng trong bình có “bẫy” vôi tôi

xút chống xâm nhập CO2 Xác định nồng độ trước khi sử dụng

2.4.4.3 Dung dịch KMnO 4 , AgNO 3 cần đựng trong lọ nâu, để nơi tối, xác địnhnồng độ trước khi sử dụng.

2.4.4.4 Các dung dịch chuẩn gốc cần bảo quản nơi mát, tối và có sự quản lý

chặt chẽ

2.5 Các phương pháp chuẩn độ.

2.5.1 Chuẩn độ trực tiếp

2.5.1.1 Nguyên lý: chuẩn độ trực tiếp là phương pháp sử dụng phản ứng trực

tiếp chất xác định với dung dịch chuẩn

Ví dụ: chuẩn độ dung dịch NaOH bằng dung dịch chuẩn HCl dùng chỉ thị màuphenolphtalein (hoặc metyl da cam )

2.5.1.2 Công thức tính:

Nếu gọi: V1: Thể tích dung dịch xác định (ml)

N1: Nồng độ đương lượng dung dịch xác địnhm: Khối lượng chất xác định (mg)

Đ: Đương lượng chất xác định

Vo: Thể tích dung dịch tiêu chuẩn (ml)

No: Nồng độ đương lượng dung dịch tiêu chuẩn

Ta có V1.N1 = Vo.No

1 1

.

V

N V



m = Vo No Đ

2.5.2 Phương pháp chuẩn độ ngược

2.5.2.1 Nguyên lý: chuẩn độ ngược là phương pháp chuẩn độ lượng dư, dùng 2

dung dịch chuẩn Trước tiên cho một lượng dư dung dịch tiêu chuẩn tác dụnghết chất cần xác định, sau đó dùng dung dịch chuẩn 2 xác định lượng dư dungdịch chuẩn 1

Phương pháp này sử dụng cho các trường hợp gặp khó khăn khi chuẩn độ trựctiếp (như khó phát hiện điểm tương đương hay chất xác định là chất khí)

Ví dụ xác định chất hữu cơ bằng cách chuẩn độ ngược, cho một thể tích chínhxác dung dịch chuẩn K2Cr2O7 dư để oxy hóa chất hữu cơ, sau đó chuẩn độ lượng

dư K2Cr2O7 bằng dung dịch chuẩn FeSO4

2.5.2.2 Công thức tính:

Nếu gọi: V1: Thể tích dung dịch chuẩn 1 (ml)

N1: Nồng độ đương lượng dung dịch chuẩn 1

V2: Thể tích dung dịch chuẩn 2 (ml)

N : Nồng độ đương lượng dung dịch chuẩn 2

m: Khối lượng chất xác định (mg)Đ: Đương lượng chất xác định

Ta có: m = (V1 N1 - V2 N2) Đ

2.5.3 Phương pháp chuẩn độ chất thế.

2.5.3.1 Nguyên lý: phương pháp chuẩn độ chất thế là phương pháp chuẩn độ

trực tiếp với một chất thay thế có số đương lượng bằng số đương lượng chất xácđịnh

2.5.3.2 Công thức tính: như với chuẩn độ trực tiếp trong đó Đ là đương lượng

của chất xác định

2.6 Các phương pháp phân tích thể tích

2.6.1 Phương pháp trung hòa

2.6.1.1 Nguyên lý: Phương pháp trung hòa là các phương pháp dùng phản ứng

trung hòa để xác định bao gồm:

- Các phản ứng của axit mạnh và bazơ mạnh:

Ví dụ: NaOH + HCl = NaCl + H2O

Tại điểm tương đương dung dịch có pH = 7,0

- Các phản ứng của axit mạnh và bazơ yếu:

Ví dụ: NH4OH + HCl = NH4Cl + H2O

Tại điểm tương đương muối NH4Cl thủy phân, dung dịch có độ pH <7

NH4+ + H2O = NH4OH + H+

- Các phản ứng của axit yếu và bazơ mạnh:

Ví dụ: CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O

Tại điểm tương đương muối CH3COONa thủy phân, dung dịch có độ pH >7

CH3COO- + H2O = CH3COOH + OHPhương pháp trung hòa bao gồm cả các phản ứng của axit với các muối tạothành từ axit yếu và bazơ mạnh, hoặc các muối axit

là “bước nhảy pH)

- Bước nhảy càng thu hẹp khi nồng độ càng loãng và độ điện ly của axit hoặcbazơ càng nhỏ.

- Với các axit có nhiều nấc điện ly (như H3PO4), mỗi nấc điện ly ứng với mỗibước nhảy và khi độ điện ly tương ứng càng nhỏ thì bước nhảy càng ngắn Khi

độ điện ly quá nhỏ thì không có bước nhảy (như với H2CO3 hay HPO42-)

- Đường chuẩn độ axit mạnh và bazơ mạnh (HCl 0,1 N và NaOH 0,1 N) có bướcnhảy rộng từ khoảng pH = 4 đến pH = 10, sự đổi màu sẽ rất rõ rệt với tất cả chỉthị màu có khoảng đổi màu phù hợp như phenolphatalein (8,2 - 10,0), timonxanh (8,0 - 9,6), bromotimon xanh (6,0 - 7,6), metyl da cam (3,1-4,4) Nhưngchuẩn độ axit yếu (CH3COOH) và bazơ mạnh (NaOH) chỉ có thể sử dụng chỉ thịmàu phenolphatalein (8,2 - 10,0) hay timonphtalein (9,3-10,5) chuẩn độ axitmạnh (HCl) với bazơ yếu (NH4OH) chỉ có thể sử dụng metyl da cam (3,1-4,4_hay metyl đỏ

- Trong một số trường hợp có thể sử dụng hỗn hợp chỉ thị màu nưh hỗn hợpTasiro là hỗn hợp của metyl đỏ với metylen xanh, có ý nghĩa phối màu vàng - đỏcủa metyl đỏ với màu xanh nền của metylen xanh thành màu xanh biển - xanhlục dễ nhận ra sự đổi màu

- Trường hợp các axit quá yếu như H2CO3 có thể chuẩn độ ngược bằng cách xácđịnh chuẩn độ các muối của nó với bazơ mạnh

2.6.2 Phương pháp oxy hóa khử

2.6.2.1 Nguyên lý: phương pháp oxy hóa khử là phương pháp dùng phản ứng

oxy hóa khử để xác định, thường sử dụng có:

- Phương pháp pemanganat sử dụng KMnO4 làm chất oxy hóa trong môi trường

2.6.2.2 Các phương pháp oxy hóa khử

a) Phương pháp pemanganat thường được sử dụng để xác định Fe+2, xác địnhchất hữu cơ Phương pháp này không cần sử dụng chất chỉ thị màu vì bản thânmột giọt KMnO4 loãng dư đã làm toàn bộ dung dịch chuẩn màu hồng đặc trưngchỉ thị cho điểm tương đương

- KMnO4 là một chất oxy hóa mạnh, không bền, trong dung dịch dễ bị phản ứngphân tích do ánh sáng, do đó cần bảo quản trong bình nâu và cần xác định nồng

độ chính xác trước khi sử dụng

- Do mangan có nhiều hóa trị (+7, +6, +5, +4, +2) nên phản ứng khử Mn+7 

Mn2+ cần có đủ môi trường axit, sử dụng H2SO4 (Cl- bị oxy hóa)

- Dụng cụ (buret, pipet ) đựng dung dịch KMnO4 sau khi sử dụng cần rửa sạchngay, tránh bám bẩn MnO2.

- Xác định chính xác nồng độ KMnO4 bằng dung dịch tiêu chuẩn axit oxalic

H2C2O4 2H2O 0,1 N: Dùng pipet lấy 20 ml dung dịch H2C2O4 2H2O 0,1 N chovào bình tam giác , thêm 15 ml H2SO41:4 Đun nóng nhẹ đến 80oC Chuẩn độđến khi xuất hiện màu hồng nhạt bền sau 1 phút

b) Phương pháp dicromat thường được sử dụng để xác định Fe+2, xác định chấthữu cơ Trong phản ứng Cr2O7-2 màu da cam chuyển thành Cr+3 màu xanh lácây Phương pháp cần sử dụng các chỉ thị oxy hóa khử, thường dùng là:diphenylamin, axit phenylantranilic, bari diphenylamin sunfonat

- K2Cr2O7 là một chất oxy hóa mạnh nhưng bền, có thể sử dụng làm chất chuẩngốc, nồng độ dung dịch không thay đổi trong quá trình bảo quản

- K2Cr2O7 oxy hóa trong môi trường axit từ Cr+6  Cr+3 khi đun nóng có khảnăng oxy hóa HCl và do đó không sử dụng môi trường HCl

- Sự chuẩn độ dicromat khi sử dụng các chỉ thị màu oxy hóa khử thường có mộtvài yếu tố ảnh hưởng thường gặp là Fe+3 làm sự đổi màu không rõ rệt, cần dấu

- Trong nông nghiệp phương pháp iôt thường sử dụng khi xác định chỉ số iot củachất béo, trong xác định oxy hòa tan trong nước

Trong nông nghiệp thường được sử dụng nhất là phương pháp chuẩn độ bằngTrilon B (hay complexon III) là muối dinatri của axit etylen diamin tetra axetic(viết tắt là EDTA) có công thức:

Được viết gọn là Na2H2Y

2.6.4.2 Phản ứng tạo phức là phản ứng không phụ thuộc hóa trị, ngoài hóa trị

thông thường còn có các liên kết phối trí, 1 phân tử Trilon B luôn luôn liên kếtvới 1ion kim loại, không phụ thuộc hóa trị của nó Trong các phản ứng với ionkim loại luôn luôn giải phóng 2H+ và do đó đương lượng gam của Trilon B = ½phân tử gam

Na2H2Y = 2 Na+ + H2YTrong điều kiện thích hợp Trilon B kết hợp với kim loại hóa trị 2, hóa trị 3 vàhóa trị 4

2 bền vững ở pH cao hơn Do vậy khi chuẩn độ cần duy trì ở một độ pH thíchhợp Lại cần chú ý rằng khi chuẩn độ Trilon B giải phóng 2 H+, do đó luôn phảigiữ độ pH ổn định bằng một dung dịch đệm

b) Nhietj độ tăng làm tăng tốc độ phản ứng tạo phức Trong một số trường hợpnên xác định ở nhiệt độ 40 - 60oC

c) Độ bền của complexonat được biểu thị bằng hằng số không bền pK

CaY

Y Ca K

pK = - lg K = 10,96

pK càng lớn thì phức chất càng bền (độ phân ly nhỏ)

N-CH2-CH2-N 2H2O

Trong một dung dịch có nhiều cation kim loại tự do thì Trilon B sẽ liên kết trướcvới cation có hằng số không bền cao hơn Ví dụ: nếu 2 cation Fe+3 và Al+3 cùng

có mặt trong một dung dịch thì Trilon B sẽ tạo phức với Fe+3 trước vìcomplexonat sắt có pK = 25,1 lớn hơn complexonat nhôm có pK = 16,13

d) Các ion cản trở và phương pháp che:

Do Trilon B có khả năng tạo phức với rất nhiều cation do đó ngoài việc ổn định

độ pH cho từng phản ứng xác định còn phải che dấu các cation khác cùng cóphản ứng ở cùng độ pH Các chất che phải tạo phức bền với các cation cản trởnhưng không có phản ứng với cation xác định

Các chất che thường dùng là:

KCN để che Fe, Cd, Hg, Cu, Zn, Ag, Ni, Co

Triethanolamin để che Fe, Al, Mn

Dimecaptopropand để che Zn, Cd, Hg, Sb, Sn, Pb, Bi

NH4F để che Al, Ti

Cũng có thể kết hợp che với kết tủa ion cản trở, ví dụ: dùng NH4OH kết tủa Al3+,

Fe3+ hay Feroxyanua kết tủa Fe3+

2.6.4.4 Các chỉ thị thường dùng trong chuẩn đô Trilon B

Có rất nhiều loại chỉ thị màu dùng để chuẩn độ Trilon B, sau đây là một số loạithường dùng nhất:

- Cromogen đen ETOO (còn gọi là Eriochromo đen T) công thức

C20H13O7N2SNa, thường được dùng để xác định tổng số Ca2+ và Mg2+ ở pH = 10,dạng tự do có màu xanh biển, dạng liên kết với Ca2+ và Mg2+ có màu đỏ mận.Cùng loại có cromo xanh đen và cromo xanh K

- Metyl timon xanh, dạng tự do có màu tím, dạng liên kết có màu xanh biển Sửdụng giống như cromogen nhưng có ưu điểm không bị cản trở của Cu2+.

- Murexit (C6H8N6O6 2 H2O) là muối amon của axit pupurovic thường dùng đểxác định Ca2+ tại pH = 12 (tại đó Fe3+, Al3+, Mg2+ đã kết tủa) Khi kết hợp Ca2+ cómàu hồng, dạng tự do có màu tím, màu kém bền nên chỉ cho chỉ thị trước khichuẩn độ

- Florexin (còn gọi là calcein), tại pH = 13 tạo phức với Ca, Sr, Ba có màu dacam - hồng và đặc biệt có phát huỳnh quang màu lục

- Patton reeder C21H14N2O5S là chỉ thị xác định Ca2+ tại pH = 12, có ưu điểm màubền và rõ hơn Murexit Dang liên kết với Ca2+ có màu đỏ nâu, dạng tự do cómàu xanh biển

- Ngoài ra còn nhiều chỉ thị khác như axit sunfosalicilic, sufoxianua dùng xácđịnh Fe+3, dithizon xác định Zn+2, cromazuron S xác định Al+3

3 Phương pháp phân tích hóa lý - Phương pháp trắc quang

Io = Ir + Ia + ItThường Ir không đáng kể, Io và It có thể đo trực tiếp và Ia = Io - It

- Dựa trên thực nghiệm Bugơ và Lambe thiết lập định luật, phát biểu như sau:Những lớp chất có chiều dày đồng nhất trong những điều kiện khác như nhauluôn luôn hấp thụ một tỷ lệ như nhau của chùm sáng rọi vào những hợp chất đó:

It = Io.e-KII: chiều dày lớp hấp thụ

K: hệ số tắt, hệ số này chỉ phụ thuộc bản chất chất tan và bước sóng ánh sángchiếu vào dung dịch Do đó định luật này chỉ đúng có tia đơn sắc

Khi nghiên cứu sự hấp thụ ánh sáng bởi dung dịch, Bia (Beer) đã thiết lập biểuthức quan hệ giữa hệ số tắt với nồng độ chất hấp thụ:

K = .CKết hợp Bugơ - Lambe - Bia ta có:

It = Io e-.C.I hay It = Io 10-.C.INếu nồng độ C được tính là mol/l, chiều dày lớp dung dịch là cm,  được gọi là

hệ số tắt phân tử hay hệ số hấp thụ phân tử,  là một đại lượng phụ thuộc bảnchât của chất tan, bước sóng và nhiệt độ

- Dựa vào định luật Bugơ - Lambe - Bia về mối quan hệ giữa cường độ ánh sángvới nồng độ dung dịch có thể dùng công cụ đo cường độ ánh sáng để xác địnhnồng độ dung dịch theo phương pháp trắc quang.

3.2 Một số thuật ngữ và đại lượng sử dụng trong phương pháp trắc quang

- Độ truyền qua (T) là tỷ số cường độ của chùm sáng đi ra sau dung dịch (It) vớichùm sáng đi vào (Io):

I C

It T

Chính vì vậy các máy trắc quang đều phải có bộ phận (kính lọc màu hoặc thiết

bị tách màu) gọi chung là lọc màu để tách tia sáng đơn sắc có bước sóng thíchhợp

Nếu sử dụng kính lọc màu có thể dựa vào màu của dung dịch để xác định màucủa kính lọc như sau:

Màu của dung dịch Màu của kính lọc

- Tiến hành đo mật độ quang (hay phần trăm độ truyền qua) của dãy dung dịchchuẩn và lập đồ thị chuẩn

- Đo mật độ quang ( hay phần trăm độ truyền qua) của mẫu xác định và dựa vào

đồ thị chuẩn để xác định nồng độ chất cần xác định