(Luận văn) ứng dụng công nghệ kỹ thuật số vào xác định hàm lượng sắt tổng trong nước mặt

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM ĐẶNG THỊ THUÝ ANH Tên đề tài: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT SỐ XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SẮT TỔNG TRONG NƯỚC MẶT KHÓA LUẬN TỐT NGHỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chun ngành : Khoa học mơi trường Khoa : Mơi trường Khóa học : 2014 - 2018 Thái Nguyên – tháng năm 2018 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM - ĐẶNG THỊ THUÝ ANH Tên đề tài: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT SỐ XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SẮT TỔNG TRONG NƯỚC MẶT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chun ngành/ngành : Khoa học mơi trường Lớp : 46 - KHMT - N02 Khoa : Mơi trường Khóa học : 2014 - 2018 Giảng viên hướng dẫn : PGS TS Trần Văn Điền Thái Nguyên – tháng năm 2018 LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành báo cáo thực tập tốt nghiệp, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất quý thầy cô, người cho em kiến thức bản, học, kinh nghiệm q báu để em hình dung cách khái quát cần làm bước vào tập áp dụng kiến thức trình thực tập viết chuyên đề Đặc biệt em xin cảm ơn thầy giáo PGS.TS.Trần Văn Điền, người tận tình hướng dẫn em suốt thời gian thực tập Sự bảo tận tình chu đáo thầy giúp em hoàn thành báo cáo tốt hơn, giúp em nhận sai xót tìm hướng em gặp khó khăn bối rối Kế tiếp em xin cảm ơn đến Khoa Môi trường cho em hội thực tập Khoa xin cảm ơn tất thầy cô tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình thực tập cho em lời khuyên để em hồn thành báo cáo thực tập cách tốt Do thời gian thực tập có hạn kiến thức cịn nhiều hạn chế nên báo cáo thực tập tốt nghiệp khó tránh khỏi sai xót định Em mong thầy thông cảm cho em ý kiến để em rút nhiều kinh nghiệm cho than để sau trường em làm việc tốt Em xin chân thành cảm ơn ! Thái Nguyên, tháng năm 2018 Sinh viên thực Đặng Thị Thuý Anh BẢNG BẢNG MÃ HÓA MÀU SẮC CỦA HỆ MÀU RGB 69 BẢNG 3.1 ĐỊA ĐIỂM LẤY MẪU 72 BẢNG 4.1 QCVN 08-MT:2015/BTNMT: QUY CHUẨN KỸ THUẬT QUỐC GIA VỀ 83 BẢNG 4.2.GIÁ TRỊ RGB CỦA CÁC MẪU DUNG DỊCH NƯỚC PHA SẮT 84 BẢNG 4.3 PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG CHUẨN SỰ PHỤ THUỘC CỦA MÀU 84 BÀN BẢNG 4.4 BẢNG KẾT QUẢ THÔNG SỐ RGB CỦA CÁC MẪU NƯỚC MẶT TRÊN ĐỊA 85 BẢNG 4.5 KẾT QUẢ HÀM LƯỢNG SẮT TỔNG THEO PHƯƠNG PHÁP ĐO MÀU KỸ THUẬT SỐ 85 BẢNG 4.6 KẾT QUẢ HÀM LƯỢNG SẮT TỔNG TRONG CÁC MẪU NƯỚC MẶT BẰNG PHƯƠNG PHÁP UV-VIS 86 BẢNG 4.7 SAI SỐ HÀM LƯỢNG SẮT CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐO MÀU KỸ THUẬT SỐ SO VỚI PHƯƠNG PHÁP UVVIS: 86 HÌNH BIỂU ĐỒ TỌA ĐỘ KHƠNG GIAN MÀU SẮC CỦA HỆ MÀU RGB 68 HÌNH 3.1 HỐ CHẤT : FECL3.6H2O , PHENANTHROLIN , HCL 73 HÌNH 3.2 DUNG DỊCH PHA VỚI CÁC NỒNG ĐỘ KHÁC NHAU KHI PHA XONG 74 HÌNH 3.3 SAU KHI CHO THUỐC THỬ VÀ LẮC 10 PHÚT 75 HÌNH 3.4.MẪU NƯỚC SAU KHI PHÂN TÍCH .75 HÌNH 3.5.HỘP CHUN DỤNG ĐỂ CHỤP ẢNH 76 HÌNH 3.6 MỘT SỐ HÌNH ẢNH TONG QUÁ TÌNH THỰC HÀNH THÍ NGHIỆM HÌNH 3.7 PHẦN MỀM EXCEL 2013 ĐỂ TẠO BẢNG VÀ PHƯƠNG TRÌNH ĐƯỜNG CHUẨN 77 78 DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT Kí hiệu từ Ý nghĩa từ BTNMT Bộ tài ngun Mơi trường CHXHCN Cộng hịa xã hội chủ nghĩa HTNT Hấp thụ nguyên tử KLN Kim loại nặng NĐ -CP Nghị định - Chính phủ QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCCP Tiêu chuẩn cho phép TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU 46 1.1 TÍNH CẤP THIẾT 46 1.2 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI 47 1.2.1 MỤC TIÊU CHUNG 47 1.2.2 MỤC TIÊU CỤ THỂ 47 1.3 Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI 47 1.3.1 Ý NGHĨA TRONG HỌC TẬP VÀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 47 1.3.2 Ý NGHĨA TRONG THỰC TIỄN 47 CHƯƠNG II TỔNG QUAN TÀI LIỆU 49 2.1 CÁC KHÁI NIỆM 49 2.1.1 CÁC KHÁI NIỆM VỀ NƯỚC VÀ NƯỚC SẠCH 49 2.1.2 NGUỒN GỐC VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA KIM LOẠI NẶNG TRONG NƯỚC 50 2.2 SẮT, NGUỒN GỐC VÀ TÍNH CHẤT 51 2.3 GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG 61 2.4 PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUAN UV – VIS 64 2.5 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ KĨ THUẬT SỐ 66 2.6 CÁC NGHIÊN CỨU LIÊN QUAN: 70 CHƯƠNG III ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 71 3.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 71 3.2 ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU 71 3.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 71 3.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 71 3.4.1 PHƯƠNG PHÁP THU THẬP TÀI LIỆU THỨ CẤP 71 3.4.2 PHƯƠNG PHÁP LẤY VÀ XỬ LÝ MẪU NƯỚC MẶT 71 3.4.3 PHƯƠNG PHÁP BỐ TRÍ THÍ NGHIỆM 72 3.4.4 PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG ĐO MÀU 76 3.4.5 PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ SỐ LIỆU 79 CHƯƠNG IV CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐẠT ĐƯỢC 80 4.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA SẮT VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA SẮT TRONG NƯỚC 80 4.1.1 ĐẶC ĐIỂM CỦA SẮT VÀ CÁC HỢP CHẤT CỦA SẮT TRONG NƯỚC 80 4.1.4.GIÁ TRỊ CỦA SẮT TRONG CÁC LOẠI NƯỚC 82 4.2 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SẮT TRONG NƯỚC SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐO MÀU KỸ THUẬT SỐ 83 4.3 SO SÁNH KẾT QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG ĐO MÀU VỚI PHƯƠNG PHÁP UV – VIS 86 PHẦN 87 5.1 KẾT LUẬN 87 5.2 KIẾN NGHỊ 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 I TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT 89 II MỘT SỐ TRANG WEB: 89 PHỤ LỤC 90 CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết Hiện Việt Nam xuất liên tục khu công nghiệp với quy mơ lớn nhà máy xí nghiệp tạo xúc mơi trường suy thối nguồn tài nguyên thiên nhiên Đặc biệt môi trường nước môi trường bị tác động lớn Chính việc bảo vệ giữ gìn để mơi trường nước khơng bị nhiễm nhiệm vụ quan trọng Có nhiều nội dung việc bảo vệ chống ô nhiễm môi trường nước, trước hết phải xử lý nguồn nước thải sản xuất công nghiệp Nước thải phát sinh sản xuất công nghiệp - thường chứa hàm lượng kim loại nặng cao như: sắt, thạch tím, crom, niken, đồng, kẽm, chì, cadimi….và độc chất sinh vật, gây tác hại xấu đến sức khỏe người Trong vấn đề nhiễm mơi trường nước bị nhiễm kim loại nặng vấn đề phổ biến cấp bách Sắt – kim loại nặng có độc tính cao, gây nhiều bệnh nguy hiểm cho người việc hấp thụ nhiều sắt gây ngộ độc, sắt II dư thừa phản ứng với perơxít thể để sản xuất gốc tự Khi sắt số lượng bình thường thể có chế chống ơxi hóa để kiểm sốt q trình Khi dư thừa sắt lượng dư thừa khơng thể kiểm sốt gốc tự sinh Nếu sắt nhiều thể (chưa đến mức gây chết người) loạt hội chứng rối loạn tải sắt phát sinh, chẳng hạn hemochromatosis Nhiều nghiên cứu ô nhiễm Sắt nước mặt Việt Nam tiến hành năm vừa qua Cùng với phát triển vượt bậc khoa học kỹ thuật, có nhiều cách xác định hàm lượng sắt hoà tan nước khác như: phương pháp trắc quang, phổ hâp phụ nguyên tử, cực phổ Von-Ampe hoà tan, phương pháp phổ khối plasma cảm ứng cao tần (ICP - MS), phương pháp phổ hấp thụ nguyên tử (AAS), nhiều phương pháp khác Trong số phương pháp phân tích phương pháp trắc quang phương pháp quan tâm nghiên cứu để xác định sắt phương pháp có độ nhạy độ xác cao, quy trình phân tích đơn giản khơng tốn nhiều hóa chất khơng địi hỏi trang thiết bị đắt tiền Cùng với phát triển mạnh mẽ khoa học công nghệ, việc áp dụng công nghệ kĩ thuật số mang lại khả lớn để ứng dụng hiệu phương pháp trắc quang để phân tích kiểm soát Sắt nước mặt Từ vấn đề nêu trên, Em lựa chọn đề tài nghiên cứu : “Ứng dụng công nghệ kỹ thuật số vào xác định hàm lượng Sắt tổng nước mặt ” 1.2 Mục tiêu đề tài 1.2.1 Mục tiêu chung Xác định hàm lượng tổng sắt mẫu nước mặt phương pháp đo màu sử dụng ảnh kỹ thuật số 1.2.2 Mục tiêu cụ thể - Nghiên cứu đặc điểm Sắt hợp chất Sắt nước - Áp dụng công nghệ kỹ thuật số vào phương pháp trắc quang để xác định hàm lượng Sắt nước - Áp dụng phương pháp so màu để xác định hàm lượng Sắt số mẫu nước mặt 1.3 Ý nghĩa đề tài 1.3.1 Ý nghĩa học tập nghiên cứu khoa học - Vận dụng kiến thức học tập vào nghiên cứu - Nâng cao kiến thức, kỹ tút kinh nghiệm thực tế phục vụ cho nghiên cưu khoa học - Nâng cao khả tự học tập - Bổ sung tư liệu học tập 1.3.2 Ý nghĩa thực tiễn - Giúp cho thân nắm thực trạng ô nhiễm kim loại nặng môi trường nước việc áp dụng công nghệ kĩ thuật số xác định hàm hượng sắt nước mặt