Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường - ThS. Đinh Hải Hà -22- CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH CÁC THÔNG SỐ VẬT LÝ BÀI 3: pH, EC, ĐỘ MẶN 1. Ý nghóa môi trường độ pH pH là một thuật ngữ chỉ độ acid hay bazơ của một dung dòch, pH ảnh hưởng đến các quá trình sinh học trong nước và có ảnh hưởng đến sự ăn mòn, hòa tan các vật liệu. Trong kỹ thuật môi trường, pH được quan tâm trong các lónh vực như quá trình keo tụ, quá trình làm mềm nước, quá trình khử trùng, ổn đònh nước… Trong xử lý nước thải bằng phương pháp sinh học, chỉ tiêu pH được duy trì trong giới hạn tối ưu để sinh vật phát triển, thường 6.5-7.5 H 2 O ↔ H + + OH - pH = -lg[H + ] pH + pOH = 14 2. Thực hành Trong phần này sinh viên sẽ thực tập sử dụng máy đo pH - Lắc đều mẫu trước khi đổ ra cốc 100ml để đo - Rửa sạch điện cực bằng bình tia - Bật máy, nhúng điện cực vào mẫu cần đo - Đợi cho giá trò pH trên máy ổn đònh đọc kết quả - Rửa sạch điện cực bằng nước cất, ngâm điện cực vào dd bảo quản điện cực. 3. EC, độ mặn Giáo viên hướng dẫn sinh viên sử dụng máy đo 4. Câu hỏi Đơn vò đo EC và độ mặn là gì? Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường - ThS. Đinh Hải Hà -23- BÀI 4: CHẤT RẮN 1. Giới thiệu chung 1.1. Ý nghóa môi trường Chất rắn trong nước bao gồm chất rắn tồn tại ở dạng lơ lửng và dạng hòa tan. Trong nước có hàm lượng chất rắn cao gây cảm quan không tốt và các bệnh đường ruột cho con người. 1.2 Các đònh nghóa Chất rắn tổng cộng (TS) = Chất rắn lơ lửng (SS) + Chất rắn hòa tan (TDS) Chất rắn ổn đònh (thành phần là các chất vô cơ): là phần còn lại của chất rắn tổng cộng sau khi đốt ở 550 O C Chất rắn không ổn đònh hay còn gọi là chất rắn bay hơi (VS - thành phần là các chất hữu cơ): là lượng chất rắn tổng cộng mất đi sau khi đốt ở 550 O C 2. Thực hành 2.1 Xác đònh chất rắn tổng cộng (Total Soilds) - Chuẩn bò cốc sứ đã sấy khô ở 100 o C trong 1h, để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng, cân cốc xác đònh khối lượng cốc ban đầu m o (mg) - Chọn thể tích mẫu sao cho lượng cặn nằm trong khoảng 2,5-200mg, lắc đều mẫu trước khi sử dụng - Cho mẫu vào cốc sấy ở 100 o C để làm bay hơi nước - Để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng - Cân xác đònh khối lượng m 1 (mg) Chất rắn tổng cộng(mg/l) = (m 1 – m o )x1000/Vmẫu(ml) 2.2 Xác đònh chất rắn bay hơi (VS – Volatile Solids) - Tiếp tục lấy cốc ở trên đem nung ở 550 O C - Để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng - Cân xác đònh khối lượng m 2 (mg) Chất rắn bay hơi (mg/l) = (m 1 – m 2 )x1000/Vmẫu(ml) 2.3 Xác đònh chất rắn lơ lửng (Suspended Soilds) bằng phương pháp khối lượng - Chuẩn bò giấy lọc sợi thủy tinh đã sấy khô ở 100 o C trong 1h, cân giấy lọc xác đònh khối lượng ban đầu m 3 (mg) - Lọc một thể tích mẫu phù hợp qua giấy lọc (mẫu đã trộn đều trước khi lọc) - Sấy giấy lọc ở 100 o C để làm bay hơi nước - Để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng - Cân xác đònh khối lượng m 4 (mg) Chất rắn lơ lửng (mg/l) = (m 4 – m 3 )x1000/Vmẫu(ml) 2.4 Xác đònh chất rắn lơ lửng (SS) bằng phương pháp đo quang Lắc đều mẫu trong bình, lấy 50ml mẫu vào cốc 100ml Bật máy, vào mã chương trình 630-Enter Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường - ThS. Đinh Hải Hà -24- Chỉnh bước sóng về 810nm Cho nước cất vào Curet đến vạch trắng, đặt vào buồng đo, đậy nắp, nhấn Zero cho màn hình xuất hiện 0.SUSP.SOLIDS Cho mẫu vào Curvet, bấm read đọc giá trò đo. 2.5 Xác đònh chất rắn hòa tan (TDS) Giáo viên hướng dẫn sinh viên sử dụng máy đo 2.6 Một số chỉ số khác SVI: chỉ số lắng của bùn SS V SVI 1000 Trong đó: SS: chất rắn lơ lửng (mg/l) V: thể tích lớp bùn lắng sau 30 phút trong ống Imhoff 1000ml (l) SVI < 100: bùn lắng tốt SVI >100: bùn nổi bề mặt nhiều 100< SVI < 200: bùn nổi ít 3. Câu hỏi 1. Giải thích tầm quan trọng của việc phân tích chất rắn trong các lónh vực: a. Hàm lượng chất rắn hòa tan và việc cấp nước đô thò. b. Chất rắn tổng cộng và chất rắn bay hơi đối với nước thải và bùn lắng. c. Chất lắng được và nước thải sinh hoạt. 2. Dự đoán kết quả phân tích và giá trò thực khi xác đònh hàm lượng chất rắn trong các điều kiện sau: a. Cốc nung còn ẩm. b. Xác đònh tổng chất rắn bay hơi khi tỉ lệ magan carbonate chứa trong mẫu cao. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường - ThS. Đinh Hải Hà -25- BÀI 5: ĐỘ ĐỤC 1. Giới thiệu chung 1.1. Ý nghóa môi trường Độ đục của nước bắt nguồn từ sự hiện hữu của vô số vật thể li ti ở trạng thái huyền phù như đất sét, vật chất hữu cơ và vô cơ, vi sinh vật gồm các loại phiêu sinh động vật. 1.2. Nguyên tắc Nguyên tắc cơ bản của phương pháp này dựa trên sự hấp thu ánh sáng của các cặn lơ lửng có trong dung dòch. 1.3. Các trở ngại Cặn lớn có khả năng lắng nhanh, curvet bẩn, có bọt khí trong mẫu, độ màu thật của mẫu là những nguyên nhân ảnh hưởng tới kết quả độ đục. A) XÁC ĐỊNH ĐỘ ĐỤC BẰNG PHƯƠNG PHÁP DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN 2. Dụng cụ, thiết bò và hóa chất 2.1. Dụng cụ và thiết bò : Máy Spectrophotometer. Pipet 5ml, 25ml. 2.2. Hóa chất : Dung dòch lưu trữ 4000FTU (sử dụng trong một tháng) + Dung dòch 1: hòa tan 1g hydrazine sulfate (NH 2 .H 2 SO 4 ) trong 100ml nước cất. +Dung dòch 2: hòa tan 10g hexamethylenetetramine (C 6 H 12 N 4 ) trong 100ml nước cất. + Hòa 5,0ml dung dòch 1 và 5,0 ml dung dòch 2. Pha loãng thành 100ml với nước cất, sau đó để yên 24 giờ ở nhiệt độ 253 o C. Dung dòch này có độ đục là 4000 FTU. Lắc đều khi sử dụng. - Nước dùng pha loãng không màu Dung dịch chuẩn 400 NTU: Lấy 100 ml dung dịch lưu trữ độ đục 4000 NTU pha lỗng với nước cất, định mức thành 1000 ml. 3. Thực hành 3.1. Lập đường chuẩn Pha chế dung dòch chuẩn: pha loãng từ dung dòch chuẩn để có độ đục chuẩn theo bảng sau : STT 0 1 2 3 4 5 6 Vdung dòch chuẩn (ml) 400FTU 0 2 4 6 8 10 12 Vnước cất (ml) 100 98 96 94 92 90 88 Độ đục (FTU) 0 8 16 24 32 40 48 Đo độ hấp thu của các dung dòch chuẩn trên máy spectrophotometer ở bước sóng 450nm. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường - ThS. Đinh Hải Hà -26- 4. Cách tính Từ độ màu và độ hấp thu của dung dòch chuẩn, vẽ giản đồ A = f(C), sử dụng phương pháp bình phương cực tiểu để lập phương trình y = ax + b. Từ giá trò độ hấp thu A m của mẫu, tính nồng độ C m . Nếu trò số A m của mẫu vượt quá các trò số của dung dòch chuẩn, phải pha loãng mẫu đến nồng độ thích hợp. B) XÁC ĐỊNH ĐỘ ĐỤC BẰNG CHƯƠNG TRÌNH CÀI SẴN TRÊN MÁY Sử dụng máy spectrophotometer HACH-DR 2010 Lắc đều mẫu trong bình, lấy 50ml mẫu vào cốc 100ml Bật máy, vào mã chương trình 750-Enter Chỉnh bước sóng về 860nm Cho nước cất vào Curet đến vạch trắng, nhấn Zero cho màn hình xuất hiện 0.FAUTURBIDITY Cho mẫu vào Curvet, bấm read đọc giá trò đo. 5. Câu hỏi 1. Nguyên nhân tạo độ đục cho: Dòng sông, dòng sông bò ô nhiễm, nước thải sinh hoạt? 2. Có sự liên quan nào giữa các đơn vò đo độ đục: mgSiO 2 /l, FTU, NTU? BÀI 6: ĐỘ MÀU 1. Giới thiệu chung 1.1. Ý nghóa môi trường Màu của nước thiên nhiên do mùn, phiêu sinh vật, các sản phẩm từ sự phân hủy chất hữu cơ tạo ra. Tuy nhiên một số ion kim loại hay nước thải công nghiệp cũng là nguyên nhân gây cho nước có màu. Theo thói quen chúng ta nghó màu của nước là màu quan sát được ngay sau khi lấy mẫu. Thực ra đây chỉ là màu biểu kiến gồm một phần từ chất các chất hòa tan và phần còn lại do chất huyền phù tạo thành. Vì vậy màu biểu kiến được xác đònh ngay trên mẫu nguyên thủy mà không cần loại bỏ chất lơ lửng. Ngoài ra còn có độ màu thực của mẫu. Độ màu thực được xác đònh trên mẫu đã qua ly tâm để loại bỏ các hạt lơ lửng. Không nên lọc để loại bỏ các hạt lơ lửng trong nước vì các cấu tử màu có thể bò hấp phụ trên giấy lọc. 1.2. Nguyên tắc Nguyên tắc cơ bản của phương pháp này dựa trên sự hấp thu ánh sáng của các hợp chất màu có trong dung dòch. 1.3. Các trở ngại Độ đục ảnh hưởng đến độ màu thực của mẫu. Ngoài ra độ màu còn tùy thuộc vào pH của nước, do đó trong bảng kết quả cần ghi rõ pH lúc xác đònh độ màu. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường - ThS. Đinh Hải Hà -27- A) XÁC ĐỊNH ĐỘ MÀU BẰNG PHƯƠNG PHÁP DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN 2. Dụng cụ, thiết bò và hóa chất 2.1. Dụng cụ và thiết bò Máy Spectrophotometer. Pipet 10ml, 50ml. 2.2. Hóa chất Dung dòch màu chuẩn potassium chloroplatinate K 2 PtCl 6 (tương ứng với 500 đơn vò màu Pt-Co). Hòa tan 1,246g K 2 PtCl 6 và 1g CoCl 2 .6H20 trong nước cất + 100ml HCl đậm đặc, đònh mức đến 1000ml bằng nước cất. 3. Thực hành 3.1. Lập đường chuẩn: 1ml dung dòch chuẩn = 500 Pt-Co STT 0 1 2 3 4 5 Vdung dòch màu chuẩn (ml) 0 5 10 15 20 25 Vnước cất (ml) 50 45 40 35 30 25 Độ màu Pt-Co 0 50 100 150 200 250 Đo độ hấp thu của các dung dòch chuẩn ở bước sóng 455nm. B) XÁC ĐỊNH ĐỘ MÀU BẰNG CHƯƠNG TRÌNH CÀI SẴN TRÊN MÁY Sử dụng máy spectrophotometer HACH-DR 2010 Bật máy, vào mã chương trình 120-Enter Chỉnh bước sóng về 455nm Cho nước cất vào Curet đến vạch trắng, nhấn Zero cho màn hình xuất hiện 0.Units PtCo APHA Cho mẫu vào Curvet, bấm read đọc giá trò đo. 4. Câu hỏi - Nguyên nhân gây ra độ màu? - Thế nào là độ màu biểu kiến, độ màu thực? . Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường - ThS. Đinh Hải Hà -2 2- CHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH CÁC THÔNG SỐ VẬT LÝ BÀI 3: pH, EC, ĐỘ MẶN 1. Ý nghóa môi trường độ pH pH là một thuật ngữ chỉ độ. sóng 450nm. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường - ThS. Đinh Hải Hà -2 6- 4. Cách tính Từ độ màu và độ hấp thu của dung dòch chuẩn, vẽ giản đồ A = f(C), sử dụng phương pháp bình phương cực. xác đònh độ màu. Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường - ThS. Đinh Hải Hà -2 7- A) XÁC ĐỊNH ĐỘ MÀU BẰNG PHƯƠNG PHÁP DỰNG ĐƯỜNG CHUẨN 2. Dụng cụ, thiết bò và hóa chất 2. 1. Dụng cụ và thiết