Bài 2 khảo sát một vài thông số chất lượng nước hướng dẫn sử dụng một số thiết bị đo nhanh các chỉ tiêu môi trường

Thực tập môi trường cơ sở Bài 2: Khảo sát một vài thông số chất lượng nước & Hướng dẫn sử dụng một số thiết bị đo nhanh các chỉ tiêu môi trường Kết quả thí nghiệm: a. xác định tổng lượng chất rắn (TS): Khối lượng cốc M 1 = 157.3593 g Khối lượng cốc + tổng lượng chất rắn M 2 = 157.4121 g Tổng lượng chất rắn M = 0.0528 g b. xác định lượng chất rắn huyền phù (SS): Khối lượng giấy lọc M 1 = 0.7984 g Khối lượng giấy lọc + chất rắn huyền phù M 2 = 0.7986 g Chất rắn huyền phù M = 0.0002 g Bài Tập 1. Các vật chất tự nhiên gây ra độ đục: a. Nước sông trong suốt thời gian lũ: Mùa lũ các con sông thường có lưu lượng nước lớn, vận tốc dòng chảy rất mạnh. Do đó khi nguồn nước chảy từ thượng nguồn về, nó cuốn theo rất nhiều thứ như bùn, đất, đá, xác của các loài động thực vật, và một số tạp chất khác…các chất này được cuốn theo cùng dòng nước, hòa lẫn vào trong nước cho nên nước sông vào mùa lũ có độ đục rất lớn. b. Nước sông bị ô nhiễm: Nước sông ô nhiễm thường là do có một hay nhiều nguồn chất thải nào đó thải trực tiếp ra mà chưa được xử lý, chất thải đó gồm các chất vô cơ cũng như hữu cơ, các chất này hòa lẫn trong nước sẽ gây ra độ đục cho vùng nước bị ô nhiễm đó. Độ đục nhiều hay ít tùy thuộc vào sự ô nhiễm của các chất thải ở nơi đó. c. Nước thải sinh hoạt: Nước thải sinh hoạt là nước đã qua sử dụng của con người, khi được thải ra nó mang theo một lượng hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ (nhiều hay ít tùy thuộc vào nhu cầu sinh hoạt của con người) và đất cát, hóa chất khác,… những tạp chất đó sẽ gây ra độ đục cho nước. 2. Độ đục không thể tương quan với hàm lượng các chất lơ lửng trong mẫu nước: vì độ đục không hoàn toàn là do các chất rắn lơ lửng trong nước gây ra mà nó còn bao gồm cả các chất hòa tan trong nước, như một số kim loại, phi kim, và các chất khác. Còn chất rắn lơ lửng chỉ bao gồm những chất không hòa tan trong nước, nhưng chúng cũng không tách khỏi mặt nước. Do đó độ đục và chất rắn lơ lửng trong nước không thể tương quan với nhau. 3. Đối với nước cấp dùng cho mục đích sinh hoạt, giới hạn cho phép độ đục tối đa là 5 NTU. Nếu độ đục trong nước sinh hoạt > 5 NTU thì khi con người sử dụng sẽ ảnh hưởng tới sức khỏe, vì khi độ đục trong nước > 5 NTU thì trong nước đó sẽ chứa một số hợp chất gây ra độ đục, những hợp chất đó sẽ ảnh hưởng tới con người khi con người sử dụng. Khoa môi trường – Đại học Đà Lạt Trang 1 Thực tập môi trường cơ sở 4. Những hạn chế và nguyên nhân dẫn đến sai số: những hạn chế đối với việc xác định TS và SS là thiếu dụng cụ kỹ thuật, nguyên nhân dẫn đến sai số bao gồm nguyên nhân chủ quan và nguyên nhân khách quan: - chủ quan: do thao tác thực hiện chưa đúng kỹ thuật, các dụng cụ thí nghiệm chưa được sấy khô đến khối lượng không đổi như đề bài yêu cầu,… - khách quan: do điều kiện nhiệt độ, độ ẩm, gió, sai của một số dụng cụ kỹ thuật,…. Bài 3: Xác định độ cứng của nước. Xác định Ca 2+ , Mg 2+ trong đất bằng phương pháp complexon Kết quả thí nghiệm: a. xác định độ cứng của mẫu nước hồ: Thể tích EDTA tiêu tốn: V 1 2.30 mL V 2 2.50 mL V 3 2.40 mL V 2.40 mL b. xác độ cứng của mẫu rỗng: Thể tích EDTA tiêu tốn: V 1 2.50 mL V 2 2.50 mL V 3 2.50 mL V 2.50 mL Vậy độ cứng của mẫu nước hồ = = = 0.012 (mg/L CaCO 3 )  Đây là nước mềm. độ cứng của mẩu rỗng = = = 0.125 (mg/L CaCO 3 ) Vậy đây là nước mềm Khoa môi trường – Đại học Đà Lạt Trang 2 Thực tập môi trường cơ sở Bài Tập 1. Nguyên nhân gây ra độ cứng của nước: độ cứng của nước do các ion kim loại Ca 2+ , Mg 2+ và một số kim loại hóa trị II như Fe 2+ , Mn 2+ , Sr 2+ …. Chúng hòa lẫn vào trong nước và gây ra độ cứng cho nước. Nước cứng được chia thành 2 loại : - Nước cứng tạm thời (hay còn gọi là độ cúng Carbonat) là độ cứng của nước do các muối carbonat ( −2 3 CO ) bicarbonat ( − 3 HCO ) của các muối calcium và các magiesium gây nên. Loại nước này có thể xử lý một cách dễ dàng sau khui đun sôi nước. - Nước cứng vĩnh cửu (hay còn gọi là đọ cứng phi carbonat) là độ cứng của nước do các muối ( −2 4 SO ) hoặc ( − Cl ) của các calcium và magiesium gây nên. Độ cứng này không bị phá hủy bằng biện pháp đun sôi nước. 2. Độ cứng tổng cộng biểu diễn bằng đơn vị mg/L CaCO 3 Hardness = Sr 2+ (mg/L) x + 2.497 x [Ca, mg/L] + 4.118 x [Mg, mg/L] = (2 x )+ (2.497 x 15) + (4.118 x 10) = 80.92 mg/L CaCO 3 3. Độ cứng tổng cộng biểu diễn bằng đơn vị CaCO 3 : Hardness =Sr 2+ (mg/L) x + 2.497[Ca, mg/L] + 4.118[Mg, mg/L] = (2 x ) + (2.497 x 5) + (4.118 x 10) = 76.50 mg/L 4. Độ cứng tổng cộng biểu diễn bằng đơn vị CaCO 3 : Hardness =M 2+ (mg/L) x + 2.479[Ca, mg/L] + 4.118[Mg, mg/L] = (0.2 x ) + (0 x ) + (0.5 x ) + (2.497 x 5) + (4.118 x 10) = 333.24 mg/L Bài 4 : Xác định DO trong nước bằng phương pháp Winkler Kết quả thí nghiệm: thể tích Na 2 S 2 O 3 tiêu tốn: V 1 7.5 mL V 2 7.5 mL Khoa môi trường – Đại học Đà Lạt Trang 3 Thực tập môi trường cơ sở V 3 7.6 mL V 7.53 mL Cứ 1mL dung dịch Na 2 S 2 O 3 0.025N tiêu tốn trong quá trình chuẩn độ tương đương với 0.200 mg DO. Vậy 7.53 mL dung dịch Na 2 S 2 O 3 0.025N tiêu tốn trong quá trình chuẩn độ tương đương với 1.506 mg DO Bài Tập 1. Ý nghĩa môi trường của DO: Các sinh vất sống trong nước cũng rất cần oxy để sống như các sinh vật trên cạn. Nếu nguồn nước bị ô nhiễm nặng lượng oxy hòa tan trong nước sẽ bị các hợp chất hữu cơ gây ô nhiễm oxy hóa, do đó các sinh vật sống trong nước sẽ bị thiếu hụt oxy. Vậy việc xác định DO trong nước rất quan trọng để xác định mức độ ô nhiễm của nguồn nước. Những yếu tố ảnh hưởng đến khả năng hòa tan của oxy trong nước: - Nhiệt độ, độ ẩm,… - Thực vật sống trong nước, các chất cản trong nước,… 2. Những lưu ý khi lẫy mẫu để phân tích DO: Hạn chế không khí hòa vào nước và oxy trong nước thoát ra ngoài. Vì thế cần lấy mẫu 1 cách cẩn thận, không nên khuấy động mạnh mẫu nước, không nên di chuyển mẩu. Tốt nhất là tiến hành xác định DO ngay tại chỗ. 3. Các chất cản và biện pháp khắc phục khi xác định DO bằng phương pháp Winkler: - Nitrit (NO 2 - ) vì khi đó trong nước xảy ra phản ứng 2NO 2 - + 2I - + 4H +  I 2 + N 2 O 2 +2H 2 O N 2 O 2 + 1/2O 2 + H 2 O  2NO 2 - + 2H + - Để loại bỏ NO 2 - người ta thêm NaN 3, vì: NaN 3 + H +  N 3 H + Na + N 3 H + NO 2 - + 4H +  N 2 + N 2 O + H 2 O - Sắt (Fe 2+ ) , để loại bỏ Fe 2+ người ta thêm permanganate 4. Hai mẫu nước lấy cùng một thời điểm và vị trí ở một dòng sông để xác định DO. Mẫu thứ nhất xử lý ngay sau khi lấy, mẫu còn lại được xủ lý chậm hơn. Sẽ có sự khác biệt về kết quả phân tích, mẫu 1 sẽ cho kết quả thấp hơn. Vì trong quá trình dể trong không khí thi sẽ có oxi trong không khí hòa tan vào nước. Bài 5 : Xác định nhu cầu oxy hóa học bằng phương pháp Bichromat ( COD – Chemical Oxygen Demand ) Khoa môi trường – Đại học Đà Lạt Trang 4 Thực tập môi trường cơ sở Kết quả thí nghiệm: Thể tích dung dịch FAS tiêu tốn : a, đối với mẫu nước hồ: V 1 1.3 ml V 2 1.3 ml V 3 1.3 ml V 1.3 ml b, đối với mẫu rỗng : V = 1.4 ml  COD = = = 32 (mg O 2 /L) Bài Tập 1. Ý nghĩa việc phân tích COD trong thực hành kỹ thuật môi trường: Để giảm bớt thời gian cho quá trình oxy hóa cũng như tăng khả năng oxy hóa, người ta dùng phương pháp COD để xác định hàm lượng các chất hữu cơ có trong nước. 2. Những nhóm hữu cơ không bị oxy hóa trong test COD: Gồm những hợp chất hữu cơ hidrocarbon no và hidrocarbon thơm vì chúng rất khó bị oxy hóa 3. Phép xác định COD bị ảnh hưởng bởi yếu tố cản − Cl . Cách khắc phục: dùng dung dịch HgSO 4 /Ag 2 SO 4 . 4. Vai trò của HgSO 4 /Ag 2 SO 4 trong test COD : - Ag 2 SO 4 là chất xúc tác cho quá trình oxy hóa các chất hữu cơ có khối lượng phân tử thấp - HgSO 4 là chất tạo phức với − Cl Trong quá trình thí nghiệm không thể thiếu một trong hai chất này. Nếu thiếu sẽ gây sai số cho kết quả đo. Khoa môi trường – Đại học Đà Lạt Trang 5 Thực tập môi trường cơ sở 5. Giải thích: a. Không có mặt của HgSO 4 sẽ cho sai số âm vì: + Ag sẽ tác dụng với − Cl có trong nước. Việc này sẽ làm giảm tác dụng của Ag 2 SO 4 . Do đó cần phải có HgSO 4 để khử − Cl trong nước. b. Không có mặt của Ag 2 SO 4 sẽ làm sai số âm vì : các chất hữu cơ có khối lượng phân tử thấp không bị oxy hóa. Quá trình oxi hóa các chất hữu cơ này sẽ không xảy ra, do đó trong nước sẽ có các chất cản gây cản trở trong quá trình thí nghiệm. c. Sử dụng dung dịch FAS đã pha khoảng 2 tuần trước, nhưng không được chuẩn độ lại để xác định chính xác nồng độ của FAS sẽ gây ra sai số dương, vì dung dịch để lâu sẽ có sự thoát hơi nước, do đó nồng độ của dung dịch sẽ tăng lên, cho nên nếu sử dụng sẽ gây sai số dương. Bài 6 : Xác định nhu cầu oxy sinh hóa - BOD Kết quả thí nghiệm: BOD đo ngay bằng máy đo Oxymeter ⇒ BOD = 9 BOD đo trong 5 ngày ở nhiệt độ 20 0 c ⇒ BOD = 161 BOD 5 = 161- 9 = 152 BOD 20 5 (real) = ( ) S b d s BOD BOD v v − = (161 9) 250 − = 0.608 Bài tập: 1. giải: Áp dụng công thức : 20 5 BOD = trong đó BOD 5 20 BOD thực hiện mẫu nước ,mg/l BOD s BOD cuar mẫu sau 5 ngày ủ ở nhiệt độ 20 0 c mg/l BOD b…. BOD của mẫu trắng sau 5 ngày ủ ở nhiệt độ 20 0 c ,mg/l V S ……thể tích mẫu nước khi ma loãng ,ml V d … thể tích mẫu nước sau khi pha loãng ,ml ⇒ BOD 5 20 = (200 15) 250 25 − × =1850 2. Giải: Khoa môi trường – Đại học Đà Lạt Trang 6 Thực tập môi trường cơ sở đối với thể tích 2ml BOD 5 == ( ) i f d s DO DO V V − × = (8,1 5,6) 300 2 − × =375 Đối với thể tích 5ml BOD 5 = ( ) i f d s DO DO V V − × = (8 1,7) 300 5 − × =378 BOD 5 = ( ) i f d s DO DO V V − × = (8,1 0) 300 10 − × =243 BOD mẫu trắng = ( ) i f d s DO DO V V − × = (8,2 8) 300 8,5 − × = 7,06 3. Cùng với một loại nước thải cần xác định BOD, COD thì chúng cho chúng ta những kết quả khác nhau. Vì đây là hai nhu cầu oxy hóa khác nhau, một là nhu cầu cho vi sinh vật, một là nhu cầu cho oxy hóa các chất hữu cơ do các chất oxy hóa mạnh: − BOD chỉ thể hiện lượng chất hữu cơ có thể bị oxy hóa nhờ vai trò của vi sinh vật. − COD thể hiện toàn bộ các chất hữu cơ có thể bị oxy hóa bởi tác nhân hóa học. 4. Một mẫu nước thải có 20 5 BOD bằng 150 ppm. Giá trị k bằng 0,23 ngày. Hãy tính 15 8 BOD = ? Ta có: BOD 5 20 = BOD 8 20 ( 1 – e – kt ) 150 = BOD 8 20 ( 1 – e – 0,23 x 5 ) BOD 8 20 = 150 / ( 1 – e – 0,23 x 5 ) = 219,43 ppm BOD 8 15 = BOD 8 20 ( 1 – e kT x t ) = 219,43 ( 1 – e kTx 8 ) = 156,84 ppm Với k T = k 20 x 1,05 T – 20 = 0,2 x 1,05 15 – 20 Vậy BOD 8 15 = 156,84 ppm. 5. Một mẫu nước thải có 20 5 BOD bằng 210 ppm. Có 0,23 .Tính: 20 10 BOD = ? , 30 5 BOD = ? Ta có: BOD 5 20 = BOD 10 20 ( 1 – e – kt ) BOD 10 20 = BOD 5 20 / ( 1 – e – kt ) = 210 / ( 1 – e – 0,23 x 5 ) = 307,2 ppm BOD 5 20 = BOD 5 30 ( 1 – e – kT x t ) BOD 5 30 = BOD 5 20 / ( 1 – e – kT x t ) = 210 / ( 1 – e – kT x 5 ) = 216,175 ppm Với k T = k 20 x 1,05 T – 20 = 0,2 x 1,05 30 – 20 Khoa môi trường – Đại học Đà Lạt Trang 7 Thực tập môi trường cơ sở Bài 7: Xác định Clo tự do và Clorua trong nước tự nhiên Kết quả thí nghiệm: Phép đo iod: V 1 = 0,2 ml V 2 = 0,2 ml V 3 = 0,2 ml V 0,2 ml mg Cl as Cl 2 /ml = = 0,3545.10 -3 Phương pháp Mohr: V 1 = 2,4 ml V 2 = 2,2 ml V 3 = 2,2 ml V 2,37 ml Phương pháp Fajans: V 1 = 6,0 ml V 2 = 6,2 ml V 3 = 6,3 ml V 6,17 ml Bài 8 : Xác định phosphorus và o-phosphat trong nước tự nhiên Bài tập: 1. Thỉnh thoảng người ta lại thêm phosphat vào công đoạn xử lý nước thải công nghiệp bằng biện pháp sinh học. Vì các vi sinh vật trong quá trình xử lý nước thải bằng biện pháp sinh học đòi hỏi cần một lượng nhất định phosphat để tái sinh tế bào mới nhằm duy trì đầy đủ số lượng vi sinh vật cần thiết để xử lý nguồn nước thải đó. Mặt khác Phosphat còn được sử dụng trong một số hệ thống nước cấp công cộng để kiểm soát sự ăn mòn đường ống và các thiết bị bằng kim loại. Ngoài ra, còn có thể được sử dụng đối với một số loại nước mềm để ổn định hóa CaCO 3 2. Sự khác nhau giữa các dạng o-phosphat, polyphosphat và photpho hữu cơ: 3. Dự đoán kết quả phân tích o-phosphat sẽ thấp hơn giá trị thực trong mẫu nước thải sinh hoạt mà đã được acid hóa để ngăn chặn hoạt động của vi khuẩn và được lưu giữ rất nhiều ngày trước khi phân tích. Khoa môi trường – Đại học Đà Lạt Trang 8 Thực tập môi trường cơ sở Bài 9: Xác định Nitrogen-Kjeldahl và N-NO 3 - trong nước tự nhiên Kết quả thí nghiệm: mg NO 3 - /L 0.5 1 1.5 2.5 3 A= 0.027 0.059 0.074 0.132 0.24 Phương trình đường chuẩn có dạng: A = a + bC C x là hàm lượng chất định phân trong mẫu A x là giá trị đại lượng A đo được C x = b aA x − Ta có: a = ( ) 2 2 2 ii iiiii CCn ACCAC ∑−∑ ∑∑−∑∑ = -0,024 b = ( ) 2 2 ii iiii CCn ACACn ∑−∑ ∑∑−∑ = 0,0765 vậy phương trình đường chuẩn có dạng A= -0,024+ 0,0765 x C Đối với mẫu hồ: V mẫu = 5 mL , V định mức = 25 mL ta đo được A x = 0,029 Thay vào phương trình đường chuẩn ta được: C x = ( A x – a ) / b = ( 0,029 + 0,024) / 0,0765= 0,6928 (M) Phương trình đường chuẩn: Khoa môi trường – Đại học Đà Lạt Trang 9 Thực tập môi trường cơ sở Bài tập: 1. Những dạng nào của nitơ thường xảy ra trong nước tự nhiên là: Các dạng nitơ thường có mặt trong nước nitrat, nitrít, amoni, và các dạng nitơ hữu cơ, các dạng nitơ này thường có vai trò quang trọng trong chu trình của nitơ và được quang tâm nhiều khi phải phân tích nước. 2. việc phân tích nitơ trong nước có vai trò quang trọng vì nitơ trong nước có ảnh hưởng lớn đến súc khỏe của con người khi nó được chuyển hóa thành nitrat.Hai dạng hợp chất vô cơ chứa nitơ có trong nước thải là nitrit và nitrat. Nitrat là sản phẩm oxy hóa của amoni (NH 4 + ) khi tồn tại oxy, thường gọi quá trình này là quá trình nitrat hóa. Còn nitrit (NO 2 - ) là sản phẩm trung gian của quá trình nitrat hóa, nitrit là hợp chất không bền vững dễ bị oxy hóa thành nitrat (NO 3 - ). Bởi vì amoni tiêu thụ oxy trong quá trình nitrat hóa và các vi sinh vật nước, rong, tảo dùng nitrat làm thức ăn để phát triển, cho nên nếu hàm lượng nitơ có trong nước thải xả ra song, hồ quá mức cho phép sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng, nếu trong nước có mặt thêm phospho và các dạng hợp chất khác. kích thích sự phát triển nhanh của rong, rêu, tảo làm bẩn nguồn nước. 3. trong môi trường thì niơ không có ảnh hưởng lớn đến sức khỏe của con người và môi trường nhưng khi nitơ chuyển hóa thành các dạng khác thì có ảnh hưởng lớn đến môi trường cũng như sức khỏe của con người như ; NO 2 - là một hợp chất là tăng sự phát triển của các ví sinh vật làm cho nước có độ đục và gây hiện tượng phú dưỡng, ngoài ra khi nhóm này kết hợp với hemoglopin trong máu người gây ảnh hưởng đến hệ thần kinh của trẻ em và gây bệnh ung thư. Ngoài ra còn có các dạng khác như NH 4 4. khi xả thải amoni vào trong nước thì các vấn đề môi trường sảy ra là : Hiện tượng phú dưỡng nước, hiện tượng ô nhiễm nước làm ảnh hưởng tới súc khỏe của con người, gây đục nước, sụ phát triển mạnh của các sinh vật bậc thấp. Khoa môi trường – Đại học Đà Lạt Trang 10 [...]...Thực tập môi trường cơ sở Khoa môi trường – Đại học Đà Lạt Trang 11 Thực tập môi trường cơ sở Khoa môi trường – Đại học Đà Lạt Trang 12 . tập môi trường cơ sở Bài 2: Khảo sát một vài thông số chất lượng nước & Hướng dẫn sử dụng một số thiết bị đo nhanh các chỉ tiêu môi trường Kết quả thí nghiệm: a. xác định tổng lượng chất. thí nghiệm: Phép đo iod: V 1 = 0 ,2 ml V 2 = 0 ,2 ml V 3 = 0 ,2 ml V 0 ,2 ml mg Cl as Cl 2 /ml = = 0,3545.10 -3 Phương pháp Mohr: V 1 = 2, 4 ml V 2 = 2, 2 ml V 3 = 2, 2 ml V 2, 37 ml Phương pháp. oxy để sống như các sinh vật trên cạn. Nếu nguồn nước bị ô nhiễm nặng lượng oxy hòa tan trong nước sẽ bị các hợp chất hữu cơ gây ô nhiễm oxy hóa, do đó các sinh vật sống trong nước sẽ bị thiếu