CÁC PHƯƠNG PHÁP QUAN TRẮC CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRONG AO NUÔI THỦY SẢN

CÁC PHƯƠNG PHÁP QUAN TRẮC CHẤT LƯỢNG NƯỚC TRONG AO NUÔI THỦY SẢN Nguyễn Đình Trung I LẤY VÀ BẢO QUẢN MẪU NƯỚC 1.1 Nguyên tắc Các nguyên tắc chủ yếu cần đảm bảo lấy mẫu nước là: − Mẫu nước lấy phải đại diện cho toàn nước địa điểm nghiên cứu − Thể tích mẫu nước cần phải đủ để phân tích thành phần cần thiết phương pháp lựa chọn trước − Việc lấy bảo quản, vận chuyển mẫu cần đựơc thực để không làm thay đổi hàm lượng cấu tử cần xác định tính chất nước 1.2 Chọn chỗ để lấy mẫu Chỗ lấy mẫu nước cần lựa chọn phù hợp với mục đích việc phân tích nước Ngoài cần phải ý đến tất yếu tố gây ảnh hưởng đến thành phần mẫu 1.3 Các loại mẫu Có hai loại mẫu chính: a Mẫu đơn giản: Là mẫu lấy lần địa điểm thời gian định b Mẫu trộn: Được nhận cách trộn mẫu đơn giản lấy đồng thời chỗ khác thời điểm xác định Không nên dùng mẫu trộn để xác định hàm lượng tiêu nước dễ bị thay đổi pH, khí hòa tan 1.4 Dụng cụ cách lấy mẫu Mẫu nước thường thu dụng cụ chuyên dụng gọi batomet lấy mẫu nước thẳng vào bình đựng 1.5 Bảo quản mẫu Quy định bảo quản mẫu nước cho mục đích phân tích khác nêu Bảng Bảo quản mẫu nước nhằm để giữ gìn yếu tố, đồng thời trì tính chất tính trạng mẫu nước khoảng thời gian ngắn trước đem phân tích Bảng 1: Dụng cụ chứa mẫu, điều kiện bảo quản mẫu nước TT Phân tích Điều kiện bảo quản Chai đựng Thời gian bảo quản tối đa TSS PE Lạnh 4o C pH PE Không Độ kiềm PE Lạnh 4o C 24 Oxy hòa tan (DO) TT Cố định chỗ (Winkler) BOD PE Lạnh 4o C COD PE Lạnh 4o C 24 NH PE Lạnh 4o C 2mL H2SO4 đặc/L mẫu 24 NO3- PE Lạnh 4o C 24 PO43- TT Lạnh 4o C 24 Ghi chú: PE: Chai polyethylen TT: Chai thuỷ tinh I PHƯƠNG PHÁP ĐỊNH LƯỢNG MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC Chất rắn (Solids) Các chất rắn phần mẫu nước không bị trình bay Chất rắn nước bao gồm dạng lơ lửng dạng hoà tan Chất rắn tổng cộng (Total Solids –TS): lượng chất lại cốc sau làm bay nước mẫu làm khô tủ sấy nhiệt độ xác định Chất rắn tổng cộng bao gồm tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng (Total Suspended Solids) phần tổng chất rắn lại giấy lọc hàm lượng chất rắn hoà tan (Total Dissolved Solids ) phần chất rắn hòa tan qua giấy lọc Mẫu khuấy trộn làm bay cốc cân làm khô đến khối lượng không đổi tủ sấy nhiệt độ 103 -105 o C Độ tăng khối lượng cốc khối lượng chất rắn tổng cộng Tổng chất rắn hoà tan = chất rắn tổng cộng – tổng chất rắn lơ lửng 2 TDS (Total Dissolved Solids) L tổng lượng vật chất hữu vô hòa tan nước (có kích thước nhỏ 1nm =10 –9 m) Phương pháp xác định: TDS (mg/l) = k x EC (µS / cm) Trong đó: k: hệ số dẫn điện = 0,50 – 0,85 (tùy vùng) EC: độ dẫn điện riêng, giá trị nghịch đảo điện trở riêng dung dịch Đơn vị tính: µS/ cm (microsiemen/cm) 2.3 TSS (Total Suspended Solids) Là tổng lượng vật chất hữu vô lơ lửng (phù sa, mùn bã hữu cơ, tảo) lơ lửng nước (có kích thước 10 –5 - 10 –6 m) Một phần chất lơ lửng có kích thước lớn 10 –5 m lắng xuống đáy Hàm lượng chất rắn lơ lửng tổng hàm lượng chất rắn có khả lắng tụ tiêu đánh giá mức độ ô nhiễm nước thải từ sở nuôi thủy sản • Phương pháp xác định: TSS xác định theo phương pháp khối lượng • Tiến hành định lượng: Sấy giấy lọc nhiệt độ 105oC Cân giấy lọc vừa sấy xong (m1) Lọc 100mL mẫu nước qua giấy lọc xác định khối lượng Để Dùng kẹp (không dùng tay) đưa miếng giấy lọc vào sấy nhiệt độ 105 oC Làm nguội, cân giấy lọc (m2, ) TSS (mg/L) = Trong đó: m1 m2 v 1000 = = = = ( m −m1) x1000 v Khối lượng ban đầu giấy lọc (mg) Khối lượng sau miếng giấy lọc phần vật chất lọc (mg) Thể tích mẫu nước đem lọc (mL) hệ số đổi thành 1L 2.4 pH − Đọc hướng dẫn nhà sản xuất trước sử dụng máy đo pH − Trước tiến hành xác định pH mẫu nước, hiệu chỉnh máy đo với dung dịch pH chuẩn = − Nếu mẫu cần đo có tính axít, hiệu chỉnh máy với dung dịch pH chuẩn = − Nếu mẫu cần đo có tính kiềm, hiệu chỉnh máy với dung dịch pH chuẩn = − Đo mẫu nước, đọc kết máy 2.5 Độ mặn Độ mặn nước tổng hàm lượng ion hoà tan nước Biểu diễn đơn vị tính: g/L phần nghìn o/oo ppt (1g/L= 1ppt) Trong nước lợ, mặn, độ mặn xác định phương pháp hoá học cách chuẩn độ mẫu nước nghiên cứu với dung dịch Ag NO3 thị K2CrO4 Tỷ trọng nước tăng độ mặn tăng Vì tỷ trọng kế đựơc cải tiến để đo độ mặn thay đo tỷ trọng nước Độ mặn nước đo khúc xạ kế 2.6 Độ kiềm Trong số thành phần tạo nên độ kiềm chung nước lợ nước mặn có ý nghĩa anion HCO3- CO32- axít H2CO3 Bởi độ kiềm nước số đo tổng ion HCO3- CO32- nước • Phương pháp xác định: Chuẩn độ trực tiếp mẫu nước biển dung dịch HCl, phản ứng xảy sau: RHCO3 + HCl RCl + CO2 + H2O Điểm kết thúc phản ứng nhận biết đổi màu thị metyl da cam (hoặc thị màu hỗn hợp) cho vào Độ kiềm nước biểu thị mili đương lượng gam (meq) axít HCl chuẩn độ Đối với nước tự nhiên độ kiềm tổng cộng (total alkalinity) thực tế trùng với độ cứng cacbonnat, tính toán người ta thường biểu thị đơn vị tính độ kiềm từ số mili đương lượng gam/lít thành mg CaCO3 /L , theo hệ số chuyển đổi: 1meq/L = 50mg CaCO3 /L • Trình tự tiến hành Lấy 100mL nước nghiên cứu cho vào bình nón, thêm giọt thị metyl da cam (hoặc thị màu hỗn hợp), dung dịch chuyển sang màu vàng (hoặc màu xanh), chuẩn độ dung dịch HCl 0,1N chuyển sang màu hồng (hoặc màu xám) dừng lại Làm lần lấy kết trung bình Tính toán kết quả: A.N 1,04 X 1000 Độ kiềm = V = meq /L x 50 = mg CaCO3 /L Trong đó: A : số mL dung dịch HCl tiêu tốn chuẩn độ N : nồng độ dung dịch HCl (0,1N) V : thể tích mẫu nước lấy để phân tích 1,04 : hệ số hiệu chỉnh ảnh hưởng CO2 1000 : hệ số đổi thành lít 50 : hệ số chuyển đổi từ meq thành mg CaCO3 2.7 Ôxy hoà tan (DO) Phương pháp Winkler: 2.7.1 Nguyên tắc phương pháp Phương pháp đơn giản, dễ thực cho phép đạt độ xác cao hoàn thành cẩn thận tất khâu tiến hành định lượng Phương pháp dựa sở phản ứng mà Mn hoá trị môi trường kiềm (dung dịch cho vào mẫu nước hỗn hợp với dung dịch KI) bị O mẫu nước ôxy hoá đến hợp chất Mn hoá trị 4, số đương lượng hợp chất Mn hoá trị lúc đựơc kết hợp với tất O2 hoà tan MnCl2 + 2NaOH = 2NaCl + Mn(OH)2 Trắng Mn(OH)2 + O2 = 2MnO(OH)2 Vàng nâu Số đương lượng Mn hoá trị tạo thành dạng kết tủa màu vàng nâu số đương lượng ôxy hoà tan nước Khi thêm axit H 2SO4 vào mẫu, hợp chất Mn hoá trị hay nói khác số đương lượng O2 hoà tan, số đương lượng I2 có mẫu nước MnO(OH)2 + 2H2SO4 + KI = MnSO4 + K2SO4 + 3H2O + I2 I2 tự tách ra, dễ dàng định lượng dung dịch chuẩn Na2S2O3 I2 +2 Na2S2O3 = 2Nal + Na2S4O6 Biết thể tích nồng độ Na2S2O3 chuẩn độ ta dễ dàng tính hàm lượng ôxy hoà tan mẫu nứơc Vì xác định O2 hoà tan nước thực giai đoạn: Giai đoạn I: Cố định O2 hòa tan mẫu (cố định mẫu) Giai đoạn II: Tách I2 môi trường axít (axít hóa, xử lý mẫu) Giai đoạn III: Chuẩn độ I2 Na2S2O3 (phân tích mẫu) Hạn chế phương pháp: phương pháp Winkler xác định O hòa tan nước không áp dụng với mẫu nước có chất ôxy hoá (vùng nước bị nhiễm bẩn nước thải công nghiệp) có khả ôxy hoá anion I- , chất khử (dihydrosunfua H2S) khử I2 tự 2.7.2 Trình tự tiến hành a Cố định mẫu nước Thu nước mẫu batomet chuyển sang chai 125mL mút mài, cho vòi cao sát đáy chai để nước tràn hết khoảng 1/3 thể tích chứa lúc đầu Lập tức cho vào 1mL MnCl , 1mL dung dịch KI/NaOH Đậy nút chai lại không cho có bọt khí Đảo từ xuống Trong mẫu nước xuất kết tủa màu trắng chuyển sang màu vàng nâu b Xử lý mẫu Để yên chai đựng mẫu nước cố định chỗ mát Sau thêm vào 1mL H 2SO4 đặc, kết tủa màu vàng nâu tan hết Trong mẫu nước xuất màu vàng I Trường hợp phải để mẫu lâu, ngâm chậu nước lạnh để bảo quản mẫu c Phân tích mẫu Chuyển 25mL nứơc mẫu xử lý vào bình nón, chuẩn độ Na2S2O3 0,01N đến có màu vàng nhạt thêm vào giọt hồ tinh bột, dung dịch có màu xanh tím, nhỏ giọt Na 2S2O3 0,01N đến hết màu xanh tím Ghi thể tích Na2S2O3 0,01N chuẩn độ hết Làm từ 2-3 lần lấy kết trung bình 27.3 Công thức tính toán Hàm lượng O2 hoà tan nước tính theo công thức: mg O2/ L = V N 8.1000 Vo Trong đó: V : Số mL dung dịch Na2S2O3 0,01N dùng hết N :Nồng độ dung dịch chuẩn Na2S2O3 V0 :Thể tích mẫu nước xử lý để phân tích :Đương lượng O2 1000 :Hệ số đổi thành lít Chú ý: Trong giai đoạn cố định, thêm 2mL hoá chất (1mL MnCl + 1mL KI/NaOH) vào chai mẫu 125mL, nên lượng nước thực tế định lượng (trừ phần hoá chất cho vào) là: 125 − 25 x = 24,6 (mL) 125 Và hàm lượng O2 hòa tan nước xác là: mg O2/ L = V N 8.1000 24,6 2.7.4 Cơ sở thiết lập công thức Trong trình xác định hàm lượng O hòa tan nước theo phương pháp Winkler, thực bước sau: − Giai đoạn cố định mẫu: − − Số đương lượng O2 = số đương lượng MnO(OH)2 Giai đoạn xử lý phân tích mẫu: Số đương lượng MnO(OH)2 = số đương lượng I2 = số đương lượng Na2S2O3 Như cuối ta được: Số đương lượng O2 = số đương lượng Na2S2O3 VO2 NO2 = VNa2S2O3 N Na2S2O3 VO2 :có thể xem V mẫu nước xử lý: VO2 = H2O đó: NO2 = Na2S2O3 N Na2S2O3 V H2O Đổi N nồng độ đương lượng miligam Số mg = đương lượng x số đương lượng x 1000 = Đ x N x 1000 Số mg O2/l = ĐO2 NO2 1000 Mà ĐO2 = M/n Với M : Phân tử lượng n : Số e- trao đổi tham gia phản ứng Trong trường hợp này: O2 + e- = O2- ĐO2 = 32/4 = mg O2 / L = VNa2S2O3 N Na2S2O3 1000 V H2O 2.7.5 Hóa chất cần thiết Dung dịch MnCl2 a Hòa tan 250g MnCl2.4H2O 620mL nước cất đựng vào lọ trắng Dung KI/NaOH b Hoà tan 150g KI 200mL nước cất, hoà tan 500g NaOH 500mL nước cất (khi hoà tan vừa khuấy vừa làm lạnh) Trộn dung dịch với thêm nước cất đến đủ 1L Đựng vào lọ nâu, nút cao su Dung dịch tinh bột c • Cách pha thứ 1: Hòa tan 0,5g tinh bột dễ tan với 1L nước cất, thêm 100mL nước cất khuấy, đun đến sôi Có thể thêm 3giọt CCl4 CHCl3 để diệt vi khuẩn • Cách pha thứ 2: Cho 2g tinh bột dễ tan vào 1L nước cất Dùng NaOH 20% vừa cho vừa khuấy vào dung dịch tinh bột (hết khoảng 30mL dung dịch kiềm) dung dịch suốt, sánh Để yên giờ, dùng dung dịch HCl 20% vừa cho vừa khuấy để trung hòa kiềm, phản ứng axít yếu (thử đo giấy đo pH = được) Thêm hỗn hợp 1mL axít axetic 99% để bảo quản Dung dịch để năm hỏng Dung dịch nguyên chuẩn K2Cr2O7 0,1 N Cần 4,903g tinh thể hòa tan định mức đến 1L nước cất dùng phecxanal K2Cr2O7 N/10 H2SO4 đặc e Dung dịch H2SO4 25% f Trộn thể tích H2SO4 đặc với thể tích nước cất Chú ý: Khi pha phải đổ axít vào nước, không làm ngược lại Đong lường axít ống đong mà không dùng pipet Dung dịch KI 1M g Hòa tan 8,3g KI vào 500mL nước cất Trộn cho vào lọ nâu Dung dịch Na2S2O3 0,1 N h Hòa tan 25g tinh thể Na2S2O3 5H2O 1L nứơc cất, đun sôi để nguội (để đuổi hết CO2) Thêm hạt NaOH rắn cho vào lọ dùng phecxanal Na 2S2O3 N/10 Dung dịch vừa pha nồng độ xác cần phải xác định lại nồng độ Lý tinh thể Na 2S2O3 thường lẫn Na2S, Na2CO3, Na2SO3 Na2S2O3 dễ bị vi khuẩn phân giải, bị ôxy không khí ôxy hoá Cách làm sau: − Nạp dung dịch pha lên burnet − Cho vào bình nón 10mL dung dịch H2SO4 25%, 10mL KI 1M, 10mL K2Cr2O7 Lắc để yên phút, chuẩn độ Na 2S2O3 0,1 N màu vàng nhạt, cho giọt hồ tinh bột Tiếp tục nhỏ giọt Na2S2O3 hết màu xanh tím (chỉ đến màu xanh tím dung dịch tinh bột màu Cr + được) Ghi thể tích Na 2S2O3, tiêu tốn Vm Nồng độ dung dịch Na2S2O3 tính theo công thức: d N = Tổng quát: N= 10 x0,1 V V K2Cr2O7 N K2Cr2O7 V Từ dung dịch Na2S2O3 biết xác nồng độ, ta pha dung dịch Na 2S2O3 0,01 N dung dịch chuẩn để xác định O2 hòa tan 2.8 Nhu cầu ôxy sinh hóa (Biochemical Oxygen Demand – BOD) BOD lượng ôxy cần thiết để vi sinh vật tiêu thụ trình phân hủy chất hữu nước điều kiện hiếu khí Phản ứng xảy sau: Chất hữu + O2 VSV CO2 + H2O Ôxy sử dụng trình ôxy hòa tan nước 2.8.1 Phương pháp xác định Thu mẫu nước: Chuyển mẫu vào hai chai thủy tinh nút mài 125mL Chai thứ xác định hàm lượng O2 ban đầu Chai thứ hai ủ tối, nhiệt độ 20 o C, thời gian ngày (hoặc ngày nhiệt độ 30o C) Định lượng hàm lượng O2 chai thứ hai BOD = O2 đầu - O2 cuối (mg/L) Trường hợp nước có hàm lượng chất hữu cao, cần pha loãng nước nghiên cứu dung dịch pha loãng Chuẩn bị dung dịch pha loãng: nước pha loãng chuẩn bị chai to, miệng rộng, cách thổi không khí 20o C vào nước cất lắc nhiều lần cho bão hòa ôxy, sau thêm, 1mL dung dịch đệm phốtphát, 1mL dung dịch MgSO4, 1mL FeCl3, định mức đến 1L nước cất Sau pha loãng xong, chuyển mẫu nước vào hai chai thủy tinh nút mài Xác định BOD trình bày Độ pha loãng khuyến nghị để xác định BOD5 BOD5 dự đoán (mg/L) Hệ số pha loãng 3.6 4.12 10.30 20.60 10 40.120 20 Lượng BOD5 tính theo công thức: BOD5 = (O2 đầu - O2 cuối ) x k k: hệ số pha loãng 2.8.2 Hóa chất cần thiết − Các loại hoá chất định lượng O2 hoà tan − Dung dịch đệm phốtphát: hòa tan 8,5g KH2PO4 , 21,75g K2HPO4 , 33,4g Na2HPO4 , 1,7g NH4Cl 500mL nước cất định mức thành 1L − Dung dịch Mg SO4 : hòa tan 22,5g Mg SO4.7 H2O 1L nước cất − Dung dịch CaCl2 : hòa tan 27,5g CaCl2 nước, định mức thành 1L − Dung dịch FeCl3:hòa tan 0,25g FeCl3.6H2O nước, định mức thành 1L 2.9 Nhu cầu ôxy hoá học (Chemical Oxygen Demand -COD) COD lượng ôxy cần thiết cho trình ôxy hoá hoá học chất hữu nứơc thành CO2 H2O Đại đa số chất hữu có nước mang đặc trưng khử nên COD đặc trưng cho khả tiêu thụ ôxy hoà tan trình ôxy hoá chất hữu Với ý nghĩa đó, COD gọi “độ ôxy hoá nước” 2.9.1 Phương pháp xác định a Xác định độ ôxy hoá nước theo Phương pháp permangannat Phương pháp Permangannat phương pháp phổ biến rộng rãi để xác định độ oxy hóa nước Kalipermangannat KMnO4 tác nhân ôxy hoá ôxy hoá môi trường axit môi trường kiềm Phân huỷ KMnO4 xảy khác hai môi trường số lượng O giải phóng khác − Trong môi trường axit : KMnO4 H+ K2O + 2MnO + 5O (1) Các ôxýt tạo nên bị hòa tan H2SO4 H2SO4 + K2O + 2MnO K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O (2) Nồng độ đương lượng KMnO4 phản ứng này: mol/ [(1)+(2)] − Trong môi trường kiềm: KMnO4 K2O + 2MnO2 + 3O Nồng độ đương lượng KMnO4 phản ứng này: mol/ Sự ôxy hoá tiến hành môi trường axít hàm lượng ion Cl - nước nghiên cứu nhỏ Khi hàm lượng Cl- lớn 300mg Cl- /L tịến hành môi trường kiềm Vì môi trường axít xảy phản ứng: 10Cl- + KMnO4 + 8H+ = 5Cl + Mn2+ + 2K+ + H2O Thực tế ion Cl- không bị ôxy hoá O2 nên không bị tiêu hao O2, phản ứng ôxy hoá khử Cl- KMnO4 xảy chậm phản ứng ôxy hoá khử chất hữu với KMnO4 xảy lúc mẫu nước làm tăng tốc độ N.A.Silop (1904) gọi trường hợp phản ứng liên hợp Vì xác định độ ôxy hoá nước phương pháp Peramngannat môi trường axít không xác b Xác định độ oxy hoá nước môi trường kiềm theo phương pháp Permangannat Iôt Thiosuphat • Nguyên tắc phương pháp Trong môi trường kiềm KMnO4 tiến hành ôxy hoá chất khử theo phương trình: 2KMnO4 K2O + 2MnO2 + 3O Lượng KMnO4 thừa lại sau phản ứng lại bị khử tiếp lượng xác định KI môi trường axít H2SO4 : 2KMnO4 + 10KI + H2SO4 = 5I2 + 2MnSO4 + 6K2SO4 + 8H2O Lượng I2 giải phóng ra, chuẩn độ Na2S2O3 thị hồ tinh bột: I2 + 2Na2S2O3 = Na2S4O6 + 2NaI • Trình tự tiến hành Mẫu thật: Cho vào bình nón 50mL nước nghiên cứu, 1mL NaOH 20%; 10mL KMnO 0,01N Đun cách thủy 10 phút Lấy để nguội đến nhiệt độ phòng (có thể nhúng bình nón vào chậu nước lạnh, thêm 2mL H2SO4 25%, 2mL KI 10% lắc đều, để yên chỗ tối phút Sau chuẩn độ dung dịch Na2S2O3 0,01N thị hồ tinh bột Ghi thể tích Na2S2O3 (B mL) Trong bước ta thực được: Số mili đương lượng chất khử mẫu nườc + chất khử lẫn thuốc thử tự huỷ KMnO4 là: VKMnO2 + N KMnO4 - VNa2S2O3 x NNa2S2O3 Khi nồng độ KMnO4 Na2S2O3 0,01N ta có: 10 0.01 - V Na2S2O3 0,01 hay 10 0,01 B 0.01 Mẫu trắng: Cho vào bình nón 50mL nước cất, 1mL NaOH 20%, 10mL KMnO 0,01N tiếp tục làm mẫu thật Ghi thể tích Na2S2O3 tiêu tốn A mL Trong bước ta thực được: Số mL đương lượng chất khử có thuốc thử lượng tự huỷ KMnO4 là: 0,01 10 A 0,01 Vậy số ml đương lượng chất khử có mẫu nước là: (0,01 10 -B 0,01) (0,01.10 - A 0,01) = (A - B) 0,01 Số mili đương lượng có 1L nước là: ( A − ).0,01 B x1000 50 Giá trị bằngsố mili đương lượng O cần thiết để ôxy hoá chất khử 1L nước Vậy số O2 cần thiết để ôxy hoá khử 1L nước là: ( A − ).0,01.1000.8 B 50 8: Số miligam O2 tương ứng với mili đương lượng • Hóa chất cần thiết: − Dung dịch KMnO4 0,01N: cân 0,526g KMnO4 tinh khiết hoá học hoà tan 1L nước cất, chuyển vào bình định mức 1L thêm nước cất đến vạch − Dung dịch NaOH 20%: Hòa tan 20g NaOH 100mL nước cất − Dung dịch KI 10% :Hòa tan 10g KI 100mL nước cất − Dung dịch H2SO4 25% − Dung dịch Na2S3O3 0,01N − Dung dịch hồ tinh bột 2.10 Ammonia NH4 + Sự có mặt ammonia NH + bắt nguồn tự phân hủy prôtêin thức ăn, chất thải vật nuôi sản phẩm tiết vật nuôi Một phương pháp xác định hàm lượng NH 4+ phương pháp Indophenol gọi phương pháp Phênat 2.10.1 Nguyên tắc Ammonia mẫu nước tác dụng với hypoclohrite phenol xúc tác muối Mn + tạo phức chất màu xanh đậm có hấp thụ cực đại bước sóng 630 nm Phenol + NH3 + 3OCl- indophenol + 2H2O + OH- + 3Cl(màu xanh) Phương pháp giúp xác định hàm lượng ammonia tổng số, môi trường kiềm mạnh ammonia ion hoá (NH4+) chuyển thành ammonia không ion hoá (NH3) 2.10.2 Tiến hành Chuẩn bị mẫu - Cho 10mL nước mẫu vào bình nón, thêm giọt MnSO 4, lắc đều, thêm 0,5mL dung dịch hypochlorous axit 0,6mL dung dịch thuốc thử phenat Lắc - Phức màu xuất sau 10 phút bền 24 Đo bước sóng 630 nm - Đo độ hấp phụ mẫu cần phân tích mẫu chuẩn biết trước hàm lượng ammonia Sử dụng công thức sau để tính hàm lượng mamonia tổng cộng có mẫu nước phân tích: 10 C1 C2 C2 = = = A1 A2 A x C1 A1 (9.1) Trong đó: C1 : hàm lượng ammonia mẫu chuẩn C2 : hàm lượng ammonia tổng cộng mẫu nước A1 : độ hấp thụ mẫu chuẩn A2 : độ hấp thụ mẫu nước 2.10.3 Hóa chất - Dung dịch hypochlorous axít: dùng 10mL dung dịch NaOCl 5% 40mL nước cất, chỉnh pH khoảng 6,5 – HCl Dung dịch bền tuần - Dung dịch MnSO4 0,003M: Hòa tan 50mg MnSO4.4 H2O 100mL nước cất - Dung dịch thuốc thử Phenate; hòa tan 2,5g NaOH 10g phenol 100mL nước cất Dung dịch dùng tuần - Dung dịch lưu trữ NH3: (1mL = 1mgN-NH3 = 1000µg N-NH3 ) Hòa tan 3,819g NH4Cl (đã sấy khô 100oC), thêm nước cất vừa đủ 1L (1mL = 1mg N = 1,22mg NH3) - Dung dịch chuẩn N-NH3: (1mL = 10µg N-NH3) pha loãng 10mL dung dịch lưu trữ với nước cất vừa đủ 1L (1mL = 0,010 mg N = 0,0122 mg NH3) - Hoặc dùng test kit NH4 + / NH3 để thay hoá chất cần pha phương pháp phân tích 2.11 Nitrate NO3 –: Nitrate sản phẩm giai đoạn ôxy hoá cao chu trình nitơ, đồng thời giai đoạn cuối tiến trình ôxy sinh học hợp chất hữu có chứa nitơ Một phương pháp xác định nitrate phương pháp Griees-Ilosvay 2.11.1 Nguyên tắc Trong phương pháp này, toàn NO3- bị khử thành NO2- nhờ bột Cadmi NO2- phản ứng với sulfanilamide N – (1 – naphthyl) – ethylene – diamine để tạo chất nhuộm vô có màu hồng đỏ đậm Nhờ mà hàm lượng đo đựơc phương pháp đo màu Cường độ màu có hấp phụ cực đại bước sóng 410 nm 2.11.2 Tiến hành - Chuẩn bị mẫu: cho 10mL nước mẫu vào bình nón (do khó khăn cột khử Cd, nên dùng test kit NO3- để tạo màu phản ứng với NO3- nước mẫu) - Đo bước sóng 410nm - Đo độ hấp phụ mẫu cần phân tích mẫu chuẩn biết trước hàm lượng nitrate - Sử dụng công thức (9.1) để tính toán hàm lượng nitrate mẫu nước cần phân tích 2.11.3 Hóa chất - Dung dịch N-NO3 lưu trữ (1mL = 0,1 mg N-NO3): hòa tan 0,7218g KNO3 nước cất, định mức thành 1L - Dung dịch N-NO3 chuẩn (1mL = 0,002 mg = Mg N-NO3 ): pha loãng 2mL dung dịch lưu trữ thành 100mL để có 1L dung dịch chuẩn = 2µg N-NO3 - Sử dụng test kit NO3 để làm thuốc thử 11 2.12 Phốt phat PO4 3Trong thiên nhiên phốtphat xem sản phẩm trình lân hoá, thường gặp nồng độ thấp nước tự nhiên 2.12.1 Nguyên tắc Ở nhiệt độ cao, môi trường axít, dạng phốtphat chuyển dạng orthophốtphat phản ứng với anionium molybdate để phóng thích axít molybdophosphoric, sau axít khử SnCl2 cho molybdenum màu xanh dương PO43- + 12 (NH4)2M0O4 + 24 H+  (NH4)3PO4 12M0O3 + 21 NH4+ + 12 H2O (NH4)3PO4 12M0O3 + Sn2+  Molybdenum + Sn4+ (xanh dương) 2.12.2 Tiến hành - Cho 20mL mẫu nước vào bình nón, thêm 0,5mL hỗn hợp dung dịch (NH 4)2M0O4/H2SO4, lắc - Thêm giọt SnCl2 loãng, lắc Màu xanh dương Molybdenum xuất Đo bước sóng 882nm - Đo độ hấp thụ màu mẫu cần phân tích mẫu chuẩn biết trước nồng độ phốtphát - Sử dụng công thức (9.1) để tính toán hàm lượng phốtphát cần phân tích 2.12.3 Hóa chất - Dung dịch H2SO4 9N: hòa tan 50mL H2SO4 đậm đặc 200mL nước cất, vừa khuấy vừa làm lạnh - Dung dịch (NH4)2M0O4 10%: cân 10g (NH4)2M0O4 pha 100mL nước cất đun nóng - Hỗn hợp dung dịch (NH4)2M0O4/H2SO4: trộn thể tích (NH4)2M0O4 10% với thể tích H2SO4 9N - Dung dịch SnCl2: hòa tan 4,3g SnCl2.4H2O 10mL HCl đặc, thêm nước cất đến đủ 100mL - Dung dịch SnCl2 loãng: hút 5mL dung dịch SnCl vừa pha trộn 20mL HCl 5%, sau đợt phân tích bỏ pha lại - Dung dịch phốtphát lưu trữ: hòa tan 219,5mg KH 2PO4 khan (sấy khô 105 oC giờ) nước cất định mức thành 1L (1mL = 50 µg P-PO43-) - Dung dịch phốtphát chuẩn: hút 5mL dung dịch lưu trữ pha loãng thành 100mL Dung dịch có nồng độ 1mL = 2,5 µg P-PO43- 12