tiểu luận môn học phân tích môi trường NO2

Trường Đh Thủ Dầu Một Khoa Tài Nguyên Môi Trường PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH NO2 TRONG MÔI TRƯỜNG Mục lục Giới thiệu Các phương pháp phân tích NO2 môi trường Phương pháp đo quang với thuốc thử Griess Phương pháp phát quang hóa học TCVN 6138 : 1996 (ISO 7996 : 1985) Phương pháp Griss – Saltzman cải biên TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998) Kết luận Giới thiệu Nitrogen dioxide (NO2), nhiệt độ thường, khí có màu nâu đỏ, nặng không khí, mùi khó chịu độc Tồn nhiều trạng thái điều kiện khác Giới thiệu Phá hủy tầng ozon Gây nhiều triệu chứng, bệnh nguy hiểm hen suyễn, gây nguy hiểm đến máy hô hấp, tim, phổi, gan Giảm vân chuyển oxi máu Nồng độ 100ppm gây chết người động vật sau 10 phút Giới thiệu Hàm lượng cho phép NO2 theo qui chuẩn quốc gia Đơn vị: Microgam mét khối (µg/m3) T T Thông số SO2 CO NO2 Trung Trung Trung bình Trung bình bình bình 24 năm 350 125 50 30000 200 10000 - 5000 100 40 O3 180 120 80 - Bụi lơ lửng(TSP) Bụi ≤ 10 μm(PM10) 300 - - 200 150 140 50 - 1,5 0,5 Pb Ghi chú: Dấu (-) không quy định Bảng: Giá trị giới hạn thông số không khí xung quanh Các phương pháp phân tích NO2 môi trường Phương pháp đo quang với thuốc thử Griess Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn trình bày phương pháp so mầu xác định hàm lượng đioxit nitơ khu vực sản xuất khoảng nồng độ từ đến 10 mg/m3 Bản chất phương pháp a) Nitơ đioxít tác dụng với Natri hiđrôxít tạo thành muối Natri nitrít Ở pH từ 2,0 đến 2,5; ion nitrit tạo phức mầu hồng với Axít sunfanilic diazô hoá với α-Naphtylamin Đo mầu bước sóng 530nm Cuvét 10mm b) Clo cản trở phép xác định cần loại trừ Các phương pháp phân tích NO2 môi trường Phương pháp phát quang hóa học TCVN 6138 : 1996 (ISO 7996 : 1985) Phạm vi áp dụng xác định nồng độ khối lượng nitơ oxit, không khí xung quanh xấp xỉ 12,5 mg/m3 nitơ dioxit xấp xỉ 19 mg/m3 nhiệt độ 250oC áp suất 101,3 kPa Các phương pháp phân tích NO2 môi trường Phương pháp phát quang hóa học TCVN 6138 : 1996 (ISO 7996 : 1985) Nguyên tắc Cho mẫu hỗn hợp với lượng dư ozôn Lọc xạ phát chuyển đổi thành tín hiệu điện ống nhân quang, xạ phát tỉ lệ với lượng nitơ oxit có mẫu thử Đo nitơ dioxit mẫu khí sau khử thành nitơ oxit cách cho qua lò chuyển hóa trước vào buồng phản ứng Tín hiệu điện thu tỉ lệ với tổng lượng nitơ oxit lượng nitơ oxit hiệu giá trị giá trị đo riêng nitơ oxit mẫu khí không qua lò chuyển hóa Các phương pháp phân tích NO2 môi trường Phương pháp phát quang hóa học TCVN 6138 : 1996 (ISO 7996 : 1985) Phát quang đặc tính nhiều chất chúng bị kích thích Hiện tượng gọi phát quang hóa học, sinh kết phản ứng hóa học Phương pháp phát quang hóa học dựa phản ứng NO + O3  NO2* + O2 NO2*  NO2 + Hv Nitơ oxit bị kích thích phát xạ quang vùng hồng ngoại gần (1200 nm) Các phương pháp phân tích NO2 môi trường Phương pháp Griss – Saltzman cải biên TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998) Phạm vi ứng dụng Nguyên lý phương pháp Thuốc thử Thiết bị, dụng cụ Lấy mẫu Cách tiến hành Biểu thị kết Báo cáo kết Các phương pháp phân tích NO2 môi trường Phương pháp Griss – Saltzman cải biên TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998) Phạm vi ứng dụng Xác định nồng độ khối lượng NO2 có mặt không khí xung quanh khoảng nồng độ từ 0,003 mg/m3 đến mg/m3 với thời gian lấy mẫu từ 10 đến h Phương pháp không thích hợp cho lấy mẫu khí vùng thở cá nhân Các phương pháp phân tích NO2 môi trường Phương pháp Griss – Saltzman cải biên TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998) Nguyên lý phương pháp Nitơ điôxit có mặt mẫu khí hấp thụ cách cho qua thuốc thử tạo phẩm màu azo khoảng thời gian xác định, kết tạo thành màu hồng vòng 15 Độ hấp thu dung dịch mẫu sau đo bước sóng 540 nm 550 nm phổ quang kế phù hợp Nồng độ khối lượng tương ứng nitơ điôxit xác định từ đường chuẩn độ hấp thụ ứng với nồng độ chuẩn bị dùng dung dịch natri nitrit với nồng độ biết Các phương pháp phân tích NO2 môi trường Phương pháp Griss – Saltzman cải biên TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998) Thuốc thử Nước không nitrit N-(1-naphty)etylendiamin dihydroclorua, dung dịch gốc 0,5 g/l Dung dịch hấp thụ: axit sulfanilic (C6H4SO3HNH2) nước không nitrit axit axetic, dung dịch N-(1-naphty)etylendiamin dihydroclorua, bảo quản lọ thủy tinh màu nâu nút kín nhiệt độ 50C Hỗn hợp khí Thuốc thử dùng để chuẩn bị đồ thị chuẩn Dung dịch nitrit, ρNO2 = 250 mg/l Dung dịch nitrit, ρNO2 = 2,5 mg/l Các phương pháp phân tích NO2 môi trường Phương pháp Griss – Saltzman cải biên TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998) Thiết bị, dụng cụ Thiết bị lấy mẫu: a Đầu lấy mẫu b Cái lọc xơ c Bình hấp thụ d Bẫy e Cái lọc màng f Bơm lấy mẫu hệ thống điều chỉnh g Dụng cụ đo không khí Máy quang phổ hấp thụ bước sóng 540 nm đến 550 nm Cuvét, có độ dài truyền quang 10 mm đến 50 mm Pipet vạch, cóHình dung1 tích 10 ml; 15 ml; 20 25 ml 50 - Các5Hình víml; dụ2 về- Ví dãy cóml; khả dụlấy vềmẫu bình hấp thụ xác phù định ml nồng độ khốihợp lượng nitơ điôxit không khí xung để lấy mẫu nitơ điôxit quanh Các phương pháp phân tích NO2 môi trường Phương pháp Griss – Saltzman cải biên TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998) Lấy mẫu Lắp hệ thống lấy mẫu phù hợp Dùng đầu nối thủy tinh nhám trước ống thủy tinh sục khí thủy tinh nối với ống nối polyvinyl clorua hay polytetrafloetylen Dùng pipet để lấy thể tích dung dịch hấp thụ phù hợp vào bình hấp thụ khô Nối bình hấp thụ với hệ thống lấy mẫu Ghi số đọc lưu lượng kế ướt thời gian, bật bơm lấy mẫu Điều chỉnh thiết bị điều tiết dòng khí với tốc độ hút khoảng 0,4 l/min đến 0,6 l/min Khoảng thời gian 10 đến h Cần bảo vệ dung dịch hấp thụ khỏi ánh sáng Khi kết thúc, ghi số đọc lưu lượng kế ướt thời gian Tháo bình hấp thụ Trộn lẫn thể tích dung dịch mẫu bên màng thủy tinh với lượng nhỏ dung dịch mẫu bên ống sục khí cách hút phần vừa đủ qua ống thủy tinh bình sục khí sau thả Lặp lặp lại động tác vài lần Đậy bình hấp thụ bảo vệ tránh ánh sáng Để yên dung 15 Khoảng thời gian không 20 h Các phương pháp phân tích NO2 môi trường Phương pháp Griss – Saltzman cải biên TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998) Cách tiến hành Kiểm tra bình hấp thụ 1.1 Kiểm tra hiệu hấp thụ Lắp hệ thống lấy mẫu có bình hấp thụ loại mắc nối tiếp Lắp đầu vào hệ thống lấy mẫu vào đầu thiết bị thấm (hoặc sử dụng phương pháp tương đương) có khả tạo hỗn hợp khí tốc độ dòng cao tốc độ mong đợi vùng đầu vào hệ thống lấy mẫu Chuẩn bị hỗn hợp khí có nồng độ khối lượng nitơ điôxit khoảng mg/m3 Tránh nồng độ khối lượng nitơ điôxit cao mg/m3 Lựa chọn khoảng thời gian lấy mẫu đủ gây hấp thụ lượng nitơ điôxit khoảng 0,5 µg/ml dung dịch hấp thụ bình hấp thụ thứ tiến hành lấy mẫu Tính hiệu suất hấp thụ cách chia độ hấp thụ dung dịch mẫu bình hấp thụ thứ cho tổng giá trị độ hấp thụ dung dịch mẫu bình hấp thụ thứ thứ hai Hiệu hấp thụ phải 0,95 7.1.2 Kiểm tra bình hấp thụ Các ống thủy tinh cần kiểm tra Các phương pháp phân tích NO2 môi trường Phương pháp Griss – Saltzman cải biên TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998) Cách tiến hành 2.1 Chuẩn bị dãy dung dịch hiệu chuẩn Chuẩn bị dãy dung dịch hiệu chuẩn có nồng độ khối lượng iôn nitrit 0,0 µg/ml; 0,25 µg/ml; 0,5 µg/ml; 0,75 µg/ml; 1,0 µg/ml cách hút ml; ml; 10 ml; 15 ml; 20 ml dung dịch nitrit tương ứng cho vào dãy bình định mức dung tích 50 ml, thêm dung dịch hấp thụ đến vạch mức lắc Để yên dung dịch 15 2.2 Đo quang phổ Kiểm tra máy quang phổ theo hướng dẫn nhà sản xuất sau để máy ổn định, thực điều chỉnh cần thiết đặt bước sóng giá trị cố định khoảng 540 nm đến 550 nm Chuyển phần dung dịch vừa đủ từ bốn dung dịch hiệu chuẩn vào cuvét đọc độ hấp thụ dung dịch hiệu chuẩn so với độ hấp thụ cuvét chứa phần vừa đủ dung dịch hấp thụ Các phương pháp phân tích NO2 môi trường Phương pháp Griss – Saltzman cải biên TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998) Cách tiến hành 2.3 Vẽ đường chuẩn Vẽ đồ thị độ hấp thụ A Lưu ý độ dốc đồ thị tính theo công thức: phải (0,992 ± 0,030) ml/µg với cuvet 10 mm Hình - Đồ thị chuẩn đặc trưng Các phương pháp phân tích NO2 môi trường Phương pháp Griss – Saltzman cải biên TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998) Cách tiến hành Xác định Đo độ hấp thụ dung dịch mẫu không nên tiến hành sớm 15 muộn 20 h sau hoàn thành việc lấy mẫu Cho lượng vừa đủ dung dịch mẫu vào cuvet đo độ hấp thụ mẫu qui định trong, dùng cuvet đối chứng chứa phần vừa đủ dung dịch hấp thụ để so sánh Khối lượng nitơ điôxit chứa mẫu khí chia cho thể tích dung dịch mẫu để so sánh với đường chuẩn Các phương pháp phân tích NO2 môi trường Phương pháp Griss – Saltzman cải biên TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998) Cách tiến hành Các chất cản trở Nồng độ khối lượng nitơ oxit; sulfua điôxit; hydro sulfua; hydro clorua hợp chất flo ảnh hưởng đến phép xác định Ozon ảnh hưởng nhẹ nồng độ khối lượng ozon không khí cao 0,20 mg/m3 Ảnh hưởng cản trở tránh cách dùng lọc xơ) Peroxyacylnitrat (PAN) cho kết xấp xỉ từ 15% đến 35% có nồng độ với nitơ điôxit Tuy nhiên không khí xung quanh, nồng độ khối lượng peroxyacylnitrat thông thường thấp để gây sai số đáng kể Nitrit axit nitrơ có mặt mẫu khí, sinh màu hồng dung dịch hấp thụ giống nitơ điôxit Các phương pháp phân tích NO2 môi trường Phương pháp Griss – Saltzman cải biên TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998) Biểu thị kết Tính kết Nồng độ khối lượng nitơ điôxit ρNO2 mẫu, tính microgam mét khối, theo công thức: Trong đó: fNO2 nghịch đảo độ dốc đường chuẩn, tính microgam mililit ứng với cuvet 10 mm; As độ hấp thụ dung dịch mẫu Aa độ hấp thụ dung dịch hấp thụ b độ dài đường quang cuvet, tính milimet V1 thể tích dung dịch hấp thụ đưa vào bình hấp thụ, tính mililit V2 thể tích mẫu khí, tính mét khối Các phương pháp phân tích NO2 môi trường Phương pháp Griss – Saltzman cải biên TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998) Biểu thị kết Các đặc tính 2.1 Giới hạn phát Giới hạn phát phương pháp kỳ vọng mức nồng độ khối lượng nitơ điôxit µg/m3 2.2 Độ xác 2.2.1 Độ lặp lại Độ lặp lại phương pháp đạt khoảng 5% nồng độ khối lượng nitơ điôxit khoảng 100 µg/m3 2.2.2 Độ tái lập Độ tái lập phương pháp đạt khoảng 5% nồng độ khối lượng nitơ điôxit khoảng 100 µg/m3 Các phương pháp phân tích NO2 môi trường Phương pháp Griss – Saltzman cải biên TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998) Báo cáo kết Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm thông tin sau: a) Mô tả đầy đủ tình trạng mẫu khí; b) Viện dẫn tiêu chuẩn này; c) Các kết thu được; d) Mọi tượng bất bình thường ghi nhận trình xác định; f) Mọi thao tác thực mà quy định tiêu chuẩn tiêu chuẩn viện dẫn khác, coi tùy chọn Kết luận Có nhiều phương pháp để phân tích xác định chất khí môi trường đó, điều quan trọng ta cần mẫu muốn phân tích Để xác định hàm lượng khí NO2 phương pháp sử dụng được, nhiên, cần xác định xem ta có thuận lợi phân tích theo phương pháp tương ứng (Tất cần phải thực thật chi tiết đồng ta có kết thỏa yêu cầu phân tích Cám ơn CÔ bạn lắng nghe!!! Tài liệu tham khảo •Tiểu luận Các phương pháp phân tích NO2 môi trường, SV Hoàng Anh Huy, trường Đh Bách Khoa tpHCM •http://en.wikipedia.org/wiki/Nitrogen_dioxide •http://aqdm.co.uk/NO2.html •TCVN 6137 : 1996 ISO 6768 : 1985 •TCVN 6138 : 1996 ISO 7996 : 1985 •TCVN 6137 : 2009 ISO 6768 : 1998 •QCVN 05 : 2009/BTNMT [...]... pháp phân tích NO2 trong môi trường 3 Phương pháp Griss – Saltzman cải biên TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998) 1 Phạm vi ứng dụng Xác định nồng độ khối lượng của NO2 có mặt trong không khí xung quanh trong khoảng nồng độ từ 0,003 mg/m3 đến 2 mg/m3 với thời gian lấy mẫu từ 10 min đến 2 h Phương pháp này không thích hợp cho lấy mẫu khí ở vùng thở của cá nhân Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường. .. phải thực hiện thật chi tiết và đồng bộ thì ta mới có được một kết quả thỏa yêu cầu phân tích Cám ơn CÔ và các bạn đã lắng nghe!!! Tài liệu tham khảo Tiểu luận Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường, SV Hoàng Anh Huy, trường Đh Bách Khoa tpHCM •http://en.wikipedia.org/wiki/Nitrogen_dioxide •http://aqdm.co.uk /NO2. html •TCVN 6137 : 1996 ISO 6768 : 1985 •TCVN 6138 : 1996 ISO 7996 : 1985 •TCVN... trong tiêu chuẩn viện dẫn khác, hoặc được coi như tùy chọn Kết luận Có nhiều phương pháp để phân tích xác định một chất khí bất kỳ trong một môi trường nào đó, điều quan trọng là ta cần gì ở mẫu muốn phân tích Để xác định hàm lượng khí NO2 cả 3 phương pháp đều có thể sử dụng được, tuy nhiên, cần xác định xem ta có những thuận lợi gì khi phân tích theo các phương pháp tương ứng (Tất cả đều cần phải thực... dung dịch hấp thụ Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường 3 Phương pháp Griss – Saltzman cải biên TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998) 6 Cách tiến hành 2.3 Vẽ đường chuẩn Vẽ đồ thị độ hấp thụ A Lưu ý rằng độ dốc của đồ thị được tính theo công thức: phải là (0,992 ± 0,030) ml/µg với cuvet 10 mm Hình 3 - Đồ thị chuẩn đặc trưng Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường 3 Phương pháp Griss – Saltzman... As độ hấp thụ của dung dịch mẫu Aa độ hấp thụ của dung dịch hấp thụ b độ dài đường quang của cuvet, tính bằng milimet V1 thể tích của dung dịch hấp thụ đưa vào bình hấp thụ, tính bằng mililit V2 thể tích của mẫu khí, tính bằng mét khối Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường 3 Phương pháp Griss – Saltzman cải biên TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998) 7 Biểu thị kết quả 2 Các đặc tính 2.1 Giới... dihydroclorua, được bảo quản trong lọ thủy tinh màu nâu nút kín ở nhiệt độ dưới 50C 4 Hỗn hợp khí 5 Thuốc thử dùng để chuẩn bị đồ thị chuẩn 1 Dung dịch nitrit, NO2 = 250 mg/l 2 Dung dịch nitrit, NO2 = 2,5 mg/l Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường 3 Phương pháp Griss – Saltzman cải biên TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998) 4 Thiết bị, dụng cụ 1 Thiết bị lấy mẫu: a Đầu lấy mẫu b Cái lọc bông xơ c... ra màu hồng trong dung dịch hấp thụ giống như nitơ điôxit Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường 3 Phương pháp Griss – Saltzman cải biên TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998) 7 Biểu thị kết quả 1 Tính kết quả Nồng độ khối lượng của nitơ điôxit NO2 trong mẫu, tính bằng microgam trên mét khối, theo công thức: Trong đó: fNO2 nghịch đảo của độ dốc của đường chuẩn, tính bằng microgam trên mililit... Tháo bình hấp thụ Trộn lẫn thể tích dung dịch mẫu bên ngoài màng thủy tinh với lượng nhỏ dung dịch mẫu bên trong ống sục khí bằng cách hút một phần vừa đủ qua ống thủy tinh của bình sục khí và sau đó thả ra Lặp đi lặp lại động tác này vài lần Đậy bình hấp thụ bảo vệ tránh ánh sáng Để yên dung 15 min Khoảng thời gian không quá 20 h Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường 3 Phương pháp Griss –... pháp phân tích NO2 trong môi trường 3 Phương pháp Griss – Saltzman cải biên TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998) 6 Cách tiến hành 2.1 Chuẩn bị dãy dung dịch hiệu chuẩn Chuẩn bị dãy dung dịch hiệu chuẩn có nồng độ khối lượng iôn nitrit 0,0 µg/ml; 0,25 µg/ml; 0,5 µg/ml; 0,75 µg/ml; và 1,0 µg/ml bằng cách hút 0 ml; 5 ml; 10 ml; 15 ml; và 20 ml dung dịch nitrit tương ứng cho vào dãy bình định mức dung tích. .. Cuvét, có độ dài truyền quang 10 mm đến 50 mm 4 Pipet một vạch, cóHình dung1 tích 10 ml; 15 ml; 20 25 ml và 50 - Các5Hình víml; dụ2 về- Ví dãy cóml; khả năng dụlấy vềmẫu các bình hấp thụ xác phù định ml nồng độ khốihợp lượng nitơ điôxit trong không khí xung để của lấy mẫu nitơ điôxit quanh Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường 3 Phương pháp Griss – Saltzman cải biên TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768