Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 6634:2000 - IS0 8245:1999. Tiêu chuẩn trình bày nội dung về chất lượng nước - hướng dẫn xác định cacbon hữu cơ tổng số (TOC) và cacbon hữu cơ hòa tan (DOC). Mời các bạn cùng tham khảo để nắm bắt nội dung chi tiết.
tcvn tIªu chn vIƯt nam TCVN 6634 : 2000 ISo 8245 : 1999 chất lợng nớc hớng dẫn xác định cacbon hữu tổng số (TOC) cacbon hữu hoà tan (DOC) Water quality Guidelines for the determination of total organic carbon (TOC) and dissolved organic carbon (DOC) Hà nội -2000 Lời nói đầu TCVN 6634 : 2000 hoàn toàn tơng đơng với ISO 8245 : 1999 TCVN 6634 : 2000 Ban Kü thuËt Tiªu chuÈn TCVN/TC 147 Chất lợng nớc biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lờng Chất lợng đề nghị, Bộ Khoa học, Công nghệ Môi trờng ban hành tiêu chuẩn việt nam TCVN 6634 : 2000 ChÊt l−ỵng n−íc − H−íng dẫn xác định cacbon hữu tổng số (TOC) cacbon hữu hoà tan (DOC) Water quality Guidelines for the determination of total organic carbon (TOC) and dissolved organic carbon (DOC) Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn hớng dẫn xác định cacbon tổng số (TC), cacbon vô tổng số (TIC) cacbon hữu tổng số (TOC) nớc uống, nớc ngầm, nớc mặt, nớc biển nớc thải Nó định nghĩa thuật ngữ, qui định cản trở thuốc thử xử lý trớc mẫu nớc Phơng pháp mô tả tiêu chuẩn áp dụng cho mẫu nớc có hàm lợng cacbon hữu từ 0,3mg/l đến 1000 mg/l Nồng độ thấp áp dụng cho trờng hợp riêng, thí dụ nh nớc uống, đợc đo máy có độ nhạy cao Những nồng độ cao xác định đợc sau pha loãng thích hợp Tiêu chuẩn không bàn đến tính chất phụ thuộc công cụ Những chất hữu nh benzen, toluen, cyclohexan cloroform đợc xác định phơng pháp Xyanua, xyanat hạt cacbon (mồ hóng) chúng tồn mẫu đợc xác định với cacbon hữu Tiêu chuẩn trích dÉn TCVN 5993: 1995 (ISO 5667-3 : 1994) ChÊt l−ỵng n−íc − LÊy mÉu − H−íng dÉn b¶o qu¶n mÉu Thuật ngữ định nghĩa Trong tiêu chuẩn thuật ngữ định nghĩa sau đợc dùng tcvn 6634 : 2000 3.1 Cacbon tæng sè TC Tổng cacbon vô hữu nớc, kể cacbon nguyên tố 3.2 Cacbon vô tổng số TIC Tỉng cacbon tån t¹i n−íc d−íi d¹ng cacbon nguyªn tè, cacbon dioxyt tỉng sè, cacbon monoxyt, cyanua, cyanat thiocyanat Chú thích Máy TOC thờng đo TIC nh− lµ CO2 cã nguån gèc tõ hydrocacbonat vµ cacbonat 3.3 Cacbon hữu tổng số TOC Tổng cacbon liên kết hữu tồn nớc, kể dạng tan không tan, gồm cyanat, cacbon nguyên tố thiocyanat 3.4 Cacbon hữu hoà tan DOC Tổng cacbon liên kết hữu tồn nớc, qua màng lọc cỡ lỗ 0,45 àm, gồm cyanat thiocyanat 3.5 Cacbon hữu bay VOC Cacbon hữu thổi đợc PCO Cacbon hữu tồn nớc, chúng thổi đợc dới điều kiện phơng pháp 3.6 Cacbon hữu không bay NVOC Cacbon hữu không thổi đợc NPDC Cacbon hữu tồn nớc, chúng thổi đợc dới điều kiện phơng pháp tcvn 6634 : 2000 Nguyên tắc Cacbon hữu nớc đợc oxy hoá đến cacbon dioxyt đốt cháy, cách thêm chất oxy hoá thích hợp, tia cực tím tia lợng cao khác Sử dụng tia cực tím với oxy chất oxy hoá đợc hạn chế cho nớc ô nhiƠm, chøa nång ®é TOC thÊp Chó thÝch − Tr−êng hợp có hurnic, giá trị TOC thấp xác định đợc dùng tia cực tím Cacbon dioxyt tạo oxy hoá xác định trực tiếp sau khử, thí dụ đến metan (CH4) Việc xác định CO2 dùng nhiều cách, thí dụ nh quang phổ hồng ngoại, chuẩn độ (trong môi trờng không nớc), dẫn nhiệt, dẫn điện, điện lợng, dùng sensor nhạy CO2 lửa ion hoá (dùng sau CO2 bị khử đến metan ) Ngoài cacbon hữu cơ, mẫu nớc chứa cacbon dioxyt ion axit cacbonic Để xác định TOC, cacbon vô phải đợc loại cách dùng khí nitơ không CO2 cacbon hữu sục vào dung dịch axit mẫu Có thể xác định cacbon tổng số (TC) cacbon vô tổng số (TIC) tính hàm lợng cacbon hữu (TOC) cách lấy TC trừ TIC Phơng pháp tốt cacbon vô tổng số nhỏ TOC Các hợp chất hữu thổi đợc nh benzen, toluen, cyclohexan clorofom đợc loại phần Khi có chất này, TOC đợc xác định riêng dùng phơng pháp hiệu số (TC - TIC = TOC) Khi dùng phơng pháp hiệu số giá trị TOC cần cao TIC Thuốc thử ChØ sư dơng thc thư tinh khiÕt ph©n tÝch Trong tiêu chuẩn hoá chất khí đợc dùng với đa số phơng pháp TOC đợc sử dụng Thuốc thử đợc dùng theo dẫn hãng sản xuất cần phải xử lý tr−íc 5.1 N−íc pha lo·ng N−íc dïng ®Ĩ pha lo·ng pha dung dịch chuẩn cần có TOC đủ thÊp ®Ĩ cã thĨ bá qua so víi TOC thÊp xác định (xem bảng 1) Chọn phơng pháp ®Ĩ xư lý tr−íc mÉu n−íc dïng pha lo·ng phơ thuộc vào khoảng nồng độ mẫu nh bảng Chú thích Để đo nồng độ TOC < 0,5 mg/l nên chuẩn bị nớc để pha mẫu trắng dung dịch trớc phân tích (xem bảng 1) tcvn 6634 : 2000 Bảng Đặc tính nớc pha loãng TOC mẫu TOC cực đại chấp nhận Nớc pha loãng: đợc nớc pha loãng mg/l phơng pháp xử lý mg/l < 10 0,1 *) Xử lý tử ngoại 0,3 Làm đặc 10 đến 100 0,5 CÊt hai lÇn víi KMnO4/K2Cr2O7 > 100 Ch−ng cất *) Chỉ với nớc siêu 5.2 Dung dịch gèc kali hydrophtalat, ρ (C hc) = 1000 mg/l Hoµ tan 2,125 g kali hydrrophtalat (C8H5KO4 ) (®· sÊy ë 105oC đến 120oC vòng h) bình định mức 1000 ml nớc (5.1) đinh mức đến vạch Dung dịch bền khoảng tháng đậy kín để tủ lạnh 5.3 Dung dịch tiêu chuẩn kali hydrophtalat, (C hữu cơ) = 100 mg/l Dïng pipet hót 100 ml dung dÞch gèc kali hydrophtalat (5.2) cho vào bình định mức 1000 ml, thêm nớc đến vạch Dung dịch bền khoảng tuần lễ đậy kín để tủ lạnh 5.4 Dung dịch tiêu chuẩn để xác định cacbon vô cơ, (C vô cơ) = 1000 mg/l Hoà tan 4,415 g NO2CO3 [®· sÊy h ë (285 ± 5)oC] bình định mức khoảng 500 ml nớc (5.1) Thêm 3,500 g NaHCO3 (đã làm khô h silicagel), định mức nớc (5.1) Dung dịch bền khoảng tuần lễ nhiệt độ phòng 5.5 Dung dịch tiêu chuẩn Để kiểm tra đặc tính kĩ thuật vËn hµnh cđa hƯ thèng Chó thÝch − Trong phép thử liên phòng thí nghiệm, đồng phtalocyanin đợc dùng cho mục đích Dung dịch thử đồng phtalocyanin, (C hữu = 100 mg/l) đợc pha nh sau: tcvn 6634 : 2000 Hoà tan 1,256 g ®ång phtalocyanin tetrasunfonic (muèi tetranatri) (C32H12CuN8O12S4Na4) bình định mức 1000 ml, thêm nớc đến vạch mức Dung dịch bền khoảng tuần lễ Cảnh báo : Thuốc thử độc Chú thích Các chất chuẩn độ bền khác thay 5.2, 5.4 5.5 5.6 Axit không bay hơi, để đuổi CO2, nh H3PO4 0,5 mol/l cần đặc 5.7 Khí, nh không khí, nitơ, oxy, không chứa CO2 tạp chất hữu Dùng khí khác phù hợp với máy theo hớng dẫn hãng sản xuất 6.1 6.2 7.1 Thiết bị, dụng cụ Máy xác định cacbon hữu Máy trộn, thí dụ máy khuấy từ có khả trộn chất, máy siêu âm máy khuấy tốc độ cao Lấy mẫu mÉu LÊy mÉu Xem thªm TCVN 5993: 1995 (ISO 5667-3) Cần lấy mẫu đại diện (đặc biệt có chất không tan) không để mẫu nhiễm hợp chất hữu Lấy mẫu vào bình thuỷ tinh hay polyetylen, lấy đầy bình, nghi có vi khuẩn hoạt động axit hoá đến pH [thí dơ b»ng H3PO4 (5.6)] Trong mét sè tr−êng hỵp cã thĨ mÊt CO2 axit ho¸ mÉu NÕu cã chÊt hữu để bay hơi, cần tiến hành đo vòng h sau lấy mẫu mà không cần axit hoá Mẫu lu giữ tủ lạnh nhiệt độ 2oC đến 5oC đợc ngày Nếu giữ mẫu 15oC đến 20oC đợc nhiều tuần 7.2 Chuẩn bị mẫu nớc Nếu mẫu không đồng thể lấy mẫu đại diện lắc kỹ dùng máy thích hợp (6.2) để trộn mẫu Tính đồng thể mẫu kiểm tra cách phân tích phần phần dới bình mẫu riêng rẽ tcvn 6634 : 2000 Nếu xác định chất hữu hoà tan (TOC) lọc mẫu qua màng lọc có cỡ lỗ 0,45 àm rửa nớc nóng để đuổi toàn chất hữu bám dính Tuy cần thận trọng xác định hàm lợng cacbon hữu nớc lọc Cách tiến hành 8.1 Chuẩn hoá Các phơng pháp so sánh (thí dụ hồng ngoại) cần chuẩn hoá Trờng hợp phơng pháp tuyệt đối nh phơng pháp trung hoà điện lợng, chuẩn hoá dùng để kiểm tra phơng pháp phân tích Chuẩn hoá máy theo hớng dẫn hãng sản xuất Xây dựng đờng chuẩn dựa phân tích dung dịch tiêu chuẩn kali hydrophtalat Thí dụ khoảng nồng độ 10 mg/l đến 100 mg/l chuẩn bị dung dịch chuÈn tõ dung dÞch gèc kali hydrophtalat (5.2) nh− sau: a) để chuẩn bị dung dịch hiệu chuẩn, dùng pipet hút vào bình định mức 100 ml : ml (tr¾ng) ml, ml, ml, ml 10 ml dung dịch gốc kali hydrophtalat (5.2) thêm nớc (5.1) đến vạch; b) phân tích dung dịch mẫu trắng (bình không thêm kali hydrophtalat) theo dẫn hãng sản xuất; c) xây dựng ®−êng chuÈn nång ®é TOC tÝnh b»ng miligam cacbon trªn lit - đơn vị tín hiệu máy (I) Giá trị nghịch đảo độ dốc đờng chuẩn hệ số chuẩn hoá f, tính mg C/l Để xác định giá trị TIC cần phải xây dựng đờng chuẩn từ dung dịch chuẩn pha từ dung dịch 5.4 Để xác định giá trị TOC từ hiệu số TC TIC cần phải xây dựng đờng chuẩn dung dịch chuẩn pha từ dung dịch 5.3 5.4 8.2 Phơng pháp kiểm tra Phân tích dung dịch thử (5.2, 5.3, 5.4 5.5) với loạt mẫu để kiềm trị tính đắn kết thu đợc phơng pháp Nếu độ lệch tìm thấy cao tiêu chuẩn chất lợng phòng thí nghiệm phải nghiên cứu nguyên nhân gây sai số : máy hoạt động sai (thí dụ oxy hoá phát hiện, sai nhiệt độ khí, dò rỉ); thay đổi nồng độ dung dịch thử; hệ thống đo bị nhiễm bẩn Thờng xuyên kiểm tra toàn hệ thống đo phù hợp với hớng dẫn hãng sản xuất tcvn 6634 : 2000 Các kiểm tra tiến hành thêm với kiểm tra máy đợc hớng dẫn hãng sản xuất 8.3 Xác định Xác định TOC mẫu theo hớng dẫn hãng sản xuất Khi xác định TOC trực tiếp cần trớc hết đuổi cacbon vô axit hóa dung dịch đến pH dới Cẩn thận để tránh chất hữu dễ bay bốc Nồng độ TOC phải nằm đờng chuẩn Điều đạt đợc cách pha loãng mẫu Trớc xác định lô mẫu (thí dụ 10 mẫu) tiến hành kiểm tra theo đề nghị hãng sản xuất theo qui định phòng thí nghiệm Sau axit hoá, cho dòng khí trơ không chứa CO2 tạp chất hữu qua hƯ thèng (thÝ dơ min) ®Ĩ ®i CO2 Biểu thị kết 9.1 Tính toán Phụ thuộc vào loại máy đợc dùng mà tín hiệu thu đợc khác nhau, từ nồng độ TOC DOC mẫu đợc tính toán Khi đo gián đoạn, giá trị là, thí dụ chiều cao pic, diện tích pic thể tích thuốc thử tiêu tốn Thông thờng, diện tích pic hay đợc dùng Chiều cao pic đợc dùng chúng tỷ lệ với nồng độ Khi đo TOC DOC gần liên tục, nồng độ CO sinh đốt chất hữu đợc ghi lại ghi Khoảng cách đờng ghi đợc đờng zero tỷ lệ với nồng độ TOC Nồng độ đợc xác định dựa vào ®−êng chn (8.1) Nång ®é TOC hc DOC, miligam cacbon lit, tính theo công thức: I x f x V Vp I tín hiệu máy; f hệ số chuẩn hoá tính miligam cacbon lit, xác định theo 8.1; V thĨ tÝch cđa mÉu n−íc pha lo·ng tÝnh b»ng mililit; Vp thể tích mẫu cha pha loãng Kết đợc biểu diễn với hai ba số có nghĩa dùng theo sai số ngẫu nhiên (độ xác) phÐp ®o tcvn 6634 : 2000 ThÝ dơ : ρ (TOC) = 0,76 mg/l hc ρ (TOC) = 530 mg/l hc ρ (TOC) = 6,32 103 mg/l 9.2 Độ xác Thông tin độ tái lặp độ tái lập thử liên phòng thí nghiệm cho phụ lục A 10 Báo cáo kết Báo cáo kết cần có thông tin sau: a) trích dẫn tiêu chuẩn này; b) chi tiết nhận dạng mÉu thư; c) chi tiÕt vỊ l−u gi÷ mÉu tr−íc phân tích bao gồm thời gian từ lấy mẫu đến phân tích; d) xử lý mẫu trớc (thời gian để lắng, lọc); e) nồng độ TOC DOC mẫu, miligam cacbon lit; f) chi tiết sai khác so với cách làm đợc qui định tiêu chuẩn tình ảnh hởng đến kết 10 tcvn 6634 : 2000 Phơ lơc A (tham kh¶o) KÕt qu¶ thư liên phòng thí nghiệm xác định TOC Bảng A.1 Mẫu Giá trị TOC Tìm thấy thực TOC mg/l trung bình tæng mg/l % 2,3 2,99 129,9 0,687 18,5 19,2 103,9 120 139 115,9 307 Độ tái lập Độ lặp lại Độ lệch Hệ số Độ lệch HƯ sè chn ®é lƯch chn ®é lƯch mg/l % Số Số kết Kết bị loại phòng bỏ phân thí nghiệm tích sau loại bỏ mg/l % 23 0,19 6,3 55 259 13 1,23 6,4 0,38 56 260 12,4 8,9 2,8 54 236 16 13,9 4,5 3,8 1,2 54 244 20 MÉu : Đồng phtalocyenin tetrasunfonic, muối tetranatri Mẫu : Hỗn hợp kali hydrophtalat đồng phtalocyanin tetrasunfonic, muối tetanatri Mẫu : Hỗn hợp kali hydrocacbonat, kali hydrophtalat đồng phtalocyanin tetrasunfonic, muối tetranatri Mẫu : Nớc thải công nghiệp, mẫu thật, đợc lọc Chú thích Lý để độ tìm thấy 130% mẫu (mẫu với nồng độ TOC thấp) sai số hệ thống (không xem xét xem xét phần nồng độ TOC mẫu trắng) Chú thích Độ tìm thấy tăng mẫu nồng độ TIC cao Trờng hợp tơng tự cho hãng sản xuất máy thể tích axit thời gian đuổi không đủ 11 tcvn 6634 : 2000 Phụ lục B (tham khảo) Xác định TOC mẫu chứa chất rắn B.1 Những điều kiện phụ thêm Đặc tính máy đo TOC cần phải tích hợp để đo hạt rắn có kích thớc 100 àm (qui ớc) Chú thích Trong thử liên phòng thí nghiệm (xem bảng B.1) mẫu chứa hạt rắn có kích thớc tới 100 àm đợc đo Chú thích Kết xác định TOC mẫu chứa hạt rắn thờng không lặp lại, trộn Mẫu đợc lọc xác định riêng TOC nớc lọc cặn Hệ thống dùng oxy hoá tia cực tím không thích hợp để xác định microxelulo [xem B.4, b¶ng B.1, mÉu 1b)] B.2 Thư hun phï Thử huyền phù để kiểm tra đồng thể độ tìm thấy chất rắn tan Để chn bÞ hun phï ta dïng 225 mg xelulo (C6H10O5)r (kích thớc hạt từ 20 àm đến 100 àm, nồng ®é cacbon hun phï lµ 100 mg/l) cho vµo bình định mức 1000 ml, tẩm ớt nớc Thêm nớc đến vạch mức khuấy máy từ cho huyền phù đồng thể Không nên dùng siêu âm làm giảm kích thớc hạt Hỗn hợp bền khoảng tuần lễ để tủ lạnh, nhng cần khuấy dùng Có thể dùng loại huyền phù thích hợp khác, thí dụ nớc thải nhà máy giấy B.3 Thử đồng thể độ tìm thấy chất tan (kiểm tra hạt rắn) Với hạt mẫu chứa chất rắn, đồng thể độ tìm thấy chất tạo huyền phù (khả phân tích hạt rắn máy) cần đợc kiĨm tra b»ng thư hun phï (B.2) LÊy mÉu khuấy Nếu dùng lấy mẫu tự động cần khuấy liên tục phân tích Giá trị trung bình phân tích ba lần 90 mg/l 110 mg/l, hệ số độ lệch lặp lại nhỏ 10% Chú thích Chú thích B.4 Đồng thĨ ho¸ tèi −u vÝ dơ nh− dïng m¸y khy dao động Hiệu Xem bảng B.1 12 Trong phép thử kích thớc hạt quan trọng tcvn 6634 : 2000 Bảng B.1 Kết thử liên phòng thí nghiệm xác định TOC Mẫu Giá trị TOC thực TOC mg/l trung bình tổng mg/l Độ tái lập Độ lặp lại Tìm thấy Độ lệch Hệ số Độ lệch HƯ sè chn ®é lƯch chn ®é lƯch % mg/l % mg/l % Số Số kết Kết phòng sau lo¹i bá lo¹i thÝ bá nghiƯm 1a 20 16,65 83,2 7,5 45,1 12,0 32 149 1b 20 0,53 2,7 0,4 75,0 0,15 27,3 15 56 10 Mẫu a : Vi tinh thể xelulo (đợc xác định đốt cháy) Mẫu b : Vi tinh thể xelulo (oxy hoá tử ngoại) 13 tcvn 6634 : 2000 Tài liệu tham khảo [1] D URR , W, MERZ, W Đánh giá TOC - Thử liên phòng thí nghiệm ISO thảo luận kết quả, Vom Wasser, 55, 1980, tr 287 - 294 [2] C¸c phơng pháp để xác định nớc chất liên quan Xác định cacbon hữu tổng số, yêu cầu oxy tæng sè Her Majesty’s Stationery Office, London, 1995 [3] ISO /TR 13530 ChÊt l−ỵng n−íc − H−íng dÉn kiĨm tra chất lợng phân tích nớc _ 14 ...Lời nói đầu TCVN 6634 : 2000 hoàn toàn tơng ®−¬ng víi ISO 8245 : 1999 TCVN 6634 : 2000 Ban Kỹ thuật Tiêu chuẩn TCVN/ TC 147 Chất lợng nớc biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lờng Chất lợng... cacbon hữu Tiêu chuẩn trích dẫn TCVN 5993: 1995 (ISO 566 7-3 : 1994) ChÊt l−ỵng n−íc − LÊy mÉu Hớng dẫn bảo quản mẫu Thuật ngữ định nghĩa Trong tiêu chuẩn thuật ngữ định nghĩa sau đợc dùng tcvn 6634... cục Tiêu chuẩn Đo lờng Chất lợng đề nghị, Bộ Khoa học, Công nghệ Môi trờng ban hành tiêu chuẩn việt nam TCVN 6634 : 2000 Chất lợng nớc Hớng dẫn xác định cacbon hữu tổng số (TOC) cacbon hữu