Phương pháp phân tích các chỉ tiêu cơ bản

1.1. CHỈ TIÊU pH 2 1.2. CHỈ TIÊU ĐỘ ĐỤC 2 1.3. CHỈ TIÊU ĐỘ MÀU 4 1.4. ĐỘ KIỀM 5 1.5. SẮT: 8 1.6. MANGAN 11 1.7. PERMANGANATE (KMnO4) DƯ 16 1.8. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH OZONE DƯ TRONG NƯỚC 19 1.9. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH OZONE DƯ TRONG KHÍ 23 1.10. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TOC – DOC 26 1.12. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH UV254 28 1.14. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THMFP 31

1.1 CHỈ TIÊU pH .2 1.2 CHỈ TIÊU ĐỘ ĐỤC 1.3 CHỈ TIÊU ĐỘ MÀU 1.4 ĐỘ KIỀM 1.5 SẮT: .8 1.6 MANGAN 11 1.7 PERMANGANATE (KMnO4) DƯ 16 1.8 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH OZONE DƯ TRONG NƯỚC 19 1.9 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH OZONE DƯ TRONG KHÍ 23 1.10 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TOC – DOC 26 1.12 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH UV254 28 1.14 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THMFP 31 I.1 CHỈ TIÊU pH I.1.1 Phương pháp thực hiện: - Sử dụng máy đo pH ECOSCAN PH5+, hãng Thermo Scientific – Mỹ I.1.2 Thiết bị - Máy pH Ecoscan pH5+  Thang đo pH: 0.00 – 14  Độ phân giải: 0.01  Độ xác: +/-0.01  Thang nhiệt độ: 0.0 – 100.0oC  Độ phân giải: 0.1oC  Độ xác: +/-0.5 oC  Nguồn điện: pin 4x1.5V  Kích thước (LWH): 14x17x3.5mm  Trọng lượng: 200g - Erlen: sử dụng để chứa mẫu I.1.3 Hóa chất: khơng có I.1.4 Quy trình thực Lấy mẫu cho vào erlen (không đầy ) Dùng nước cất rửa đầu đọc pH Cho đầu đọc vào erlen chứa mẫu Đợi đến số hình khơng cịn biến động dừng lại Ghi kết pH, nhiệt độ Dùng nước cất làm đầu đọc I.2 CHỈ TIÊU ĐỘ ĐỤC I.2.1 Phương pháp thực - Sử dụng phương pháp so màu máy Spectrophotometer DDR 200 - Chương trình đo độ đục: chương trình số 95 – Turbidity I.2.2 Thiết bị - Máy so màu Spectrophotometer DDR 2000 - Pipet 5ml, 10ml, 25 ml - Bình định mức: 25ml, 50ml - Erlen 100ml, 250ml I.2.3 Hóa chất - Khơng sử dụng hóa chất (đo trực tiếp máy) I.2.4 Quy trình thực Lấy mẫu erlen 100ml 250 ml Lắc mẫu So màu máy DDR 2000, sử dụng chương trình số 95 Ghi nhận kết vệ sinh máy đo I.3 CHỈ TIÊU ĐỘ MÀU I.3.1.Phương pháp thực - Sử dụng phương pháp so màu máy Spectrophotometer DDR 2000 (tương tự phương pháp đo độ đục) - Chương trình đo độ đục: chương trình số 19 – Color I.3.2.Thiết bị - Máy so màu Spectrophotometer DDR 2000 - Pipet 5ml, 10ml, 25 ml - Bình định mức: 25ml, 50ml - Erlen 100ml, 250ml I.3.3.Hóa chất - Khơng sử dụng hóa chất (đo trực tiếp máy) I.3.4.Quy trình thực Lấy mẫu erlen 100ml 250 ml Lắc mẫu Pha loãng mẫu độ màu màu So màu máy DDR 2000, sử dụng chương trình số 19 Ghi nhận kết vệ sinh máy đo I.4 ĐỘ KIỀM I.4.1.Phương pháp thực hiện: - Phương pháp chuẩn độ sử dụng thị màu: phenolphtalein, methyl cam thị màu tổng hợp I.4.2.Các yếu tố ảnh hưởng - Lượng chlorine dư nước làm nhạt màu chất thị q trình định phân - Mẫu nước có độ màu, độ đục cao ảnh hưởng đến màu chất thị (trường hợp phả dùng phương pháp chuẩn độ điện thế) - Lưu ý: không lọc, pha lỗng hay đặc mẫu I.4.3.Dụng cụ thiết bị: - pipet 25 ml - erlen 125 ml - ống đong 100 ml - buret 25 50 ml - máy khuấy từ - Bình đựng chất thị I.4.4.Hóa chất: - DD HCl hay H2SO4 0,02 N: hòa tan 28 ml H 2SO4 đậm đặc thành lít dung dịch H2SO4 1N Lấy 20 ml dd H2SO4 1N hịa tan thành lít Định phân lại nồng độ acid Na2CO3 0,02 N (hòa tan 1,06 g Na2CO3 sấy 1050C thành lít) - Chỉ thị phenolphthalein 0,5%: hịa tan 500 mg phenolphthalein 50 ml methanol, thêm nước cất định mức thành 100ml - Chỉ thị metyl da cam: hòa tan 50 mg methyl cam nước cất thành 100ml - Chỉ thị hỗn hợp bromocresol lục methyl đỏ: hòa tan 20 mg methyl đỏ 200 mg bromocresol lục vào ethanol, định mức thành 100 ml dd ethanol 950 I.4.5.Các bước tiến hành: Làm ống đối chứng , cho vào ống nghiệm ống 25 ml mẫu, ống thứ thêm I.4.6.Tính tốn: - Độ kiềm phenol (mg CaCO3/l) = - Độ kiềm tổng cộng (mg CaCO3) = - Dựa kết tính độ kiềm ion khác gây theo bảng sau: Kết định phân Độ kiềm ion (mg CaCO3/l) OH CO32HCO30 T 2P – 2P 2P 2P – T 2(T - P) T 0 - P=0 P < T/2 P = T/2 P > T/2 P=T Ghi chú: P: độ kiềm phenol; T: độ kiềm tổng cộng OH- (mg/l) = độ kiềm OH- (mg CaCO3/l) x 0,34 CO32- (mg/l) = độ kiềm CO32- (mg CaCO3/l) x 0,6 HCO3- (mg/l) = độ kiềm HCO3- (mg CaCO3/l) x 1,22 I.5 SẮT: I.5.1.Phương pháp - Phương pháp so màu máy spectrophotometer I.5.2.Dụng cụ thiết bị: - erlen 125 ml - ống lường 50 ml - bình định mức 100 ml - pipet 25 ml - pipet ml - pipet ml - Bếp điện - Máy spectrophotometer I.5.3.Hóa chất: - DD HCl đậm đặc (37%) - DD hydroxide amine: hòa tan 10 g NH2OH.HCl 100 ml nước cất - Dung dịch đệm ammonium acetate CH3COONH3: hòa tan 250g CH3COONH3 150 ml nước cất, thêm 700 ml CH3COONH3 đậm đặc, lắc - DD phenanthroline:   - Dung dịch chuẩn sắt (dung dịch lưu trữ):  - Cách 1: hòa tan 100 mg 1,10 phenanthroline (C12H8N2H2O) 100 ml nước cất, khuấy đun khoảng 800C – không đun sơi Cách 2: hịa tan 100 mg 1,10 phenanthroline (C12H8N2H2O) vào 10 ml nước cất, thêm giọt HCl đđ Khuấy đến tan hồn tồn sau định mức thành 100 ml Dung dịch lưu trữ sắt (200µg/ml): cho 20 ml H 2SO4 đậm đặc vào 50 ml nước cất, thêm 1,404g Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O Sauk hi hòa tan dung dịch thêm giọt KMnO4 xuất màu hồng nhạt khơng đổi Pha thành 1lít với nước cất Dung dịch chuẩn sử dụng:   Lấy 50 ml DD lưu trữ sắt cho vào bình định mức sau định mức thành 1000 ml với nước cất (10 µg/ml) Lấy ml DD lưu trữ sắt cho vào bình định mức lít, thêm nước cất tới vạch định mức thành lít (1 µg/ml) I.5.4.Các bước tiến hành: - Chuẩn bị đường cong chuẩn: STT V dd chuẩn, ml V nước cất, ml V dd đệm NH3C2H3O2 V dd phenanthroline C, mg/l 0 25 1 24 2 23 3 22 4 21 5 20 1 24 0,5 0.19 2 23 0,5 0.39 3 22 0,5 0.58 4 21 0,5 0.78 5 20 0,5 0.97 Hoặc đường cong chuẩn thứ 2: STT V dd chuẩn, ml V nước cất, ml V HClđđ, ml V dd NH2OH.HCl, ml V dd đệm NH3C2H3O2 V dd phenanthroline C, mg/l - 0 25 0,5 Các bước phân tích mẫu nước: Nếu mẫu có độ màu, độ đục: loại bỏ ảnh hưởng cách làm mẫu trắng với mẫu nước phân tích với quy trình khơng thêm vào mẫu Phenalthroline 10 Chuẩn độ với 0.1N Na2S2O3 màu vàng iode tự gần biến Thêm ml dung dịch thị tinh bột tiếp tục titrating màu xanh biến  Nồng độ đương lượng dung dịch Na2S2O3: - Sodium thiosulfate - Na2S2O3 (0,005N): lấy 50ml dung dịch Na2S2O3 0.1N định mức đến 1000ml I.9.3 Qui trình: - Mắc bẫy khí (2 erlen 400ml) nối tiếp Mỗi erlen cho vào tối thiểu 200ml dung dịch KI % để hấp thụ ozone khí - Sau hấp thụ ozone vào KI, cho vào erlen 10 ml H 2SO4 2N, lắc đều, cho thêm giọt dung dịch Molybdate để tránh thất thoát Iod - Chuẩn độ Na2S2O3 0.005N đến màu vàng Iod biến mất, ghi nhận thể tích Na2S2O3 chuẩn độ - Thêm 1ml ml hồ tinh bột vào erlen, dung dịch chuyển sang màu tím (anh tím) có hiện O3 mẫu - Tiếp tục chuẩn độ dung dịch Na 2S2O3 (0,005N) đến hỗn hợp màu, ghi nhận thể tích na2S2O3 chuẩn độ I.9.4 Tính tốn: - Khối lượng ozone dung dịch KI: CN nồng độ Na2S2O3 dùng (0,005 N) V tổng thể tích Na2S2O3 (0,005N) dùng để định phân mẫu 25 26 I.10 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH TOC – DOC I.10.1 Phân tích TOC - Nếu mẫu có dư lượng chất oxy hóa (ozone dư, KMnO4 dư) phải khử dư lượng oxy hóa trước phân tích - Nếu khơng phân tích phải acid hóa mẫu 1-2 giọt HCl để đưa pH xuống - Cho mẫu vào vial 24ml - Bọc vial màng thực phẩm - Nếu khơng phân tích ngay, phải trữ lạnh tủ 40C - Phân tích máy TOC  TOC I.10.2 Phân tích DOC - Nếu mẫu có dư lượng chất oxy hóa (ozone dư, KMnO4 dư) phải khử dư lượng oxy hóa trước phân tích - Acid hóa mẫu HCl đến pH 2; - Lọc mẫu qua màng lọc 0.45 µm - Cho mẫu vào vial 24ml - Bọc vial màng thực phẩm - Nếu khơng phân tích ngay, phải trữ lạnh tủ 40C - Đem đo máy TOC-VCPH Shimadzu:  DOC I.11 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH BDOC I.11.1 Nguyên liệu thiết bị: - Than BAC: bão hịa - Màng lọc 0.45µm - Máy TOC-VCPH Shimadzu - Tủ ủ - Thiết bị ủ: 10 chai ủ I.11.2 Quy trình thực hiện: - Bước 1: Lấy mẫu đo DOC ngày  DOC0  Đo DOC ngày đầu tiên: acid hóa mẫu HCl đến pH  lọc mẫu qua màng lọc 0.45 µm  Đem đo máy TOC-VCPH Shimadzu:  DOC0 27 - Bước 2: Tiến hành ủ than hoạt tính dạng hạt bão hịa hấp phụ vật lý  Cân 75g than cho vào cốc thủy tinh  Rửa than nước cất độ đục không đổi giá trị thấp  Cho than vào bình ủ mẫu 250ml  Lấy 225 ml mẫu đổ nhẹ vào bình ủ  Đậy kín nắp chai cho vào tủ ủ vòng ngày nhiệt độ 30 ±1 0C bóng tối  Làm mẫu trắng nước cất  Sau ngày lấy mẫu phân tích lại DOC7: Acid hóa mẫu HCl đến pH 2, lọc qua màng 0.45 µm  Cho vào vial 24ml bọc màng thực phẩm  Đem đo DOC máy TOC-VCPH Shimadzu:  DOC7 I.11.3 Cơng thức tính tốn: BDOC (mg/L) = DOC0 - DOC7 I.11.4 Bảo quản than hoạt tính dạng hạt - Than hoạt tính sinh học bảo hịa phải trì điều kiện cung cấp thêm cở chất: lấy khoảng 100 ml nước thải sau xử lý mơ hình sinh học, pha lỗng cách định mức lên bình 1000 lít cho từ từ vào cốc nuôi than 28 I.12 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH UV254 I.12.1 Ứng dụng - - Một số hợp chất hữu thường tìm thấy nước nước thải, chẳng hạn lignin, tannin, humic, hợp chất chất có vịng thơm khác, hấp thụ mạnh tia cực tím (UV) Hấp thụ tia cực tím phương pháp đo thay hữu ích thành phần hữu lựa chọn nước sạch, nước biển nước thải Mối tương quan rõ ràng tồn mức độ hấp thụ tia UV hàm lượng carbon hữu cơ, màu sắc, tiền thân trihalomethanes (THMs) sản phẩm phụ khử trùng khác Hấp thụ UV sử dụng để giám sát dịng nước thải cơng nghiệp đánh giá khả loại bỏ hữu q trình keo tụ tạo bơng, hấp thụ carbon, trình xử lý nước khác Khả hấp thụ riêng biệt, tỷ lệ khả hấp thụ UV với nồng độ cacbon hữu cơ, sử dụng để mơ tả tính chất hợp chất hữu tự nhiên Mặc dù hấp thụ UV sử dụng để phát chất gây ô nhiễm hữu định sau phân tách (ví dụ, HPLC), mơ tả Phần 6000, phương pháp mô tả thích hợp để phát nồng độ dấu vết hóa chất riêng biệt Nó sử dụng để cung cấp thị cho nồng độ tổng hợp hợp chất hữu hấp thụ UV I.12.2 Nguyên tắc - - UV hấp thụ thành phần hữu mẫu hấp thụ ánh sáng UV tương ứng với nồng độ chúng Các mẫu lọc để kiểm soát biến thiên hấp thụ tia cực tím gây hạt Việc điều chỉnh độ pH trước lọc tùy chọn Độ hấp thụ UV đo bước sóng 253,7 nm (thường làm tròn đến 254 nm) Sự lựa chọn bước sóng tùy ý Theo lịch sử, bước sóng 253.7 nm sử dụng bước sóng chuẩn, nhiên, tùy kinh nghiệm phân tích chọn bước sóng mà giảm thiểu yếu tố gây nhiễu từ hợp chất khác tối đa hóa hấp thụ hợp chất quan tâm Nếu sử dụng bước sóng khác 253,7 nm, phải ghi nhận bước sóng đo báo cáo kết I.12.3 Nhiễu: - Các chất gây nhiễu phép đo hấp thụ UV từ hạt keo, hợp chất hữu hấp thụ UV khác với chất quan tâm, chất vô hấp thụ UV sắt 2, nitrate, nitrite, bromide Các tác nhân Oxy hóa chất khử, chẳng hạn ozone, chlorate, clorit, chloramines, thiosulfate, hấp thụ ánh sáng tử ngoại 253,7 nm Nhiều nguồn nước tự nhiên nước trình xử lý nhà máy cho thấy khơng bị ảnh hưởng tác nhân gây nhiễu 29 - Đánh giá xác cho hấp thụ UV gây chất cản trở cụ thể Nếu hiệu chỉnh tích lũy vượt 10% tổng độ hấp thu, chọn bước sóng thay / sử dụng phương pháp khác Bởi UV hấp thụ vật chất hữu thay đổi giá trị pH 10, tránh giá trị Hấp thụ UV quét từ 200 đến 400 nm sử dụng để xác định diện nhiễu Kết quét độ hấp thụ điển hình chất hữu tự nhiên đường cong đặc biệt: tăng hấp thu bước sóng giảm Đỉnh nhọn bất thường q trình qt hấp thụ biểu nhiễu vô hay chất gây ô nhiễm hữu bất ngờ Bởi nhiều hợp chất hữu nước nước thải (ví dụ, axit cacboxylic carbohydrate) không hấp thụ đáng kể bước sóng UV, tương quan độ hấp thụ UV cacbon hữu hòa tan (DOC) nhu cầu oxy hóa học (COD) Tuy nhiên, sử dụng mối tương quan cần phải cẩn trọng chúng thay đổi loại nước, theo mùa, nước thơ nước sau xử lý Ngồi ra, q trình oxy hóa hóa học (ví dụ, clo, ozon hóa) chất hữu làm giảm hấp thụ tia cực tím mà khơng loại bỏ chất hữu thay đổi mối tương quan Bởi hấp thụ UV mối tương quan với hấp thụ UV trang web cụ thể, họ khơng thể so sánh từ nguồn nước khác I.12.4 Nồng độ phát tối thiểu - Nồng độ tối thiểu phát xác định cách chặt chẽ phép đo khơng đặc hiệu Để đo lường xác, chọn chiều dài đường cell phù hợp để cung cấp hấp thụ khoảng 0,005 0,900 Ngoài ra, cần phải pha lỗng mẫu có nồng độ cao Nồng độ phát tối thiểu thành phần cụ thể phụ thuộc vào mối quan hệ hấp thụ tia cực tím, đặc tính mong muốn (ví dụ, trihalomethane hình thành tiềm DOC), chất can thiệp I.12.5 Thiết bị - - Máy quang phổ, để sử dụng 200 400 nm với cell thủy tinh cung cấp độ dài ánh sáng cm Đối với mẫu thấp hấp thụ thấp sử dụng cell có chiều day 10 cm Một máy quang phổ quét hữu ích Lọc: Sử dụng lọc thủy tinh không giữ lại chất hữu Các lọc mà không hấp thụ chất hữu hấp thụ UV mà quan tâm không cho phep chất gây nhiễu qua (ví dụ, nitrat hữu cơ) sử dụng, đặc biệt vấn đề keo phải loại bỏ Hoặc sử dụng lọc TFE, polycarbonate, bạc Prerinse lọc với mẫu cất không nhiễm hữu để loại bỏ tạp chất hòa tan Nếu kỹ thuật phân tách, lọc lọc thay sử dụng, chứng minh kết tương đương Kích thước lỗ lọc ảnh hưởng đến kết phân tích đặc biệt nước thơ 30 - Bộ lọc lắp ráp, thủy tinh, TFE, thép khơng gỉ, có khả nắm giữ lọc lựa chọn I.12.6 Hóa chất - Nước khơng có hữu cơ: Nước có chứa 0,05 mg DOC/L Hydrochloric acid (tùy chọn), HCl, 0,1 ^ Sodium hydroxide (tùy chọn), NaOH, 0,1 ^ Đệm phosphat (tùy chọn): Hòa tan 4,08 g KH2PO4 khan 2,84 g khan Na2HPO4 800ml nước cất không nhiễm hữu cơ.Xác minh độ pH 7,0 định mức thành L với hữu nước miễn phí Lưu trữ chai thủy tinh màu nâu 4oC Pha lại hàng tuần thường xuyên phát tăng trưởng vi sinh vật I.12.7 Quy trình hực - - - Thể tích mẫu: Chọn thể tích mẫu sở chiều dài đường cell pha loãng cần thiết để cung cấp độ hấp thụ UV 0,005 0,900 Hầu hết sử dụng mẫu 50-mL đủ Sử dụng 100 mẫu mL cell đo đòi hỏi 10-cm Chuẩn bị mẫu: Rửa lắp ráp lọc giấy lọc cách lọc qua 50 mL nước cất không nhiễm hữu Đối với ứng dụng cụ thể tương quan, pH mẫu điều chỉnh với HCl NaOH Nếu mẫu có tính đệm kém, sử dụng hệ đệm khơng hấp thụ UV thích hợp hệ đệm phosphate Hãy cẩn thận để tránh hình thành kết tủa trình điều chỉnh pH Độ hấp thụ UV axit fulvic ường không đổi từ pH = đến pH = 10 Ghi nhận giá trị pH sử dụng kèm độ hấp thụ Khi pH mẫu điều chỉnh và/hoặc đo, mẫu lọc Chuẩn bị mẫu trắng với nước cất khơng có hữu tương tự mẫu Đo quang phổ: để quang phổ cân theo hướng dẫn nhà sản xuất Thiết lập bước sóng 253,7 nm điều chỉnh quang phổ để đọc hấp thụ mẫu trắng Đo độ hấp thụ UV 253,7 nm hai phần lọc mẫu nhiệt độ phịng I.12.8 Tính toán kết - Báo cáo độ hấp thụ UV trung bình (đơn vị cm-1) cách sử dụng cơng thức sau Đổi đơn vị thành m-1 nhân phương trình với 100 UV(λPH) = Độ hấp thụ UV trung bình, cm-1 (ghi rõ bước sóng sử dụng, pH sử dụng khác 7.0) b = chiều dài cell đo, cm à = Độ hấp thụ trung bình đo 31 - D = Hệ số pha loãng hiệu chỉnh pH pha loãng với nước cất Kết xác cho hấp thụ nhờ biết chất gây nhiễu Nếu hấp thụ UV gây chất gây nhiễu vượt 10% tổng số hấp thụ UV khơng sử dụng hấp thụ UV 253,7 nm số hữu I.12.9 Kiểm soát chất lượng - - Nhân rộng phép đo: Sử dụng hai phần mẫu lọc Duplicate phân tích: Phân tích tất mẫu thứ mười lần (tức là, chép toàn thủ tục) để đánh giá độ xác phương pháp Hấp thụ bản: Kiểm tra hệ thống đường sở hấp thụ UV sau 10 mẫu cách đo độ hấp thụ mẫu trắng Một hấp thụ khác không mẫu trắng cho thấy cần thiết phải làm cell do, vấn đề xảy với cell kép sử dụng, biến đổi máy quang phổ nhiệt độ tăng nguồn điện biến động theo thời gian Kiểm tra Máy quang phổ: Khó khăn việc so sánh liệu hấp thụ UV từ máy quang phổ khác báo cáo Kali hydro phthalate (KHP), gọi potassium biphthalate, tiêu chuẩn chuẩn bị pH, đệm phosphat (3d) nước tinh khiết mà khơng có q trình axit hóa (xem phần 5310B.3c) phân tích năm phịng thí nghiệm Các kết thể Bảng 5910: I; liệu cho thấy độ xác chấp nhận Những liệu hữu dụng cho kết kiểm tra quang phổ với tiêu chuẩn KHP thường sử dụng cho TOC / phân tích COD Một phương trình tương quan tập hợp liệu 40-mẫu là: UV254 = 0.0144 KHP + 0.0018 - Phương trình hỗ trợ việc xác minh hiệu suất quang phổ.Ví dụ, tập hợp UV254 phân tích thực kết phạm vi 0,010, chuẩn bị tiêu chuẩn KHP 0,5 mg / L C Dự kiến UV254 tiêu chuẩn KHP 0,009 cm-1 Nếu đo UV254 bên 13% độ lệch chuẩn tương đối (RSD) 0,009 cm-1, máy quang phổ bị nghi ngờ yêu cầu bảo trì Sự tương quan UV254 KHP tiêu chuẩn trình bày phương tiện hữu ích để xác minh hiệu suất quang phổ I.13 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THM I.14 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THMFP I.14.1 Nguyên tắc: - Trong điều kiện tiêu chuẩn, mẫu tạo độ đệm pH 7.0 ± 0.2, chlorine hóa với dư lượng lớn, bảo quản nhiệt độ 25 ± 2°C vịng ngày để phản ứng xảy hồn tồn Với lượng tối thiểu, độ pH đệm giá trị xác định dư lượng chlorine nước nằm khoảng từ đến 32 mg Cl/L tồn đến cuối thời gian phản ứng Nồng độ THM xác định cách sử dụng cách chiết dung dịch (liquid – liquid extraction, xem mục 6232B) lọc thu giữ (Xem mục 6200) I.14.2 Sự tác động : - Nếu nước có sẵn dư lượng chlorine trước tiến hành thu mẫu (VD: từ nhà máy xử lý nước cấp), số chất mẫu chuyển hóa thành THM Cần đặc biệt lưu ý để tránh lượng THMs dễ bay thất thoát cách giảm thiểu xáo trộn đổ mẫu vào bình hồn tồn Sự tác động xuất chất hữu có khả tạo THM (organic THM-precursor materials), chúng diện thuốc thử hấp thụ vào chai, vật liệu thủy tinh đựng mẫu Cần nung cốc thủy tinh đến 400oC để loại bỏ chúng, trừ việc phân tích mẩu trắng cho thấy khơng cần thiết Khó kiểm sốt thuốc thử không tinh khiết Các thuốc thử thường chứa ion bromide chất bẩn hữu - Sử dụng thuốc thử có nồng độ cao nước có hàm lượng hữu nhu cầu clorine tương ứng Trao đổi anion sử dụng để loại bỏ bromide ion hữu cơ, phương pháp tương tự phương pháp hấp phụ than hoạt tính (Xem mục 1080) - Các tác động khác bao gồm hợp chất hữu bay (VOCs), bao hàm THMs chất tiêu thụ chlorine VOCs đồng thời tách với THMs q trình phân tích THMs hợp chất ức chế diện việc rò rỉ hóa chất làm sai sệch kết - Các sinh vật tiêu thụ Nitơ chất gây sai lệch xác định chlorine dư lượng Thêm vào đủ lượng clorine dư để oxi hóa hợp chất tiêu thụ clorine để lại dư lượng clorine 3mg/L, khơng vượt q 5mg/L, cuối thời kỳ phản ứng Lượng chlorine dư mức 3mg/L làm giảm khả tạo dư lượng chlorine dư dạng kết hợp, gây nhầm chlorine tự do, chắn tạo thành THM xuất điều kiện hợp lý độc lập với biến thiên nồng độ chlorine dư lượng I.14.3 Khối lượng nhỏ phát hiện: - Độ nhạy phương pháp xác định cách thức phân tích sử dụng cho THM I.14.4 Thiết bị - Lị ủ để trì nhiệt độ từ 25 ± 2°C - Lọ thủy tinh với nắp nhựa TFE thể tích 245 – 255 mL, 1L 4L 33 - Lọ vial thể tích 25 – 40 mL với nắp nhựa TFE - Máy đo pH với độ xác ± 0.1 đơn vị I.14.5 Thuốc thử - Chuẩn bị thuốc thử với nước khơng có chất hữu (xem mục 3e phía dưới), trừ nhu cầu chlorine (3f phía dưới) nước xác định rõ - Dung dịch tiêu chuẩn stock hypoclorite: Lấy mL dung dịch NaOCl 5% (làm dung dịch stock hypoclorite khơng có chlorine, sử dụng pipet mL) hòa tan với nước khơng có chlorine đến 25 mL (Xem mục 3f dưới), trộn đều, chuẩn độ dung dịch sodium thiosulfate Na2S2O3 pha nồng độ 0,1 N (Xem mục 4500Cl.B) Tính tốn nồng độ chlorine dung dịch stock theo cơng thức: Stock hypoclorite, mg Cl2/ mL = [N 35.45 mL chuẩn độ] / [mL dung dịch Stock] Trong đó: N nồng độ dung dịch chuẩn ( = 0.100) Sử dụng 10 mL chuẩn độ, trường hợp sử dụng mL dung dịch stock Đo nồng độ chlorine sử dụng, bỏ dung dịch stock hypoclorite nồng độ chlorine 20 mg Cl2/ mL - Dung dich Chlorine, mg Cl/mL: Tính tốn thể tích dung dịch stock hypoclorite cần thiết để có nồng độ chlorine mg Cl2/ mL: mL cần thiết = [ 1250] / [ nồng độ dd stock hypoclorite, mg Cl2 / mL] Pha lỗng thể tích dung dịch stock hypoclorite bình tích 250 mL với nước khơng có chlorine Trộn đưa vào chai có màu tối có nắp nhựa TFE, sau đem vào tủ lạnh Tránh tiếp xúc với ánh sáng Bỏ dung dich nồng độ chlorine giảm xuống 4.7 mg Cl 2/ mL; điều xảy “nồng độ chlorine ban đầu” (Đã xác định mục 4a) giảm xuống 94 mg Cl 2/L - Dung dịch đệm phốt phát: Hòa tan 68.1 g KH2PO4 11.7 g NaOH lít nước Làm lạnh khơng sử dụng Nếu chất kết tủa phát sinh, lọc qua lọc sợi thủy tinh pH dung dịch đệm sau thêm vào mức 7.0 Kiểm tra trước sử dụng với phần mẫu loại bỏ - Dung dịch Na2SO3: Hòa nam 10 g Natri sulfite, Na2SO3, 100 mL nước Sử dụng để khử chlorine: 0.1 mL phản ứng với mg clorine dư lượng Cách tuần pha lại dung dịch lần GHI CHÚ: Dung dich lỗng dễ oxi hóa - Nước khơng có chất hữu cơ: Nước cất nước loại bỏ ion dẫn gia cột lọc than hoạt tính dạng hạt (GAC) Có thể sử dụng hệ thống ngồi thị trường mục *#(139) Các biện pháp đặc biệt q trình tiền – ơxi hóa, hấp thụ than 34 hoạt tính (có thể bao gồm q trình axit hóa tái trung hịa), lọc với khí trơ để loại bỏ THMs cần thiết - Nước khơng có Chlorine: Theo phương pháp tiến hành mục 4500 – Cl.C.3m, bắt đầu với nước khơng có Chlorine Sau dư lượng Chlorine bị phá hủy hoàn toàn, tiến hành lọc với khí trơ toàn lượng THMs nước bị loại bỏ - Dung dịch DHBA: Hòa tan 0.079 g axit 3,5-dihydroxy-benzoic (DHBA) vào 2L nước khơng có chlorin Dung dịch khơng ổn định, làm lại sử dụng - Axit HNO3 HCl, nồng độ 1:1 1.0 N 0.1 N - NaOH 1.0 N 0.1 N - Dung dịch đệm borate (khơng bắt buộc): Hịa tan 30.9 g axit H3BO3 10.8 g NaOH vào L nước Lọc kết tủa tạo thành lọc sợi thủy tinh Dung dịch giữ pH 9.2, kiểm tra trước sử dụng CHÚ Ý: Nước bao gồm lượng lớn calci phản ứng tạo thành kết tủa Ca 3PO4 (canxi phốt phát) giá trị pH cao - Dung dịch đệm hỗn hợp: Trộn dung dịch phốt phát borat với khối lượng tương đương nhau, điều chỉnh pH theo mong muốn với mẫu thử Xác định hàm lưỡng acid cần thiết mẫu thử khác Dung dịch đệm hỗn hợp thường có pH nằm khoảng – 11 I.14.6 Các bước tiến hành: - a Xác định nhu cầu chlorine: Ước lượng xác định xác với mẫu thử lưu vòng ngày Liều lượng chlorine cao xác định mục để phản ứng nhanh chóng diễn hồn tồn Các bước tiến hành xác định ước lượng nhu cầu chlorine, biện pháp khác sử dụng Lấy mL dung dịch chlorine vào chai 250 mL, đổ đầy nước khơng có chứa chlorine, đậy nắp nhựa TFE, lắc Chuẩn độ 100 mL với dung dịch Na 2S2O3 0.025N để xác định nồng độ Chlorine ban đầu (CI), khoảng 100 mg Cl2/L Lấy mL dung dịch đệm Phốt phát mL dung dịch Chlorine mg/L (Chlorine dosing solution) vào chai 250 mL, đổ đầy mẫu đóng nắp nhựa TFE Bảo quản bóng râm t o = 25oC Sau lưu trữ, xác định Chlorine dư lượng (CR) Tính tốn nhu cầu Chlorine (DCl theo cơng thức: DCl = CI - CR Trong đó: DCl = Nhu cầu Chlorine, mg Cl2/L CI = Nồng độ Chlorine ban đầu, mg Cl2/L 35 CR = Dư lượng Chlorine mẫu sau 4h lưu trữ, mg Cl2/L - Trong đó: Chlorine hóa mẫu nước: Nếu mẫu chứa 200 mg/L độ kiềm độ acid, điều chỉnh pH 7.0 ± 0.2 cách sử dụng acid HNO 0.1 N 1.0 N, HCl NaOH máy đo pH Sau dùng pipet lớn chuyển thể tích dung dịch Chlorine mg Cl2/mL, VD, vào chai chứa mẫu: VS = Thể tích chai chứa mẫu, mL, VD = Thể tích liều lượng cần thiết, mL Thêm mL dung dịch đệm phốt phát sử dụng bình đựng mẫu 250 mL (hoặc mL dung dịch đệm/ 50 mL mẫu) đổ đầy mẫu Đóng nắp nhựa TFE, lắc đều, bảo quản nhiệt độ 25 ± 2°C vịng ngày Phân tích thuốc thử trắng với mẫu riêng lẻ Để đạt nồng độ chlorine dư lượng (3 đến mg/L) vào cuối chu kỳ phản ứng ngày, định lượng số mẫu (phần mẫu) để cung cấp thêm chlorine với khoảng nồng độ khác tăng dần mg Cl2/l - Phân tích mẫu: Sau q trình phản ứng ngày, lấy 0.1 mL dung dịch sulfite (đã giảm hàm lượng) vào lọ vial 25 mL đổ đầy lọ với mẫu Nếu dư lượng chlorine không xác định trước đó, đo chúng phương pháp xác đến 0.1 mg/L có khả phân biệt Chlorine hỗn hợp tự (Xem mục 4500 – Cl) Điều chỉnh pH giá trị yêu cầu phương pháp chọn mẫu phân tích Chlorine (CHÚ Ý: Nếu chất trung gian khác đo, cần sử dụng chất dập tắt (quenching agent) (Xem mục 5710D.3) Nếu mẫu thử thêm liều lượng Chlorine nồng độ khác nhau, trước tiên xác định dư lượng chlorine chọn mẫu có nồng độ chlorine từ – mg/L cho q trình Nếu lượng THMs khơng xác định lập tức, giảm pH xuống < cách thêm vào giọt 1:1 HCl để giảm nồng độ mẫu lọ vial Đậy kín với nắp nhựa TFE Bảo quản mẫu nhiệt độ 4oC sẵn sàng phân tích THM (không nên ngày) Để mẫu nhiệt độ phịng trước phân tích - Thuốc thử trắng (Reagent blank): Thêm mL dung dịch Chlorine mg/L vào 50 mL dung dịch đệm phốt phát, lắc đều, đổ đầy vào lọ vial 25 mL, đậy nắp TFE đem bảo quản mẫu (CHÚ Ý: Thuốc thử trắng sử dụng để kiểm soát chất lượng thuốc thử khơng thực mẫu trắng, nồng độ thuốc thử mẫu trắng cao nhiều mẫu khác Nồng độ THM thuốc thử trắng 36 có sai số cao so với mẫu khác Khơng pha lỗng thêm trước phản ứng thân nước thuốc thử góp phần vào hình thành THM) Sau phản ứng ngày, lấy 0.1 mL dung dịch sulfite vào chai 250 mL thêm vào (không khuấy) mL hỗn hợp thuốc thử phản ứng Lập tức đổ đầy nước (đã khử chất hữu THM) đậy nắp TFE Lắc đều, phân tích thuốc thử mẫu trắng phương pháp tương tự với mẫu Tổng lượng THM thuốc thử trắng phải < µg TTHM lượng CHCl3/L Thuốc thử trắng phương pháp thô để xác định lượng THMs thuốc thử thêm vào mẫu, khơng thể sử dụng nhân tố điều chỉnh Nếu thuốc thử trắng > 5% giá trị mẫu > µg TTHM/L, cần thiết phải tiến hành biện pháp xử lý khác thuốc thử trắng Xem mục 1080, cần thiết phải đạt thuốc thử có độ tinh khiết cao Phân tích thuốc thử mẫu trắng mẫu khác phân tích, lần phân tích phải làm lại thuốc thử I.14.7 Tính tốn kết quả: - Báo cáo nồng độ hợp chất THM tách biệt muốn biết mối quan hệ nồng độ Hàm lượng hợp chất thay bromine có quan hệ với hàm lượng chất thay chlorine, cho biết nồng độ bromine hịa tan cao nước (Xem hình 5710:1) Ta báo cáo nồng độ chlorine tự cuối thời gian phản ứng với thời gian ủ, nhiệt độ, pH - Nồng độ THM báo cáo giá trị đơn lẻ µg CHCl 3/ L, micro mole/L (µM) Khơng sử dụng giá trị tổng khối lượng đơn vị µg/L trừ báo cáo theo u cầu Tính tốn nồng độ TTHM sử dụng biểu thức: Để tính TTHM với đơn vị µg CHCl3/L: Trong đó: - - A = µg CHCl3 /L, B = µg CHBrCl2 /L, C = µg CHBr2Cl/L, D = µg CHBr3 /L Để tính tốn TTHM với đơn vị µM CHCl3: Để tính tốn TTHM theo khối lượng µg/L (khơng sử dụng trừ u cầu) TTHM = A + B + C + D Để tính tốn thay đổi nồng độ TTHM ngày: 37 - Cuối cùng, TTHM0 = 0, ta có: Khơng điều chỉnh mẫu trắng điều chỉnh pha loãng mẫu cho thuốc thử Nếu điều kiện khác pH 7, 25oC, ngày phản ứng, – mg/L chlorine dư lượng, báo cáo điều kiện không tiêu chuẩn vào kết Các thí nghiệm tiến hành khơng điều kiện tiêu chuẩn bắt chước điều kiện chất lượng nước hệ thống phân phối đặc thù liên quan đến nghiên cứu khác (Xem mục 5710C) I.14.8 Kiểm soát chất lượng: - Sử dụng dung dịch acid DHBA để kiểm tra chất lượng, đặc biệt diện bromides không cần thiết thuốc thử thuốc thử trắng - Định mức 1.0 mL dung dịch chlorine (5 mg/l) đến 1000 mL với nước khơng có chlorine Lấy mL dung dịch đệm phốt phát (pH = 7.0) vào lọ 250 mL, thêm vào 1.00 mL dung dịch DHBA vào lọ đổ đầy lọ với dung dịch chlorine (5 mg/l), đậy nắp TFE, bảo quản vòng ngày nhiệt độ 25 ± 2°C, phân tích trực tiếp mục 4c - Nồng độ THM dung dịch tính lượng DHBA thêm vào trừ nồng động THM mẫu trắng (Nghĩa lọ không chứa lượng DHBA thêm vào, mẫu trắng thực cho thí nghiệm khác so với thuốc thử mẫu trắng nêu mục 4b phía trên) vào khoảng 119 µg/L THM tính CHCl , chất khơng hình thành từ lượng bromide chứa THM Nếu có lượng đáng kể hình thành từ lượng THM chứa bromide, 10% nhiều tổng THM, điều cần thiết phải loại bỏ bromide từ nước thuốc thử thu thuốc thử có nồng độ tinh kiết cao, bromide Xác định lượng bromide sửa chữa vấn đề Nếu nồng độ THM nước mẫu trắng vượt 20 µg/L, xử lý nước để loại bỏ tạp chất I.14.9 Độ xác sai số: - Độ xác phương pháp xác định độ xác phân tích sai số phương pháp sử dụng để đo THM việc kiểm soát giá trị pH, dư lượng chlorine, nhiệt độ, tính đồng mẫu, vv Sai số phương pháp xác định dung dịch hỗn hợp (VD: dung dịch DHBA), khả tạo thành THM khơng phải chất mẫu, khối lượng xác định phương pháp - Bảng 5710:II cho kết quả, trừ pH mẫu mẫu trắng điều chỉnh lên 9.2 với dung dịch đệm borate Trong bao gồm kết độ xác đơn với mẫu nước sông (được lọc) định mức với tỷ lệ phần nước cất (không chứa chất hữu cơ) với phần lọc, sau lại sử dụng dung dịch đệm borate chỉnh pH mẫu mức 9.2 38 39