Phân tích và đánh giá hàm lượng sắt trong mẫu nước giếng một số huyện ở tỉnh bình dương

TRƢỜNG I HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN  KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH : SƢ PH M HỐ HỌC PHÂN TÍCH VÀ ÁNH GIÁ HÀM LƢỢNG SẮT TRONG MẪU NƢỚC GIẾNG MỘT SỐ HUYỆN Ở TỈNH BÌNH DƢƠNG HỒ NAM NINH BÌNH DƢƠNG, THÁNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CAO ẲNG NIÊN KHÓA 2011 – 2014 PHÂN TÍCH VÀ ÁNH GIÁ HÀM LƢỢNG SẮT TRONG MẪU NƢỚC GIẾNG MỘT SỐ HUYỆN Ở TỈNH BÌNH DƢƠNG Ngành: SƢ PH M Chuyên ngành: SƢ PH M HÓA HỌC Giáo viên hƣớng dẫn: ThS NGUYỄN THỊ LỢI Sinh viên thực hiện: HỒ NAM NINH MSSV: 111C740049: Lớp: C11HO01 BÌNH DƢƠNG, THÁNG NĂM LỜI CAM OAN Tơi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp cơng trình nghiên cứu thật cá nhân tơi đƣợc thực hồn thành trƣờng đại học Thủ Dầu Một vào tháng năm 2014 dƣới hƣớng dẫn ThS Nuyễn Thị Lợi Các sở lí thuyết, phƣơng pháp thực kết nghiên cứu đƣợc trình bày khố luận tốt nghiệp trung thực, xác Tơi xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Hồ Nam Ninh i LỜI CẢM ƠN! Em vô biết ơn xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Quý thầy cô giáo trƣờng Đại học Thủ Dầu Một ngƣời truyền đạt kiến thức cho em, dìu dắt em suốt trình học tập Xin cảm ơn trƣờng đại học Thủ Dầu Một, khoa tự nhiên tạo điều kiện tốt để em thực đề tài Em xin cảm ơn Nguyễn Thị Lợi nhiệt tình giúp đỡ, hƣớng dẫn em suốt thời gian thực khóa luận tốt nghiệp Xin cảm ơn gia đình, bạn bè ngƣời thân chia sẻ, động viên, nhắc nhở để em hồn thành tốt khóa luận tốt nghiệp Vì khả hiểu biết vốn kiến thức thân em nhiều hạn chế, lần đầu em thực khóa luận tốt nghiệp nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận đƣợc góp ý từ q thầy tất bạn Em xin chân thành cảm ơn! ii MỤC LỤC PHẦN MỞ ẦU Lí chọn đề tài Mục đích, đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Nội dung đề tài PHẦN NỘI DUNG PHẦN : CƠ SỞ LÍ LUẬN Giới thiệu chung nguyên tố sắt 1.1.1 Một số tính chất lý, hóa học sắt 1.1.2 Một số hợp chất sắt 1.1.3 Dạng tồn sắt nƣớc 1.1.4 Tác dụng sắt thực vật, động vật sản xuất 1.1.5 Một số biện pháp để xử lí nƣớc nhiễm sắt Một số phƣơng pháp xác định sắt 1.2.1 Phƣơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử (AAS) 1.2.2 Phƣơng pháp trắc quang 1.2.3 Phƣơng pháp cực phổ xung vi phân 10 1.2.4 Phƣơng pháp chuẩn độ 11 Phƣơng pháp lấy mẫu nƣớc phân tích 11 1.3.1 Chọn địa điểm lấy mẫu 11 1.3.2 Các kiểu lấy mẫu 12 1.3.3 Các loại mẫu phân tích 12 1.3.4 Lƣợng mẫu 13 1.3.5 Bình đựng mẫu 13 1.3.6 Chú ý an toàn 13 1.3.7 Nhận dạng mẫu ghi chép 13 Giới thiệu phƣơng pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV- VIS 14 1.4.1 Nguyên tắc phƣơng pháp UV-VIS 14 iii 1.4.2 Nguyên tắc phép đo 15 1.4.3 Phản ứng thuốc thử dùng phép đo phổ UV-VIS 15 1.4.4 Các loại thuốc thử sử dụng phép đo phổ hấp thụ phân tử UV-VIS 16 1.4.5 Trang bị phép đo 17 1.4.6 Các yếu tố ảnh hƣởng đến độ hấp thụ 17 Tính chất cộng tính độ hấp thụ quang A 19 Các phƣơng pháp phân tích định lƣợng theo phổ UV-VIS 19 1.6.1 Phƣơng pháp dãy tiêu chuẩn 19 1.6.2 Phƣơng pháp chuẩn độ 20 1.6.3 Phƣơng pháp cân màu 20 1.6.4 Phƣơng pháp đƣờng chuẩn 21 1.6.5 Phƣơng pháp thêm tiêu chuẩn 21 1.6.6 Phƣơng pháp chuẩn độ trắc quang 22 PHẦN : NỘI DUNG 23 Nguyên tắc 23 Cách pha chế dung dịch 24 Xây dựng đƣờng chuẩn 24 ánh giá độ tin cậy phƣơng pháp 26 2.5.1 Đánh giá độ phƣơng pháp 26 2.5.2 Đánh giá độ lặp lại phƣơng pháp 27 Lấy mẫu, bảo quản xử lí mẫu nƣớc giếng 28 2.6.1 Cách lấy mẫu bảo quản mẫu 28 2.6.2 Địa điểm lấy mẫu 28 Kết phân tích hàm lƣợng sắt mẫu nƣớc giếng 29 ánh giá hàm lƣợng sắt mẫu nƣớc 31 2.8.1 Sự biến động hàm lƣợng sắt huyện 31 2.8.2 Sự biến động hàm lƣợng sắt theo độ sâu 32 PHẦN KẾT LUẬN 36 Kết luận 36 3.1.1 Phƣơng pháp 36 iv 3.1.2 Hàm lƣợng sắt 36 ề xuất 37 Danh mục tài liệu tham khảo 38 Phụ lục 40 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Một số loại thuốc thử hữu thƣờng dùng Bảng Bảng số liệu xây dựng đƣờng chuẩn Bảng Kết đo độ độ hấp thụ quang dung dịch chuẩn sắt theo nồng độ Bảng 2.3 Kết xác định Fe mẫu thêm chuẩn độ thu hồi phƣơng pháp định lƣợng Bảng 2.4 Kết xác định Fe mẫu mẫu thêm chuẩn Bảng 2.5 Độ sâu địa điểm lấy mẫu nƣớc phân tích Bảng 2.6 Kết đo độ hấp thụ quang A mẫu nƣớc giếng Bảng 2.7 Hàm lƣợng sắt trung bình mẫu nƣớc giếng Bảng Hàm lƣợng sắt trung bình mẫu vi DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mơ hình bể lọc nƣớc giếng khoan sinh hoạt gia đình Hình 1.2 Dạng đƣờng chuẩn phân tích trắc quang Hình 2.1 Đƣờng chuẩn xác định Fe dƣới dạng phức Fe(II) – phenanthrolin Hình 2.2 Biểu đồ thể biến động hàm lƣợng sắt theo vị trí lấy mẫu Hình 2.3 Biểu đồ thể biến động hàm lƣợng sắt theo độ sâu mẫu nƣớc Bến Cát Hình 2.4 Biểu đồ thể biến động hàm lƣợng sắt theo độ sâu mẫu nƣớc Dầu Tiếng Hình 2.5 Biểu đồ thể biến động hàm lƣợng sắt theo độ sâu mẫu nƣớc Phú Giáo Hình 2.6 Biểu đồ thể biến động hàm lƣợng sắt theo độ sâu mẫu nƣớc Tân Uyên vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Kí hiệu viết tắt DD Từ viết tắt Dung dịch QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN Tiêu chuẩn việt nam BYT Bộ y tế BTN MT Bộ tài nguyên môi trƣờng UV – VIS Tử ngoại – khả kiến A Độ hấp thụ quang C Nồng độ ĐL Định luật Ppm Parts per million viii Bảng 2.6 Kết đo độ hấp thụ quang A mẫu nƣớc giếng Mẫu ộ hấp thụ CFe quang A (ABS) (mg/L) 1.1 0,03 0,018 1.2 0,004 1.3 Mẫu ộ hấp thụ CFe quang A (ABS) (mg/L) 2.1 0,06 0,032 0,006 2.2 0,028 0,017 0,071 0,037 2.3 0,041 0,023 1.4 0,052 0,028 2.4 0,015 0,011 1.5 0,005 0,009 2.5 0,305 0,145 3.1 0,02 0,013 4.1 0,012 0,01 3.2 0,078 0,04 4.2 0,036 0,021 3.3 0,026 0,016 4.3 0,028 0,017 3.4 0,014 0,011 4.4 0,004 0,006 3.5 0,043 0,024 4.5 0,003 0,006 - Dựa vào phƣơng trình đƣờng chuẩn y = 2,173x – 0,0092 (y độ hấp thụ quang A, x nồng độ sắt) ta tính đƣợc CFe (mg/L) mẫu nhƣ sau Ví dụ: Tính CFe (mg/l) có mẫu 1.3 0,071  2,173x - 0,0092 x 0,071  0,0092  0,037(mg/L ) 2,173 - Từ kết thực nghiệm bảng 2.4 cho thấy hàm lƣợng sắt nƣớc giếng khu vực An Điền - Bến Cát, Minh Hòa - Dầu Tiếng, Tân Hiệp - Phú Giáo, Bạch Đằng - Tân Uyên thấp cung cấp nƣớc sinh hoạt cho ngƣời dân Tuy nhiên địa điểm Minh Hịa - Dầu Tiếng có mẫu 2.5 có hàm lƣợng sắt cao Mặc dù hàm lƣợng sắt nằm giới hạn cho phép theo (TCVN 09:2008/BTNMT) (QCVN 01:2009/BYT) nhƣng để đảm bảo an tồn nguồn nƣớc địa điểm cần phải xử lí loại bỏ bớt sắt trƣớc sử dụng 29 .8 ánh giá hàm lƣợng sắt mẫu nƣớc .8 Sự biến động hàm lƣợng sắt huyện Để đánh giá hàm lƣợng sắt mẫu nƣớc giếng, đánh giá biến động hàm lƣợng sắt vị trí lấy mẫu thời điểm lấy mẫu Bảng Hàm lƣợng sắt trung bình mẫu nƣớc giếng Mẫu Fe (mg/L) An Điền – Minh Hòa – Tân Hiệp – Bạch Đằng – Bến Cát Dầu Tiếng Phú Giáo Tân Uyên 0,020 0,047 0,021 0,012 Fe (mg/L) 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 An Điền – Bến Cát Minh Hòa – Dầu Tiếng Tân Hiệp – Phú Giáo Bạch Đằng – Tân Uyên Hình 2.2 Biểu đồ thể biến động hàm lƣợng sắt theo vị trí lấy mẫu - Dựa vào bảng 2.5 hình 2.2 thấy hàm lƣợng Fe trung bình mẫu nƣớc An Điền – Bến Cát, Tân Hiệp – Phú Giáo, Bạch Đằng – Tân Uyên khác hầu nhƣ khơng đáng kể Chỉ có địa điểm Minh Hịa – Dầu Tiếng có biến động lớn - Hàm lƣợng sắt vị trí lấy mẫu dao động từ 0,012 đến 0,047 mg/L Cao Minh Hòa – Dầu Tiếng 0,047 mg/L thấp Bạch Đằng – Tân Uyên 0,012 mg/L 30 - Nhìn chung, hàm lƣợng sắt tất mẫu