2.3.5.1. Tổng chất rắn lơ lửng (TSS)
Thực hiện theo phƣơng pháp SMEWW 2540.D:2005 [12]
a. Nguyên tắc
Trộn đều mẫu, lọc qua giấy lọc sợi thủy tinh và phần cặn giữ lại trên giấy lọc đƣợc sấy đến khối lƣợng không đổi trong tủ sấy ở nhiệt độ từ 103-105o
C.
b. Các yếu tố ảnh hưởng
Sự hiện diện của Ca, Mg, Cl-, SO42- có thể hút giữ ẩm, đòi hỏi thời gian sấy dài và cân nhanh.
Loại bỏ những thành phần vật chất lớn, dầu mỡ nổi trên bề mặt hoặc các kết tủa của những thành phần không đồng nhất trong mẫu trƣớc khi lấy mẫu phân tích.
Lƣợng cặn bám trên giấy lọc quá mức có thể tạo ra các bề mặt giữ nƣớc, cần hạn chế lƣợng mẫu để lƣợng cặn không vƣợt quá 200 mg.
c. Bảo quản mẫu
Mẫu phải đƣợc phân tích càng sớm càng tốt ngay sau khi lấy mẫu.
Mẫu có thể bảo quản ở 4o
C trong 24h.
d. Thiết bị dụng cụ
Tủ sấy, có khả năng duy trì nhiệt độ 103-105o C.
Cân phân tích, có thể cân với độ chính xác đến 0.1 mg.
Bộ lọc hút chân không.
Bình hút ẩm.
Đĩa nhôm.
Ống đong các loại.
Giấy lọc sợi thủy tinh borosilicat.
e. Cách tiến hành
Bước 1: Chuẩn bị giấy lọc
Cho giấy lọc vào dụng cụ lọc, rửa giấy với 20 ml nƣớc.
Lấy giấy lọc ra, đặt lên đĩa nhôm, sấy ở 103-105oC trong 1h.
Lấy ra, để nguội trong bình hút ẩm 30 phút rồi cân.
Lặp lại thao tác sấy, để nguội, đem cân cho đến khi đạt đến khối lƣợng không đổi. Chênh lệch khối lƣợng cân giữa lần 1 và lần 2 nhỏ hơn 4% hoặc 0.5 mg.
Bước 2: Lựa chọn giấy lọc và thể tích mẫu
Chọn thể tích mẫu sao cho lƣợng cặn sau khi sấy nằm trong khoảng 2.5 - 200 mg.
Nếu kết quả nhỏ hơn 2.5 mg thì tăng lƣợng mẫu đến 1 lít.
Nếu quá trình lọc lâu hơn 10 phút thì sử dụng giấy lọc có đƣờng kính lớn hơn hoặc giảm thể tích mẫu.
Bước 3: Phân tích mẫu
Để mẫu đạt nhiệt độ phòng.
Đặt giấy lọc vào phễu lọc và nối thiết bị lọc với máy bơm chân không.
Làm ƣớt giấy lọc với một lƣợng nhỏ nƣớc để giấy bám dính vào bề mặt dụng cụ lọc.
Lắc đều mẫu, lấy một thể tích mẫu thích hợp cho vào phễu lọc, tráng ống đong 3 lần bằng nƣớc cất để đảm bảo rằng mẫu đã đƣợc chuyển hoàn toàn vào phễu lọc.
Rửa giấy lọc 3 lần liên tiếp, mỗi lần với 10 ml nƣớc cất. Nếu mẫu có hàm lƣợng chất rắn hòa tan cao, thì rửa thêm nƣớc.
Lấy giấy lọc ra, đặt vào trong đĩa nhôm, sấy ở 103 – 105oC trong 1h.
Hình 2. 6. Máy bơm chân không
Lặp lại thao tác sấy, để nguội, đem cân cho đến khi đạt đến khối lƣợng không đổi. Chênh lệch khối lƣợng cân giữa lần 1 và lần 2 nhỏ hơn 4% hoặc 0.5 mg. f. Tính kết quả C = V m m2 1 1000 Trong đó : C: hàm lượng TSS (mg/l)
m2: khối lượng giấy lọc và cặn (mg)
m1: khối lượng giấy lọc (mg)
V: thể tích mẫu lấy đem lọc (ml)
2.3.5.2. Phương pháp xác định amoni (tính theo N)
Áp dụng theo phƣơng pháp TCVN 5988-1995
a. Nguyên tắc
Điều chỉnh pH của mẫu thử đến khoảng 6.0 – 7.4, thêm magiê oxit để tạo môi trƣờng kiềm yếu.
Hình 2. 7. Hệ thống chưng cất
Chƣng cất amoniac đƣợc giải phóng và thu vào bình có chứa sẵn dung dịch axit boric.
Chuẩn độ amonia trong phần cất đƣợc bằng dung dịch axit HCl với chỉ thị tashiro, phản ứng chuyển từ màu xanh → tím nhạt. b. Dụng cụ - thiết bị Máy đo pH Hệ thống chƣng cất. Ống đong các loại.
Bình tam giác (Erlen) 500 ml.
Buret 25ml.
c. Hóa chất
Nước cất hai lần không chứa N-NH3 (nƣớc cất mới cất và đƣợc đựng trong chai thủy tinh).
Dung dịch HCl 0.1 N
Pha từ ống chuẩn
Dung dịch HCl 0.02 N
Pha từ dung dịch HCl 0.1 N. Dung dịch này đƣợc pha ngay trƣớc khi sử dụng.
Dung dịch axit boric
Dung dịch axit boric H3BO3: Hòa tan 20 g axit boric vào nƣớc ấm, để nguội đến nhiệt độ phòng, định mức thành 1000 ml.
Chỉ thị
Hòa tan 0.05 g metyl đỏ vào khoảng 80 ml cồn rồi định mức thành 100 ml bằng cồn.
Hòa tan 0.15 g xanh metylen vào khoảng 80 ml nƣớc cất rồi định mức thành 100 ml.
Chỉ thị Tashiro: pha hỗn hợp metly đỏ và xanh metylen theo tỷ lệ 5:1 ta có đƣợc chỉ thị Tashiro.
Dung dịch chỉ thị xanh bromothymol 0.5 g/L
Hòa tan 0.05 g bromothymol vào cồn và pha loãng thành 100 ml.
Dung dịch NaOH 1N
Hòa tan 40 g NaOH tinh thể vào khoảng 500 ml, làm nguội đến nhiệt độ phòng và định mức thành 1000 ml.
Magiê oxit
Nung magiê oxit ở 500oC trong 2 giờ để đuổi hết cacbonat.
d. Cách tiến hành
Nếu có thể ƣớc đoán trƣớc nồng độ N-NH3 trong mẫu thì sẽ chọn thể tích mẫu đem chƣng cất tham khảo nhƣ sau:
Nồng độ N-NH3 (mg/L) Thể tích mẫu đem chuẩn độ (ml)
0.05 – 10 250
10 – 20 100
20 – 50 50
Bước 2: Chưng cất
Trƣớc khi tiến hành chƣng cất thì hệ thống chƣng cất phải đƣợc làm sạch bằng cách chƣng cất nƣớc cất sôi trong khoảng 10 phút.
Lấy 50 ml dung dịch axit boric vào bình hứng (erlen) 250 ml và thêm 5 giọt chỉ thị Tashiro.
Lấy mẫu nhƣ trên, thêm nƣớc cất vào bình cho đến thể tích tổng cộng 250 ml, sau đó thêm vài giọt chỉ thị xanh bromothymol và điều chỉnh pH bằng dung dịch NaOH 1 N (hoặc dung dịch HCl 0.1 N) đến khoảng pH = 7.4 thì dung dịch có màu xanh.
Thêm vào khoảng 0.25 ± 0.05 g magiê oxit, lắp nhanh vào hệ thống chƣng cất và bắt đầu cất.
Điều chỉnh chế độ nhiệt độ sao cho tốc độ chảy vào bình hứng khoảng 10 ml/phút. Dừng chƣng cất khi đã thu đƣợc khoảng 200 ml ở bình hứng.
Tiến hành làm mẫu trắng giống nhƣ trên nhƣng thay 250 ml mẫu bằng 250 ml nƣớc cất.
Bước 3: Chuẩn độ
Đem dung dịch hứng đƣợc chuẩn độ bằng axit HCl 0.02 N hoặc bằng axit HCl 0.1 N nếu nồng độ N-NH3 cao cho đến khi dung dịch có màu tím nhạt. Ghi lại thể tích axit dùng để chuẩn độ V1.
Tƣơng tự chuẩn độ mẫu trắng, ghi lại thể tích V2.
e. Tính kết quả CN-NH3 = Vo V V1 2 × C × 14.01 × 1000 Trong đó:
Vo : thể tích mẫu đem chưng cất (ml)
V1 : thể tích HCl dùng để chuẩn độ mẫu (ml)
V2 : thể tích HCl dùng để chuẩn độ mẫu trắng (ml)
C : nồng độ HCl đem chuẩn độ
CN-NH3: nồng độ amoni (mgN-NH3/L)
14.01 : đương lượng gam của nitơ
1000 : hệ số chuyển đổi từ gN-NH3/L sang mgN-NH3/L
Nếu muốn tính nồng độ NH3, NH4+ phải nhân hệ số là:
C NH3= CN-NH3 × 1.216 CNH4+ = CN-NH3 × 1.288
2.3.5.3. Xác định các chỉ tiêu kim loại cadimi (Cd), chì (Pb), đồng (Cu), kẽm (Zn)
Áp dụng theo phƣơng pháp SMEWW 3111.B & 3113.B: 2005 [12]
a. Nguyên tắc
Mẫu sau khi đƣợc xử lý bằng axit nitric và hydro peroxit, các kim loại đƣợc xác định trên máy quang phổ hấp thu nguyên tử.
Tùy theo nồng độ kim loại trong mẫu cao hay thấp mà chọn phƣơng pháp đo phổ hấp thu nguyên tử bằng kỹ thuật lò hay ngọn lửa.
b. Thiết bị - dụng cụ
Máy quang phổ hấp thu nguyên tử
Bếp điện Tủ hút Bình định mức các loại Pipet các loại Cốc thủy tinh Giấy lọc có kích thƣớc lỗ lọc 0.45 µm. c. Hóa chất HNO3 đậm đặc, HClO4 đậm đặc H2O2 30%.
Dung dịch HNO3 1%: Lấy 15 ml HNO3 đậm đặc pha loãng và định mức thành 1 L bằng nƣớc cất.
Dung dịch chuẩn gốc kim loại 1000 mg/l.
Dung dịch chuẩn trung gian kim loại 10 mg/: Hút 1ml dung dịch chuẩn gốc và định mức 100 ml bằng dung dịch HNO3 1%.
Dung dịch chuẩn làm việc: Pha loãng từ dung dịch chuẩn trung gian và định mức bằng bằng dung dịch HNO3 1% (nồng độ tùy thuộc vào từng nguyên tố cần xác định).
d. Cách tiến hành
Bước 1: Phá mẫu
Lấy 100ml mẫu cho vào bình tam giác 250 ml
Thêm 2 giọt HNO3 65%
Đun nhẹ trên bếp đến khi còn khoảng 10 ml.
Lƣu ý: Các bƣớc phá mẫu phải đƣợc thực hiện trong tủ hút khí độc.
Hình 2. 9. Tủ hút khí độc
Bước 2: Dựng chuẩn
Cadimi (Cd)
Phân tích bằng phƣơng pháp kỹ thuật lò.
Pha dung dịch Cd 10 mg/ml: Hút 1 ml dung dịch chuẩn Cd (1000 mg/l) định mức bằng dung dịch HNO3 (1%) lên 100ml.
Pha dãy chuẩn
Mẫu trắng dãy chuẩn: Lấy 100 ml dung dịch HNO3
Nồng độ dãy chuẩn 0 0.01 0.1 0.5 1 1.5 2 ng/ml Định mức 50 ml bằng dung dịch HNO3 (1%)
Chì (Pb)
Phân tích bằng phƣơng pháp lò.
Pha dung dịch Pb 20 mg/ml: Hút 4 ml dung dịch chuẩn Pb (1000 mg/l) định mức bằng dung dịch HNO3 (1%) lên 200 ml.
Pha dãy chuẩn
Mẫu trắng dãy chuẩn: Lấy 100 ml dung dịch HNO3
Nồng độ dãy chuẩn 0 0.01 0.5 1 1.5 2 ng/ml Định mức 50 ml bằng dung dịch HNO3 (1%)
Đồng (Cu)
Phân tích bằng phƣơng pháp lò.
Pha dung dịch Cu 10 mg/ml: Hút 1 ml dung dịch chuẩn Cu (1000 mg/l) định mức bằng dung dịch HNO3 (1%) lên 100 ml.
Pha dãy chuẩn
Mẫu trắng dãy chuẩn: Lấy 100 ml dung dịch HNO3
Nồng độ dãy chuẩn 0 0.05 0.1 0.5 1 1.5 2 ng/ml Định mức 50 ml bằng dung dịch HNO3 (1%)
Kẽm (Zn)
Phân tích bằng kĩ thuật ngọn lửa
Pha dung dịch Zn 1 µg/ml (dung dịch A): Hút 0.5 ml dung dịch chuẩn Zn (1000 mg/l) định mức bằng dung dịch HNO3 (1%) lên 500 ml.
Pha dung dịch Zn 100 ng/ml (dung dịch B): Hút 25 ml dung dịch A định mức lên 250 ml.
Pha dãy chuẩn
Mẫu trắng dãy chuẩn: Lấy 100 ml dung dịch HNO3 (1%) vào bình định mức 100 ml.
Nồng độ dãy chuẩn 0 10 20 30 40 50 70 ng/ml Thể tích hút dung
dịch B 0 10 20 30 40 50 70 ml Định mức 100 ml bằng dung dịch HNO3 (1%)
Bước 3: Tiến hành đo bằng máy AAS (PG 990 hãng PG – INTRUMENTS)
Hình 2. 10. Máy quang phổ hấp thu nguyên tử (AAS)
e. Tính kết quả
C = Cđo × f Trong đó:
C : hàm lượng kim loại trong mẫu (mg/l)
Cđo : hàm lượng kim loại đo được trên máy (mg/l)
2.3.5.4. Xác định chỉ tiêu dầu mỡ
Dùng máy OCMA – 300 của hãng Horiba để đo mẫu
Hình 2. 11. Máy phân tích dầu mỡ
a. Dụng cụ và thiết bị
Khởi động máy
Kết nối cáp nguồn
Bật công tắc
Đợi khoảng 15 phút để làm ấm máy
Cài đặt thông số Các dụng cụ cần có:
1 hoặc 2 cốc (200 ml) để chứa nƣớc thải
Xy lanh cho dung môi và mẫu kiểm tra
Xy lanh cho HCl
Rửa xy lanh với dung môi S – 316 Chuẩn bị 1 hoặc 2 cốc nhƣ hình dƣới.
b. Chuẩn bị hóa chất
Dung môi S – 316
Chất lỏng span cho kiểm chuẩn
Axit HCl
Chuẩn bị dung dịch zero cho kiểm chuẩn
Chuẩn bị dung môi S – 316 sạch làm dung dịch chuẩn zero cho OCMA – 300.
Chuẩn bị dung dịch span cho kiểm chuẩn
- Dùng dầu nặng B – (B – heavy oil – trọng lƣợng riêng 0.895 ở 20oC) nhƣ là chuẩn gốc để pha thành dung dịch span).
- Các dụng cụ cần: Dung môi S – 316, dầu nặng B, xylanh, bình tam giác 250 ml.
- Phƣơng pháp chuẩn bị: Lấy 28 µl dầu nặng B bằng xy lanh cho vào bình tam giác.Thêm dung môi vào bình tam giác cho đến vạch 250 ml. Đóng nút và lắc đều.
c. Đo lường
Trƣớc khi bắt đầu đo, phải kiểm chuẩn OCMA – 300 với dung dịch chuẩn zero và span đƣợc chuẩn bị trƣớc.
Bước 1: Kiểm chuẩn zero
Lấy 10 ml dung môi S – 316 và 20 ml nƣớc cất để kiểm chuẩn zero
Tiến hành đo nhƣ vậy 3 lần
Bước 2: Kiểm chuẩn
Lấy 10 ml dung dịch span đã pha trên và 20 ml nƣớc cất để kiểm chuẩn span
Tiến hành đo nhƣ vậy 3 lần
Bước 3: Sau khi kiểm chuẩn xong chuyển máy qua chế độ automeas (chế độ đo tự động)
Lấy 10 ml dung môi S – 316 và 20 ml mẫu để đo lƣợng dầu mỡ có trong mẫu phân tích.
Tiến hành đo nhƣ vậy 3 lần
d. Thu hồi dung môi
Vì dung môi S – 316 rất đắt tiền nên tiến hành thu hồi lại để tiết kiệm chi phí bằng thiết bị thu hồi riêng.
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN