- Tính thích ứng: Điều kiện vật chất, kỹ thuật, khả năng tài chính phải cho phép thực hiện phân tích các thông số đã lựa chọn.
d) Hoá chất, dụng cụ
Dụng cụ
- Bình ủ BOD: Chai thuỷ tinh có nút mài, tối màu, có thể tích khoảng 250 - 300ml
- Bình pha loãng: bình thuỷ tinh có nút đậy, thể tích của bình tuỳ thuộc vào thể tích mẫu pha loãng sử dụng.
- Máy đo DO
- Tủ ủ có khả năng duy trì nhiệt độ (202)0 C
- Thiết bị sục khí, bình chứa khí nén hoặc máy nén khí - Phương tiện làm lạnh, nhiệt độ 00C - 40C
Hoá chất
- Nước cấy: Nếu bản thân mẫu nước không đủ các vi sinh vật cần thiết, phải dùng nước cấy tạo được bằng một trong các cách sau:
+ Nước thải đô thị có COD tối đa là 300 mg/l, lấy từ cống chính hoặc từ cống của một vùng dân cư không bị ô nhiễm công nghiệp. Nước này được lắng trước khi dùng.
+ Nước sông, hồ có chứa nước thải sinh hoạt.
+ Dòng nước sau khi để lắng của các trạm xử lý nước thải.
+ Nước lấy từ hạ lưu của dòng thải của chính loại nước cần phân tích hoặc nước chứa vi sinh vật thích hợp cho nước cần phân tích và được nuối cấy trong phòng thí nghiệm (trường hợp nước thái công nghiệp chứa các chất khó bị phân hủy).
+ Nguyên liệu nuôi cấy có bán sẵn trên thị trường.
- Các dung dịch muối: Các dung dịch sau đây bền trong 6 tháng nếu bảo quản trong bình thuỷ tinh ở nhiệt độ 00C - 40C trong chỗ tối. Cần loại bỏ ngay khi có dấu hiệu kết tủa hoặc vi sinh vật phát triển.
+ Đệm photphat: Hoà tan hỗn hợp (8,5g KH2PO4 + 21,75g K2HPO4 + 33,4g Na2HPO4.7H2O + 1,7g NH4Cl) trong 1 lít nước cất (pH của hỗn hợp khoảng 7,2)
+ Dung dịch MgSO4 : 22,5g MgSO4.7H2O/1 lit nước cất + Dung dịch CaCl2 : 27,5g CaCl2 khan/1 lit nước cất + Dung dịch FeCl3 : 0,25g FeCl3.6H2O/1 lit nước cất
- Nước pha loãng: Thêm vào 500ml nước cất 4 dung dịch muối trên (mỗi dung dịch 1ml) rồi pha loãng bằng nước cất đến 1 lít. Tạo nhiệt độ 20oC cho dung dịch vừa điều chế được, rồi sục không khí trong ít nhất 1 giờ, chú ý để không làm nhiễm bẩn dung dịch, đặc biệt là bởi các chất hữu cơ, chất oxi hóa, chất khử hoặc kim loại sao cho nồng độ oxi hòa tan ít nhất phải đạt 8mg/l.
Chú ý:
+ Tránh làm cho nước quá bão hoà oxy: Mở nút bình chứa và để trong 1 giờ trước khi sử dụng
+ Dung dịch chuẩn bị như trên chỉ được dùng trong vòng 24 giờ, phần dư sau 24 giờ phải đổ bỏ.
- Nước pha loãng cấy vi sinh vật: Thêm 10ml nước cấy vào 1lít nước pha loãng vừa chuẩn bị ở trên. Giữ nước vừa điều chế ở 20oC. Chuẩn bị nước này ngay trước khi dùng , đổ bỏ phần dư vào cuối ngày làm việc. Nồng độ khối lượng của oxy bị tiêu thụ qua n ngày ở 200C của nước pha loãng cấy vi sinh vật chính là giá trị của mẫu trắng, không được vượt quá 1,5mg/l.
- Dung dịch HCl 0,5M hoặc dung dịch H2SO4 0,25M - Dung dịch NaOH 20g/l
- Dung dịch kiểm tra (glucozơ (C6H12O6) và glutamic (C5H9NO4)): Làm khô glucozơ và glutamic ở nhiệt độ 1030C trong 1 giờ, cân mỗi loại 150g pha trong 1 lít nước cất. Về lý thuyết nhu cầu oxy của dung dịch này là 307 mg O2/l, BOD5 thực nghiệm là (210 20) mg O2/l và
BOD7 thực nghiệm là (225 20) mg O2/l. Chuẩn bị dung dịch này ngay trước khi dùng và đổ bỏ
phần còn lại vào cuối ngày làm việc.
- Dung dịch ức chế quá trình nitrat hoá: Dung dịch allythiourea (ATU) 1,0 g/l
Dung dịch này bền ít nhất 2 tuần , hợp chất này độc vì vậy nên cẩn thận khi làm việc. - Hoá chất xác định DO
e) Tiến hành
Xử lý sơ bộ mẫu
- Khi lấy mẫu về giữ mẫu ở 40C, phải phân tích mẫu trước 24h sau khi lấy mẫu
- Trung hoà mẫu: nếu pH của mẫu không nằm trong khoảng từ 6 – 8 cần trung hoà mẫu bằng dung dịch HCl 0,5M hoặc dung dịch NaOH 20g/l.
Phân tích mẫu
o Với mẫu môi trường
- Lấy chính xác một thể tích mẫu đã được xử lý sơ bộ vào bình pha loãng ( bình có thể tích 1 lít)
- Thêm 2ml dung dịch ATU
- Thêm nước pha loãng cấy vi sinh vật đến vạch (hệ số pha loãng
12 2
V V
f , V2 là thể tích
bình pha loãng, V1 là thể tích mẫu). Nếu hệ số pha loãng lớn hơn 100 phải thực hiện quá trình pha loãng thành nhiều bước, mỗi bước hệ số pha loãng không quá 100. Sự lựa chọn mức độ pha loãng (hệ số pha loãng) rất khó khăn, nên cần thực hiện một vài pha loãng khác nhau theo hệ số pha loãng tương ứng với BODn dự đoán (Bảng 5)
Bảng 5: Độ pha loãng điển hình để xác định BODn
BODn dự đoán (mg O2/l) Hệ số pha loãng Mẫu nước
3 đến 6 1 - 2 R 4 đến 12 2 R, E 10 đến 30 5 R, E 20đến 60 10 E 40đến 120 20 S 100 đến 300 50 S, C 200 đến 600 100 S, C 400 đến 1200 200 I, C 1000 đến 3000 500 I 2000 đến 6000 1000 I Ghi chú: R: Nước sông;
E: Nước thải được làm sạch sinh học;
S: Nước thải được làm trong hoặc nước thải công nghiệp bị ô nhiễm nhẹ; C: Nước thải chưa xử lý;
I: Nước thải công nghiệp bị ô nhiễm nặng.
- Cứ mỗi lần sau khi pha loãng mẫu bằng nước pha loãng có cấy vi sinh vật phải nạp đầy vào 2 bình ủ. Khi nạp để cho dung dịch đầy tràn nhẹ, trong quá trình nạp tránh làm thay đổi hàm lượng oxy của dung dịch.
- Đậy nút bình sau khi để cho các bọt khí bám trong bình thoát ra hết.
- Chia các bình thành 2 dãy, mỗi dãy gồm các bình có độ pha loãng khác nhau. + Dãy bình thứ nhất: xác định nồng độ oxy hoà tan của từng bình (DO1) + Dãy thứ hai: cho vào tủ ủ trong tối ở nhiệt độ (202)0
C trong n ngày 4 giờ.
Sau n ngày lấy ra rồi xác định nồng độ oxy hoà tan (DOn)
Lượng oxy tiêu thụ phải ít nhất là 2mg/l và nồng độ oxy sau khi ủ phải ít nhất là 2mg/l, mức độ pha loãng phải đảm bảo sao cho sau khi ủ nồng độ oxy hoà tan còn lại sẽ nằm trong khoảng 1/3 đến 2/3 nồng độ ban đầu.
o Với mẫu trắng
- Lấy 1 lít nước pha loãng cấy vi sinh vật (đã cho thêm 2ml dung dịch ATU/l) nạp đầy vào 2 bình ủ BOD
+ Bình 1: xác định nồng độ oxy hoà tan của từng bình (DO1) + Bình 2: cho vào tủ ủ trong tối ở nhiệt độ (202)0
C trong n ngày 4 giờ. Sau n
ngày lấy ra rồi xác định nồng độ oxy hoà tan (DOn)
Mẫu trắng lượng oxi tiêu thụ không được vượt quá 1,5 mg O2/l, nếu vượt phải tìm nguyên nhân nhiễm bẩn.
Tiến hành phép kiểm tra
Để kiểm tra nước pha loãng cấy vi sinh vật và kỹ thuật của người phân tích, tiến hành thí nghiệm kiểm tra theo từng lô mẫu theo các bước sau:
- Hút 20ml dung dịch kiểm tra (glucozơ (C6H12O6) và glutamic (C5H9NO4)) vào bình pha loãng, thêm 2ml dung dịch ATU rồi định mức đến vạch 1000ml bằng nước pha loãng cấy vi sinh vật.
- Nạp đầy dung dịch vừa pha được ở trên vào 2 bình ủ BODn
+ Bình 1: xác định nồng độ oxy hoà tan của từng bình (DO1) + Bình 2: cho vào tủ ủ trong tối ở nhiệt độ (202)0
C trong n ngày 4 giờ. Sau n
ngày lấy ra rồi xác định nồng độ oxy hoà tan (DOn)
Kết quả BODn thu được phải nằm trong khoảng (210 20) mg O2/l với BOD5 và (225 20) mg O2/l với BOD7. f) Tính kết quả DO DO DO DO fmgO /l BODn 1 n MMT 1 n MT 2 Trong đó:
- MMT: Mẫu môi trường - MT: Mẫu trắng
- f : hệ số pha loãng
Nếu một quá trình pha loãng đạt kết quả đạt kết quả nằm trong khoảng yêu cầu, kết quả BOD được tính là giá trị trung bình của các quá trình pha loãng đạt yêu cầu.
3.5 Xác định một số chỉ tiêu Nitơ (NO3-, NO2-, NH4+, tổng N)
3.5.1 Xác đinh ion NO3-