Phân tích các chỉ tiêu cảm quan: độ đục, mùi, vị, màu sắc.
Phân tích các chỉ tiêu hóa lý: hàm lƣợng kim loại nặng, hàm lƣợng chloride, hàm lƣợng fluoride, hàm lƣợng sulfate, hàm lƣợng nitrate, hàm lƣợng nitrite, hàm lƣợng cyanide.
Phân tích các chỉ tiêu vi sinh: tổng số Coliform, Escherichia coli.
3.4 Tiến hành thí nghiệm 3.4.1 Xác định độ đục
Sử dụng máy đo độ đục Hach 2100N và thực hiện đo tại phòng thí nghiệm.
3.4.1.1 Nguyên tắc
Độ đục của mẫu đƣợc xác định bằng phƣơng pháp so màu.
Nguyên tắc đo độ đục dựa trên sự hấp thu ánh sáng của các cặn lơ lửng có trong dung dịch. Thang độ đục chuẩn đƣợc xây dựng trên chất chuẩn là hydrazine sulfate và hexamethylene tetramine.
Dung dịch chuẩn đƣợc chứa trong ống và có bán trên thị trƣờng với các giá trị tƣơng ứng: 0.1; 0.2; 0.3; 0.4; 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 5.0 NTU.
3.4.1.2 Cách tiến hành
Hiệu chuẩn máy so màu: lần lƣợt đo mật độ quang các ống chứa dung dịch chuẩn từ 0.0; 0.1; 0.2; 0.3; 0.4; 0.5; 1.0; 1.5; 2.0; 5.0 NTU ở bƣớc sóng 530 nm.
Sau khi hiệu chuẩn máy so màu xong thì tiến hành đo độ đục của mẫu. Mẫu đƣợc lắc đều, cho vào cuvet một lƣợng mẫu vừa đủ và đo mật độ quang ở bƣớc sóng 530 nm.
3.4.1.3 Kết quả
Kết quả đo đƣợc hiển thị trên màn hình của máy đo độ đục.
3.4.2 Xác định độ màu 3.4.2.1 Nguyên tắc
Phƣơng pháp xác định độ màu dựa vào sự hấp thu ánh sáng của hợp chất màu có trong dung dịch ở bƣớc sóng 455 nm.
3.4.2.2 Cách tiến hành
Pha dung dịch màu chuẩn potassium chloroplatinate K2PtCl6 (tƣơng ứng với 500 đơn vị màu Pt-Co): hòa tan 1.246 g K2PtCl6 (tƣơng đƣơng với 500 mg Pt) và 1.00 g CoCl2.6H2O (tƣơng đƣơng với 250 mg Co) trong nƣớc cất đã có 100 mL HCl đậm đặc. Định mức thành 1 lít.
Lập đƣờng chuẩn: từ dung dịch chuẩn gốc pha thành các dung dịch chuẩn từ 0 đến 100 đơn vị màu Pt-Co nhƣ sau:
Bảng 3-1 Thành phần dung dịch chuẩn độ màu dựng đƣờng chuẩn
Số mẫu 1 2 3 4 5 6
Dung dịch màu chuẩn (500 Pt-Co), mL 0 0.5 1 2.5 5 10
Nƣớc cất, mL 50 49.5 49 47.5 45 40
Độ màu, (Pt-Co) 0 5 10 25 50 100
Đo độ hấp thu của các dung dịch chuẩn vừa pha bằng máy so màu UV-VIS ở bƣớc sóng 455 nm. Ghi nhận kết quả và lập đƣờng chuẩn.
Đo độ hấp thu của mẫu trên máy so màu UV-VIS ở bƣớc sóng 455 nm và ghi nhận lại kết quả.
3.4.2.2 Tính kết quả
Từ độ màu và độ hấp thu của dung dịch chuẩn, sử dụng chƣơng trình Excel vẽ giản đồ C = f(A) và lập phƣơng trình y = ax+ b.
Từ độ hấp thu của mẫu, dựa vào giản đồ (đƣờng chuẩn) vừa thu đƣợc ta xác định đƣợc độ màu của mẫu.
3.4.3 Xác định mùi, vị
Dùng phƣơng pháp cảm quan để xác định đặc tính, cƣờng độ mùi và đặc tính, mức độ của vị.
Xác định mùi của mẫu:
- Lấy 100 mL mẫu cho vào bình cầu, đậy nắp và lắc đều. Ngay sau đó mở nắp ra và xác định đặc tính, mức độ mùi của mẫu.
- Lấy 100 mL mẫu cho vào bình cầu và lấy mặt kính đồng hồ đậy lại. Đun nóng mẫu bằng bếp cách thủy đến 50-60°C. Lắc đều bình, mở mặt kính đồng hồ và xác định đặc tính, mức độ mùi của mẫu.
Xác định vị của mẫu: cho một ít mẫu cần thử vào miệng, ngậm lại khoảng 5 giây và dùng cảm giác để đánh giá vị của mẫu.
3.4.4 Xác định độ pH
Đo pH của mẫu bằng máy đo pH chuẩn PH 510.
Hóa chất hiệu chuẩn: các dung dịch chuẩn thƣờng đƣợc sử dung là dung dịch có pH 4.010.01, 7.010.01 và 10.010.01
Tiến hành đo mẫu: rót mẫu vào cốc thủy tinh, rửa sạch điện cực sau đó nhúng điện cực thủy tinh vào dung dịch mẫu, kết quả đo pH hiển thị trực tiếp trên màn hình máy đo. Sau khi đo mẫu rửa điện cực bằng nƣớc cất và nhúng chìm điện cực trong dung dịch bảo quản (KCl 3N).
Kết quả: chờ cho kết quả trên màn hình máy đo đƣợc ổn định (khoảng 10 phút), tiến hành ghi nhận lại kết quả.
3.4.5 Xác định hàm lƣợng chất rắn hòa tan 3.4.5.1 Nguyên tắc
Sử dụng phƣơng pháp khối lƣợng để xác định hàm lƣợng chất rắn hòa tan có trong mẫu.
3.4.5.2 Cách tiến hành
Sấy cốc thủy tinh ở nhiệt độ 110°C trong tủ sấy khoảng 1 giờ. Lấy cốc thủy tinh ra để nguội, đem cân và ghi lại kết quả.
Khuấy đều và lấy 200 mL mẫu lọc qua giấy lọc, rửa giấy lọc và phễu lọc bằng nƣớc cất 3 lần, mỗi lần khoảng 10 mL nƣớc cất. Chuyển phần dung dịch lọc và nƣớc rửa vào cốc thủy tinh vừa cân.
Đun cốc thủy tinh trên bếp điện cho đến khi bay hơi hết dung dịch bên trong. Cho vào tủ sấy và sấy ở 110°C trong 1 giờ. Sau đó lấy ra cho vào bình hút ẩm, để nguội đem cân và ghi nhận lại kết quả.
Lặp lại quá trình sấy, để nguội, hút ẩm và cân cho đến khi khối lƣợng của hai lần cân lặp lại không đổi hoặc thay đổi < 4% so với khối lƣợng của lần cân trƣớc.
3.4.5.3 Kết quả
Hàm lƣợng chất rắn hòa tan trong mẫu đƣợc xác định theo công thức sau:
Hàm lƣợng chất rắn hòa tan, mgL-1 200 1000 ) ( A B
Trong đó: A là khối lƣợng của chất rắn và cốc (mg) B là khối lƣợng cốc lúc đầu (mg)
3.4.6 Xác định hàm lƣợng chloride 3.4.6.1 Nguyên tắc
Hàm lƣợng chloride đƣợc xác định bằng phƣơng pháp chuẩn độ - phƣơng pháp Mohr với dung dịch chuẩn là AgNO3 0.01 N và chất chỉ thị là K2CrO4. Với một lƣợng dƣ dù rất nhỏ của ion Ag+ cũng sẽ tạo phức màu đỏ gạch với ion CrO42-. Phản ứng này dùng để nhận biết điểm kết thúc của phản ứng chuẩn độ.
Các phản ứng xảy ra:
Ag+ + Cl- → AgCl ↓ (trắng) 2Ag+ + CrO42- → Ag2CrO4 ↓ (đỏ gạch)
3.4.6.2 Cách tiến hành
Chuẩn bị mẫu: cho vào 3 erlen 100 mL mỗi erlen 20 mL mẫu (mẫu đƣợc lắc đều và lấy bằng pipet). Cho tiếp vào mỗi erlen khoảng 5 mL dung dịch K2CrO4 0.01 N, sau đó lắc đều.
Tiến hành chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn AgNO3 0.01 N cho đến khi dung dịch mẫu vừa xuất hiện kết tủa đỏ gạch thì dừng lại. Đọc và ghi nhận lại thể tích AgNO3 0.01 N đã dùng. Lần lƣợt tiến hành chuẩn độ với các erlen còn lại. Kết quả lƣợng AgNO3 0.01 N đã dùng là trung bình của ba lần chuẩn độ.
Chuẩn độ mẫu trắng: thay mẫu bằng nƣớc cất hai lần và tiến hành tƣơng tự nhƣ với mẫu thật. Đọc và ghi nhận lại kết quả sau 3 lần chuẩn độ.
3.4.6.3 Kết quả
Từ kết quả chuẩn độ ta xác định đƣợc nồng độ chloride nhƣ sau:
) ( 20 01 . 0 01 . 0 20 3 3 C V N V CCl AgNO Cl AgNO ) ( 2 1 3 V V mL VAgNO
Hàm lƣợng chloride (mgL-1) đƣợc xác định theo công thức sau: Chloride (mgL-1)1000CCl35.517.75(V1V2)
Trong đó: V1 là thể tích dung dịch AgNO3 0.01 dùng chuẩn độ mẫu V2 là thể tích dung dịch AgNO3 0.01 dùng chuẩn độ mẫu trắng
3.4.7 Xác định hàm lƣợng fluoride 3.4.7.1 Nguyên tắc
Phƣơng pháp Spadns đƣợc dựa vào phản ứng của ion fluoride và thuốc thử zirconi màu đỏ. Flouride phản ứng với thuốc thử tạo thành phức không màu ZrF62-.
Khi hàm lƣợng ion fluoride tăng lên sẽ làm giảm màu của thuốc thử. Tốc độ phản ứng bị ảnh hƣởng bởi tính acid của hỗn hợp phản ứng. Nếu tỷ lệ acid trong phản ứng tăng lên, phản ứng có thể xảy ra tức thời.
3.4.7.2 Cách tiến hành
Pha hóa chất:
Dung dịch chuẩn gốc fluoride (100 mgL-1): cân 0.221 g NaF pha với nƣớc cất và định mức thành 1000 mL.
Dung dịch chuẩn làm việc fluoride (10 mgL-1) (dung dịch chuẩn thứ cấp): lấy 10 mL dung dịch chuẩn gốc fluoride (100 mgL-1) cho vào bình định mức 100 mL và định mức bằng nƣớc cất thu đƣợc dung dịch chuẩn làm việc fluoride (10 mgL-1
). Dung dịch spadns: hòa tan 958 mg spadns (sodium-2-(parasulfophenylazo)-1,8- dihydroxy-3,6-napthalene disulfonate) trong bình định mức 500 mL.
Dung dịch zirconyl-acid: hòa tan 133 mg zirconyl chloride octahydrate (ZnOCl2.8H2O) trong 25 mL nƣớc cất. Thêm 350 mL HCl đậm đặc, pha loãng đến 500 mL bằng nƣớc cất.
Thuốc thử acid-zirconyl-spadns: trộn dung dịch spadns với dung dịch acid- zirconyl theo tỷ lệ 1:1.
Dung dịch dùng để zero máy: pha 10 mL dung dịch spadns trong 100 mL nƣớc cất. Lấy 7 mL HCl đậm đặc pha loãng thành 10 mL và cho vào dung dịch spadns.
Dung dịch natri asenit 0.04 M: hòa tan 5 g NaAsO2 và định mức bằng nƣớc cất đến 1000 mL.
Dựng đƣờng chuẩn:
Từ dung dịch chuẩn làm việc fluoride (10 mgL-1) pha thành các dung dịch chuẩn với nồng độ fluoride tƣơng ứng là: 0.0; 0.2; 0.4; 0.6; 0.8 (mgL-1) với thành phần nhƣ sau:
Bảng 3-2 Thành phần dung dịch chuẩn fluoride dựng đƣờng chuẩn
Số mẫu 0 1 2 3 4
Dung dịch chuẩn fluoride (10 mgL-1) (mL) 0 1 2 3 4 Thuốc thử acid-zirconyl-spadns (mL) 10 10 10 10 10
Nƣớc cất (mL) 40 39 38 37 36
Tổng cộng (mL) 50 50 50 50 50
Lắc đều các dung dịch chuẩn trên, để lên màu khoảng 20 phút sau đó đo độ hấp thu ở bƣớc sóng 570 nm trên cuvet có chiều dài đƣờng quang 10 mm. Ghi nhận lại kết quà và lập thành đƣờng chuẩn fluoride.
Đo mẫu:
Mẫu thực và mẫu trắng (dùng nƣớc cất) tiến hành song song ở cùng nhiệt độ và giữ ổn định nhiệt độ trong suốt quá trình lên màu.
Dùng pipet hút 20 mL mẫu cho vào bình định mức 50 mL. Thêm 10 mL thuốc thử acid-zirconyl-spadns tạo màu. Lắc đều và định mức tới vạch.
Để mẫu lên màu khoảng 20 phút, sau đó đo độ hấp thu của mẫu thực và mẫu trắng bằng cuvet có chiều dài đƣờng quang 10 mm ở bƣớc sóng 570 nm. Đọc và ghi nhận lại kết quả đo.
3.4.7.3 Kết quả
Dựa vào đƣờng chuẩn fluoride đã dựng và độ hấp thu của mẫu trắng và mẫu thực ta tính đƣợc hàm lƣợng fluoride theo công thức sau:
Flouride (mgL-1) C
2 5
Trong đó: C(CmC0)là hàm lƣợng fluoride tính đƣợc từ đƣờng chuẩn
3.4.8 Xác định hàm lƣợng sulfate 3.4.8.1 Nguyên tắc
Hàm lƣợng sulfate đƣợc phân tích bằng cách đo độ hấp thu của dung dịch của mẫu khi cho vào BaCl2 tinh thể. Khi đó ion SO42- sẽ phản ứng với ion Ba2+ tạo thành kết tủa trắng đục BaSO4 theo phƣơng trình:
Ba2+ + SO42- → BaSO4
Dựa vào đƣờng chuẩn SO42- lập trƣớc đó suy ra hàm lƣợng SO42- của mẫu.
3.4.8.2 Cách tiến hành
Pha dung dịch đệm: hòa tan 30 g MgCl2.6H2O + 5 g CH3COOCNa.3H2O + 1 g KNO3 + 0.111 g Na2SO4 + 20 mL CH3COOH (99%) trong 500 mL nƣớc cất và định mức bằng nƣớc cất đến 1000 mL.
Lập đƣờng chuẩn:
Lấy 10 mL dung dịch sulfate chuẩn (1000 mgL-1) cho vào bình định mức 100 mL và định mức bằng nƣớc cất để có đƣợc dụng dịch sulfate chuẩn (100 mgL-1).
Từ dụng dịch sulfate chuẩn (100 mgL-1) tiến hành lập đƣờng chuẩn trong khoảng từ 0-40 mgL-1 SO42- theo các số liệu sau:
Bảng 3-3 Thành phần dung dịch chuẩn sulfate dựng đƣờng chuẩn
Số mẫu 1 2 3 4 5 6
Dung dịch SO42- chuẩn (mL) 0 1 4 8 10 20
Dung dịch đệm (mL) 20 20 20 20 20 20
BaCl2 tinh thể (g) 3 3 3 3 3 3
Nƣớc cất (mL) 80 79 76 72 70 60
Khuấy đều các mẫu chuẩn sau đó tiến hành đo độ hấp thu ở bƣớc sóng 420 nm. Ghi nhận lại kết quả và lập thành đƣờng chuẩn.
Đo mẫu:
Cho 20 mL mẫu vào bình định mức loại 100 mL.
Thêm vào 20 mL đệm và khuấy đều. Thêm tiếp khoảng 3 g BaCl2 tinh thể và tiếp tục khuấy trong khoảng 1 phút.
Ngƣng khuấy và tiến hành đo độ hấp thu của mẫu. Đọc và ghi nhận lại kết quả đo.
3.4.8.3 Kết quả
Dựa vào đƣờng chuẩn sulfate đã dựng và độ hấp thu của mẫu trắng và mẫu thực ta tính đƣợc hàm lƣợng sulfate theo công thức sau:
Sulfate (mgL-1)5C
Trong đó: C(CmC0)là hàm lƣợng sulfate tính đƣợc từ đƣờng chuẩn Cm,C0là hàm lƣợng sulfate của mẫu thực và mẫu trắng
3.4.9 Xác định hàm lƣợng nitrate 3.4.9.1 Nguyên tắc
Khử ion NO3- thành ion NO2- bằng cách cho hoạt hóa bằng hạt Cd. NO2- sinh ra phản ứng với dung dịch tạo màu tím (phức màu azo). Đo độ hấp thu của dung dịch màu azo và dựa vào đƣờng chuẩn nitrate đã lập suy ra hàm lƣợng nitrate của mẫu.
3.4.9.2 Cách tiến hành
Pha dung dịch:
Ammonium chloride-EDTA gốc: hòa tan 13 g NH4Cl và 1.7 g EDTA với 900 mL nƣớc cất, chỉnh pH đến 8.5 bằng NH4OH đậm đặc và pha loãng thành 1 lít.
Dung dịch ammonium chloride-EDTA loãng: pha 300 mL ammonium chloride- EDTA thành 500 mL bằng nƣớc cất.
Dung dịch nitrate chuẩn gốc (100 mg NO3--N/L): hòa tan 0.7218 g KNO3 khan, thêm vào 2 mL CHCl3 và định mức đến 1 lít.
Dung dịch hoạt hóa: lấy 250 mL dung dịch chuẩn 1 mg NO3--N/L (pha loãng dung dịch nitrate chuẩn gốc 100 lần) pha với 750 mL dung dịch ammonium chloride- EDTA.
Dung dịch tạo màu: thêm 10 mL H3PO4 85% và 1 g sulfanilamide (NH2)2C6H4SO2 vào 80 mL nƣớc cất. Sau khi hòa tan hoàn toàn thêm tiếp 0.1 g N-(1- naphthyl etylendiamine dihydrochloride), khuấy tan và pha loãng thành 100 mL.
Dựng đƣờng chuẩn:
Lấy 10 mL dung dịch nitrate chuẩn gốc (100 mg NO3--N/L) cho vào bình định mức 100 mL và định mức tới vạch để có dung dịch chuẩn 10 mg NO3--N/L.
Hoạt hóa dung dịch chuẩn trên bằng cách cho hạt Cd vào ngâm trong 2 giờ. Tiến hành lập đƣờng chuẩn trong khoảng từ 0-1.0 mg NO3--N/L theo các số liệu sau:
Bảng 3-4 Thành phần dung dịch chuẩn nitrate dựng đƣờng chuẩn
Số mẫu 1 2 3 4 5 6
Dung dịch chuẩn đã hoạt hóa (mL) 0 2 4 6 8 10
Dung dịch tạo màu (mL) 2 2 2 2 2 2
Nƣớc cất (mL) 98 96 94 92 90 88
Lắc đều các dung dịch mẫu rồi để yên trong 10 phút. Đo độ hấp thu các dung dịch mẫu chuẩn ở bƣớc sóng 543 nm. Ghi nhận lại kết quả và tiến hành lập đƣờng chuẩn.
Đo mẫu:
Mẫu thực và mẫu trắng (dùng nƣớc cất) đƣợc tiến hành song song.
Xử lý hạt Cd: ngâm hạt Cd trong HCl đậm đặc và đánh siêu âm 15 phút, rửa sạch sau đó ngâm tiếp trong ding dịch hoạt hóa trong 30 phút, sau đó rửa sạch lại bằng nƣớc cất.
Cho phần mẫu đã hoạt hóa vào bình định mức 100 mL, thêm 2 mL dung dịch tạo màu vào lắc đều. Định mức tới vạch và để yên trong 10 phút.
Đo độ hấp thu của dung dịch mẫu và ghi nhận lại kết quả đo.
3.4.9.3 Kết quả
Độ hấp thu thực của mẫu do ion NO3- chuyển thành ion NO2- phản ứng với dung dịch tạo màu đƣợc tính nhƣ sau:
2 NO đo A A A
Trong đó: A là độ hấp thu cần tìm, Ađolà độ hấp thu đo đƣợc trên máy và 3
NO A
là độ hấp thu đo đƣợc khi không hoạt hóa mẫu (giới thiệu trong mục 3.4.10)
Dựa vào đƣờng chuẩn nitrate đã dựng và độ hấp thu của mẫu trắng (A0) và mẫu thực (A) ta tính đƣợc hàm lƣợng nitrate theo công thức sau:
Nitrate (mgL-1)20C1.350.226
Trong đó: C(CmC0)là hàm lƣợng nitrate tính đƣợc từ đƣờng chuẩn
Cm,C0là hàm lƣợng nitrate của mẫu thực và mẫu trắng 1.35 là hệ số chuyển đổi từ NO2- sang NO3-
0.226 là hệ số chuyển đổi từ NO3- sang N
3.4.10 Xác định hàm lƣợng nitrite 3.4.10.1 Nguyên tắc
Định lƣợng nitrite bằng phƣơng pháp đo độ hấp thu của dung dịch phức màu azo trên cơ sở phản ứng giữa ion NO2- và dung dịch tạo màu.Đo độ hấp thu và dựa vào đƣờng chuẩn nitrite đã lập trƣớc đó suy ra hàm lƣợng nitrite của mẫu.
3.4.10.2 Cách tiến hành
Pha dung dịch:
Dung dịch tạo màu: thêm 10 mL H3PO4 85% và 1 g sulfanilamide (NH2)2C6H4SO2 vào 80 mL nƣớc cất. Sau khi hòa tan hoàn toàn thêm tiếp 0.1 g N-(1- naphthyl etylendiamine dihydrochloride), khuấy tan và pha loãng thành 100 mL.