M ỘT SỐ CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG NƯỚC 3.1 Các chỉ tiêu vật lý
b. Phương pháp xác định
- Cần phải loại bỏ vật thể nổi lớn cũng như tập hợp các vật thể khơng đồng nhất chìm trong mẫu nước.
- Nếu mẫu nước cĩ độ khống cao, cần thiết phải rửa giấy lọc bằng nước cất nhiều lần trước khi sấy giấy lọc.
- Khơng kéo dài thời gian lọc mẫu nước vì các hạt keo cĩ trong nước sẽ bị giữ lại trên giấy lọc.
- Hàm lượng cặn tối đa trong phần mẫu phân tích khơng vượt quá 200mg để chúng khơng cản trở quá trình bay hơi của nước.
- Tiến hành phân tích mẫu trắng (nước cất 2 lần) để hiệu chỉnh kết quả phân tích như sau:
(m1 m2) (m2t m1t)
SS (mg/L) = 1000
V Trong đĩ:
m1, m2: khối lượng giấy lọc trước và sau khi lọc mẫu tương ứng (mg).
m1t, m2t: khối lượng giấy lọc trước và sau khi lọc mẫu trắng tương ứng (mg). V: thể tích mẫu nước phân tích (ml).
73
3.2.5. Chỉ số Fe
Sắt là nguyên tố phân bố rộng trong đất, đá thường ở trạng thái cĩ độ tan thấp. Do các phản ứng hĩa học, sinh học, chúng chuyển hĩa thành dạng hịa tan, chủ yếu là Fe(II) thấm vào nước ngầm.
Trong nước ngầm, sắt thường tồn tại dưới dạng ion Fe2+, kết hợp với các gốc bicacbonat, sunfat, clorua; đơi khi tồn tại dưới keo của axit humic hoặc keo silic. Khi tiếp xúc với oxy hoặc các tác nhân oxy hố, ion Fe2+ bị oxy hĩa thành ion Fe3+ và kết hợp tủa thành các bơng cặn Fe(OH)3 cĩ màu nâu đỏ. Tuy nhiên trong điều kiện yếm khí Fe3+ bị khử thành Fe2+.
Trong nước thiên nhiên, chủ yếu là nước ngầm, cĩ thể chứa sắt với hàm lượng đến 40 mg/l hoặc cao hơn.
Với hàm lượng sắt cao hơn 0,5mg/l, nước cĩ mùi tanh khĩ chịu, làm vàng quần áo khi giặt, làm hỏng sản phẩm của các ngành dệt, giấy, phim ảnh, đồ hộp. Các cặn sắt kết tủa cĩ thể làm tắc hoặc giảm khả năng vận chuyển của các ống dẫn nước.
Hàm lượng sắt trong nước ngầm dao động trong khoảng: 0,5 – 50 mg/l. Trong nước thiên nhiên sắt cĩ thể tồn tại dưới dạng Fe2+, Fe3+ và các hợp chất hữu cơ hịa tan hay khơng hịa tan. Khi pH và nồng độ oxy hịa tan rất thấp trong nước chỉ cĩ ion Fe2+. Độ hịa tan của muối Fe2+ thường thương đối lớn, độ thủy phân tương đối nhỏ, cho nên Fe2+ khĩ tạo thành kết tủa tách ra. Đặc biệt trong nước ao hồ cĩ chứa axít humic, pH của nước này thường gần bằng 4, Fe2+ kết hợp với axít humic tạo thành phức chất rất khĩ bị oxy hĩa bởi oxy hịa tan. Khi nồng độ hịa tan tương đối lớn, trị số pH cao Fe2+ sẽ bị oxy hĩa thành Fe3+.
Fe2+ - e → Fe3+ + 11.5kcal
Fe3+ sẽ thủy phân thành Fe(OH)3 khĩ hịa tan Fe3+ + 3H2O → Fe(OH)3 + 3H+
Khi pH của nước lớn hơn hay bằng 8, thì Fe2+ trong nước bị oxy hĩa với tốc độ rất nhanh. Trong nước bề mặt và hàm lượng oxy hịa tan tương đối nhiều pH của nước này thường trung tính hay kiềm yếu, hầu như chỉ cĩ Fe(OH)3 ở trạng thái keo khơng hịa tan và nồng độ Fe2+ở trạng thái dung dịch thật rất nhỏ. Cĩ nhiều lồi tham gia vào việc oxy hĩa Fe2+ → Fe3+ như Leptothrix ochracea và Crenothrix polyspora đáng chú ý nhất là lồi Thiobacillus (Thiobacillus ferrooxydanns) là lồi vi khuẩn cĩ khả năng oxy hĩa Fe2+→ Fe3+ trong mơi trường axít, ở đây sự oxy hĩa vơ cơ Fe2+ → Fe3+ khĩ cĩ thể xảy ra.
Sắt tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau, tùy theo nước bề mặt hay nước ngầm mà sắt sẽ tồn tại dưới dạng Ion hĩa trị 2 hoặc hĩa trị 3 và ở dạng hydroxyt kết tủa. Hàm lượng sắt trong nước phải đảm bảo < 0,3 mg/l.
Khi trong nước cĩ Fe, chúng gây đục màu:
Fe Fe : 2 oxi hóa 3 màu nâu đỏ
Việc xử lý nước bị nhiễm Fe (Dân gian gọi là nhiễm phèn) rất khĩ, đa số các hộ dân sử dụng nước ngầm đều dùng cột lọc hoặc lọc sơ bộ thấy nước trong cứ nghĩ rằng đã sạch. Tuy nhiên nếu qua máy nước nĩng, hoặc chứa trong bể sẽ thấy lắng cặn màu đỏ.
Cĩ thể dùng phương pháp oxy hĩa sắt bằng oxy khơng khí để xử lý sắt: Bản chất của phương pháp là sự oxy hĩa sắt (II) và tách chúng ra khỏi nước dưới dạng sắt (III) hiđroxít. Trong nước ngầm thường tồn tại Fe(HCO3)2.
74
Fe(HCO3)2 + 2H2O ⇔ Fe(OH)2 + 2H2CO3
H2O + CO2 ⇔ H2CO3 ⇔ H+ + HCO3-
Nếu trong nước cĩ oxy hịa tan sắt (II) hiđroxyt thành sắt (III) hiđroxyt. 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 → 4Fe(OH)3↓
Fe(OH)3 kết tủa thành các bơng cặn màu vàng dễ tách ra khỏi nước. Tổ hợp 3 phương trình trên ta cĩ:
4Fe2+ + 8HCO3- + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3↓ + 8H+ + 8HCO3-
Tiêu chuẩn giới hạn cho phép của các nước EU là 0,2 mg/l, của WHO là 0,3 mg/l. Cĩ thể xác định hàm lượng Fe bằng phương pháp hấp phụ quang phổ nguyên tử.
3.2.6. Clorua (Cl -)
Clo (Cl-) cĩ mặt trong nước là do các chất thải sinh hoạt, nước thải cơng nghiệp mà chủ yếu là cơng nghiệp chế biến thực phẩm, ngồi ra do sự xâm nhập của nước biển vào các cửa sơng, vào mạch nước ngầm.
Là một trong số các Ion quan trọng trong nước cấp, vị mặn của nước là do ion Cl tạo nên. Nước cĩ Cl- với lượng 300mg/l cĩ thể gây cảm giác mặn, nước mặn với nồng độ Na+, Cl- trong nước cao sẽ gây rối loạn điện giải đối với cơ thể con người và tác hại đến cây trồng.
Clorua làm cho nước cĩ vị mặn. Ion này thâm nhập vào nước qua sự hồ tan các muối khống hoặc bị ảnh hưởng từ quá trình nhiễm mặn các tầng chứa nước ngầm hay ở đoạn sơng gần biển. Việc dùng nước cĩ hàm lượng clorua cao cĩ thể gây ra bệnh về thận. Ngồi ra, nước chứa nhiều clorua cĩ tính xâm thực đối với bê tơng
Clorua là một trong những ion rất quan trọng trong chếđộ dinh dưỡng của con người, là một bộ phận chính. Nĩ cĩ mặt trong hầu hết các đường ống cung cấp nước, nếu giả sử trong nước cũng cĩ mặt của Na+ thì nước sẽ cĩ vị mặn của muối nếu nồng độ của Clo ≥ 250 ppm.
Hiện nay người ta vẫn chưa cĩ những kết luận chính thức về sự gây hại đối với con người khi hàm lượng clo trong nước là cao. Ion Cl- là rất quan trọng đối với sức khỏe con người. Nĩ khơng những cĩ vai trị quan trọng trong cân bằng các chất điện ly trong máu mà cịn sản xuất ra axít trong dạ dày, HCl.
Một lượng lớn ion clo cĩ thể cĩ những ảnh hưởng ăn mịn đường ống bằng kim loại và gây hại đến sự phát triển của động- thực vật. Do vậy kiểm tra hàm lượng clo trong nước là rất quan trọng. Cho đến nay cĩ nhiều phương pháp để xác định lượng clo cịn lại trong nước tự nhiên cũng như nước sinh hoạt.
Điển hình là các phương pháp trọng lượng, phương pháp chuẩn độ dựa vào phản ứng kết tủa với bạc nitrat (chỉ khác nhau ở việc sử dụng các chỉ thị khác nhau để nhận ra điểm cuối của quá trình chuẩn độ) và phương pháp đo điện thế sử dụng điện cực chọn lọc ion clorua. Trong các phương pháp cổ điển thì phương pháp trọng lượng được xem là cĩ độ chính xác tương đối cao, nhưng thời gian tiến hành kéo dài và khơng phù hợp khi xác định clo ở những nồng độ thấp đặc biệt là các lượng vết clo. Ngày nay, phương pháp dùng điện cực chọn lọc ion là rất tiện lợi, nhanh và chính xác ngay cả khi ion định phân cĩ trong dung dịch ở những nồng độ rất nhỏ.
Chúng ta cĩ thể tiến hành xác định clo trong nước bằng các phương pháp: phép đo iod (chuẩn độ oxy hĩa - khử), phương pháp Mohr, phương pháp Fajans (chuẩn độ kết tủa).