2.2.1. Phương pháp thu và bảo quản mẫu:
Phương pháp lấy mẫu dựa theo TCVN 5992-1995 [2].
Chọn bình chứa mẫu: Bình chứa mẫu được sử dụng là loại bình bằng vật liệu
dẻo bền chắc, chịu nhiệt, dễ đậy kín, dễ mở, dễ kiếm, có thể làm sạch và dùng lại. Bình chứa mẫu cần chống được sự mất mát do hấp thụ, bay hơi và ô nhiễm bởi các chất lạ.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Nơi lấy mẫu: Mục tiêu lấy mẫu nhằm kiểm tra chất lượng nước thải nhà máy
Đạm Phú Mỹ. Do đó tôi đã nghiên cứu kỹ hệ thống và chọn bể đầu ra 40-PK- 2002/BA8 là bể chứa nước thải sau khi đã xử lý và thải ra hệ thống sông Thị Vải. Điểm lấy mẫu là AP 42002.
Thiết bị lấy mẫu
Tôi sử dụng thiết bị lấy mẫu thủ công. Sử dụng các bình bằng vật liệu dẻo hứng trực
tiếp nước chảy vào. Tuy nhiên cần lưu ý:
- Cần tráng rửa các chai đựng mẫu bằng nước thường, nước cất, dán nhãn theo tên mẫu.
- Tại mỗi vị trí lấy mẫu tráng bằng nước của chính vị trí đó rồi mới tiến hành lấy
mẫu.
- Dùng tay cầm chai, lọ nhúng vào khoảng giữa dòng nước cách bề mặt nước độ
30-40cm. Hướng miệng chai, lọ lấy mẫu hướng về phía dòng nước tới. Thể tích nước phụ thuộc vào thông số cần khảo sát.
Thời gian lấy mẫu: Tôi tiến hành lấy mẫu vào khoảng 8 giờ sáng các ngày thứ năm hàng tuần.
Bảo quản, vận chuyển và lưu trữ mẫu: Các mẫu sau khi lấy được vận chuyển
ngay về phòng thí nghiệm bằng xe máy. Do các mẫu sẽ được tiến hành phân tích trong thời gian ngắn nên các mẫu chỉ được bảo quản trong điều kiện nhiệt độ bình thường và
được đậy kín.
2.2.2. Một số chỉ tiêu ô nhiễm phân tích và phương pháp xác định [10]:
- COD và BOD5 - Tổng phosphor - NO2- , NO3- - NH3, tổng Nitơ
- SS, pH, nhiệt độ
2.2.2.1. Xác định nhu cầu oxy hóa học COD
COD (Chemical Oxygen Demand) là lượng oxy cần thiết để oxy hoá hoá học các hợp chất hữu cơ, chính vì vậy chỉ tiêu COD dùng để đánh giá độ ô nhiễm chất hữu
cơ của nước (đặc biệt là nước thải).
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
với đơn vị là mg/l.
Phương pháp: Xác định COD theo máy quang phổ HACH DR 2010 Nguyên tắc:
Hầu hết các loại hợp chất hữu cơ bị oxy hóa trong dung dịch K2Cr2O7/H2SO4ở
150oC trong 2 giờ. Mẫu được oxy hóa bằng một lượng dư chính xác K2Cr2O7. Sau quá trình phản ứng lượng Cr3+ được đo mật độ quang ở = 420nm. Từ đó sẽ tính được
lượng oxy đã tiêu thụ. Quá trình oxy hóa diễn ra như sau:
Cr2O72- + 14H+ + 6e 2Cr3+ + 7H2O
Thuốc thử COD chứa ion Ag+ và ion Hg2+, ion Ag+ là chất xúc tác, Hg2+ dùng
loại trừ ảnh hưởng sự có mặt của Cl-. Các yếu tố ảnh hưởng:
Các ion Cl- gây sai số cho quá trình phân tích:
Cr2O72- + 6Cl- + 14H+ 3Cl2 + 2Cr3+ + 7H2O
Để tránh sự sai số trên người ta cho thêm thủy ngân (II) sunfat để tạo kết tủa bền với Cl-. Để giảm nồng độ Cl- có trong mẫu thì nên pha loãng mẫu.
Đối với mẫu nước có nồng độ Cl- quá cao thì xử lý mẫu bằng HgSO4 trong môi trường pH < 2 trước khi tiến hành xác định.
Dụng cụ và thiết bị
Máy quang phổ HACH DR 2010
Ống COD
Pipet 5ml, 1ml Bình định mức 50ml
Bếp gia nhiệt COD Hóa chất:
Ống COD Low Range (Dùng cho mẫu có nồng độ COD từ 0 đến 150 g/l)
Ống COD High Range (Dùng cho mẫu có nồng độ COD từ 0 đến 1500 g/l)
Ống COD High Range Plus (Dùng cho mẫu có nồng độ COD từ 0 đến 15000g/l)
KPH chuẩn (HOOC.C6H4COOK ): Sấy khô KPH ở 110oC với khối lượng không đổi.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Bật bếp gia nhiệt COD, chỉnh ở nhiệt độ 150oC
Bảng 2.1: Nồng độ COD và thuốc thử
Nồng độ (mg/l ) Thuốc thử
0 ÷ 150 Low Range
0 ÷ 1500 High Range
0 ÷ 15000 High Range Plus
Mở nắp thuốc thử đã chọn và giữ nghiêng ở 450C, dùng pipet hút 2 ml mẫu cho vào ống COD (Nếu mẫu đo trong giới hạn 0 đến 15000 mg/l chỉ cần hút 0,2 ml). Thay
mẫu bằng nước cất làm mẫu trắng.
Vặn chặt nắp và lau khô, lắc ngược vài lần để dung dịch được trộn đều.
Đặt mẫu trắng và mẫu cần đo vào bếp gia nhiệt ở 1500C trong 2 giờ. Tắt bếp gia nhiệt, để nguội, tiến hành trộn ngược các mẫu vài lần. Đem đo bằng
máy quang phổ HACH DR 2010.
Đọc kết quả trên màn hình. Xây dựng đường chuẩn:
Pha KHP chuẩn: Hòa tan 850 mg trong H2O cất rồi định mức thành 1000 ml. Dung dịch này có nồng độ COD là 1000 mg/l.
Từ dung dịch 1000 mg/l pha ra các dung dịch có nồng độ 800, 500, 200 và 100 mg/l.
Từ dung dịch có nồng độ 500 mg/l pha dung dịch có nồng độ 120, 100, 50, 20
và 10 mg/l.
Tiến hành xây dựng: hút 2 ml mẫu lần lượt vào các ống COD ở dãy thấp và dãy cao, làm các bước tương tự như đo mẫu ta được độ hấp thụ và đường chuẩn như sau:
Dãy thấp: (0-150 mg/l)
Bảng 2.2: Nồng độ và độ hấp thụ COD dãy thấp
Ống 0 1 2 3 4 5
Nồng độ 0 10 20 50 100 120
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Hình 2.1: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa độ hấp thu quang A và nồng độ
COD dãy thấptrong nước thải.
Bằng phương pháp bình phương cực tiểu, xác định được đường thẳng biểu diễn
mối quan hệ giữa độ hấp thu quang A và nồng độ COD dãy thấp trong nước thải là: y = -0,002x - 0,003
Suy ra: 0, 003 0, 002
y x
Với x: là nồng độ của COD (mg/l)
y: độ hấp thu
Đường thẳng này không đi qua gốc tọa độ O, tuyến tính theo định luật
Lambert_ Beer và có chỉ số tương quan R2 = 0,993 biểu thị mối tương quan giữa nồng độ và độ hấp thu tương đối cao.
Bảng 2.3: Nồng độ và độ hấp thụ COD dãy cao
Ống 0 1 2 3 4 5
Nồng độ 0 100 200 500 800 1000
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Hình 2.2: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa độ hấp thu quang A và nồng độ COD dãy
caotrong nước thải.
Bằng phương pháp bình phương cực tiểu, xác định được đường thẳng biểu diễn
mối quan hệ giữa độ hấp thu quang A và nồng độ COD dãy thấp trong nước thải là: y = 0,000x - 0,003
Phương trình đường chuẩn không đi qua gốc tọa độ O, tuyến tính tuân theo định
luật Lambert_ Beer, khi nồng độ COD tăng thì độ hấp thu cũng tăng theo, với hệ số tương quan R2 =0,999 cho thấy mức độ tương quan giữa nồng độ và độ hấp thu cao. 2.2.2.2. Xác định nhu cầu oxy sinh hóa BOD5
Phương pháp: Xác định BOD5 theo phương pháp Velp
Dụng cụ, thiết bị:
Chai đựng mẫu BODthể tích 500 ml Ống đong 500ml Tủ ủ Velp Hóa chất Allythioure Viên KOH Thanh từ Tiến hành:
Cho 428 ml mẫu vào chai BOD có thể tích 500 ml.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Cho thanh từ vào chai BOD để thúc đẩy quá trình quay và cho thêm 2 viên KOH vào để tạo môi trường phản ứng.
Đậy nắp chai BOD, nắp chai BOD là đầu dò áp suất điện tử gắn trên từng chai
riêng lẻ.
Cho chai BOD vào tủ Velp, ủ trong 5 ngày ở nhiệt độ 20 oC. Cài cho đặt máy:
- Bật ON/OFF.
- Nhấn vị trí đặt mẫu
- Nhấn Start, sau đó Enter.
Sau 5 ngày mở tủ ra, xem kết quả hiển thị trên máy và lấy chai ra. 2.2.2.3. Phân tích hàm lượng cặn SS
Phương pháp: Xác định SS theo TCVN 6625-2000. Nguyên tắc:
Dùng máy lọc chân không hoặc áp suất thấp để lọc mẫu qua giấy lọc sợi thủy
tinh. Sấy giấy lọc ở 105oC và đem cân. Dụng cụ, thiết bị:
Thiết bị lọc chân không
Giấy lọc sợi thủy tinh
Tủ sấy
Cân phân tích Giá sấy
Tiến hành:
Cân giấy lọc. Đặt giấy lọc vào phễu ở thiết bị lọc, mặt nhẵn xuống dưới và nối
thiết bị với máy bơm chân không.
Lắc bình chứa mẫu mạnh và chuyển một thể tích mẫu thích hợp vào ống đong.
Lọc mẫu, tránh ống đong bằng 20ml nước cất và dùng một lượng nước này để
rửa giấy lọc. Tráng phần trong của phễu bằng 20ml nước cất.
Tháo bỏ nguồn chân không khi thấy giấy lọc đã khô. Cẩn thận gỡ giấy lọc khỏi
phễu bằng một kẹp tày đầu nhằm tránh làm rách giấy lọc. Gập giấy lọc lại, đặt lên giá sấy và sấy trong tủ sấy 105 2 oCtừ 1-2 giờ. Lấy giấy ra để nguội và cân lại.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu Tính toán: 2 1 (mg / l) m m - m SS = *1000 V
Với m1: khối lượng giấy lọc.
m2: khối lượng sau khi lọc.
V: thể tích mẫu. 2.2.2.4. Xác định hàm lượng Nitrit NO2 Phương pháp: Xác địnhNitrit NO2 theo TCVN 6178-1996. Dụng cụ, thiết bị: 1 bình định mức 250ml, 1 bình định mức 100ml, 2 bình định mức 50ml Pipet 20ml, 10ml, 1ml Bóp cao su
Máy quang phổ Hach DR 2010 Hóa chất:
Thuốc thử Octophotphoric 1,5 mol/l: lấy 10g NH2C6H4SO2NH2 + 25ml axit Octophotphoric 15mol/l +125ml nước cất 2 lần + 0,5g napthyl 1,2 diaminoctan dihydroclorua (C10H7NHCH2CH2NH2.2HCl) sau đó định mức đến vạch 250ml.
Tiến hành:
Mẫu trắng: hút 40ml nước cất + 1ml thuốc thử Octophotphoric 1,5 mol/l vào bình định mức 50 ml.
Mẫu thực: hút 40ml mẫu +1ml thuốc thử Octophotphoric 1,5 mol/l vào bình
định mức 50 ml.
Để yên 20 phút, đo độ hấp thụ Abs ở bước sóng 540 nm.
Xây dựng đường chuẩn:
Pha dung dịch chuẩn 10mg/l: hút 3,29ml dung dịch _NO2- nồng độ 1000mg/l,
định mức 100ml -> chuẩn A.
Pha dung dịch chuẩn 1 mg/l : hút 10ml dung dịch chuẩn A , sau đó định mức
100ml -> chuẩn B.
Hút lần lượt các thể tích 0; 0,5; …10ml dung dịch chuẩn 1mg/l vào 9 bình định
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Hút 40ml các dung dịch từ 9 bình định mức trên + 1ml thuốc thử
Octophotphoric.
Để yên 20 phút, đo độ hấp thụ Abs ở bước sóng 540 nm.
Bảng 2.4: Nồng độ và độ hấp thụ của Nitrit
STT Vdd chuẩn 1mg/l V mẫu CNO2- (mg/l) Abs
1 0 40 0 0 2 0,5 40 0,0125 0,066 3 1 40 0,025 0,156 4 1,5 40 0,0375 0,224 5 2 40 0,05 0,315 6 2,5 40 0,0625 0,368 7 5 40 0,125 0,748 8 7,5 40 0,1875 1,115 9 10 40 0,25 1,486
Hình 2.3: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa độ hấp thu quang A và nồng độ NO2 trong
nước thải.
Phương trình đường chuẩn tuyến tính không đi qua gốc tọa độ O, tuân theo định
luật Lambert_ Beer, khi nồng độ NO2- tăng thì độ hấp thu cũng tăng theo, với hệ số tương quan R2 =0,999 cho thấy mức độ tương quan giữa nồng độ và độ hấp thu cao.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Bằng phương pháp bình phương cực tiểu, xác định được đường thẳng biểu diễn
mối quan hệ giữa độ hấp thu quang A và nồng độ NO2- trong nước thải là:
y = 0,5941x + 0,002
Suy ra : y - 0,002 x =
5,941
Với y: độ hấp thu quang A.
x: nồng độ NO2- trong nước thải (mg/l).
Từ phương trình đường chuẩn biểu diễn mối quan hệ giữa độ hấp thu quang A
và nồng độ NO2 -
trong nước thải, suy ra nồng độ NO2 - . - NO2 Abs - 0,002 C = 5,941 2.2.2.5. Xác định hàm lượng Nitrat NO3
Phương pháp: Xác địnhNitrit NO3 theo EPA Method 3521 Dụng cụ, thiết bị: 2 lọ thủy tinh có nắp Thau nước lạnh Pipet 10 ml Pipet 0,5 ml Bóp cao su Lò nung cách thủy
Máy quang phổ Hach DR 2010 Hóa chất:
H2SO4 (4:1): Lấy 500 ml H2SO4 98% + 125 ml H2O cất.
Thuốc thử Brucine sunfate: Lấy 1g Brucine sunfate (C23H26N2O4).H2SO4.7H2O và 0,1g acid sulfanilic NH2C6H4SO3H.H2O trong 70 ml nước cất nóng, thêm 3ml HCl
đậm đặc, làm nguội và lắc đều, định mức thành 100 ml. Tiến hành:
Mẫu trắng: lấy 10 ml nước cất + 10 ml H2SO4 (4:1). Mẫu thực: lấy 10 ml mẫu + 10 ml H2SO4 (4:1).
Sau khi cho axit vào đậy nắp cẩn thận. Đem làm lạnh.
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Cho 0,5 ml thuốc thử Brucine sunfate
Đun cách thủy 100oC trong 25 phút, làm nguội. Đo độ hấp thụ Abs ở bước sóng 410 nm.
Xây dựng đường chuẩn
Pha dung dịch chuẩn NO3- nồng độ 10mg/l: Hút 4,43 ml dung dịch _NO3- 1000 mg/l vào bình định mức 100 ml, sau đó định mức lên đến vạch bằng nước cất 2 lần.
Hút 0; 2; 4; 6; 8; 10; 14; 18; 20 ml dung dịch chuẩn lần lượt vào 9 bình định
mức 100 ml rồi định mức đến vạch.
Tiếp tục hút 10 ml dung dịch ở 9 bình định mức trtrên lần lượt cho vào 9 lọ
thủy tinh + 10 ml H2SO4 (4:1) + 0,5 ml thuốc thử Brucine sunfate. Đun cách thủy 100oC trong 25 phút, làm nguội.
Đo độ hấp thụ Abs ở bước sóng 410 nm.
Bảng 2.5: Nồng độ và độ hấp thụ của Nitrat
STT Vdd chuẩn 1mg/l V mẫu CNO3- (mg/l) Abs
1 0 10 0 0 2 2 10 0,2 0,024 3 4 10 0,4 0,136 4 6 10 0,6 0,233 5 8 10 0,8 0,358 6 10 10 1,0 0,499 7 14 10 1,4 0,761 8 18 10 1,8 1,038 9 20 10 2,0 1,152
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Hình 2.4: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc giữa độ hấp thu quang A và nồng độ NO3 trong
nước thải.
Phương trình đường chuẩn không đi qua gốc tọa độ O, tuân theo định luật
Lambert_ Beer, khi nồng độ NO3- tăng thì độ hấp thu cũng tăng theo, với hệ số tương
quan R2 =0,990 cho thấy mức độ tương quan giữa nồng độ và độ hấp thu tương đối
cao.
Bằng phương pháp bình phương cực tiểu, xác định được đường thẳng biểu diễn
mối quan hệ giữa độ hấp thu quang A và nồng độ NO3- trong nước thải là:
y = 0,609x – 0,088
Suy ra : y + 0,088 x =
0,609
Với y: độ hấp thu quang A.
x: nồng độ NO3- trong nước thải (mg/l).
Từ phương trình đường chuẩn biểu diễn mối quan hệ giữa độ hấp thu quang A
và nồng độ NO3- trong nước thải, suy ra nồng độ NO3-.
3 0, 088 0, 609 NO Abs C 2.2.2.6. Xác định hàm lượng tổng Phospho
Phương pháp: Xác định hàm lượng tổng Phospho theo TCVN 6202-2008 Dụng cụ, thiết bị
2 bình định mức 50 ml
Trường ĐH Bà Rịa - Vũng Tàu
Pipet 20 ml, 2ml, 1ml Bóp cao su, giấy lọc
Thiết bị phá mẫu
Máy quang phổ Hach DR 2010 Hóa chất
Dung dịch K2S2O8 50g/l
Dung dịch chỉ thị Phenolphtalein
Dung dịch NaOH 2 mol/l, H2SO4 2 mol/l Acid Ascobic 100g/l
Dung dịch Molipdat trong acid
Tiến hành
Mẫu trắng: hút 40 ml nước cất vào bình tam giác 50 ml. Mẫu thực: hút 40 ml mẫu vào bình tam giác 50 ml.
Lần lượt cho vào mỗi bình: 4 ml dung dịch K2S2O8 50g/l và đem đi phá mẫu.
Nung trong 30 phút, giữ thể tích ổn định ở 20-25 ml rồi để nguội.
Điều chỉnh pH bằng cách cho 1 giọt phenolphtalein , rồi cho NaOH 2 mol/l vào
cho đến khi xuất hiện màu hồng, sau đó cho 1 hoặc 2 giọt H2SO4 2 mol/l để mất màu.
*Chú ý: Nếu mẫu bẩn thì lọc qua giấy lọc.
Cho 2 mẫu lần lượt vào bình định mức 50 ml.
Cho 1ml acid Ascobic 100g/l vào bình định mức.
Cho 2ml Molipdat trong acid.
Để yên 10 phút rồi đem đi đo độ hấp thụ Abs ở bước sóng = 840 nm. Xây dựng đường chuẩn
Hút 15,3ml _PO43- , chuẩn định mức 100ml được 50mg P mg/l. Hút 4ml nồng độ 50mg P, định mức 100ml 2mg P/l.
Hút 1; 2; 3; 4; 5…9; 10 ml P 2 mg/l + 0,5 ml H2SO4 4,5 M vào bình định mức 50ml, lắc đều.
Hút 40ml dung dịch ở trên vào bình tam giác 100ml.