2.2.1. Đối tượng nghiên cứu
- Chất lượng nước sông Trường Giang chảy qua xã Bình Nam, huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam;
- Chất lượng nước hồ nuôi tôm tại khu vực xã Bình Nam, huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam.
Hình 2.1. Sông Trường Giang và hồ nuôi tôm tại xã Bình Nam, huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam
32
2.2.2. Phạm vi nghiên cứu
- Khúc sông Trường Giang tại xã Bình Nam, huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam bắt đầu từ cầu Bình Đông cho đến hết làng Đông Tác;
- Hồ nuôi tôm tại xã Bình Nam, huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam.
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.3.1 Phương pháp so sánh 2.3.1 Phương pháp so sánh
Đánh giá chất lượng nước sông Trường Giang chảy qua xã Bình Nam, huyện Thăng Bình, tỉnh Quảng Nam trên cơ sở so sánh các số liệu điều tra, số liệu tính toán với các quy chuẩn môi trường đã được ban hành.
2.3.2. Phương pháp điều tra khảo sát
- Quan sát điều tra thực tế tại các khu vực nghiên cứu, thăm dò, điều tra tình hình trước và tại thời điểm nghiên cứu;
- Phỏng vấn nhân dân trong khu vực nghiên cứu về thực trạng nguồn nước, ảnh hưởng của hoạt động nuôi tôm và các biện pháp bảo vệ môi trường của nhân dân và chính quyền địa phương.
2.3.3. Phương pháp ma trận
Từ kết quả phân tích, điều tra lập các bảng ma trận nhằm phân tích các dạng tác động của hoạt động nuôi tôm lên nước sông.
2.3.4. Phương pháp lấy mẫu, phân tích
Sau khi xác định vị trí lấy mẫu thì tiến hành lấy mẫu bằng thiết bị lấy mẫu nước theo tầng. Dùng các thiết bị máy đo pH, DO để xác định hai chỉ tiêu pH và DO ngay lại nơi lấy mẫu.
Mẫu được lấy và bảo quản theo các tiêu chuẩn:
- TCVN 6663-1 : 2011 (ISO 5667-1:2006) - Chất lượng nước – Lấy mẫu. Phần 1: Hướng dẫn lập chương trình lấy mẫu và kỹ thuật lấy mẫu;
- TCVN 6663-3 : 2008 (ISO 5667-3: 2003) - Chất lượng nước - Lấy mẫu. Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu;
33
- TCVN 6663-6 : 2008 (ISO 5667-6 : 2005) – Chất lượng nước – Lấy mẫu. Phần 6: Hướng dẫn lấy mẫu ở sông và suối.
Phân tích các chỉ tiêu hóa, lý trong môi trường nước của khu vực nghiên cứu dựa trên QCVN 08:2008/BTNMT, quy chuẩn về chất lượng nước mặt.
Mẫu được lấy tại các vị trí như sơ đồ hình 2.2.
Hình 2.2. Vị trí lấy mẫu
Ghi chú:
Sau khi lấy mẫu, mẫu được đưa về bảo quản và tiến hành thí nghiệm tại phòng Thí nghiệm B2 trường Đại học Sư Phạm – Đại học Đà Nẵng;
Mẫu được phân tích dựa trên việc xác định các thông số pH, DO, SS, Cl-, N-NO3-, P-PO43-, COD, BOD5.
2.3.4.1. Xác định pH
a. Nguyên tắc
Sử dụng máy đo pH để tiến hành đo với điện cực chỉ thị là điện cực thủy tinh, điện cực so sánh là điện cực calomen.
Giữa sông Ao nuôi tôm Sông hai bên hồ
34
b. Dụng cụ
Giấy lọc, cốc thủy tinh, máy đo pH meter
c. Hóa chất
Dung dịch KHC8H4O4 0,05M, dung dịch hỗn hợp KH2PO4 + Na2HPO4
0,025M, dung dịch Na2B4O7 0,01M, dung dịch KHC4H4O6 bão hòa.
d. Cách tiến hành
Hiệu chỉnh máy đo pH: Máy trước khi đo phải hiệu chỉnh bằng cách đo pH cho các dung dịch đệm tiêu chuẩn. Chỉnh cho kim chỉ đúng trị số của pH của các dung dịch đệm.
Lấy 50ml mẫu phân tích cho vào cốc 100ml, sau đó để yên 30 phút cho dung dịch ổn định, rồi đem đo bằng pH meter.
Đo mẫu: Giữ cho điện cực cách mặt đáy cốc khoảng 1cm và ngập nước khoảng 2cm. Chờ 30 giây rồi đọc giá trị pH trên máy, đọc chính xác là 0,1 đơn vị.
2.3.4.2. Xác định DO
DO được xác định trực tiếp tại vị trí lấy mẫu bằng máy đo DO cầm tay.
Nhúng điện cực vào mẫu, kết quả đo DO được hiển thị trực tiếp trên màn hình của máy đo.
2.3.4.3. Xác định hàm lượng chất rắn lơ lửng
a. Nguyên tắc
Sự chênh lệch giữa khối lượng giấy lọc sau khi cho một thể tích mẫu nước xác định qua giấy lọc được sấy khô với khối lượng giấy lọc chưa cho bất kỳ chất gì đi qua chính là hàm lượng chất lơ lửng có trong mẫu nước.
b. Dụng cụ, thiết bị
- Giấy lọc, phễu thủy tinh, đũa thủy tinh, cốc thuỷ tinh, bình hút ẩm;
- Tủ sấy, cân phân tích (độ chính xác 0,1 mg).
c. Cách tiến hành
Giấy lọc được sấy khô, để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng. Cân
35
Lấy 100 ml mẫu nước, lọc qua phễu thủy tinh có lót giấy lọc. Lọc xong, chờ cho ráo nước, gấp giấy lọc có cặn lại, cho vào chén sứ. Tiến hành sấy trong tủ sấy ở
nhiệt độ khoảng 105 ÷ 1100C trong thời gian 1 đến 2 giờ.
Lấy ra để nguội trong bình hút ẩm đến nhiệt độ phòng. Cân giấy lọc có cặn ta
được m2.
Hàm lượng chất rắn lơ lửng (X) có trong mẫu nước được tính theo công thức sau:
(P2 - P1)
X = x1000 mg/l
V Trong đó:
m1: Khối lượng giấy lọc đã sấy khô trước khi lọc, tính bằng mg.
m2: Khối lượng giấy lọc có cặn sau khi sấy khô, tính bằng mg.
V: Thể tích mẫu nước đem lọc, tính bằng ml.
2.3.4.4. Xác định hàm lượng ion clorua
a. Nguyên tắc
Sử dụng phương pháp chuẩn độ kết tủa, dựa trên việc kết tủa ion Cl- trong môi
trường trung tính hoặc axit yếu bằng dung dịch chuẩn bạc nitrat với chỉ thị kali cromat.
Ag+ + Cl-→ AgCl↓( kết tủa trắng )
Điểm tương đương được phát hiện khi một giọt bạc nitrat dư sẽ phản ứng với chỉ thị kali cromat tạo kết tủa đỏ gạch.
2Ag+ + CrO42-→ Ag2CrO4↓ ( kết tủa đỏ gạch )
b. Dụng cụ
Bình tam giác dung tích 250ml, buret chuẩn độ 25ml, pipet các loại.
c. Hoá chất
Dung dịch AgNO3 0,05N, thuốc thử K2CrO4 5%, dung dịch NaCl 0,1N.
d. Cách tiến hành
36
Dùng pipet hút chính xác 10ml dung dịch NaCl 0,1N cho vào bình tam giác,
thêm 2÷3 giọt dung dịch K2CrO4 5% rồi chuẩn độ bằng AgNO3, lắc mạnh đến khi
dung dịch trong bình tam giác xuất hiện màu đỏ gạch huyền phù thìdừng tiến trình
thí nghiệm. Lặp lại kết quả 2÷3 lần lấy giá trị trung bình. Từ đó tính giá trị nồng độ
N của dung dịch AgNO3.
- Xác định nồng độ Cl- bằng dung dịch bạc nitrat:
Lấy chính xác 100ml mẫu nước cho vào bình tam giác dung tích 250ml. Nếu mẫu nước phản ứng axit hoặc kiềm thì trung hoà bằng dung dịch kiềm hoặc axit theo phenolphtalein. Sau khi trung hoà xong, thêm vào vài giọt axit để dung dịch mất màu hồng (nếu có). Nếu mẫu nước thử có pH = 7-10 thì không cần xử lý trước. Thêm vào vài giọt dung dịch kali cromat.
Chuẩn độ bằng dung dịch bạc nitrat 0,05N cho đến khi dung dịch xuất hiện màu đỏ gạch huyền phù thì kết thúc chuẩn độ. Ghi thể tích bạc nitrat tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ.
Tiến hành một thí nghiệm trắng với 100ml nước cất và tiến hành tương tự. Hàm lượng clorua (X) của mẫu thử được tính theo công thức sau:
(mg/l)
Trong đó:
- V1: thể tích dung dịch AgNO3 tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ đối với
mẫu thử (ml).
- V2: thể tích dung dịch AgNO3 tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ đối với
mẫu trắng (ml).
- N: nồng độ của dung dịch AgNO3 đem chuẩn độ (N).
- V: thể tích mẫu nước thử (ml).
2.3.4.5. Xác định hàm lượng ion amoni
a. Nguyên tắc
Sử dụng phương pháp đo quang – phương pháp Netsle:
Amoni trong môi trường kiềm phản ứng với thuốc thử Netsle tạo thành phức chất màu vàng đến nâu phụ thuộc hàm lượng amoni có trong mẫu nước. Đem độ
V N V V X 1 2 . .35450
37
hấp thụ (hay mật độ quang) của dung dịch để từ đó xác định hàm lượng amoni có trong mẫu nước.
b. Dụng cụ
Cốc thuỷ tích các loại, pipet các loại, máy đo quang UV-VIS.
c. Hoá chất
Dung dịch amoniac tiêu chuẩn, thuốc thử Netsle (bao gồm các thành phần
HgCl2, KI, NaOH 6N), dung dịch muối Râynhet (muối kali-natri tactrat đã được
thêm thuốc thử Netsle).
d. Cách tiến hành
- Lập đường chuẩn:
+ Chuẩn bị 6 bình định mức 50ml và tiến hành như sau:
+ Cho lần lượt vào các bình định mức: 0,0 ml; 0,25ml; 1ml; 5ml; 20ml; 40ml
dung dịch tiêu chuẩn 0,01mg NH+
4/1ml. Bình đầu tiên sẽ là dung dịch so sánh.
+ Thêm vào mỗi bình 0,5ml dung dịch muối Râynhet. + Thêm vào mỗi bình 0,5ml dung dịch Netsle.
+ Làm đầy bằng nước cất đến vạch.
+ Để ổn định dung dịch khoảng 10 ÷ 15 phút rồi tiến hành đo độ hấp thụ (mật
độ quang) của dãy chuẩn ở bước sóng bước sóng max (khoảng 400 ÷ 500nm theo
khảo sát cụ thể).
+ Theo các số liệu, vẽ đồ thị biễu diễn mối quan hệ giữa mật độ quang (trục tung)
với nồng độ NH4+
của dãy dung dịch tiêu chuẩn (trục hoành), dạng đồ thị y = ax + b. - Tiến hành phân tích:
Lấy chính xác 20 ml dung dịch mẫu nước cần phân tích cho vào bình định mức 50ml. Tiến hành các thao tác như với các dung dịch của dãy tiêu và đo mật độ quang.
Từ phương trình đường chuẩn tìm được ở trên y = ax + b, có mật độ quang y của mẫu phân tích, ta suy ra được nồng độ a của ion amoni.
2.3.4.6. Xác định hàm lượng ion nitrat
a. Nguyên tắc
Sử dụng phương pháp đo quang với dung dịch chuẩn kali nitrat, dung dịch thuốc thử gồm natri salicylate, kali natri tactrat, axit sunfuric đặc, natri hydroxit.
38
b. Dụng cụ, thiết bị
Máy đo quang UV-VIS, bếp điện, bếp cách thuỷ, cốc thuỷ tinh chịu nhiệt 250ml, bình định mức 50ml, pipet các loại.
c. Hoá chất
1. Dung dịch A: hòa tan 5g natri salicylate thành 1000ml với nước cất.
2. Dung dịch B: dung dịch H2SO4 98%.
3. Dung dịch C: hòa tan 100g C4H4KNaO6.4H2O thành 1000 ml nước cất.
4. Dung dịch D: dung dịch NaOH 10N: hòa tan 400g NaOH thành 1000ml với nước cất.
5. Dung dịch KNO3 500mg/l: hòa tan 0,3609g KNO3 trong 1000ml nước cất.
6. Dung dịch KNO3 50 mg/l: hòa tan 10ml dd KNO3 500mg/l thành 1000 ml
nước cất.
d. Cách tiến hành
- Lập đường chuẩn:
Bảng 2.1. Tiến trình thí nghiệm xác định hàm lượng NO3-
STT 0 1 2 3 4 5 6 BT Dung dịch KNO3 50mg/l (ml) 0 2 4 6 8 10 12 15 mẫu Dung dịch A (ml) 1 1 1 1 1 1 1 1
Đun cạn dung dịch trên bếp cách thủy, để nguội
Dung dịch B (ml) 1 1 1 1 1 1 1 1
Dung dịch C (ml) 20 20 20 20 20 20 20 20
Dung dịch D (ml) 5 5 5 5 5 5 5 5
Sau đó chuyển vào bình định mức 50ml, định mức đến vạch 50 cho dung dịch ổn định đến 15 phút, đo mật độ quang.
- Phân tích mẫu:
Lấy 20 ml mẫu và làm tương tự như trong cách lập đường chuẩn.
2.3.4.7. Xác định hàm lượng ion photphat
a. Nguyên tắc
Sử dụng phương pháp đo quang để phân tích hàm lượng ion PO43- dựa trên
39
axit dị đa phosphomolypdic. Axit dị đa này bị khử thành hợp chất “Xanh Molypden” bởi các tác nhân khử khác nhau là axit ascobic. Phương trình phản ứng xảy ra như sau:
PO43- + 12 MoO42- + 3NH4+ + 18H+ → (NH4+)3H4[P(Mo2O7)6] + 10H2O (NH4+)3H4[P(Mo2O7)6] + C6H8O6 → Xanh Molypden + C6H8O6
Màu vàng Màu xanh
b. Dụng cụ, thiết bị
Máy đo quang UV-VIS, bếp điện, bếp cách thuỷ, cốc thuỷ tinh chịu nhiệt 250ml, bình định mức 50ml , pipet các loại.
c. Hoá chất
Dung dịch tiêu chuẩn PO43-, thuốc thử hỗn hợp (trộn các dung dịch H2SO4 5N, kali antimonyl tatrat, amoni molipdat, axit ascobic 1M theo thứ tự thể tích 50, 5, 15, 30 ml).
d. Cách tiến hành
- Lập đường chuẩn:
+ Chuẩn bị 6 bình định mức 25ml.
+ Thêm lần lượt vào các bình: 0,0 ml; 2,0ml; 4,0 ml; 6,0ml; 8,0ml; 10,0ml dung
dịch tiêu chuẩn PO43-có nồng độ 0,01mg /ml. Bình đầu tiên sẽ là dung dịch so sánh.
+ Thêm thuốc thử hỗn hợp lần lượt vào mỗi bình: 0,5ml; 1,0ml; 2,0ml; 3ml; 4,0ml; 5,0ml
+ Để dung dịch màu ổn định khoảng 20 phút rồi tiến hành đo mật độ quang ở bước sóng λ = 732nm.
+ Theo các số liệu, vẽ đồ thị biễu diễn mối quan hệ giữa mật độ quang với
nồng độ PO43- của dãy dung dịch tiêu chuẩn, dạng đồ thị y = ax + b.
- Tiến hành phân tích mẫu:
Cho 50ml mẫu nước cần thử vào trong cốc thuỷ tinh 250ml (nếu hàm lượng
PO4-3 lớn thì phải pha loãng), thêm vào 2ml dung dịch H2SO4 37% rồi đun sôi 30
phút, để nguội đến nhiệt độ phòng, tiến hành các bước tương tự như lập đường chuẩn, rồi chuyển vào bình định mức 50ml để định mức lại bằng nước cất cho đến vạch. Đem đo như với dãy dung dịch chuẩn. Ghi mật độ quang của mẫu.
40
2.3.4.8. Xác định chỉ tiêu COD
a. Nguyên tắc
Sử dụng phương pháp chuẩn độ oxyhóa-khử - phương pháp kali dicromat.
Trong môi trường axit, Cr2O7-2 tham gia phản ứng oxy hoá các hợp chất hữu cơ:
Cr2O7-2 + {CHC} + H+ → 2Cr3+ + CO2 + H2O
Lượng K2Cr2O7 sử dụng để oxy hoá các hợp chất hữu cơ trong mẫu nước
được quy đổi về số gam oxy. Đơn vị của chỉ số COD là gamO2/1 lít, COD xác định
theo phương pháp này còn được ký hiệu là CODCr
Lượng dư K2Cr2O7 được chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn Fe2+ theo phản ứng:
Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+→ 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O
Quá trình oxy hoá các hợp chất hữu cơ bằng K2Cr2O7 xảy ra chậm, phải đun
mẫu khoảng 2 giờ với xúc tác bạc sunfat; thủy ngân sunfat và hệ thống sinh hàn hồi
lưu hoặc nung mẫu 30 phút ở 200oC trên bếp điều nhiệt.
b. Dụng cụ, thiết bị
Cuvet, pipet các loại, bếp đun COD
c. Hóa chất
Dung dịch chuẩn K2Cr2O7 0.1N, axit sunfuric dùng chuẩn COD, dung dịch kali hidrophtalat.
d. Cách tiến hành
Bảng 2.2. Tiến trình thí nghiệm xác định chỉ tiêu COD
Ống 0 1 2 3 4 5 6 Kali biphtalat 2,5 ml 0 10 ppm 50 ppm 100 ppm 200 Ppm 500 ppm 2,5 ml mẫu bài tập K2Cr2O70,1N (đã thêm HgSO4) 1,5ml 1,5ml 1,5ml 1,5ml 1,5ml 1,5ml 1,5ml H2SO4 đậm đặc (đã thêm Ag2SO4) 3,5ml 3,5ml 3,5ml 3,5ml 3,5ml 3,5ml 3,5ml
Lắc đều, đun ở 150oC trong 2h, để nguội, đo mật độ quang Đo mật độ quang D và lập đường chuẩn
41
Các ống nghiệm chứa mẫu sau khi đã đun trên bếp COD trong 2h.
Tiến hành đo độ hấp thụ (mật độ quang) của dãy chuẩn ở bước sóng thích hợp.
2.3.4.9. Xác định chỉ tiêu BOD5
a. Nguyên tắc
Chỉ tiêu BOD5 được xác định dựa trên nguyên tắc sự chênh lệch giữa hàm
lượng oxy dùng để oxy hóa hợp chất hữu cơ có trong mẫu phân tích với hàm lượng oxy dùng để oxy hóa hợp chất hữu cơ có trong mẫu trắng sau 5 ngày để trong bóng tối ở nhiệt độ 200C.
b. Dụng cụ
Bình định mức, pipet, bình đo BOD5
c. Tiến hành
Lấy 250ml chất cần phân tích cho vào bình định mức 250ml đã pha loãng với nước cất theo tỉ lê 1:10 sau đó chuyển vào bình đo BOD5.
Thêm 1÷2 ml vi sinh vật.
Tiến hành tương tự với mẫu trắng, mẫu nước cất.
Để bình đo BOD5 vào trong tủ kín, không có ánh sáng ở nhiệt độ 200C. Sau 5 ngày, sự chênh lệch giá trị hiển thị trên bình đo của mẫu phân tích với mẫu trắng chính là kết quả hàm lượng BOD5 của mẫu cần đo.
2.3.5. Phương pháp thu thập số liệu
Thu số liệu thống kê về biến động chất lượng nước tại sông Trường Giang ở những thông số đơn giản như pH, độ màu, độ mùi; các loại thức ăn cho tôm; các loại chế phẩm được dùng trong quá trình nuôi; tình hình nuôi tôm ở UBND xã, phòng TN&MT huyện Thăng Bình.
2.3.6. Phương pháp tổng hợp
Tổng hợp tất cả các yếu tố tác động, các số liệu thống kê, các kết quả phân tích để nêu lên mức độ ảnh hưởng của hoạt động nuôi tôm đến chất
42
lượng nước sông Trường Giang, xã Bình Nam, huyện Thăng Bình, tỉnh