1.4.1. Vị trí địa lý
Thành phố Đà Nẵng từ 15°15' đến 16°40' vĩ độ Bắc và từ 107°17' đến 108°20' kinh độ Đông. Đà Nẵng nằm ở trung độ của Việt Nam, trên trục giao thông Bắc - Nam về đường bộ, đường sắt, đường biển và đường hàng không.
Phía Bắc giáp tỉnh Thừa Thiên - Huế. Phía Tây và Nam giáp tỉnh Quảng Nam. Phía Đông giáp biển Đông.
Quận Liên Chiểu
Nằm ở phía Tây Bắc thành phố Đà Nẵng. Phía Đông giáp vịnh Đà Nẵng.
Phía Nam giáp quận Cẩm Lệ, Thanh Khê. Phía Tây giáp huyện Hòa Vang.
30
Hình 1.1. Vị trí địa lý quận Liên Chiểu
1.4.2. Điều kiện khí hậu
Đà Nẵng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa điển hình, nhiệt độ cao và ít biến động. Khí hậu Đà Nẵng là nơi chuyển tiếp đan xen giữa khí hậu cận nhiệt đới ở miền Bắc và nhiệt đới xavan miền Nam, với tính trội là khí hậu nhiệt đới ở phía nam. Mỗi năm có 2 mùa rõ rệt: mùa mưa kéo dài từ tháng 8 đến tháng 12 và mùa khô từ tháng 1 đến tháng 7, thỉnh thoảng có những đợt rét mùa đông nhưng không đậm và không kéo dài.
Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 25,9oC; cao nhất vào các tháng 6, 7, 8, trung bình 28-30°C; thấp nhất vào các tháng 12, 1, 2, trung bình 18-23°C. Riêng vùng rừng núi Bà Nà ở độ cao gần 1.500 m, nhiệt độ trung bình khoảng 20°C. Độ ẩm không khí trung bình là 83,4%.
31
Lượng mưa trung bình hàng năm là 2.504,57 mm; lượng mưa cao nhất vào các tháng 10, 11, trung bình 550-1.000 mm/tháng; thấp nhất vào các tháng 1, 2, 3, 4, trung bình 23–40 mm/tháng.
Số giờ nắng bình quân trong năm là 2.156,2 giờ; nhiều nhất là vào tháng 5, 6, trung bình từ 234 đến 277 giờ/tháng; ít nhất là vào tháng 11, 12, trung bình từ 69 đến 165 giờ/tháng.
1.5. Sai số trong quy trình phân tích 1.5.1. Khái niệm 1.5.1. Khái niệm
Sai số là giá trị chênh lệch giữa giá trị đo được hoặc tính được và giá trị thực hay giá trị chính xác của một đại lượng nào đó.
Khi đo đạc nhiều lần một đại lượng nào đó, thông thường dù cẩn thận đến mấy, vẫn thấy các kết quả giữa các lần đo được hầu như đều khác nhau. Điều đó chứng tỏ rằng trong kết quả đo được luôn luôn có sai số và kết quả chúng ta nhận được chỉ là giá trị gần đúng của nó mà thôi.
Ta ký hiệu: ∆i = X - Li gọi là sai số thực Vi = x - Li gọi là sai số gần đúng Trong đó: X là trị thực x là trị gần đúng nhất (trị xác suất) Li là trị đo lần thứ i
Do điều kiện đo khác nhau, dẫn đến ∆i và Vi cũng khác nhau giữa các lần đo.
1.5.2. Nguyên nhân sai số
Có nhiều nguyên nhân gây nên sai số, nhưng chủ yếu là các nguyên nhân sau:
Do máy móc và dụng cụ đo thiếu chính xác, thiếu tinh vi
Do người đo với trình độ tay nghề chưa cao, khả năng các giác quan bị hạn chế
Do điều kiện ngoại cảnh bên ngoài tác động tới, như thời tiết thay đổi, mưa gió, nóng lạnh bất thường,…
32
1.5.3. Các đại lượng đặc trưng cho sai số 1.5.3.1. Giá trị trung bình cộng 1.5.3.1. Giá trị trung bình cộng
Giả sử tiến hành phép đo nào đó n lần ta thu được n giá trị thực nghiệm X1, X2, X3,…, Xn. Khi đó giá trị trung bình cộng của phép đo là:
𝑋̅ =X1+ X2 + X3 + ⋯ + Xn 𝑛
Đây là giá trị gần với giá trị thực của đại lượng cần đo với xác suất cao nhất trong số các giá trị đo được.
1.5.3.2. Phương sai
Phương sai của phép đo phản ảnh độ phân tán kết quả đo, được đánh giá bằng
𝑆2 =∑ (𝑋𝑛 𝑖
𝑖=1 − 𝑋)̅̅̅2 𝑘
k = số bậc tự do. Nếu chỉ có một đại lượng cần đo X thì k = n-1 Giá trị S= √𝑆2 thường được gọi là độ lệch chuẩn của phép đo.
Độ lệch chuẩn của đại lượng trung bình cộng 𝑆𝑋̅ được tính theo công thức sau:
𝑆𝑋̅ = √𝑆2
𝑛 = √∑
(𝑋𝑖 − 𝑋̅)2
𝑛(𝑛 − 1)
1.5.3.3. Hệ số biến động
Giả sử tiến hành phân tích lặp lại n lần, ta được các giá trị kết quả x1, x2,…, xn. Từ các biểu thức toán học được trình bày ở phía trên ta tính được x và S. Hệ số biến động v của phương pháp phân tích đặc trưng cho độ lặp lại hay độ phân tán của kết quả thí nghiệm và được xác định bằng hệ thức:
𝑣 =𝑆. 100 𝑋̅ %
33
1.5.3.4. Biên giới tin cậy
Biên giới tin cậy 𝜀 là giá trị tuyệt đối của hiệu giữa giá trị trung bình cộng 𝑋̅ và giá trị thực 𝜇 của đại lượng phải đo: ԑ = |𝑋̅ − µ|. Trong thực tế, số lần thí nghiệm n thường nhỏ nên để tìm ԑ ta thường dùng chuẩn Student được tính theo công thức:
𝑡 =|𝑋̅ − µ| 𝑆𝑋̅ = 𝑋̅ − µ 𝑆 √𝑛 → 𝜇 = 𝑋̅ ± 𝑡𝑆 √𝑛
Giá trị thực µ nằm trong khoảng 𝑋̅ − 𝑡𝑆
√𝑛 < 𝜇 < 𝑋̅ + 𝑡𝑆
√𝑛 với xác suất tin cậy nào đó.
34
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng, phạm vi và thời gian nghiên cứu 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
Với mục tiêu nghiên cứu của đề tài là đánh giá chất lượng nước mặt nên đối tượng nghiên cứu dựa trên việc tìm hiểu về tài nguyên nước mặt đồng thời phân tích, đánh giá một số chỉ tiêu vật lý, hóa học trong nước để đánh giá chất lượng nước và các yếu tố liên quan của một số khu vực của quận Liên Chiểu.
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài phân tích, đánh giá chất lượng nước mặt ở một số khu vực của quận Liên Chiểu:
- Chất lượng nước hồ nằm trong khu vực của các phường Hòa Hiệp, Hòa Khánh và Hòa Minh.
- Chất lượng nước giếng nằm trong khu vực của các phường Hòa Hiệp, Hòa Khánh và Hòa Minh.
- Chất lượng nước sông Cu Đê.
- Chất lượng nước tại hai kênh nằm trong khu vực của các phường Hòa Hiệp, Hòa Khánh và Hòa Minh.
- Chất lượng nước biển ven bờ dọc theo quận Liên Chiểu.
2.1.3. Thời gian nghiên cứu
Tiến hành phân tích mẫu từ tháng 12 năm 2015 đến tháng 03 năm 2016. Mẫu nước được lấy 3 đợt để nghiên cứu:
Đợt 1: ngày 29 tháng 12 năm 2015 Đợt 2: ngày 12 tháng 01 năm 2016 Đợt 3: ngày 22 tháng 03 năm 2016 Lấy mẫu vào lúc 7h sáng
35 2.2. Dụng cụ, hóa chất 2.2.1. Dụng cụ và thiết bị - Buret 25ml - Bình định mức 25ml, 50ml, 100ml, 250ml, 500ml, 1000ml - Bình tam giác 250ml - Cốc thủy tinh 100ml, 250ml - Ống đong 100ml - Giấy lọc - Bơm thu mẫu
- Pipet 1ml, 2ml, 5ml, 10ml, 25ml - Ống nhỏ giọt, bóp cao su - Máy đo pH - Tủ sấy - Bếp cách thủy - Bếp điện - Cân phân tích
- Máy quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS
2.2.2. Hóa chất - Dung dịch EDTA 0,05N - Dung dịch EDTA 0,05N - Dung dịch đệm - Chất chỉ thị ET-OO - Dung dịch HCl 0,02N - Dung dịch Na2B4O7 0,05N - Phenolphthalein - Hỗn hợp chỉ thị màu - Chỉ thị metyl đỏ
- Dung dịch kali bicromat 0,1N - Axit sunfuric dùng chuẩn COD
- Dung dịch kali hidrophtalat dùng lập phương trình đường chuẩn - Dung dịch AgNO3
36
- Dung dịch NaCl để chuẩn hóa AgNO3 - Dung dịch ammoniac tiêu chuẩn - Thuốc thử Nessler
- Dung dịch muối Râynhet - Dung dịch Natri Salicylat - Dung dịch H2SO4 98% - Dung dịch Natri Kali tactrat - Dung dịch NaOH 10N - Dung dịch tiêu chuẩn KNO3 - Dung dịch tiêu chuẩn PO43- - Dung dịch H2SO4 5N - Dung dịch amoni molipdat - Dung dịch kali antimonyl tatrat - Axit ascorbic 1M
- Thuốc thử hỗn hợp
2.3. Pha chế các dung dịch 2.3.1. Pha chế dung dịch chuẩn 2.3.1. Pha chế dung dịch chuẩn
2.3.1.1. Pha dung dịch NaCl 0,1N
- Cân chính xác 0,585g NaCl khan;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với một ít nước cất; - Chuyển hết lượng dung dịch trong cốc vào bình định mức 100ml;
- Định mức tới vạch;
- Bảo quản trong bình thủy tinh, đậy nắp kín.
2.3.1.2. Pha dung dịch H2C2O4 0,1N
- Cân chính xác 3,15g H2C2O4 khan;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với một ít nước cất; - Chuyển hết lượng dung dịch trong cốc vào bình định mức 500ml;
37
- Bảo quản trong bình thủy tinh, đậy nắp kín.
2.3.1.3. Pha dung dịch ammoniac tiêu chuẩn 0,1mg/ml
- Cân chính xác 0,1485g NH4Cl tinh khiết;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với một ít nước cất; - Chuyển hết lượng dung dịch trong cốc vào bình định mức 500ml;
- Định mức tới vạch;
- Bảo quản trong bình thủy tinh, đậy nắp kín.
Tiến hành pha loãng 10 lần dung dịch trên để có dung dịch amoniac có nồng độ 0,01mg/ml.
2.3.1.4. Pha dung dịch tiêu chuẩn KNO3 0,5mg/ml
- Cân chính xác 0,3609g KNO3 khan;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với một ít nước cất; - Chuyển hết lượng dung dịch trong cốc vào bình định mức 100ml;
- Định mức tới vạch;
- Bảo quản trong bình thủy tinh, đậy nắp kín.
Tiến hành pha loãng 10 lần dung dịch trên để có dung dịch KNO3 nồng độ 50mg/l.
2.3.1.5. Pha dung dịch tiêu chuẩn PO43- 0,05mg/ml
- Cân chính xác 0,2197g KH2PO4 đã hoạt hóa ở 105oC;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với khoảng 800ml nước cất; - Chuyển hết lượng dung dịch trong cốc vào bình định mức 1000ml;
- Thêm 10ml dung dịch axit H2SO4 5N; - Định mức tới vạch;
- Bảo quản trong lọ thủy tinh nút nhám và để trong tủ lạnh. (dung dịch này bền trong 1 tuần).
38
Pha loãng dung dịch tiêu chuẩn này 5 lần để có dung dịch tiêu chuẩn PO43- có nồng độ 0,01mg/ml.
2.3.1.6. Pha dung dịch AgNO3 0,05N
- Cân 4,2467g AgNO3 khan;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với một ít nước cất; - Chuyển hết lượng dung dịch trong cốc vào bình định mức 500ml;
- Định mức tới vạch;
- Bảo quản trong lọ thủy tinh tối màu, đậy nắp kín.
2.3.1.7. Pha dung dịch EDTA 0,05N
- Cân 4,653g EDTA khan;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với một ít nước cất; - Chuyển hết lượng dung dịch trong cốc vào bình định mức 500ml;
- Định mức tới vạch;
- Bảo quản trong bình thủy tinh, đậy nắp kín.
2.3.1.8. Pha dung dịch KMnO4 0,1N
- Cân 3,16g KMnO4;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với 1000ml nước cất; - Bảo quản trong bình thủy tinh tối màu, đậy nắp kín.
Dung dịch này để khoảng 7 ÷ 10 ngày cho ổn định mới sử dụng. Trước khi sử dụng chuẩn hóa bằng dung dịch chuẩn H2C2O4.
2.3.1.9. Pha dung dịch Borax Na2B4O7 0,05N
- Cân 3,814g Na2B4O7.10H2O;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với một ít nước cất; - Chuyển hết lượng dung dịch trong cốc vào bình định mức 100ml;
39
- Lấy 25ml dung dịch này định mức thành 100ml nước cất ta được dung dịch Na2B4O7 0,05N.
2.3.2. Pha chế dung dịch đệm và chất chỉ thị
2.3.2.1. Pha thuốc thử K2CrO4 5%
- Cân 5g K2CrO4;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với 95ml nước cất; - Bảo quản trong lọ thủy tinh, đậy nắp kín.
2.3.2.2. Pha dung dịch axit H2SO4 1:2
- Chuẩn bị sẵn 500ml nước cất trong cốc thủy tinh; - Lấy 250ml H2SO4 98% bằng ống đong;
- Hòa tan H2SO4 98% vào cốc nước cất khuấy đều; - Bảo quản trong lọ thủy tinh.
2.3.2.3. Pha dung dịch H2SO4 37%
- Chuẩn bị sẵn 88ml nước cất trong cốc thủy tinh; - Lấy 23ml H2SO4 98% bằng ống đong;
- Hòa tan H2SO4 98% vào cốc nước cất khuấy đều; - Bảo quản trong lọ thủy tinh.
2.3.2.4. Pha thuốc thử Netsler
- Cân 0,678g HgCl2, rồi hòa tan trong 10ml nước cất nóng (dung dịch 1); - Cân 1,75g KI, rồi hòa tan vào 20ml nước cất (dung dịch 2);
- Cho từ từ dung dịch 1 vào dung dịch 2, khuấy đều (dung dịch 3); - Cho dung dịch 3 vào 7,5ml NaOH 50%.
2.3.2.5. Pha dung dịch muối Raynhet
- Cân 10g muối kali natri tactrat;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với một ít nước cất; - Thêm 5ml Netsler;
40
- Chuyển hết lượng dung dịch trong cốc vào bình định mức 25ml; - Định mức tới vạch;
- Bảo quản trong bình thủy tinh, đậy nắp kín.
2.3.2.6. Pha dung dịch Natri Salicilat (DD A)
- Cân 5g Natri Salycylat;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với 1000ml nước cất; - Bảo quản trong bình thủy tinh, đậy nắp kín.
2.3.2.7. Pha dung dịch Natri Kali tactrat (DD C)
- Cân 25g Natri Salycylat;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với 250ml nước cất; - Bảo quản trong bình thủy tinh, đậy nắp kín.
2.3.2.8. Pha dung dịch NaOH 10N (DD D)
- Cân 5g NaOH;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với 50ml nước cất; - Bảo quản trong bình nhựa, đậy nắp kín.
2.3.2.9. Pha dung dịch H2SO4 5N
- Chuẩn bị sẵn 500ml nước cất trong cốc thủy tinh; - Lấy 75ml H2SO4 98% bằng ống đong;
- Hòa tan H2SO4 98% vào cốc nước cất khuấy đều; - Bảo quản trong lọ thủy tinh, đậy nắp kín.
2.3.2.10. Pha dung dịch amoni molipdat
- Cân chính xác 5g (NH4)6Mo7O24.4H2O;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với 100ml nước cất; - Thêm 2ml dung dịch axit H2SO4 98%;
41
Sau khi chuẩn bị 48 giờ mới đem sử dụng.
2.3.2.11. Pha dung dịch kali natri tatrat
- Cân 0,995g Kali natri tatrat;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với 250ml nước cất; - Bảo quản trong lọ thủy tinh, đậy nắp kín.
2.3.2.12. Pha dung dịch Axit ascobic
- Cân 0,88g axit ascorbic;
- Chuyển hết lượng cân vào trong cốc thủy tinh, hòa tan với 50ml nước cất; - Bảo quản trong lọ thủy tinh, đậy nắp kín.
2.4. Các quy trình phân tích.
2.4.1. Xác định pH
- Hiệu chỉnh máy đo pH: Máy trước khi đo được 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 10ml 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.
- Điện cực thủy tinh được ngâm trong nước cất hoặc NaCl bão hòa khi không dùng.
2.4.2. Đo độ đục
- Dùng máy đo độ đục để xác định độ đục của mẫu nước. - Đo cường độ của ánh sáng bị phân tán do các hạt tạo độ đục.