4. Nội dung nghiên cứu
2.2.7. Các phương pháp xác định một số chỉ tiêu hóa sinh trong nước thải
a. Phương pháp xác định NH4+ bằng phenat
Nguyên tắc: Phương pháp xác định ion amoni dựa trên sự tạo thành của hợp chất
màu xanh da trời. Indophenol (OC6H4NC6H4OH) hình thành từ phenol và hypoclorit trong sự có mặt của ion NH4+ và amoniac. Phản ứng của amoni với hypoclorit tạo thành monoclorua amin khi có mặt phenol xúc tác bằng ion nitroprusit.
Chuẩn bị:
- Dụng cụ, thiết bị:
+ Máy so màu quang phổ UV-VIS 1601 PC. + Cuvet thủy tinh.
+ Bình định mức các loại. + Pipet các loại.
19 + Bình tia nước cất.
+ Quả bóp cao su.
Hóa chất:
+ Thuốc thử Phenat: Hòa tan 17,5g phenol C6H5OH và 0,2g natri nitroprusside Na2[Fe(CN4)5NO].2H2O vào 400ml nước cất, lắc đều. Sau đó, định mức vào bình định mức 500ml bằng nước cất. Dung dịch này nên đựng trong chai tối màu, bảo quản lạnh và tránh ánh sáng.
+ Dung dịch NaClO 5%: Hút 20ml dung dịch NaClO 25% cho vào bình định mức 100ml và định mức đến vạch bằng nước cất.
+ Dung dịch Citrat: Lấy 2,2g NaOH và 28g natri citrat (C6H5Na3O7.2H2O) và hòa tan trong 100ml nước cất.
+ Dung dịch oxy hóa: Pha theo tỉ lệ 4:1 (4 citrat + 1 NaClO 5%).
Các bước tiến hành:
- Dùng pipet hút 5ml mẫu cho vào ống nghiệm, dùng nước cất làm mẫu trắng. - Thêm 4ml dung dịch oxy hóa, sau đó them 0,25ml dung dịch thuốc thử phenat. - Để mẫu lên màu ở ở nhiệt độ phòng (22-27°C) trong 90 phút, rồi đem đo ở bước
sóng 640nm.
- Dựa vào đồ thị chuẩn tính nồng độ amoni trong mẫu.
b. Phương pháp phân tích nhu cầu oxy hóa học (COD) bằng chỉ số pemanganat theo TCVN 6186:1996
Nguyên tắc: Sử dụng phương pháp chuẩn độ oxy hóa-khử - phương pháp Kali
Pemanganat. Trong môi trường axit, MnO4- tham gia phản ứng oxy hoá các hợp chất hữu cơ:
MnO4- + {HCHC} + H+ → 𝑀𝑛2+ + 𝐶𝑂2 + 𝐻2𝑂
Lượng KMn𝑂4 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 gam 𝑂2 /1 lít, COD xác định theo phương pháp này còn được ký hiệu là COD Mn .
Lượng dư KMn𝑂4 được chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn axit oxalic 𝐻2𝐶2𝑂4 theo phản ứng:
MnO4- + 𝐶2𝑂4 + 𝐻+ → 𝑀𝑛2+ + 𝐶𝑂2 + 𝐻2𝑂
Các bước tiến hành:
- Cho vào bình tam giác dung tích 250ml (đã rửa sạch và sấy khô) 100 ml mẫu nước cần thử (nếu mẫu nước thử có nồng độ chất hữu cơ lớn hơn 10 mg/l thì phải pha loãng); thêm vào 5ml H2SO4 1:2; thêm đúng 10 ml dung dịch KMnO4 0,1N.
Sau đó đun sôi 10 phút trên bếp điện, dung dịch mẫu nước phải còn màu hồng nhạt, nếu mất màu thì phải thêm KMnO4.
20
- Nhấc xuống, chờ cho nhiệt độ hạ xuống 80 – 90oC rồi thêm vào 10 ml dung dịch chuẩn H2C2O4 0,1N. Lắc đều cho mẫu nước mất màu, nếu dung dịch mẫu chưa mất màu thì phải thêm H2C2O4 0,1N.
- Tiến hành chuẩn độ ngay bằng dung dịch chuẩn KMnO4 0,1N từ buret, đến khi mẫu nước chuyển từ không màu sang màu hồng nhạt bền thì kết thúc chuẩn độ. Ghi kết quả lượng KMnO4 đã tiêu tốn là V1.
Hàm lượng COD (lượng oxy cần thiết để oxy hóa chất hữu cơ) có trong mẫu nước được tính theo công thức sau:
[X]=(𝑽𝟏−𝑽𝟐).𝑵.𝟖
𝑽 . 𝟏𝟎𝟎𝟎 (mg/l)
Trong đó:
- V1: Lượng dung dịch KMnO4 0,1N tiêu tốn để chuẩn mẫu nước thử (ml). - V2: Lượng dung dịch KMnO4 0,1N tiêu tốn để chuẩn mẫu nước cất (ml). - N: Nồng độ đương lượng của dung dịch KMnO4.
- V: Thể tích mẫu nước đem thử (ml). - 8: Đương lượng gam của oxy (g).
- Thay mẫu nước thử bằng 100 ml nước cất để thí nghiệm một mẫu trắng. Các bước tiến hành thí nghiệm được thực hiện tương tự như trên; Lượng KMnO4 0,1N tiêu tốn là V2.
*Chú ý: Tiến hành chuẩn độ ở nhiệt độ 80-90oC
d. Phương pháp xác định BOD5 theo TCVN 6001-2:2008
Nguyên tắc: Để xác định BOD5 cần ủ mẫu ở nhiệt độ 20ºC trong 5 ngày trong tối, trong bình hoàn toàn đầy và nút kín. Xác định DO trước và sau khi ủ. Từ đó tính ra lượng BOD5 tiêu tốn cho 1 lít mẫu, tức là BOD5 áp dụng đối với mẫu BOD5 < 7mg/l.
Chuẩn bị:
+ Chai 300ml, chai BOD chuyên dụng + Tủ ủ 20oC
+ Máy đo DO
Các bước tiến hành:
Lấy mẫu tràn đầy 2 chai 300ml rồi đậy nút sao cho không có bọt khí trong chai. Xác định DO của 1 chai, ủ chai còn lại trong buồng ở 20oC. Sau 5 ngày xác định DO.
Tính toán mẫu theo công thức:
BOD5 (mg/l) = D1- D2 Trong đó:
D1: DO (mg/l) của mẫu ở thời điểm không D2: DO (mg/l) của mẫu sau 5 ngày ủ
21