2.5.1. Đối tƣợng nghiờn cứu
1. Bói chứa nƣớc thải làng nghề giết mổ gia sỳc Phỳc Lõm, huyện Việt Yờn, tỉnh Bắc Giang.
Tỡnh hỡnh ụ nhiễm tại là nghề giết mổ gia sỳc:
Mọi hoạt động giết mổ của làng nghề Phỳc Lõm chỉ diễn ra vào ban đờm từ 11h đờm hụm trƣớc đến 4h sỏng hụm sau, giết mổ nhiều tập trung vào mựa đụng từ thỏng 10 năm trƣớc đến thỏng 3 năm sau. Với hơn 30 lũ mổ hoạt động thƣờng xuyờn lỳc cao điểm lờn tới 50 lũ mổ. Mỗi ngày cỏc ao hồ xung quanh Phỳc Lõm tiếp nhận khoảng 100m3 nƣớc thải cộng với 200 đến 300kg chất thải khụng qua xử lý. Điều nguy hiểm là tất cả cỏc hộ này dều khụng cú hệ thống xử lý, nƣớc thải đổ trực tiếp ra đồng ruộng, kờnh rạch, ao hồ, sau đú ứ đọng lại trong cỏc cống rónh, ao hồ gõy mựi hụi thối nồng nặc. Do địa hỡnh ở Phỳc Lõm
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
thấp, hệ thống kờnh rạch, ao hồ hẹp, khả năng thoỏt nƣớc kộm nờn nƣớc thải cứ ứ đọng lại khiến cho mụi trƣờng ngày càng ụ nhiễm nghiờm trọng hơn. Hầu hết cỏc ao, hồ ở Phỳc Lõm đó trở thành những ao, hồ ―chết‖. Những đống da, xƣơng trõu bũ để lõu ngày bốc mựi xỳ uế, ụ nhiễm khụng khớ, nhất là vào mựa khụ. Nƣớc thải đó làm nƣớc ở nhiều ao hồ đen ngũm, ụ nhiễm đến mức khụng thể thả cỏ đƣợc vỡ cỏ bị chết.
Hỡnh 2.1. Một phần của bói nước thải
2. Bốo tõy (Eichornia Crassipes Solms)
Bốo tõy thuộc họ lục bỡnh (Pontederiaceae), cũn gọi là bốo sen, bốo Nhật Bản, hoặc bốo lục bỡnh, [9]-274, [14] - tr. 580, [15] - tr. 170. Bốo tõy cú nguồn gốc ở Nhật Bản đƣợc nhập nội vào nƣớc ta từ thế kỷ XX, cú tài liệu cho rằng bốo tõy cú nguồn gốc từ Braxin, vào nƣớc ta từ năm 1902 [14].
Đặc tớnh: là thực vật thõn cỏ, sống nổi trờn mặt nƣớc, sinh trƣởng nhanh, sản lƣợng cao thớch hợp với khớ hậu nhiệt đới. Bốo tõy cú thể sinh trƣởng tốt trong khoảng to
=10 40oC, tốt nhất to
= 20 30oC. ở miền bắc Việt Nam, bốo tõy sống quanh năm, phỏt triển mạnh nhất từ thỏng 4 10. Nhƣ vậy, thời gian sinh trƣởng của bốo trong một năm là từ 7 8 thỏng. Bốo tõy là loại bốo dễ tớnh, ăn phàm sống
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
đƣợc ở bất cứ ao, hồ nào nhƣng phỏt triển rất mạnh ở cỏc hồ ao nƣớc lặng và nhiều dinh dƣỡng. Ở nƣớc ta, trong thực tế đó cú những vựng chỉ cần thả một đỏm bốo nhỏ và chỉ trong một thời gian ngắn, bốo đó phỏt triển lan rộng khắp cỏc ao, hồ và lấn ỏp cỏc thực vật thủy sinh khỏc. Mỗi gốc bốo bỡnh quõn phỏt triển thành trờn 140 gốc. Bốo tõy đƣợc bà con sử dụng làm thức ăn cho gia sỳc và làm phõn xanh để bún ruộng [14,15]. 2.5.2. Vị trớ lấy mẫu M1 M2 M3 M5 M7 M8 M10 M9 M6 M4 Vùng ngâm da trâu bò Vùng ngâm x-ơng trâu bò
Hỡnh 2.2. Sơ đồ vị trớ lấy mẫu nước thải
- Mẫu 1 (M1): Tại cửa xả nƣớc thải của một lũ giết mổ gia sỳc. - Mẫu 2 (M2): Tại cống dẫn nƣớc thải trong làng.
- Mẫu 3 (M3): Tại cửa cống đầu làng.
- Mẫu 4 (M4): Tại đoạn giữa của cống dẫn nƣớc thải (từ đầu làng đến ao làng).
- Mẫu 5 (M5): Tại ven bờ ao làng. - Mẫu 6 (M6): Tại vị trớ giữa ao làng.
- Mẫu 7 (M7): Tại vũng ven bờ ao làng nơi cú ngõm da trõu bũ. - Mẫu 8 (M8): Tại vị trớ giữa vũng nơi cú ngõm da trõu bũ.
- Mẫu 9 (M9): Tại vũng ven bờ ao làng nơi cú ngõm xƣơng trõu bũ. - Mẫu 10 (M10): Tại vị trớ giữa vũng ngõm xƣơng trõu bũ.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
2.5.3. Lấy mẫu và bảo quản mẫu 1. Lấy mẫu 1. Lấy mẫu
Tiến hành theo cỏc tiờu chuẩn:
- TCVN 5992:1995 (ISO 5667-2: 1991) - Chất lƣợng nƣớc- Lấy mẫu. Hƣớng dẫn kỹ thuật lấy mẫu.
- TCVN 6000:1995 (ISO 5667-11: 1992) Chất lƣợng nƣớc- Lấy mẫu. Hƣớng dẫn lấy mẫu nƣớc ngầm).
Mỗi đợt thớ nghiệm lấy 10 mẫu. Cỏc mẫu nƣớc thải đƣợc lấy trực tiếp từ cỏc vị trớ đó chọn, cho vào bỡnh nhựa polietylen dung tớch 500ml và 1000ml đó đƣợc xử lớ sạch bằng axit HNO3 và HCl, rửa sạch và trỏng lại bằng chớnh nƣớc thải tại vị trớ lấy mẫu.
Hỡnh 2.3. Mẫu nước thải được chứa trong chai polietilen
2. Bảo quản mẫu
Cỏc mẫu lấy về phũng thớ nghiệm cần đƣợc phõn tớch ngay trong ngày, đối với cỏc mẫu chƣa thể phõn tớch ngay đƣợc bảo quản lạnh ở ~50
C, nhằm hạn chế sự hoạt động của vi sinh vật.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
2.6. PHÂN TÍCH MẪU NƢỚC THẢI
2.6.1. Phõn tớch mẫu xỏc định nồng độ photphat
Khi xỏc định nồng độ octophotphat, cần phải lọc mẫu nƣớc bằng giấy lọc, hoặc bằng màng lọc 0,45m để loại bỏ cỏc chất huyền phự lơ lửng. Đem phõn tớch ngay hoặc bảo quản lạnh.
- Lấy khoảng 500ml mẫu, lọc thu lấy khoảng 400 450ml. Dung dịch thu đƣợc, gọi là dung dịch phõn tớch X kớ hiệu là DDX.
- Hỳt voX = 5,00ml DDX cho vào bỡnh định mức 50ml, thờm ~ 35ml nƣớc cất, lắc đều. Thờm 1 giọt chỉ thị phenolphtalein, nếu xuất hiện màu hồng cần trung hoà bằng từng giọt dung dịch H2SO45N đến khi vừa mất màu. Thờm tiếp ~ 8,00ml dung dịch TNKH, lắc kỹ, định mức đến vạch. Đợi màu phỏt triển ổn định trong thời gian thớch hợp, xỏc định nồng độ photphat theo đƣờng chuẩn. Sử dụng mẫu trắng gồm tất cả cỏc tỏc nhõn trừ photphat. Nếu màu quỏ nhạt hoặc quỏ đậm, ta cần tăng hoặc giảm thể tớch DDXsao cho nồng độ photphat trong mẫu đo nằm trong khoảng tuyến tớnh của đƣờng chuẩn (phụ lục 2).
- Tớnh nồng độ PO43- -P trong mẫu gốc DDX theo cụng thức CT3:
50. o P X o X C C v CT3 Trong đú: o X C : nồng độ PO43-
-P trong dung dịch mẫu gốc DDX, (mg/l). 50: thể tớch trong bỡnh tạo phản ứng màu (ml).
CP: nồng độ trong dung dịch màu tớnh đƣợc nhờ đƣờng chuẩn (mg/l).
o X
v : Thể tớch DDX lấy để tạo phản ứng màu (ml).
2.6.2. Phõn tớch mẫu xỏc định hàm lƣợng P tổng
- Giai đoạn oxi húa mẫu:
Khi xỏc định hàm lƣợng P tổng, khụng đƣợc lọc mẫu nƣớc, phỏ mẫu oxi húa bằng phƣơng phỏp trỡnh bày ở mục 1.3.2:
Hỳt VP = 50ml mẫu nƣớc cho vào bỡnh Micro-kjeldahl dung tớch nhỏ khoảng 100 250ml, thờm vào 1ml H2SO4 đặc và 5ml HNO3 đặc. Đun trờn bếp cỏch cỏt và trong tủ hốt tới cũn thể tớch ~1ml, đun tiếp cho đến khi dung dịch trở
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
thành khụng màu để loại bỏ hoàn toàn axit HNO3. Để nguội, thờm 20ml nƣớc cất và 1 giọt (0,05ml) chỉ thị phenolphtalein, thờm dần dung dịch NaOH1M đến khi vừa xuất hiện màu hồng nhạt. Cú thể lọc để loại bỏ cỏc tỏc nhõn gõy đục, rửa kỹ bằng nƣớc cất, thu lấy dung dịch và định mức vào bỡnh VDM1 = 100ml (đƣợc mẫu đó oxi húa gọi là dung dịch định mức 1, kớ hiệu là DM1).
- Giai đoạn xỏc định nồng độ PO4 3-
- P trong dung dịch DM1 bằng phƣơng phỏp trỡnh bày ở mục 2.6.1 để tớnh hàm lƣợng P tổng.
- Tớnh nồng độ P tổng trong mẫu nƣớc theo cụng thức CT4:
1 50. . . o P DM P o P P C V C v V CT4 Trong đú: o P C : nồng độ P tổng trong mẫu nƣớc (mg/l).
50: thể tớch trong bỡnh tạo phản ứng màu (ml).
CP: nồng độ P tổng trong dung dịch màu tớnh đƣợc nhờ đƣờng chuẩn (mg/l). VDM1: thể dung dịch DM1 chứa trong bỡnh định mức (ml).
o P
v : thể tớch DM1 lấy để tạo phản ứng màu (ml).
VP: thể tớch mẫu nƣớc đem phõn tớch (ml).
2.6.3. Phõn tớch mẫu xỏc định nồng độ NH4+
- Lấy khoảng 500ml mẫu, lọc để loại bỏ phần cặn lơ lửng khụng tan, thu đƣợc mẫu đó lọc gọi là dung dịch phõn tớch Y, kớ hiệu là DDY. Hỳt chớnh xỏc VY = 400ml dung dịch DDY, cho vào bỡnh Kjeldahl, thờm tỏc nhõn loại bỏ clo, điều chỉnh pH ~ 9,50 bằng dung dịch NaOH 1M, thờm tiếp 25ml dung dịch đệm borat. Cất lấy 300ml thu vào bỡnh erlen cú chứa 50ml dung dịch H3BO3 với tốc độ 6 8 ml/phỳt. Chuyển toàn bộ phần cất vào bỡnh định mức VDM2 = 500ml, thờm nƣớc cất đến vạch (gọi là dung dịch định mức 2, kớ hiệu là DM2).
- Hỳt vYo ml dung dịch DM2 cho vào bỡnh định mức 50ml, thờm ~10ml
nƣớc cất và 2,0ml thuốc thử Nessler, lắc kỹ, định mức đến vạch. Đợi màu phỏt triển ổn định, xỏc định nồng độ mgNH4+- N/l theo đƣờng chuẩn, dung dịch nền đƣợc dựng nhƣ khi xõy dựng đƣờng chuẩn.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 50. . . N DM Y o Y Y C V C v V CT5 Trong đú: CY: nồng độ NH4 + -N trong dung dịch phõn tớch DDY, (mg/l). 50: thể tớch trong bỡnh tạo phản ứng màu (ml).
VDM2: thể tớch dung dịch DM2 (ml).
CN: nồng độ trong dung dịch màu tớnh đƣợc nhờ đƣờng chuẩn (mg/l).
o Y
v : thể tớch DM2 lấy để tạo phản ứng màu (ml).
VY: thể tớch mẫu nƣớc phõn tớch (ml).
2.6.4. Phõn tớch mẫu xỏc định hàm lƣợng N tổng
Bảng 2.1. Chọn thể tớch mẫu phõn tớch dựa vào hàm lượng N tổng
N tổng (mg/l) 0 5 5 10 10 20 20 50 50 500 V mẫu (ml) 500 250 100 50 25
- Lấy chớnh xỏc VN ml mẫu (theo bảng 2.1), nếu thể tớch mẫu nhỏ, cần pha loóng mẫu bằng nƣớc cất đến thể tớch 500ml. Chuyển vào bỡnh marco- kjeldahl dung tớch 1000ml, thờm 100ml hỗn hợp oxi húa (điểm 3 mục 2.1.2.4). Đun núng bỡnh đến khi xuất hiện khúi trắng của SO3 và dung dịch trở nờn khụng màu hoặc cú màu vàng nhạt, tiếp tục đun thờm khoảng 30 phỳt.
- Phần cặn cũn lại trong bỡnh đƣợc để nguội, thờm vào 300ml nƣớc cất và 2g phoi kẽm kim loại. Sau đú, thờm cẩn thận 100 200ml dung dịch kiềm hydroxit-thiosunfat xuống cổ của bỡnh, để trỏnh phản ứng làm mất NH3. Nhanh chúng lắp thiết bị cất và cất lấy ~300ml vào bỡnh thu cú chứa 50ml dung dịch H3BO3 với tốc độ 6 8 ml/phỳt. Chuyển toàn bộ phần cất vào bỡnh định mức VDM3 = 500ml, định mức đến vạch (gọi là dung dịch định mức 3, kớ hiệu là DM3). Xỏc định nồng độ NH4
+
- N trong dung dịch DM3 nhƣ mục 2.6.3 để tớnh hàm lƣợng N tổng.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 50. . . o N DM N o N N C V C v V CT6 Trong đú: o N C : nồng độ N tổng trong mẫu nƣớc (mg/l).
50: thể tớch trong bỡnh tạo phản ứng màu (ml).
CN: nồng độ N tổng trong dung dịch màu tớnh đƣợc nhờ đƣờng chuẩn (mg/l). VDM3: thể tớch dung dịch DM3 (ml).
o N
v : thể tớch DM3 lấy để tạo phản ứng màu (ml).
VN: thể tớch mẫu nƣớc đem phõn tớch (ml).
2.7. PHƢƠNG PHÁP XỬ Lí ễ NHIỄM N VÀ P TRONG NƢỚC THẢI
Cú nhiều phƣơng phỏp xử lý cỏc chất ụ nhiễm N và P trong nƣớc mặt và nƣớc thải. Trong đú, phƣơng phỏp sinh học đang đƣợc coi là phƣơng phỏp thõn thiện với mụi trƣờng và cú nhiều ƣu việt. Trong đề tài này chỳng tụi xử lý cỏc chất ụ nhiễm N, P trong nƣớc thải làng nghề giết mổ gia sỳc Phỳc Lõm bằng bốo tõy.
2.7.1. Chuẩn bị bốo tõy
Bốo đƣợc chọn thớ nghiệm là loại bốo bỏnh tẻ hoặc non, cú độ tuổi phỏt triển trung bỡnh. Bốo đƣợc lấy từ hồ, ao đem về phũng thớ nghiệm, loại bỏ cỏc lỏ bị dập, hộo, rửa sạch, trỏnh dập, nỏt, để rỏo nƣớc tự nhiờn. Đem nuụi thả trong cỏc thựng phuy nƣớc sạch 3 ngày, sau đú vớt bốo ra để rỏo nƣớc tự nhiờn.
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
2.7.2. Chuẩn bị mẫu nƣớc và nuụi bốo
Cỏc đợt xử lớ đều lấy mẫu nƣớc tại vị trớ M9 (ven vũng ngõm xƣơng trõu bũ). Mỗi đợt thớ nghiệm nuụi bốo trong 3 thựng phuy, mỗi thựng phuy cú dung tớch 120 lớt, Cõn khối lƣợng bốo ban đầu, đủ thả kớn mặt nƣớc của thựng nuụi chứa nƣớc thải, để ngoài trời. Thể tớch nƣớc thải nuụi bốo đƣợc xỏc định là 100 lớt, cú che mƣa cẩn thận. Cỏc mẫu đối chứng (ĐC) khụng nuụi bốo đƣợc bảo quản tƣơng tự nhƣ thựng nuụi bốo để so sỏnh. Thƣờng xuyờn theo dừi cỏc thụng số:
- Sự biến đổi về màu sắc, mựi và độ trong của nƣớc thải. - Sự phỏt triển của bốo (màu lỏ, rễ, khối lƣợng).
- Sự biến đổi hàm lƣợng N, P trƣớc và sau xử lớ.
2.7.3. Lấy mẫu và phõn tớch
- Khi lấy mẫu phõn tớch, cần bổ sung nƣớc cất để đảm bảo thể tớch khụng đổi (bằng 100 lớt).
- Cỏc mẫu (trƣớc và sau xử lớ) đƣợc lấy về phũng thớ nghiệm để phõn tớch cỏc thụng số: pH, DO, COD, NH4+
- N, PO4 3-
- P và hàm lƣợng N, P tổng. Mẫu xử lớ sau n ngày đƣợc chọn là thời điểm kết thỳc thớ nghiệm (khi quan sỏt thấy nƣớc thải đó trong, khụng cũn mựi hụi thối khú chịu).
- Phõn tớch xỏc định cỏc thụng số và hàm lƣợng N, P tổng tại thời điểm trƣớc và sau khi xử lớ (tiến hành tƣơng tự mục 2.6), cỏc mẫu cú nồng độ nằm ngoài khoảng tuyến tớnh của đƣờng chuẩn (quỏ lớn hoặc quỏ nhỏ) cần lấy thể tớch mẫu phõn tớch phự hợp (xem phụ lục 2).
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. XÂY DỰNG ĐƢỜNG CHUẨN XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG P 3.1.1. Khảo sỏt cỏc điều kiện tối ƣu cho phản ứng tạo màu xanh Molipden
3.1.1.1. Ảnh hưởng của pH đến phản ứng tạo hợp chất màu
Kết quả chuẩn bị cỏc dung dịch màu xanh molipden ở cỏc giỏ trị pH khỏc nhau và ảnh hƣởng của pH đến phản ứng tạo màu đƣợc trỡnh bày trờn bảng 3.1 và hỡnh 3.1:
Bảng 3.1. Chuẩn bị cỏc dung dịch màu xanh molipden ở cỏc giỏ trị pH khỏc nhau Số TT Thể tớch dd KH2PO4 (ml) Thể tớch dd TNKH (ml) pH Định mức (ml) 1 7 8 0,00 50 2 7 8 0,10 50 3 7 8 0,20 50 4 7 8 0,30 50 5 7 8 0,40 50 6 7 8 0,50 50 7 7 8 0,60 50 8 7 8 0,70 50 9 7 8 0,80 50 10 7 8 0,90 50 11 7 8 1,00 50 12 7 8 1,20 50 13 7 8 1,40 50 14 7 8 1,60 50 15 7 8 1,80 50
Số húa bởi Trung tõm Học liệu – Đại học Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn
ảnh h-ởng của pH đến phản ứng tạo hợp chất màu xanh molipden 0 0.4 0.8 1.2 0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 pH A
Hỡnh 3.1. Ảnh hưởng của pH đến phản ứng tạo hợp chất màu xanh molipden
Kết quả trờn hỡnh 3.1 cho thấy:
- Trong khoảng pH = 0,20 ữ 1,00 mật độ quang A ổn định và đạt cực đại. - Trong khoảng pH > 1,00 cỏc giỏ trị mật độ quang A tăng và biến đổi bất thƣờng, khụng ổn định, cú thể giả thiết rằng: ở pH >1, cỏc phõn tử oxit molipden tạo liờn hợp phõn tử, tạo ra cỏc phõn tử keo cú kớch thƣớc lớn, làm thay đổi cỏc trung tõm hấp phụ, mật độ quang bị tăng lờn và khụng ổn định. Vỡ vậy, chỳng tụi chọn khoảng pH = 0,20 1,00 là khoảng pH tối ƣu. Trong cỏc phộp xỏc định tiếp theo chỳng tụi chọn khoảng giỏ trị pH = 0,20 1,00.
3.1.1.2. Ảnh hưởng của Si đến phản ứng tạo hợp chất màu