1.3 Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước
1.3.2. Chỉ tiêu hóa học
Gía trị pH trong nước thay đổi có thể dẫn đến thay đổi thành phần các chất trong nước do quá trình hòa tan và kết tủa, ngăn chặn hoặc thúc đẩy những phản ứng hóa học, sinh học trong nước.
Cách xác định:
Để xác định độ pH của nước thường dùng pH met ( máy đo pH ) với điện cực thủy tinh. Ngoài ra, có thể sử dụng giấy đo pH nhưng độ chính xác không cao.
1.3.2.2. Độ axit
Độ axit là hàm lượng của các chất có trong nước tham gia phản ứng với các kiềm mạnh NaOH, KOH.
Đối với các loại nước thiên nhiên thường gặp, trong đa số các trường hợp, độ axit phụ thuộc vào hàm lượng khí CO2 trong nước. Các chất mùn và các axit hữu cơ
nếu có trong nước cũng tạo nên một phần của độ axit nước thiên nhiên. Trong tất cả các trường hợp đó pH của nước thường không nhỏ hơn 4,5.
Đối với các loại nước thải, hàm lượng của các loại axit mạnh tự do thường khá lớn, không những vậy trong nước thải còn chứa các muối tạo thành của bazo yếu và axit mạnh, nên độ axit của nước cũng cao. Trong những trường hợp này, pH của nước thường không lớn hơn 4,5 được gọi là độ axit tự do.
Cách xác định:
Chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn NaOH. Lượng dung dịch chuẩn tiêu tốn để đạt được pH = 4,5 tương ứng với độ axit tự do của nước. Lượng dung dịch chuẩn tiêu tốn để đạt được pH = 8,3 tương ứng với độ axit của nước. Nếu mẫu nước có pH lớn hơn 8,3 thì độ axit của nó bằng không.
Để nhận ra điểm tương đương của phép chuẩn độ có thể dùng các chất chỉ thị axit- bazo hoặc khi mẫu nước có màu và bị đục thì chuẩn độ điện thế dùng điện cực thủy tinh.
1.3.2.3. Độ kiềm
Độ kiềm của nước là hàm lượng của các chất trong nước phản ứng với axit mạnh HCl.
Đối với nước thiên nhiên, độ kiềm phụ thuộc vào hàm lượng các muối hidrocacbonat của kim loại kiềm và kiềm thổ. Trong trường hợp này pH của nước thường không vượt quá giá trị 8,3 và độ kiềm chung thực tế trùng với độ cứng cacbonat và tương ứng với hàm lượng của ion hidrocacbonat ( HCO32-).
Nếu trong nước chứa lượng không quá nhỏ các muối cacbonat tan được, cũng như hidroxit tan được thì pH của nước lớn hơn 8,3. Trong trường hợp này, độ kiềm ứng với độ axit cần phải dùng để làm giảm pH của nước xuống còn 8,3 được gọi là độ kiềm tự do của nước.
Cách xác định:
Chuẩn độ bằng dung dịch chuẩn axit HCl. Lượng axit HCl tiêu tốn để đạt tới pH
= 8,3 tương đương với độ kiềm tự do. Lượng dung dịch tiêu tốn dùng để đạt tới pH
= 4,5 tương đương với độ kiềm chung. Nếu pH của nước nhỏ hơn 4,5 thì độ kiềm
dùng các chất chỉ thị axit – bazo hoặc chuẩn độ điện thế dùng điện cực thủy tinh hoặc chuẩn độ với máy đo pH.
1.3.2.4. Chỉ tiêu COD – Nhu cầu oxi hóa học ( Chemical oxygen demand).
Chỉ số COD là lượng oxi cần thiết cho quá trình oxi hóa học các chất hữu cơ trong nước thành CO2 và H2O bằng tác nhân oxi hóa mạnh KMnO4 hoặc K2Cr2O7.
COD biểu thị lượng chất hữu cơ có thể oxi hóa bằng hóa học. Trong thực tế COD được dùng rộng rãi để đặc trưng cho mức độ các chất hữu cơ trong nước ô nhiễm ( kể cả các chất hữu cơ dễ phân hủy và khó phân hủy sinh học).
Cách xác định:
- Phương pháp KMnO4: áp dụng đối với những mẫu nước sạch, mức độ ô nhiễm thấp( nước sinh hoạt, nước uống, nước khoáng thiên nhiên, nước ngầm,...).
Đun mẫu nước với một lượng kali pemanganat và axit sunfuric đã biết trong khoảng 10 phút. Xác định lượng pemanganat đã dùng bằng việc thêm dung dịch oxalat dư sau đó chuẩn độ lượng dư với pemanganat.
- Phương pháp K2Cr2O7: áp dụng đối với những mẫu nước thải công nghiệp, nước thải sinh hoạt có thành phần và hàm lượng chất hữu cơ cao, khó phân hủy sinh học.
Dùng K2Cr2O7 là chất oxy hóa mạnh để oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước, sau đó chuẩn độ lượng dư K2Cr2O7 bằng dung dịch muối Fe2+.
- Xác định bằng máy đo quang: sử dụng tác nhân oxy hóa mạnh là K2Cr2O7 và kalihidrophtalat làm chất chuẩn.
1.3.2.5. Chỉ tiêu clorua ( Cl- )
Clrua có khá nhiều trong nước tự nhiên, trong các nguồn nước thải hàm lượng clorua phụ thuộc vào quá trình sản xuất công nghiệp, là một trong những chỉ tiêu để đánh giá độ nhiễm bẩn của nước.
Cách xác định:
Cách sử dụng phương pháp chuẩn độ kết tủa, dựa trên việc kết tủa của ion Cl- trong môi trường trung tính hoặc axit yếu bằng dung dịch chuẩn bạc nitrat với chỉ thị kali cromat. Các phản ứng như sau:
Ag+ + Cl- → AgCl↓ (kết tủa trắng )
2Ag+ + CrO42- → Ag2CrO4↓ (kết tủa đỏ gạch )
1.3.2.6. Chỉ tiêu độ cứng
Độ cứng của nước do các kim loại kiềm thổ hóa trị II, chủ yếu là Canxi và Magie gây nên, được biểu diễn ra đơn vị mg CaCO3/l.
Cách xác định:
Độ cứng được xác định bằng phương pháp chuẩn độ Complexon với dung dịch chuẩn Trilon B (EDTA) và chỉ thị ETOO, dựa trên phản ứng tạo phức bền vững của dung dịch chuẩn Trilon B với các ion kim loại Ca2+, Mg2+, ( viết tắt là Me2+ ) cóa trong mẫu nước ở môi trường pH = 9 ÷ 10.
H2Y2- + Me2+ → MeY2- + 2H+
Số đương lượng ion Ca2+ và Mg2+ được quy về số gam CaCO3 theo TCVN.
1.3.2.7. Hàm lượng chất rắn lơ lửng (SS)
Chất rắn lơ lửng là chất rắn ở dạng lơ lửng trong nước, được xác định bởi phần còn lại trên giấy lọc khi lọc một ít nước mẫu rồi sấy khô ở 1030C đến 1050C tới khối lượng không đổi.
Chất rắn lơ lửng bao gồm các chất vô cơ, hữu cơ không tan trong nước.
Cách xác định:
Tiến hành lọc chính xác một thể tích mẫu nước, rồi đem sấy khô giấy lọc có cặn đến khối lượng không đổi. Cân giấy lọc có cặn, sẽ cho biết hàm lượng chất lơ lửng có trong mẫu nước.
1.3.2.8. Hàm lượng photpho ( PO43- )
PO43- tồn tại trong hợp chất dưới dạng axit octhophotphoric hay các photphat.
Anion PO43- là nguồn dinh dưỡng cho thực vật, rong, tảo và sinh vật. Nó có nhiều trong phân người, phân súc vật và cả nước thải của các nhà máy chế biến thực phẩm cũng như các nhà máy sản xuất phân lân. Nói chung ion photphat không độc hại với người và gia súc, nhưng có nhiều trong nước là điều không tốt vì dẫn đến sự phú dưỡng hóa nguồn nước.
Cách xác định:
Các phương pháp đo quang để phân tích hàm lượng ion PO43- đều dựa trên phản
đa phosphomolypdic. Axit dị đa này bị khử thành hợp chất “Xanh Molypden” bởi các tác nhân khử khác nhau như axit ascobic; thiếc diclorua; đồng; hydranxin sunphat… cho các phương pháp khác nhau. Trong bài khóa luận này, chúng tôi dùng tác nhân khử là axit ascobic, các phản ứng có thể xảy ra như sau:
PO43- + 12MoO42- + 3NH4+ + 18H+ → (NH4+)3H4[P(Mo2O7)6] + 10H2O (NH4+)3H4[P(Mo2O7)6] + C6H8O6 → Xanh Molypden + C6H8O6
Màu vàng Màu xanh
1.3.2.9. Hàm lượng nitrat ( NO3-)
Sự có mặt của nitrat với hàm lượng lớn gây hại tác động xấu đến sức khỏe:
Theo đánh giá của tổ chức y tế thế giới WHO thì hàm lượng NO3- trong nước ngầm sử dụng cho cấp nước sinh hoạt ở hầu hết các nước phát triển đang tăng lên.
NO3- khi vào cơ thể người tham gia phản ứng khử ở dạ dày và đường ruột do tác dụng của men tiêu hóa sinh ra NO2-. Nitrit sinh ra phản ứng với Hemoglobin tạo thành methaemoglobinemia làm mất khả năng vận chuyển oxi của Hemoglobin dẫn đến hiện tượng thiếu oxi.
Sự tạo thành methamoglobinemia đặc biệt thấy rừ ở trẻ em. Trẻ em mắc chứng bệnh này thường xanh xao (bệnh Blue bady) và dễ đe dọa đến cuộc sống, đặc biệt là trẻ dưới 6 tháng tuổi.
Cách xác định:
Để xác định hàm lượng nitrat trong nước, trong đề tài này chúng tôi sử dụng phương pháp đo quang với thuốc thử natrixalixilat tạo phức màu vàng.
1.3.2.10. Hàm lượng amoni (NH4+ )
Amoni có trong nước là do quá trình phân hủy các chất hữu cơ có protit ở điều kiện yếm khí hoặc nước bị nhiễm bẩn do phân rác.
Cách xác định:
Sử dụng phương pháp đo quang với thuốc thử 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 hấp thụ (hay mật độ quang) của dung dịch để từ đó xác định hàm lượng amoni có trong mẫu nước.
Có thể xác định amoni trực tiếp trong mẫu nước hoặc xác định sau khi đã cất mẫu nước. Khi mẫu nước bị bẩn, có màu vàng... thường được cất trước khi đem xác định.
1.4 Giới thiệu về quận Liên Chiểu – Thành phố Đà Nẵng