2.3.1. Quan trắc hiện trƣờng
Các chỉ tiêu hoá lý (DO, pH, Độ dẫn) được xác định ngay tại hiện trường bằng thiết bị đo nhanh (DO:21P-TOA(Nhật), pH: D52- HORIBA(Nhật), Độ dẫn: Sension5-HACH(Mỹ). Các thông số còn lại được xác định bằng cách lấy mẫu về và phân tích tại phòng thí nghiệm.
Bảng 2.2 : Dụng cụ đựng mẫu, điều kiện và thời gian bảo quản mẫu
STT Thông số phân
tích Chai đựng Điều kiện bảo quản
Thời gian bảo quản 1 COD PE 4 0 C, thêm 1ml H2SO4đ / 1lít mẫu 24h 2 Amoni PE 40C 24h 3 Nitrat PE 40C, lọc ngay 24h
4 Nitrit Thủy tinh 40C, lọc ngay 24h 5 Photphat PE 40C, lọc ngay 24h
6 BOD PE 40C 24h
7 pH Không bảo quản Ngay sau khi
lấy mẫu
8 DO Không bảo quản Ngay sau khi
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
9 Độ dẫn Không bảo quản Ngay sau khi
lấy mẫu
Khi tiến hành quan trắc tại hiện trường chúng tôi đã lập hồ sơ mẫu như: Địa điểm lấy mẫu, kí hiệu mẫu, thời gian lấy mẫu, các thông số đo nhanh, phương thức lấy mẫu và bảo quản mẫu, các ghi chú, nhận xét (về nguồn lấy mẫu, điều kiện thời tiết, trạng thái màu nước).
2.3.2. Phân tích tại phòng thí nghiệm
2.3.2.1. Nghiên cứu phương pháp xác định amoni NH4 +
2.3.2.1.1.Khảo sát các điều kiện tối ưu
a, Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ thuốc thử hỗn hợp và thuốc thử phenat. - Chuẩn bị một dung dịch làm việc. Hút 1ml dung dịch NH4Cl làm việc (10mg NH4- N/ l) cho vào bình định mức 20ml. Định mức dung dịch bằng nước cất. Lấy thể tích thuốc thử hỗn hợp trong khoảng từ 0,5 3 ml và cố định lượng thuốc thử phenat theo thực nghiệm là 1ml sau đó lắc đều. Chờ lên màu rồi đo bằng máy UV – VIS CinTra tại bước sóng =640 nm từ đó ta tìm được lượng thuốc thử tối ưu ứng với giá trị Amax.
Tương tự như trên, lấy thể tích thuốc thử hỗn hợp cố định là 1,5ml và lượng thuốc thử phenat thay đổi ít từ 0,5 3 ml lắc đều. Chờ cho dung dich lên màu rồi đo bằng máy UV – VIS CinTra tại bước sóng =640 nm từ đó ta tìm được lượng thuốc thử tối ưu ứng với giá trị Amax.
Từ giá trị Amax ta nhân thấy tỉ lệ thuốc thử hỗn hợp và thuôc thử phenat là 11,5
b, Nghiên cứu độ bền của phức màu NH4+ bằng thuốc phenat theo thời gian Chuẩn bị một dung dịch màu bằng cách: Hút 1 ml dung dịch NH4Cl làm việc (10 mg NH4+
-N/l) cho vào bình định mức 20 ml. cộng thêm 1,5 ml thuốc thử hỗn hợp và 1ml thuốc thử phenat rồi lăc đều cho hỗn hợp hòa lẫn
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
với nhau. Định mức đến vạch. Đo mật độ quang trên máy UV- VIS CinTra 40 tại bước sóng lý thuyết 640 nm trong khoảng thời gian từ 5 120 phút. Từ đó tìm được khoảng thời gian tối ưu ứng với giá trị mật độ quang ổn định và lớn nhất.
c, Đo phổ hấp thụ electron của dung dịch màu
Chuẩn bị một dung dịch màu (có nồng độ 0,5 mg NH4 +
-N/l) ở các điều kiện tối ưu đã chọn, quét phổ của dung dịch màu trong dải bước sóng từ 400 800 nm, từ đó ta chọn được giá trị max ứng với trị số Amax.
Tương tự như trên, ta chuẩn bị một loạt dung dịch màu ở các nồng độ từ 0,5 1,0 mg NH4 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
+
-N/l, quét phổ của loại dung dịch màu trên máy trong khoảng bước sóng từ 400 800 nm, so sánh các giá trị max của các phổ ở các nồng độ khác nhau. Nếu chúng có cực đại hấp thụ ở cùng một bước sóng, chứng tỏ hợp chất màu bền, ổn định và có thành phần các cấu tử trong phản ứng đúng bằng quan hệ tỉ lượng. Đó là bước sóng thực nghiệm tối ưu, được sử dụng cho các phép đo [20].
2.3.2.1.2. Xây dựng đường chuẩn xác định amoni NH4 +
Chuẩn bị một dãy dung dịch màu chuẩn trong các bình định mức 20 ml có nồng độ lần lượt là 0,05; 0,10; 0,40; 0,80; 1,00 mg NH4+
-N/l ở các điều kiện tối ưu đã chọn. Đo quang của loạt dung dịch màu trên máy UV – VIS CinTra 40 tại giá trị max, đường chuẩn sẽ được thiết lập. Dung dịch nền được chuẩn bị tương tự, nhưng không chứa amoni.
2.3.2.1.3. Đánh giá độ tin cậy của đường chuẩn xác định amoni NH4 +
Chuẩn bị một số dung dịch amoni đã biết chính xác nồng độ (nằm trong khoảng tuyến tính của đường chuẩn). Tiến hành tạo phản ứng màu như khi xây dựng đường chuẩn và xác định lại nồng độ theo đường chuẩn. Lặp lại phép đo nhiều lần và xử lý kết quả đo bằng thống kê toán học [27].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
2.3.2.2. Nghiên cứu phương pháp xác định nitrit NO2 -
2.3.2.2.1.Khảo sát các điều kiện tối ưu
a, Ảnh hưởng của tỉ lệ thể tích thuốc thử /NO2-
Chuẩn bị 9 bình định mức 50 ml. Hút lần lượt các thể tích 5 ml dung dịch NaNO2 làm việc (1mg NO2 – N/1) cho vào mỗi bình rồi định mức bằng nước cất 1 lần.Thêm lần lượt thuốc thử từ 0 4ml. Đợi màu phát triển ổn định, đo mật độ quang của loạt dung dịch màu. Ta sẽ tìm được khoảng giá trị thể tích thuốc thử tối ưu, ứng với giá trị mật độ quang ổn định và lớn nhất.
b, Ảnh hưởng của thời gian đến độ bền của phức màu azo.
Chuẩn bị một dung dịch màu: Hút 5 ml dung dịch NaNO2 làm việc (1mg NO2- - N/l) cho vào bình định mức 50 ml, định mức bằng nước cất 1 lần cho đền vạch. Thêm vào bình 2 ml dungdich thuốc thử Azo - Dye. Tiến hành đo mật độ quang của dung dịch màu tại các thời điểm trong khoảng 0 30 phút. Từ đó tìm được khoảng thời gian tối ưu ứng với giá trị mật độ quang ổn định nhất.
c, Đo phổ hấp thụ electron của phức màu azo.
Chuẩn bị một dung dịch màu: Hút 5 ml dung dịch NaNO2 làm việc (10mg NO2- N/l) cho vào bình định mức 50 ml, định mức bằng nước cất đến vạch. Thêm vào bình 2 ml dung dịch thuốc thử Azo – Dye. Sau 15phút, đo mật độ quang của phức màu trong dải bước sóng = 300 800 nm trên máy UV – VIS CinTra 40. Dung dịch nền được chuẩn như trên, nhưng không có NO2
-: Từ phổ đồ thu được ta tìm được giá trị max ứng với Amax. Có thể khảo sát phổ của loạt dung dịch màu ở các nồng độ nitrit khác nhau, để hỗ trợ xác định tìm bước sóng tối ưu.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chuẩn bị 6 bình định mức 50 ml. Hút lần lượt các thể tích ; 0,1; 0,25; 0,5; 1,0; 2,5; 5,0 ml dung dịch NaNO2 làm việc (10 mg NO2
-
N/l) cho vào các bình, định mức đến vạch. Thêm vào mỗi bình 2 ml thuốc thử Azo - Dye. Sau 15phút, đo mật độ quang của dãy dung dịch phức màu tại bước sóng max = 540nm trên máy UV – VIS CinTra 40. Dung dịch nền được chuẩn bị tương tự nhưng không có nồng độ NO2
-. Đường chuẩn sẽ tự thiết lập sau khi đo quang kết thúc.
2.3.2.2.3. Đánh giá độ tin cậy của đường chuẩn xác định nitrit NO2 -
Chuẩn bị một số dung dịch đã biết chính xác nồng độ NO2—N, tiến hành tạo phản ứng màu như khi xây dựng đường chuẩn và xác định lại nồng độ theo đường chuẩn, lặp lại phép đo nhiều lần và xử lý kết quả đo được bằng thống kê toán học [27].
2.3.2.3. Nghiên cứu phương pháp xác định photphat PO4 3-
2.3.2.3.1.Khảo sát các điều kiện tối ưu
a, Ảnh hưởng của pH đến sự hình thành hợp chất màu xanh molipden. Chuẩn bị 15 bình định mức 100 ml, lấy vào mỗi bình 2 ml dung dịch photphat chuẩn KH2PO4 (10 mg P/l). Định mức bằng nước cất 1 lần đến vạch. Sau đó thêm 1 giọt chỉ thị phenolphtalein, nếu xuất hiện màu hồng, thêm từ từ từng giọt dung dịch H2SO4 5N đến khi vừa mất màu. Điều chỉnh pH của các dung dịch trong bình thay đổi trong khoảng 0,00 1,80 bằng dung dịch H2SO4. Thêm lần lượt vào mỗi bình 5 ml thuốc thử amstrong và 1ml axit ascobic lắc kỹ. Đợi màu phát triển ổn định, đo mật độ quang của loạt dung dịch màu trên máy UV - VIS CinTra 40 ở bước sóng lý thuyết 880 nm [38]. Từ kết quả thu được, tìm được giá trị mật độ quang A ổn định ứng với khoảng pH tối ưu.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Phản ứng tạo màu xanh molipden thường bị ảnh hưởng bởi nhiều chất cản trở như: SiO32- , AsO4 3- , NO2 - , F-, Cl-, S2-... Trong thực tế, nồng độ của các ion AsO43-, NO2-, F-, Cl-, S2-... trong nước mặt thường nhỏ, chưa đủ lớn để gây ảnh hưởng đến kết quả phân tích (giới hạn gây ảnh hưởng khi hàm lượng F-
, Cl- ≥ 70 mg/l; NO22- ≥ 1 mg/l) [9], [16], [39]. Nhưng hàm lượng ion SiO32- trong nước mặt thường tương đối cao, sẽ gây ảnh hưởng cản trở đáng kể đến phản ứng tạo màu, do đó cần được khảo sát kỹ. Ta khảo sát hai trường hợp:
- Trường hợp 1: Mẫu phân tích có chất cản trở silicat, và sử dụng thuốc thử amstrong không có kaliantimonyl tactrat K(SbO)C4H4O6.1/2H2O:
Thuốc thử amstrong gồm: 122 ml H2SO45N + 800 ml nước cất,sau đó thêm10,5 amoni Molipdat.
Axit ascobic: Hóa tan 3g axit ascobic trong 100m nước cất.
Chuẩn bị 7 bình định mức 100 ml, hút vào mỗi bình 2 ml dung dịch photphat chuẩn KH2PO4 (10 mg P/l). Thêm vào mỗi bình các thể tích dung dịch Na2SiO3 khác nhau, sao cho nồng độ của Si trong các dung dịch đó là: 0; 2; 5; 10; 20; 40; 60 mg Si/l. Thêm 1 giọt chỉ thị phenolphtalein, nếu xuất hiện màu hồng, ta thêm dần từng giọt dung dịch H2SO4 5N đến khi vừa mất màu ,định mức đến vạch bằng nước cất 1 lần. Đổ ra cốc 100ml, sau đó thêm lần lượt vào mỗi bình 5ml thuốc thử amstrong và 1ml axit ascobic , lắc kỹ, Đo quang dung dịch màu trên máy UV-VIS CinTra 40 ở bước sóng lí thuyết 880 nm [38] trong khoảng thời gian từ 0 40 phút sau khi tạo phản ứng màu.
Trường hợp 2: Mẫu phân tích có chất cản trở Si, sử dụng thuốc thử amstrong có chứa kaliantimonyl tactrat K(SbO)C4H4O6.1/2H2O.
c, Ảnh hưởng của tỉ lệ thể tích thuốc thử amstrong/nồng độ octophotphat. Chuẩn bị 8 bình định mức 100 ml, hút vào mỗi bình 2ml dung dịch photphat chuẩn KH2PO4 (10mg P/l). Thêm 1 giọt chỉ thị phenolphtalein, nếu xuất hiện màu hồng, thêm dần từng giọt dung dịch H2SO4 5N đến khi vừa mất
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
màu.Định mức bằng nước cất 1 lần đến vạch, Sau đó thêm lần lượt vào mỗi bình các thể tích thuốc thử amstrong lần lượt la 0; 1; 3; 5; 7; 8; 9; 10 ml và 1ml axit ascobic lắc kỹ. Đo quang dung dịch màu trên máy UV-VIS CinTra 40 ở bước sóng lý thuyết 880 nm [37], trong khoảng thời gian từ 040 phút kể từ khi tạo màu. Từ kết quả thu được, ta tìm được tỉ lệ thể tích amstrong tối ưu, ứng với dung dịch có cường độ màu lớn và ổn định nhất.
d, Sự phụ thuộc độ bền của hợp chất màu xanh molipden vào thời gian
Chuẩn bị một dung dịch màu: hút 2 ml dung dịch photphat chuẩn KH2PO4 (10 mg P/l), cho vào bình định mức dung tích 100 ml. Thêm 1 giọt chỉ thị phenolphtalein , nếu xuất hiện màu hồng, ta thêm dần từng giọt dung dịch H2SO4 5N đến khi vừa mất màu, định mức đến vạch bằng nước cất 1 lần. Sau đó thêm tiếp 5 ml dung dịch thuốc thử amstrong và 1ml axit ascobic, lắc kỹ. .Đo quang dung dịch màu trên máy UV-VIS CinTra 40 ở bước sóng lý thuyết 880nm [38] trong khoảng thời gian từ 040 phút kể từ khi tạo màu. Từ kết quả thu được, ta tìm được khoảng thời gian tối ưu ứng với dung dịch có cường độ màu lớn và ổn định nhất.
2.3.2.3.2. Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng PO4 3-
Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn có nồng độ lần lượt lá 0,2; 0,4; 0,6; 0,8;1,0 mgPO4
3-
- P/l. Tạo phản ứng màu tương tự như trên. đợi màu phát triển ổn định, đo quang của loạt dung dịch màu trên máy UV –VIS CinTra 40 ở giá trị max đã chọn và đường chuẩn sẽ tự thiết lập. dung dịch nền được chuẩn bị tương tự, nhưng không chứa PO43-
.
2.3.2.3.3. Đánh giá độ tin cậy của đường chuẩn xác định PO4 3-
Chuẩn bị một số dung dịch photphat đã biết chính xác nồng độ (nằm trong khoảng tuyến tính của đường chuẩn), tiến hành tạo phản ứng màu như khi xây dựng đường chuẩn và xác định lại nồng độ theo đường chuẩn. Lặp lại
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
nhiều lần và xử lý các kết quả đo bằng thống kê toán học [28]. Kết quả thu được nếu nằm trong phạm vi sai số cho phép thì đường chuẩn có độ tin cậy và được sử dụng cho các mẫu phân tích tiếp theo.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Chƣơng 3
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng NH4 + , NO2 - , NO3 - , PO4 3- trong mẫu nƣớc
3.1.1. Xây dựng đƣờng chuẩn của NH4+
3.1.1.1. Xây dựng đường chuẩn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các đường chuẩn đều được thiết lập ở các điều kiện tối ưu : pH trung tính, thời gian = 90 phút, max = 640nm, tỷ lệ thuốc thử 1,5ml thuốc thử hỗn hợp và 1 ml Phenat.
Bảng 3.1. Dãy dung dịch chuẩn để xây dựng đƣờng chuẩn xác định NH4+
bằng hỗn hợp thuốc thuốc thử oxi hóa và phenat
stt Thể tích NH4+ (ml) Nồng độ mg NH4+-N/l (mg/l) Thể tích định mức (ml) Abs 1 0 0 20 0,000 2 0,1 0,05 20 0,039 3 0,2 0,10 20 0,082 4 0,8 0,40 20 0,278 5 1,6 0,80 20 0,557 6 2,0 1,00 20 0,685
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn
Hình 3.1. Đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng NH4 +
-N/l
3.1.1.2. Kiểm tra độ chính xác của đường chuẩn
Để kiểm tra độ chính xác của đường chuẩn, chúng tôi pha các mẫu giả chứa ion cần phân tích, đo mật độ quang của dung dịch mẫu và tính hàm lượng ion cần phân tích dựa vào đường chuẩn. Sau đó xử lý thống kê tính sai số tương đối của phép phân tích.
Pha các dung dịch có cùng nồng độ NH4 +
-N/l là 0,4 mg/l, sau đó tiến hành lên màu và xác định hàm lượng trên đường chuẩn vừa xây dựng được. Kết quả thu được và xử lý thống kê được cho trong bảng sau:
Bảng 3.2. Xử lý thống kê kết quả phân tích mẫu giả của amoni (NH4+
-N/l) STT Ci (mg/l) (CiC) 2 ) (CiC 1 0,4080 0,00597 3,56409*10-5 2 0,4050 0,00297 8,82090*10-6 3 0,3998 -0,00223 4,97290*10-6 4 0,4060 0,00397 1,57609*10-5 5 0,4010 -0,00103 1,06090*10-6 6 0,3950 -0,00703 4,94209*10-5 7 0,3900 0,00797 6,35209*10-5 8 0,4100 0,00797 6,35209*10-5 9 0,4000 -0,00203 4,12090*10-6 10 0,4055 0,00347 1,20409*10-5
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn n=10 1 0, 40203 n i i C C n 2 5 1 ( ) 2,976453*10 n i Ci C - Nồng độ trung bình: C0, 40203mg l/ - Phương sai: 2 5 2 1 6 ( ) 2,976453 10 3,30717 10 1 9 n i Ci C S n - Độ lệch chuẩn: 2 3 1,81856 10 S S
- Độ lệch của giá trị trung bình:
2 6 2 3,30717 10 7 3,30717 10 10 C S S n 2 4 5, 75 10 C C S S
- Độ chính xác của phép đo được đánh giá bằng: