Mục tiêu và tính cấp thiết của đề tài

1.6.1. Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu của đề tài là quan trắc chất lượng nước tại các hồ chứa nước Hoa Sơn, Đá Bàn và Cam Ranh thuộc địa phận tỉnh Khánh Hòa trong thời gian từ tháng 3 đến tháng 5 năm 2013.

1.6.2. Tính cấp thiết của đề tài

Hồ chứa nước Hoa Sơn, Đá Bàn và Cam Ranh chiếm một vị thế quan trọng trong sự phát triển nông nghiệp của tỉnh Khánh Hòa bên cạnh đó các hồ này còn là nguồn cung cấp nước sinh hoạt cho hàng ngàn hộ dân trên địa bàn tỉnh. Hồ Hoa Sơn là nơi cung cấp nước tưới cho 1360 ha đất canh tác cho khu vực huyện Vạn Ninh, cấp nước sinh hoạt cho gần 35000 người người dân Vạn Ninh và cấp nước cho 1000 ha nuôi tôm. Hồ Đá Bàn là hồ lớn nhất tỉnh Khánh Hòa và là nơi cung cấp nước tưới cho toàn bộ vùng đồng bằng Ninh Hòa, ngoài ra hồ còn cung cấp nước cho nhà máy cấp nước thị trấn Ninh Hòa (được xây dựng năm 2000, công suất nhà máy 2500 m3/ngày.đêm). Mỗi tháng nhà máy cung cấp đến người dân Ninh Hòa khoảng 55000 m3 nước sạch. Hồ Cam Ranh đảm nhiệm chức năng cung cấp nước tưới tiêu cho 2300 ha diện tích nông nghiệp, cấp nước sinh hoạt cho 70000 dân khu vực Cam

Ranh. Sự ô nhiễm các hồ chứa nước này sẽ gây ra những ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển nông nghiệp của tỉnh Khánh Hòa cũng như đời sống sinh hoạt của hàng ngàn người dân trong tỉnh. Chính vì lẽ đó mà việc giám sát thường xuyên chất lượng các hồ chứa là việc làm hết sức quan trọng nhằm đưa ra những cảnh báo sớm và có những biện pháp ngăn ngừa kịp thời những ô nhiễm có thể xảy ra.

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

 Đối tượng nghiên cứu

- Hồ Hoa Sơn thuộc thôn Vạn Long, xã Vạn Phước, huyện Vạn Ninh, tỉnh Khánh Hòa.

- Hồ Đá Bàn thuộc xã Ninh Sơn, Ninh Hòa, Khánh Hòa.

- Hồ Cam Ranh thuộc Cam Phước Đông, Cam Ranh, Khánh Hòa.

 Phạm vi nghiên cứu

- Thời gian nghiên cứu từ tháng 3 đến tháng 5 năm 2013.

Bảng 2. 1. Bảng thời gian đi lấy mẫu tại 3 hồ Hoa Sơn, Đá Bàn, Cam Ranh

Tháng Ngày lấy mẫu

Hồ Hoa Sơn Hồ Đá Bàn Hồ Cam Ranh

Tháng 3 03/03/2013 03/03/2013 05/03/2013

Tháng 4 01/04/2013 01/04/2013 04/04/2013

Tháng 5 02/05/2013 02/05/2013 08/05/2013

- Địa điểm nghiên cứu: Hồ Hoa Sơn, Đá Bàn và Cam Ranh.

- Tần suất quan trắc: 1 lần/ 1 tháng

- Lựa chọn thông số nghiên cứu

Bảng 2. 2. Các thông số quan trắc chất lượng nước 3 hồ Hoa Sơn, Đá Bàn, Cam Ranh

Stt Thông số Đơn vị Phương pháp phân tích

1 pH Đo hiện trường

2 DO mg/l Đo hiện trường

3 TSS mg/l PTN (Theo SMEWW 2540.D:2005)

4 COD mg/l PTN (Theo SMEWW 5220.C:2005)

5 BOD5 mg/l PTN (Theo SMEWW 5210.B:2005)

6 Amoni (NH3-N) mg/l PTN (Theo TCVN 5988 - 1995) 7 Clorua (Cl-) mg/l PTN (Theo SMEWW 4500.Cl-.B:2005) 8 Nitrit (NO2

-

) mg/l PTN (Theo SMEWW 4500.NO2

-

.B:2005)

9 Nitrat (NO3-) mg/l PTN (Theo SMEWW 4500.NO3

-

.E:2005) 10 Phosphat (PO4

3-)

mg/l PTN (Theo SMEWW 4500P.E:2005)

11 Asen (As) mg/l PTN (Theo SMEWW 4114.B:2005)

12 Đồng (Cu) mg/l PTN (Theo SMEWW

3111.B&3113.B:2005)

13 Kẽm (Zn) mg/l PTN (Theo SMEWW

3111.B&3113.B:2005)

14 Sắt (Fe) mg/l PTN (Theo SMEWW

3111.B&3113.B:2005)

15 Dầu mỡ mg/l Đo bằng máy Horiba-OCMA 350

2.2. Phương pháp phân tích

2.2.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu

2.2.1.1. Chuẩn bị lấy mẫu

Trước khi đi lấy mẫu phải chuẩn bị một số dụng cụ và thiết bị cần thiết như sau:  Dụng cụ và hóa chất

 Bình nhựa (thể tích: 1 lít và 500 ml)  Lọ thủy tinh

 Ống nghiệm

 Hóa chất: dung dịch HNO3 đậm đặc 1: 1  1 gầu múc nước có dây kéo dài

 Thiết bị để đo các thông số ở hiện trường

 Máy đo pH – pH 3210 SET 2 loại 2AA122 (Đức)  Máy đo DO – Oxi 3210 SET 3 loại 2BA203 (Đức)  Máy đo độ mặn – Cond 3210 SET 1 loại 2CA201 (Đức)

Hình 2. 2. Các thiết bị đo thông số hiện trường

 Các vật dụng cần thiết khác  Thùng đá để bảo quản mẫu

 Giấy dán kí hiệu

 Áo phao, mũ nón, gang tay

 Túi nilon để chứa các ống nghiệm sau khi lấy mẫu  Bản đồ địa phương và địa điểm lấy mẫu

 Sổ ghi nhật kí hiện trường và một số giấy tờ, giấy quyết định

2.2.1.2. Lấy mẫu

Đối với việc lấy mẫu nước hồ ta thực hiện theo hướng dẫn của các tiêu chuẩn quốc gia:

 TCVN 5992:1995 (ISO 5667 – 2: 1991) – Chất lượng nước – Lấy mẫu. Hướng dẫn kĩ thuật lấy mẫu.

 TCVN 5993:1995 (ISO 5667 – 3: 1985) – Chất lượng nước – Lấy mẫu. Hướng dẫn hướng dẫn và bảo quản mẫu.

 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 5994 – 1995 (ISO 5667-4: 1987): Chất lượng nước lấy mẫu; hướng dẫn lấy mẫu ở hồ ao tự nhiên và nhân tạo.

Cách lấy mẫu:

 Nhúng gàu trực tiếp xuống nước cách mặt nước khoảng 0,5 m.

 Tráng rửa gàu và các dụng cụ chứa mẫu (lưu ý đối với lọ thủy tinh để chứa mẫu phân tích dầu mỡ thì không cần phải tráng)

 Lấy mẫu nước vào các bình:

 1 bình nhựa 500 ml để phân tích kim loại  1 lọ thủy tinh để phân tích dầu mỡ

 1 ống nghiệm để phân tích vi sinh vật (chỉ lấy mẫu khoảng 80% ống nghiệm  để tránh các vi sinh vật bị chết)

 2 bình 1 lít để phân tích các chỉ tiêu khác

 Lấy thêm 1 gầu nước để đo các thông số ở hiện trường

2.2.1.3. Đo các thông số ở hiện trường

Các máy đo DO, độ mặn, pH hoạt động theo các bước sau:  Mở dụng cụ, mở nắp đầu dò

 Gắn thanh đầu dò vào thiết bị  Rửa đầu dò bằng nước cất, lau khô  Nhúng đầu dò vào trong nước

 Bật nguồn, nhấn “Ra” để đổi đơn vị, nhấn “Enter”  Để cố định trong khoảng 2 – 3 phút

 Đọc kết quả

 Sau đó tắt thiết bị, rửa sạch và lau khô đầu dò đặt về vị trí cũ

Lưu ý: Trong 3 thiết bị đo DO, độ mặn, pH thì cả 3 thiết bị đều cùng lúc đo nhiệt độ.

2.2.1.4. Bảo quản mẫu

Mẫu sau khi lấy được bảo quản và lưu giữ theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6663 – 3: 2008 (ISO 5667 – 3: 2003)

Đối với mẫu để phân tích kim loại, để cố định mẫu cần nhỏ khoảng 1 ml dung dịch HNO3 1: 1 vào bình nhựa.

Các ống nghiệm phân tích vi sinh vật cần bỏ riêng vào trong túi nilon

Sau đó đưa tất cả các bình chứa mẫu và ống nghiệm vào trong thùng đá để vận chuyển về phòng thí nghiệm.

Khi về phòng thí nghiệm, mẫu chưa phân tích ngay được bảo quản ở nhiệt độ dưới 4oC.

2.2.2. Phân tích thông số trong phòng thí nghiệm

2.2.2.1. Phương pháp phân tích tổng chất rắn lơ lửng

Phân tích chất rắn lơ lửng được tiến hành theo SMEWW 2540.D: 2005.

a. Nguyên tắc

Trộn đều mẫu, lọc qua giấy lọc sợi thủy tinh và phần cặn giữ lại trên giấy lọc được sấy đến khối lượng không đổi trong tủ sấy ở nhiệt độ từ 103-105oC.

b. Bảo quản mẫu

Mẫu phải được phân tích càng sớm càng tốt ngay sau khi lấy mẫu. Mẫu có thể bảo quản ở 4oC trong 24h.

c. Thiết bị dụng cụ

 Tủ sấy, có khả năng duy trì nhiệt độ 103-105oC.

 Cân phân tích, có thể cân với độ chính xác đến 0.1 mg.  Bộ lọc hút chân không.

 Bình hút ẩm.  Đĩa nhôm.

 Ống đong các loại.  Bình định mức các loại.

 Giấy lọc sợi thủy tinh borosilicat. Giấy lọc cần có đường kính thích hợp để lắp vừa vào thiết bị.

d. Cách tiến hành

Bước 1: Chuẩn bị giấy lọc

 Cho giấy lọc vào dụng cụ lọc, rửa giấy với 20 ml nước.  Lấy giấy lọc ra, đặt lên đĩa nhôm, sấy ở 103-105oC trong 1h.  Lấy ra, để nguội trong bình hút ẩm 30 phút rồi cân.

 Lặp lại thao tác sấy, để nguội, đem cân cho đến khi đạt đến khối lượng không đổi. Chênh lệch khối lượng cân giữa lần 1 và lần 2 nhỏ hơn 4% hoặc 0.5 mg.

Bước 2: Lựa chọn giấy lọc và thể tích mẫu

 Chọn thể tích mẫu sao cho lượng cặn sau khi sấy nằm trong khoảng 2.5 -200 mg.

 Nếu kết quả nhỏ hơn 2.5 mg thì tăng lượng mẫu đến 1 lít.

 Nếu quá trình lọc lâu hơn 10 phút thì sử dụng giấy lọc có đường kính lớn hơn hoặc giảm thể tích mẫu.

Bước 3: Phân tích mẫu

 Để mẫu đạt nhiệt độ phòng.

 Đặt giấy lọc vào phễu lọc và nối thiết bị lọc với máy bơm chân không.

 Làm ướt giấy lọc với một lượng nhỏ nước để giấy bám dính vào bề mặt dụng cụ lọc.

 Lắc đều mẫu, lấy một thể tích mẫu thích hợp cho vào phễu lọc, tráng ống đong 3 lần bằng nước cất để đảm bảo rằng mẫu đã được chuyển hoàn toàn vào phễu lọc.

 Rửa giấy lọc 3 lần liên tiếp, mỗi lần với 10 ml nước cất. Nếu mẫu có hàm lượng chất rắn hòa tan cao, thì rửa thêm nước.

 Lấy giấy lọc ra, đặt vào trong đĩa nhôm, sấy ở 103 – 105oC trong 1h,  Lấy ra, để nguội trong bình hút ẩm 30 phút rồi cân.

 Lặp lại thao tác sấy, để nguội, đem cân cho đến khi đạt đến khối lượng không đổi. Chênh lệch khối lượng cân giữa lần 1 và lần 2 nhỏ hơn 4% hoặc 0.5 mg.

e. Tính kết quả V B A C  (  )*1000 Trong đó : C: hàm lượng TSS (mg/l)

A: khối lượng giấy lọc và cặn (mg) B: khối lượng giấy lọc (mg) V: thể tích mẫu lấy đem lọc (ml)

2.2.2.2. Phương pháp phân tích nhu cầu oxy hóa học

Nhu cầu oxy hóa học được phân tích theo SMEWW 5220.C: 2005.

a. Nguyên tắc

Trong những điều kiện nhất định, các hợp chất hữu cơ sẽ bị phân huỷ bởi một lượng thừa dung dịch Dicromat trong môi trường axit với sự có mặt của Ag2SO4

làm chất xúc tác. Lượng Dicromat dư sẽ được định phân lại bằng dung dịch Fe(NH4)2(SO4)2. Lượng oxy tương đương được tính thông qua lượng Dicromat bị khử bởi những hợp chất hữu cơ, lượng oxy tương đương này chính là COD.

b. Bảo quản mẫu

 Mẫu phải được phân tích càng sớm càng tốt ngay sau khi lấy mẫu.  Mẫu có thể bảo quản bằng cách axit hóa đến pH<2 bằng H2SO4.

c. Thiết bị - dụng cụ

 Tủ sấy.

 Pipet các loại.  Buret 10 ml.

 Chai thủy tinh có nút mài 50 ml, 100ml. d. Hoá chất  Dung dịch K2Cr2O7 0,0167M  Dung dịch K2Cr2O7 0,00417M  Dung dịch K2Cr2O70,0167M + Hg  Dung dịch K2Cr2O70.00417M +Hg  Dung dịch H2SO4  Chỉ thị màu Feroin

 Dung dịch FAS (Ferrous Ammonium Sulfate) 0.1M  Dung dịch FAS 0.025M

 Sulfamic acid: sử dụng khi ảnh hưởng của Nitrit là đáng kể.  Dung dịch KHP (potassium hydrogen phtalate) chuẩn

e. Cách tiến hành

- Phải rửa sạch dụng cụ với acid H2SO4 20% trước khi tiến hành thí nghiệm. - Trước khi lấy mẫu phải lắc đều mẫu để có mẫu đại diện.

Bước 1: chuẩn bị mẫu trắng

 Lấy 5 ml nước cất cho vào chai ninh.

 Thêm 3 ml dung dịch K2Cr2O7 0.0167M và 7 ml H2SO4 đậm đặc (khi thêm H2SO4 đậm đặc cho chảy từ từ dọc thành bình).

 Lắc đều, đậy nắp (cẩn thận vì phản ứng tỏa nhiệt).

Bước 2: chuẩn bị mẫu

 Lấy 5 ml mẫu cho vào chai ninh.  Thực hiện tương tự như bước 1.

Bước 3: phá mẫu

Cho mẫu trắng và mẫu đã chuẩn bị ở bước 1 và 2 vào tủ sấy ở nhiệt độ 1500C trong 2 giờ.

Hình 2. 4. Máy phá mẫu COD

Bước 4: Chuẩn lại nồng độ FAS

 Lấy 5 ml nước cất cho vào chai ninh.

 Thêm 3 ml dung dịch K2Cr2O7 0.0167M và 7 ml H2SO4 đậm đặc, lắc đều, để nguội.

 Thêm 2 giọt chỉ thị Feroin, lắc đều.

 Chuẩn độ bằng dung dịch FAS 0.1M đến khi hỗn hợp chuyển từ màu xanh lục sang màu nâu đỏ.

Bước 5: Chuẩn độ mẫu và mẫu trắng

 Để nguội mẫu sau khi phá mẫu xong ở bước 3 đến nhiệt độ phòng.  Thêm 2 giọt chỉ thị Feroin, lắc đều.

 Chuẩn độ mẫu và mẫu trắng bằng dung dịch FAS 0.1M cho đến khi hỗn hợp chuyển từ màu xanh lục sang màu nâu đỏ.

o Mẫu có hàm lượng COD < 50mg/l:

Tiến hành như trên nhưng sử dụng dung dịch K2Cr2O7 0.00417M và dung dịch FAS 0.025M.

CFAS = FAS O Cr K V V 7 2 2 * 0,1 (hoặc 0,025) COD (mgO2/l) = (A – B) * C * 8000 Vmẫu Trong đó:

A : thể tích FAS dùng chuẩn mẫu trắng (ml) B : thể tích FAS dùng chuẩn mẫu thử (ml) C : nồng độ của dung dịch FAS (M) Vmẫu : thể tích mẫu thử (ml)

2.2.2.3. Phương pháp phân tích nhu cầu oxy sinh học

Nhu cầu oxy sinh học được phân tích theo SMEWW 5210.B: 2005.

a. Nguyên tắc

Pha loãng mẫu đến 300 ml bằng dung dịch giàu chất dinh dưỡng có nồng độ oxy hoà tan cao và chứa các vi sinh vật hiếu khí. Ủ trong tủ kín ở 20oC ± 1oC trong 5 ngày. Xác định nồng độ oxy hoà tan trước và sau khi ủ. Sự chênh lệch lượng oxy trước và sau khi ủ chính là nồng độ BOD5 cần xác định.

b. Bảo quản mẫu

 Phân tích mẫu ngay sau khi lấy.

 Mẫu có thể bảo quản ở 4oC trong vòng 24 h.

c. Thiết bị - Dụng cụ

 Máy đo oxy hòa tan.  Máy đo pH.

 Tủ ấm BOD5 20oC ± 1oC.  Ống đong.  Pipet các loại.  Bình định mức các loại.  Chai BOD (300 ml). d. Hoá chất

 Hỗn hợp dinh dưỡng bao gồm: dung dịch FeCl3, dung dịch CaCl2, dung dịch MgSO4, dung dịch đệm phophat (pH=7.2)

 Dung dịch NaOH 1N  Dung dịch H2SO4 1N  Dung dịch Na2SO3 0.025N  Dung dịch ATU (Allylthioure)

 Dung dịch GGA (Gluco-glutamic acid)  Nước cấy vi sinh vật

 TCMP (2-chloro-6-(trichloromethyl)pyridine)

e. Cách tiến hành: Bước 1: xử lý sơ bộ

 Kiểm tra pH mẫu, nếu pH không nằm trong khoảng 6÷8 thì chỉnh pH về 7÷7.2 bằng dung dịch NaOH 1N hoặc H2SO4 1N.

 Nếu mẫu có clo dư thì loại bỏ bằng dung dịch natri sulfit. Chú ý không dùng dư.

 Nếu mẫu có ức chế sự nitrat hoá thì thêm 1ml dung dịch ATU hoặc 10 mg TCMP cho 1000 ml dung dịch nước pha loãng.

Bước 2: chuẩn bị dung dịch thử

 Để mẫu (hoặc mẫu đã xử lý sơ bộ) ở nhiệt độ khoảng 20±30C.

 Thêm nước pha loãng đến vừa tràn. Trong khi nạp cần chú ý tránh sự thay đổi nồng độ oxy. Đuổi hết bọt khí bám trên thành bình.

Bước 3: Đo mẫu

 Đo nồng độ oxy hòa tan ngày đầu tiên.  Đậy bình, chú ý không để bọt khí lọt vào.  Đặt bình vào tủ ủ ở 20 ±10C.

 Sau thời gian ủ 5 ngày ± 6 h đo lại nồng độ oxy hòa tan.

f. Tính kết quả:

BOD5 mgO2/L = (DOo – DO5)*f Trong đó:

DO0: Hàm lượng oxy hòa tan đo ngày đầu tiên. DO5: Hàm lượng oxy hòa tan đo sau 5 ngày. f: hệ số pha loãng.

2.2.2.4. Phương pháp phân tích Amoni

Amoni được phân tích theo TCVN 5988-1995

2.2.2.5. Phương pháp phân tích Clorua

Clorua được phân tích theo SMEWW 4500 Cl-.B: 2005

2.2.2.6. Phương pháp phân tích Nitrit

Nitit được phân tích theo SMEWW 4500 NO2 -

.B: 2005

a. Nguyên tắc

NO2 -

được xác định bằng phương pháp so màu ở bước sóng 543 nm, thông qua việc tạo thành phức chất màu hồng đỏ ở pH = 2-2.5 do sự kết hợp của Sulfanilamide và N-(1-napthyl)-ethylenediamine dihydrochloride với NO2

-

có trong mẫu.

b. Bảo quản mẫu

 Không sử dụng axít để bảo quản mẫu khi phân tích NO2 -

.  Bảo quản mẫu ở 4oC trong vòng 1-2 ngày.

c. Thiết bị - dụng cụ

 Máy so màu UV-Vis.  Phễu lọc.

 Giấy lọc băng xanh.  Bình định mức các loại.  Pipet các loại.

 Cốc 100ml.

d. Hóa chất

 Dung dịch huyền treo Al(OH)3