Bài giảng phân tích và đánh giá môi trường pps

Phơng pháp vật lýNguyên tắc: Xác định các thông số chất lợng môi trờng khí, nớc, đất mà không làm thay đổi thành phần bản chất của mẫu môi trờng tơng ứng.. Ví dụ: - Xác định chất rắn: lọ

Chơng 1: Chỉ thị môi trờng

1.1 Chỉ thị - (indicator) là gì?

Khi bạn bị ốm và sốt, sự tăng thân nhiệt của bạn chính là một chỉ thị Nồng độ ôxy thấp củamột con sông là chỉ thị cho thấy một lợng lớn chất hữu cơ đã đợc thải vào con sông đó Một chỉ thịmôi trờng cũng tơng tự nh một thớc đo “nhiệt độ” môi trờng Vậy, việc truyền đạt thông tin chính làchức năng chính của các chỉ thị

Theo UNEP: Chỉ thị môi trờng (CTMT) là mức độ đo tập hợp một số số liệu về môi trờngthành một thông tin tổng hợp về một khía cạnh môi trờng của một quốc gia hoặc một địa phơng Khibạn bị ốm và sốt, sự tăng thân nhiệt của bạn chính là một chỉ thị Nồng độ ôxy thấp của một consông là chỉ thị cho thấy một lợng lớn chất hữu cơ đã đợc thải vào con sông đó Một chỉ thị môi trờngcũng tơng tự nh một thớc đo “nhiệt độ” môi trờng Vậy, việc truyền đạt thông tin chính là chức năngchính của các chỉ thị Theo UNEP: Chỉ thị môi trờng (CTMT) là mức độ đo tập hợp một số số liệu

về môi trờng thành một thông tin tổng hợp về một khía cạnh môi trờng của một quốc gia hoặc một

địa phơng

Theo Luật Bảo vệ môi trờng nớc CHXH Việt Nam (2005): “Chỉ thị môi trờng là một hoặctập hợp thông số về môi trờng đó chỉ ra đặc trng của môi trờng” “Chỉ thị môi trờng là cơ sở để lợnghóa chất lợng môi trờng, theo dõi diễn biến chất lợng môi trờng, lập báo cáo hiện trạng môi trờng

Bộ Tài nguyên và môi trờng ban hành bộ chỉ thị môi trờng quốc gia để áp dụng trong cả nớc”.Nhiềuchỉ thị môi trờng hợp lại thành một bộ CTMT của một nớc, hoặc một vùng, một địa phơng Thí dụ

về một số chỉ thị môi trờng liên quan đến suy thoái tài nguyên rừng Chỉ thị áp lực môi trờng: diệntích rừng bị mất trong năm (ha, % tổng diện tích của năm trớc) Chỉ thị trạng thái môi trờng: tổngdiện tích rừng hiện có (ha, % tổng diện tích lãnh thổ) Chỉ thị đáp ứng của xã hội: Diện tích rừngtrồng/năm (ha)

1.2 Chức năng của chỉ thị:

a Cung cấp thông tin cho các chính trị gia, các nhà hoạch định chính sách:

- Vấn đề đang tiến triển thế nào?

- Các tiến độ đạt đợc so với mục tiêu đề ra?

- Quy hoạch và dự báo nói chung – mối liên hệ giữa phát triển kinh tế và quản lý môi trờng

b Hoạch định chính sách:

- Đặt ra các mục tiêu, chỉ tiêu

- Theo dõi việc thực hiện chính sách

- Hoạch định, thực thi, đánh giá hiệu quả của chính sách

c Cung cấp thông tin cho cộng đồng

- Chuyển tải thông tin, tuyên truyền, nâng cao nhận thức và thay đổi hành vi của cộng đồng

1.3 Quá trình xây dựng chỉ thị môi trờng và các tiêu chí lựa chọn chỉ thị môi trờng

a Quá trình xây dựng chỉ thị môi trờng:

Trong quá trình xác định các chỉ thị phù hợp và khả thi, lấy nhu cầu của ngời sử dụng với

c-ơng vị là nhà quản lý môi trờng làm xuất phát điểm, có thể cách tiếp cận dới đây sẽ giúp ích:

- Trong lĩnh vực môi trờng đang đề cập tới, xác định các vấn đề và/hoặc các đặc tính quantrọng nhất

- Xác định mục đích thông tin đầu tiên cần có từ chỉ thị

- Xác định những chỉ thị mang tính chiến lợc nhất (với một số lợng ít nhất các chỉ thị có thểphục vụ nhiều nhất các mục đích thông tin) để đạt đợc các mục đích thông tin trên

- Kiểm tra lại tính sẵn có của các dữ liệu hiện tại và xem xét các khía cạnh liên quan đếnchất lợng chỉ thị

- Nếu cần, kiểm tra các khả năng cải thiện tính sẵn có của dữ liệu: các khả năng trớc mắtcũng nh trong thời gian ngắn hạn

- Phản hồi (R- Response) từ xã hội với những tác động không mong muốn: Ví dụ: Các hoạt

động của xã hội nhằm bảo vệ môi trờng tính hiệu quả của các biện pháp đáp ứng?

Sơ đồ mô hình DPSIR ( Xem sơ đồ trong bài giảng)

c Các tiêu chí lựa chọn chỉ thị môi trờng: (liên quan đến việc xem xét mục đích và chất lợng của chỉ thị)

- Phù hợp về chính sách: đợc kiểm nghiệm thông qua việc xem xét tham khảo các văn bảnchính sách, các kế hoạch, luật định

- Tính sẵn có của dữ liệu: việc thu thập các dữ liệu phục vụ cho chỉ thị cần mang tính khả thicả về mặt chuyên môn cũng nh tài chính

- Có thể so sánh: ví dụ nh so sánh giữa các tỉnh (đánh giá bằng chấm điểm)

- Đợc tài liệu hóa đầy đủ và quản lý đợc chất lợng: tiêu chí này đợc đánh giá thông qua côngtác tài liệu hóa đối với chỉ thị cũng nh mức độ cập nhật các tài liệu này

- Có cơ sở về mặt khái niệm cũng nh phơng pháp luận Điều này phải đợc thể hiện trong cácmô tả về phơng pháp luận và công thức sử dụng, các tham khảo khoa học cho phơng pháp luận vàcông thức đó, các mô tả này cần phải đa vào phần tài liệu hóa của chỉ thị

- Cho thấy tiến độ đạt đợc so với mục tiêu đề ra: đợc kiểm nghiệm thông qua các thông tintrong các văn bản chính sách Trong trờng hợp thiếu các mục tiêu, có thể sử dụng mức ngỡng

- Mức độ bao phủ về không gian và thời gian: nhất quán về không gian và có tính đến cáctỉnh phù hợp đối với một vấn đề môi trờng nhất định Chỉ thị bao phủ một khoảng thời gian đủ để cóthể cho thấy xu hớng theo thời gian

- Phù hợp với cấp độ tỉnh và mang tính đại diện cho các tỉnh nhằm hỗ trợ việc so sánh

- Đơn giản và dễ hiểu nhờ có một định nghĩa rõ ràng và thống nhất về chỉ thị, trình bày chỉthị một cách hợp lý, luôn luôn có sự đối chiếu giữa các chỉ thị với nhau

Chỉ thị môi trờng không khí ( Xem sơ đồ trong bài giảng)

Chỉ thị môi trờng đất: Ô nhiễm môi trờng đất đợc xem là tất cả các hiện tợng làm nhiễm

bẩn môi trờng đất bởi các chất ô nhiễm: do các chất thải sinh hoạt, do chất thải công nghiệp, hoạt

động nông nghiệp

Phân loại ô nhiễm đất theo các tác nhân gây ô nhiễm:

+ Ô nhiễm đất do tác nhân hóa học: Bao gồm phân bón N, P (d lợng phân bón trong đất),thuốc trừ sâu (clo hữu cơ, DDT, linđan, P hữu cơ), chất thải công nghiệp và sinh hoạt (kim loại nặng,

Chơng 2: Các phơng pháp đo đạc và phân tích chất Lợng môi trờng 2.1 Phơng pháp vật lý

Nguyên tắc: Xác định các thông số chất lợng môi trờng (khí, nớc, đất) mà không làm thay

đổi thành phần (bản chất) của mẫu môi trờng tơng ứng

Ví dụ: - Xác định chất rắn: lọc mẫu, sấy mẫu

+ Một số điều kiện quan trọng trong quá trình phân tích bằng khối lợng:

- Sự kết tủa hoàn toàn: Chọn điều kiện thích hợp để kết tủa hoàn toàn chất cần xác định (kếttủa trong điều kiện tối u) nh nhiệt độ, dung môi, kích thớc hạt kết tủa tạo thành, lợng thuốc kết tủa,

pH của dung dịch, sự tồn tại chất điện li lạ

- Độ sạch của kết tủa: Kết tủa tạo thành phải có độ tinh khiết cao, do đó cần chú ý đến sựhấp phụ và cộng kết của kết tủa

+ ứng dụng trong phân tích môi trờng

- Ví dụ: phân tích SO42- trong nớc

Bổ sung dung dịch BaCl2 loãng từ từ vào nớc cần xác định SO42-đã cho thêm HCl; Đun đếngần sôi; Để nguội khoảng 12h (hoặc đem đun cách thủy 2-3h); Lọc kết tủa và rửa sạch ion Cl- ;Nung kết tủa ở 800 – 900 độ C đến khối lợng không đổi; Cân kết tủa; Tính SO42-theo công thức hóahọc

2.2.2 Phơng pháp phân tích thể tích

+ Nguyên tắc:

- Để xác định nồng độ chất A, sử dụng dung dịch chứa chất B đã biết trớc nồng độ (dungdịch chuẩn) Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch A theo sơ đồ phản ứng: A + B = C + D Khi Btác dụng vừa hết với A thì ngừng lại, không thêm tiếp dung dịch B vào dung dịch A nữa Dựa vàoV(ddA), V(ddB) và C(ddB), tính đợc C(ddA)

- Quá trình này gọi là quá trình chuẩn độ

- Thời điểm hai chất A và B tác dụng hết với nhau gọi là điểm tơng đơng

Điểm tơng đơng xác định nhờ những tín hiệu đặc biệt có thể nhận thấy đợc, ví dụ sự thay đổimàu của loại chất đợc thêm vào với một lợng rất nhỏ gọi là chất chỉ thị, hoặc sự thay đổi đột ngộtchỉ số ở máy đo (điện thế, độ dẫn,…)

Các phơng pháp phân tích thể tích: trung hòa, oxi hóa - khử, kết tủa, tạo phức

(1) Chuẩn độ theo phơng pháp trung hòa (chuẩn độ axit-bazơ):

- Nguyên tắc:

Trong quá trình chuẩn độ, [H+] (pH) của dung dịch thay đổi ở điểm tơng đơng dung dịch có

pH xác định Bằng cách nào đó xác định đợc ở thời điểm nào trong quá trình chuẩn độ pH đã đạt

đến giá trị này và lúc đó ta kết thúc chuẩn độ Muốn thế có thể dùng máy đo pH, máy đo điện thếhoặc dùng chất chỉ thị axit-bazơ (mầu chuyển đổi theo pH)

- Chọn chất chỉ thị axit-bazơ:

+ Chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh hoặc ngợc lại, pH ở điểm tơng đơng bằng 7, bớcnhảy pH trong khoảng 4 – 10; do đó có thể dùng chất chỉ thị thông dụng là Metyl da cam hoặcPhenolphtalein để xác định điểm tơng đơng

+ Chuẩn độ bazơ yếu bằng axit mạnh, ở điểm tơng đơng pH nằm trong miền axit, bớc nhảy

pH ngắn nên chất chỉ thị thờng dùng là Metyl da cam (ví dụ chuẩn độ dung dịch NH3 bằng HCl)

+ Chuẩn độ axit yếu bằng bazơ mạnh, ở điểm tơng đơng pH nằm trong miền bazơ, bớc nhảyngắn nên chất chỉ thị thờng dùng là Phenoltalein

(2).Chuẩn độ theo phơng pháp oxy hóa - khử:

- Nguyên tắc:

+ Phơng pháp này dựa vào phản ứng giữa 2 cặp oxi hóa - khử: OX1/Kh1 và OX2/Kh2:

n2OX1 + n1Kh2  n2Kh1 + n1OX2+ Trong quá trình chuẩn độ điện thế oxi hóa – khử của dung dịch thay đổi và ở điểm tơng

đơng điện thế đó có một giá trị xác định (Etđ)

ở gần điểm tơng đơng có bớc nhảy điện thế Nếu chọn đợc chất chỉ thị mà sự thay đổi màucủa nó xảy ra đúng lúc quá trình chuẩn độ tạo ra bớc nhảy điện thế đó thì có thể xác định điểm tơng

đơng

+ Các phản ứng oxi hóa – khử đợc dùng trong chuẩn độ phải thỏa mãn các điều kiện sau:

- Phản ứng xảy ra nhanh

- Phản ứng hoàn toàn theo một tỷ lệ nhất định, theo chiều hớng xác định

- Chất chỉ thị là các chất hữu cơ có tính chất oxi hóa khử, có màu dạng oxi hóa và dạng khửkhác nhau, và thay đổi phụ thuộc vào thế oxi hóa của dung dịch

- Các chất chỉ thị có khả năng cho phép nhận ra điểm cuối của sự chuẩn độ, nhng sự thay đổimàu không phụ thuộc vào thế của dung dịch

Ví dụ: Dùng dd KMnO4 để chuẩn độ các chất khử nh Fe2+, H2O2 , sau điểm tơng đơng dmột giọt dung dịch KMnO4 thì dd sẽ nhuộm màu hồng

Dung dịch hồ tinh bột tạo với I2 tự do một hợp chất màu xanh

- ứng dụng trong phân tích môi trờng:

Cr 2 O 7 2- + 14H + + 6Fe 2+  2Cr 3+ + 7H 2 O + 6Fe 3+

Dd màu xanh lam dd màu nâu đỏ nhạt

(3) Chuẩn độ theo phơng pháp kết tủa:

- Nguyên tắc: dựa vào phản ứng tạo kết tủa

M + + A-  MA 

Các phản ứng kết tủa phải đáp ứng nhiều yêu cầu rất chặt chẽ nh:

+ Kết tủa không tan

+ Phản ứng tạo xảy ra nhanh, không có hiện tợng quá bão hòa

+ Xác định đợc chính xác điểm tơng đơng (không bị ảnh hởng của hiện tợng cộng kết)

Về nguyên tắc, để xác định điểm tơng đơng ngời ta cũng tiến hành tơng tự nh hai phơngpháp trên

- ứng dụng:

Ví dụ: Phân tích hàm lợng Cl - trong nớc:

Chuẩn độ Cl- bằng dung dịch AgNO3 có thể dùng K2CrO4 làm chất chỉ thị vì sau điểm tơng

đơng, Ag+ d sẽ tạo kết tủa đỏ gạch Ag2CrO4

Ag+ + Cl-  AgCl  trắng

2Ag+ + CrO42-  Ag2CrO4  đỏ gạch

Có thể chuẩn độ Ag+ bằng dung dịch CNS-, dùng chất chỉ thị là Fe3+ tạo phức Fe(CNS)3 màu

- Tín hiệu phát sinh từ chính đối tợng cần phân tích Ví dụ sự phát bức xạ màu vàng của Na

khi đốt nóng các mẫu có chứa nguyên tố này trong quang kế ngọn lửa

- Tín hiệu không phát sinh từ mẫu phân tích nhng khi đi qua mẫu phân tích tín hiệu đó bịbiến đổi mà sự biến đổi đó có liên quan đến cấu tạo cũng nh nồng độ các thành phần trong mẫu

Bộ cảm biến tín hiệu vào: chuyển đổi các tham số hóa học hoặc vật lý thành 1 dạng tín hiệu

khác, thờng là tín hiệu điện

Bộ cảm biến tín hiệu: là khối thiết bị điện tử thực hiện các thao tác nh khuyếch đại, lọc tín

hiệu

Bộ chuyển đổi tín hiệu: chuyển các tín hiệu điện đã đợc cải biến thành thông tin có thể đọc

đợc, ghi đợc để từ đó ngời phân tích có thể diễn giải đợc những vấn đề cần tìm hiểu đối với mẫuphân tích

Các phơng pháp phân tích bằng công cụ:

- Phơng pháp quang phổ phát xạ nguyên tử

- Phơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử

- Phơng pháp quang phổ hấp thụ điện tử

Khi nguyên tử đợc cấp thêm một nguồn năng lợng từ bên ngoài, các e chuyển lên mức nănglợng cao hơn tùy thuộc vào năng lợng hấp thụ đợc Nguyên tử chuyển sang trạng thái kích thích.Trạng thái này không bền, sau một thời gian rất ngắn (10-7 – 10-9s) nếu các electron không bị mấtnăng lợng do va chạm hay phản ứng hóa học nó sẽ trở về trạng thái năng lợng thấp hơn (trạng tháicơ bản hay trạng thái kích thích với mức năng lợng thấp) Năng lợng d đợc giải phóng dới dạng bứcxạ điện từ (quang phổ phát xạ: E = Ee – Ef = h. và  = E/h (Ee và Ef: năng lợng của trạng tháikích thích và năng lợng mức thấp hơn; h: hằng số Planck; : tần số bức xạ (cm-1), (tức là của vạchquang phổ)

Tính đa dạng của phổ phát xạ nguyên tử:

+ Khi một e thực hiện một chuyển dịch từ mức năng lợng cao về mức năng lợng thấp hơn,bức xạ phát ra có  (hay ) xác định

Có rất nhiều kiểu dịch chuyển nh trên, do đó sự phát xạ của một nguyên tử khi bị kích thíchkhông phải chỉ tạo ra một vạch (một tia) mà là một số vạch có tần số khác nhau ứng với các E khácnhau

Vì mỗi nguyên tử có hệ thống năng lợng nguyên tử riêng nên phổ phát xạ nguyên tử cũng

đặc trng cho nguyên tử của nguyên tố đó

Để ứng dụng trong phép phân tích định lợng ngời ta chọn lấy một vạch phổ đặc trng nhất tức

là vạch phổ xuất hiện cuối cùng khi giảm dần nồng độ chất Sự thay đổi cờng độ của vạch này sẽ xác

định lợng nguyên tố cần phân tích

Cờng độ của vạch quang phổ:

+ I: cờng độ của vạch phổ+ A: hằng số

+ N0: số nguyên tử của nguyên tố ởtrạng thái hơi có trong 1 cm3 hơi nguyên

tố đó

+ K: hằng số Bolzman (1,38.10-23J)+ Ek: thế kích thích

C : là nồng độ của nguyên tố cần xác định trong mẫu

 lgI = lga + blgC, là biểu thức cơ sở cho phép phân tích quang phổ định lợng

Đồ thị mối quan hệ giữa I và C có dạng đờng thẳng lgIlgC

hiệu ra Bộ chuyển đổi tớn hiệu

Bộ cảm biến tớn hiệu vào

/KT e

Ngời ta thấy rằng: Khi tăng nồng độ nguyên tố có thể xảy ra hiện tợng tự hấp thụ phát xạ,tức là những nguyên tử không bị kích thích sẽ hấp thụ một phần năng lợng bức xạ Vì vậy bắt đầu từmột giới hạn nồng độ nào đó (xác định đối với mỗi nguyên tố) thì quan hệ giữa I và C sẽ không làtuyến tính Do đó, phơng pháp này chỉ đúng trong một phạm vi nhất đinh về nồng độ với từngnguyên tố nên đồ thị sẽ có dạng:

- Nồng độ C0 ban đầu: là nồng độ của nguyên tố phân tích mà khi đó thu đợc vạch phổ đặctrng cho nguyên tố đó Sự thay đổi cờng độ vạch phổ này sẽ xác định lợng nguyên tố cần phân tích

Xác định CO: Pha loãng dần dung dịch đến nồng độ Cmin = C0 nhiều vạch phổ mất đi do ờng độ bé, chỉ còn 1 vạch phổ gọi là vạch cộng hởng

c-Nếu pha loãng tiếp đến nồng độ C’<C0 thì vạch cộng hởng mất đi, thiết bị không phát hiện

đ-ợc, đó là ngỡng phát hiện của thiết bị

+ Thiết bị quang phổ phát xạ nguyên tử:

Nguồn kích thích: Làm cho mẫu chuyển thành hơi, nguyên tử hóa mẫu, kích thích nguyên tử

chuyển lên trạng thái năng lợng cao hơn

Hệ tán sắc (bộ phận tách tia đơn sắc): Thờng dùng lăng kính hoặc cách tử nhiễu xạ Bộ phận

này có chức năng phân ly các chùm bức xạ đa sắc thành tia đơn sắc Detector: Để ghi quang phổ.Trong các máy quang phổ ngời ta thờng dùng Detector là tế bào quang điện và tốt nhất là dùng cácống nhân quang (PMT: PhotoMultiplier Tube) Các ống nhân quang vừa có chức năng chuyển đổi từ

ánh sáng thành dòng điện, vừa có chức năng khuếch đại tín hiệu (có thể khuếch đại 1 triệu lần)

Phân tích bằng phơng pháp quang phổ phát xạ nguyên tử:

- Phân tích định tính: so sánh phổ của mẫu với các phổ đồ chuẩn, tìm các vạch phổ cuốicùng

- Phân tích định lợng: xây dựng đờng chuẩn giữa nồng độ và cờng độ vạch phổ, từ đó xác

định nồng độ của chất cần phân tích có trong mẫu Có thể xác định đợc hầu hết các nguyên tố trừ C,

+ Các nguyên tử của một nguyên tố ở trạng thái cơ bản có đặc tính là có khả năng hấp thụmột cách chọn lọc các bức xạ do chính nó phát ra, đặc biệt là bức xạ cộng hởng Bởi vậy nếu làmcho một chất hóa hơi và chuyển thành các nguyên tử ở trạng thái cơ bản rồi cho tia cộng h ởng củachính nguyên tố đó phát ra đi qua, thì các nguyên tử ở trạng thái cơ bản sẽ hấp thụ một phần năng l -ợng của bức xạ cộng hởng Kết quả là cờng độ của bức xạ đó giảm đi

2.3.3 Phơng pháp quang phổ hấp thụ điện tử

- Giới thiệu: Bức xạ tử ngoại UV bao gồm: các tia có  nằm trong vùng từ 100 nm đến 400

Sự hấp thụ bức xạ tử ngoại và trông thấy:

Phân tử của các chất có khả năng hấp thụ một cách chọn lọc các bức xạ chiếu qua nó Khihấp thụ năng lợng bức xạ, trong phân tử xảy ra các bớc chuyển năng lợng của điện tử, bớc chuyểnnăng lợng dao động, bớc chuyển năng lợng quay của toàn phân tử è phổ hấp thụ rất phức tạp, không

có dạng vạch sắc nhọn mà là những băng phổ trải rộng

hiệu

Sự hấp thụ điện tử: sự hấp thụ bức xạ làm biến đổi năng lợng của điện tử.

Trong phân tử, các e (lớp ngoài) có vai trò khác nhau: tham gia liên kết gọi là điện tử hóa trị,không tham gia liên kết gọi là các điện tử không chia hay điện tử độc thân

Các e hóa trị có thể tạo liên kết  hoặc ; các e không tham gia liên kết ở lớp vỏ e ngoài kýhiệu là n Khi e hóa trị tham gia liên kết sẽ tạo thành các obital phân tử: obital liên kết và obital phảnliên kết ( và *,  và *) Các e này có thể ở các mức năng lợng khác nhau tùy thuộc các obital tạothành; trong đó obital  có năng lợng thấp nhất còn obital * có mức năng lợng cao nhất Trong điều kiện thờng các phân tử tồn tại ở mức năng lợng thấp (trạng thái cơ bản), các e ở mứcnăng lợng thấp nhất Khi phân tử hấp thụ năng lợng sẽ chuyển từ trạng thái cơ bản sang trạng tháikích thích, các e từ mức năng lợng thấp chuyển lên mức năng lợng cao

Điều kiện để xảy ra bớc chuyển năng lợng e là : E = hu, E là biến thiên năng lợngứng với bớc chuyển, u là tần số bức xạ điện từ Có thể xảy ra các bớc chuyển  – *,  - *, n - *,

- ánh sáng không đơn sắc: nếu dùng ánh sáng có khoảng  rộng thì kết quả đo sẽ có độ lệch

âm Bởi vậy để có kết quả đo chính xác ngời ta phải tiến hành đo với ánh sáng có khoảng  càng hẹpcàng tốt, tốt nhất là đơn sắc, và chọn bớc sóng có độ hấp thụ lớn nhất ( max)

- ảnh hởng của nồng độ chất cần xác định: đối với mỗi chất giữa A và C chỉ có quan hệtuyến tính trong một khoảng nồng độ xác định

- pH của dung dịch: pH thay đổi có thể làm cân bằng tạo phức thay đổi, do đó nồng độ cácphân tử hấp thụ ánh sáng thay đổi theo

- Sự có mặt các chất “lạ”: có thể ảnh hởng đến sự hấp thụ ánh sáng của các chất cần xác địnhtheo nhiều cơ chế khác nhau

Máy trắc quang UV-Vis:

1 Nguồn chiếu sáng

2 Hệ tán sắc

3 Cuvét đựng dung dịch (mẫu)

4 Detectơ (tế bào quan điện, nhân quang)

5 Bộ ghi đo (a điện kế, b máy tự ghi hay hiện số, c máy tính)

Nguồn chiếu sáng: tạo phổ liên tục, nếu đo trong vùng khả kiến thì dùng đèn sợi đốt W Nếucần đo trong vùng tử ngoại thì dùng đèn hiđro, đơteri hay đèn thủy ngân Nguồn chiếu sáng phải cócờng độ ổn định

Hệ tán sắc: Dùng để tách tia đơn sắc, bị hấp thụ mạnh khi qua dung dịch đo Thờng dùnglăng kính hoặc tốt hơn là dùng cách tử nhiễu xạ

Cuvét đựng dung dịch: Trong các máy hiện nay thờng dùng cuvét có khoảng giữa 2 thànhtrong 1cm (độ dài b) Nếu cần đo trong vùng ánh sáng tử ngoại thì phải có cuvét là bằng thạch anh Detector: Để chuyển ánh sáng thành dòng điện, thờng dùng tế bào quang điện, tốt nhất là nhânquang điện tử Các máy trắc quang hiện đại thờng có kèm máy tính để điều khiển các quá trình chọn

điều kiện đo và xử lý kết quả

A2 = abC2 – abC1

Ax = abCx – abC1  Cx

- Dao động của phân tử 2 nguyên tử:

Nguyên tắc:

A, m1 B, m2

Δrr

+ Giả sử có phân tử AB do 2 nguyên tử A và B liên kết với nhau tạo thành Xem 2 nguyên tử

A, B là 2 khối cầu nối với nhau bằng một lò xo, A có khối lợng m1, B - m2 Khoảng cách giữa 2nhân nguyên tử A, B là r khoảng cách r không phải không đổi mà khi A, B dao động theo trục AB,khoảng cách này sẽ dao động từ giá trị nhỏ nhất rmin đến giá trị lớn nhất rmax quanh giá trị cânbằng r0 (là giá trị có xác suất lớn nhất của r); dao động này gọi là dao động liên kết hay dao động cogiãn tuần hoàn

+ Nếu AB bị kéo dãn thành A’B’, biến thiên khoảng cách là r, khi đó sẽ xuất hiện một lực f

có khuynh hớng kéo A, B trở về vị trí cân bằng; lực f đó gọi là lực hồi phục, f tỷ lệ với r và có hớngngợc chiều với chiều chuyển dịch của A,B

f = - K r, với K: gọi là hằng số lực (dyn.cm-1)

+ Khi r bé, dao động của A,B đợc coi là dao động điều hòa và hệ A-B gọi là hệ dao động

điều hòa Tần số dao động của dao động này (tần số dao động riêng) tính theo hệ thức:

M: gọi là khối lợng thu gọn của A,B và đợc tính nh sau:

v = 0, phân tử vẫn có năng lợng dao động

- Điều kiện hấp thụ bức xạ hồng ngoại:

Để có bớc chuyển năng lợng dao động chỉ cần năng lợng tơng đối bé, tơng đơng với bức xạhồng ngoại, do đó thờng gọi phổ dao động là phổ hồng ngoại Tuy nhiên không phải bất kỳ phân tửnào cũng có khả năng hấp thụ tia hồng ngoại để cho hiệu ứng phổ dao động, mà cần có một số điềukiện:

- Các phân tử chỉ hấp thụ bức xạ hồng ngoại để chuyển sang trạng thái kích thích khi sự dao

động làm thay đổi momen lỡng cực Bởi vậy các phân tử nh N2 (NºN), O2 (O=O)…) không hấp thụbức xạ hồng ngoại vì chúng có mômen lỡng cực bằng 0, nó không bị mômen lỡng cực làm thay đổi

- Các phân tử hấp thụ tia hồng ngoại có tần số đúng bằng tần số dao động riêng của nó Đa

số các trờng hợp phân tử ở nhiệt độ thờng ứng với mức v = 0 Khi hấp thụ bức xạ hồng ngoại có tần

số  để chuyển lên mức v = 1 tức là chuyển lên mức có năng lợng Ev=1, hiệu năng lợng (hay biếnthiên năng lợng): Ev=1 – Ev=0=hs(1+1/2)-hs/2 = hs=h Tần số  này là tần số cơ bản

Điều nói trên cũng có nghĩa là các phần tử hấp thụ tia hồng ngoại để chuyển lên mức năng ợng dao động ứng với quy tắc này ứng dụng cho các dao động điều hòa Trong thực tế, dao động củacác phân tử không phải là dao động điều hòa cho nên không tuân theo qui tắc trên, mà mọi chuyểndịch giữa các mức năng lợng đều có thể xảy ra, tức là có thể v = +2, +3, và tần số tơng ứng vớicác bớc chuyển đó xẫp xỉ 2s, 3s gọi là các “âm bội” (overtone)

l-Dao động của phân tử nhiều nguyên tử:

Trong phân tử 2 nguyên tử, chuyển động dao động cơ bản duy nhất là dao động co dãn mộtcách tuần hoàn (gọi là dao động liên kết hay dao động hóa trị) làm thay đổi độ dài liên kết Đối vớiphân tử có nhiều nguyên tử, chuyển động dao động rất phức tạp Trong các phân tử này ngoài dao

động hóa trị còn có các dao động biến dạng làm thay đổi góc liên kết theo các kiểu khác nhau

Để minh họa ta xét dao động của một phân tử ba nguyên tử: AX2

M

K 2π

1

υs 

2 1

2 1

m m

.m m M

1 v M

K 2π h

Tuy nhiên có thể phân một chuyển động dao động phức tạp thành một số hữu hạn những dao

động đơn giản hơn gọi là dao động cơ bản hay dao động chuẩn Giả sử phân tử có N nguyên tử, mỗinguyên tử đợc xác định bởi 3 phơng chuyển động trong tọa độ Đêcác tức là có 3N bậc tự do, trong

đó 3 bậc tự do mô tả chuyển động tịnh tiến và 3 bậc tự do mô tả chuyển động quay của phân tử xungquanh trục Nh vậy, phân tử có N nguyên tử sẽ có 3N-6 dao động cơ bản (trong đó có N – 1 dao

động hóa trị, hay dao động co dãn liên kết)

Trờng hợp N nguyên tử nằm trên một đờng thẳng thì chỉ có 2 bậc tự do xác định trạng tháiquay của phân tử, nên số dao động cơ bản sẽ là 3N – 5 Ví dụ phân tử n ớc (H2O) có 3 nguyên tửkhông thẳng hàng sẽ có 3x3-6 = 3 dao động cơ bản

Tuy nhiên trong các phân tử nhiều nguyên tử số kiểu dao động thực tế có thể tăng hoặc giảmnhiều so với số dao động cơ bản do nhiều lý do khác nhau, ví dụ sự xuất hiện các “bội âm”, “tổ hợp

âm” (do các dao động tơng tác với nhau) hoặc không xuất hiện trên phổ do dao động không làmthay đổi momen lỡng cực, hoặc những dao động cơ bản có cùng tần số (dao động suy biến)

Phổ dao động và cấu tạo phân tử:

Các kiểu dao động và tần số dao động liên quan đến cấu trúc phân tử

Ví dụ: Từ 4000 – 2500 cm-1: sự hấp thụ đặc trng cho dao động co dãn của nguyên tử H với

các nguyên tử có khối lợng ≤19

Ví dụ liên kết C – H trong – C º C – H tần số dao động co dãn liên kết xuất hiện ở 3300

cm-1, trong hợp chất vòng thơm và cha no ở khoảng 3000 –3100 cm-1 Vùng tần số trung gian

2500 – 1540 cm-1 thờng là “vùng cha no”

Ví dụ: Liên kết º có đám phổ hấp thụ ở 2500 – 2000 cm-1, Liên kết = có đám phổ hấp thụ

ở 2000 – 1540 cm-1

+ Tần số dao động của nhóm nguyên tử nào đó trong phân tử ít phụ thuộc vào phần còn lại

đợc gọi là tần số đặc trng cho nhóm đó và thờng dùng để phát hiện các nhóm chức trong phân tử.Tần số đặc trng của nhóm ít thay đổi thì không có nghĩa là max hấp thụ không đổi mà là max dao

động trong một vùng phổ khá hẹp, vì thực ra tần số đặc trng cũng chịu nhiều ảnh hởng khác nh thay

đổi trạng thái (khí, lỏng…)), ảnh hởng của dung môi, tơng tác giữa các phân tử…)

Bảng tần số dao động hóa trị của một số nhóm nguyên tử

Dao động biến dạng kiểu lưỡi kộo (trong mặt phẳng)

Dao động biến đổi kiểu con lắc (trong mặt phẳng)

Dao động biến dạng vuụng gúc về hai

phớa mặt phẳng kiểu cỏi quạt (ngoài mặt

| | | |

Truyền quang (%)

Phổ hồng ngoại của C3H6O

Pic ở 3000 cm-1: Dao động co dãn liên kết C-H trong -CH3

Pic ở 1430, 1370 cm-1: Dao động đối xứng và bất đối xứng của CH3

Pic ở 1724 cm-1: Dao động của CO

Pic ở 1218 cm-1: Dao động của tổ hợp nhóm C-(C=O)-C

 Hợp chất này là CH3(C=O)CH3

Xác định tạp chất :

Khi một chất có lẫn tạp chất, sự xuất hiện thêm các đám phổ sẽ làm “nhòe” phổ Khi tạp chấthấp thụ mạnh một bức xạ IR đó mà thành phần chính không hấp thụ thì việc xác định rất thuận lợi,

ví dụ trong một hidrocacbon có lẫn một lợng nhỏ xeton thì tần số hấp thụ ở 1720 cm-1 chứng tỏ

điều đó vì hydrocacbon thực tế không hấp thụ vùng phổ này

Từ năm 1966, phơng pháp phân tích đo điện thế có một bớc tiến lớn nhờ sự phát minh ra mộtloại điện cực mới gọi là điện cực chọn lọc ion (sau đây sẽ ký hiệu là CLI) tức là các điện cực phảnhồi một cách chọn lọc đối với các ion khác nhau

Khi đo điện thế, ta không xác định thế cân bằng tuyệt đối của một cực riêng biệt mà chỉ xác

định thế của nó so với thế của một cực dùng làm chuẩn, có thể không thay đổi nh cực Ag/AgCl hayHg/HgCl2, gọi là điện cực so sánh Cực mà thế của nó biến thiên theo nồng độ (chính xác là hoạt độcủa chất cần đo gọi là cực chỉ thị)

Nh vậy điện thế đo đợc E = ct – ss + j

2 i

iZ C 2

μ 0,5Z lgf

+ Điện Cực chọn lọc màng lỏng để xác định Ca2+ dung dịch trong là CaCl2 nồng độ không

đổi, trong đó có điện cực so sánh trong Ag/AgCl Màng xốp polime kỵ nớc chứa ionit lỏng hữu cơcủa Ca2+, một phía tiếp xúc với dung dịch trong, phía kia tiếp xúc với dung dịch phân tích

- Nguyên lý làm việc của điện cực màng rắn: sơ đồ bố trí mạch đo

Khinối cực CLI với cực so sánh ngoài, sức điện động của pin:

E = 2 + M – 1 (M: điện thế màng, 2 + M = CLI)

Trong trờng hợp đơn giản nhất, dung dịch chỉ chứa ion j và kh”ng có ion cản trở thì aj(1), aj(2) là hoạt độ ion j trong các dung dịch tơng ứng; aj(2) = constant và Z là điện tích ion nên

có thể rút gọn biểu thức trên è CLI = f(lnaj(1))

Nếu trong dung dịch có các ion cản trở là i, hoạt độ là ai, hệ số chọn lọc của ion j đối với i làKij thì theo công thức Niconsky, ta có:

Nh vậy trong trờng hợp đơn giản và phép đo thực hiện ở 250C thì thay tất cả các số hạng làhằng số vào công thức trên ta sẽ có:

Ea là hằng số của riêng từng điện cực CLI

trong dung dịch Do đó, muốn giữ f không đổi ta phải giữ vμ không đổi Muốn vậy, ngời ta thêmvào dung dịch điện ly có nồng độ tơng đối lớn và không đổi (tiếng Anh viết tắt là TISAB: TotalIonic Strength Adjustment Buffer: dung dịch đệm chỉnh lực ion) Khi chuẩn bị các dung dịch đềuphải thêm dung dịch đệm này nh nhau Từ đờng chuẩn E –C, với dung dịch có nồng độ Cx sau khi

Màng polyme

Ch?t l?ng h?u cơ trao đ?i ion

C?c Ag/AgCl

Dung dịch trong

Cực so sánh trong

M ng chọn lọc ion àng chọn lọc ion

Chất lỏng hữu cơ trao

đổi ion Cực Ag/AgCl

Điện cực chọn lọc màng rắn Điện cực chọn lọc màng lỏng

Cực CLI

Điện cực thủy tinh là loại điện cực chọn lọc ion (ion H ) ra đời sớm nhất Màng chọn lọc ion

H+ là màng thủy tinh có cấu tạo theo sơ đồ hình sau Sơ đồ mạch đo cũng tơng tự mạch đo điện thế

điện cực chon lọc ion, chỉ khác là dung dịch trong là một dung dịch đệm có xác định Cũng lập cácphép tính nh đối với điện cực chọn lọc ion, cuối cùng ta sẽ có:

E = const = 0,059 pH (với pH = - lgaH+)

Điện cực thủy tinh là điện cực tốt nhất để đo pH trong khoảng pH = 2 – 10 Từ pH  11,phép đo không chính xác vì ảnh hởng của các ion Na+, K+ …)

2.3.6 Phơng pháp sắc ký

Nguyên tắc:

Phơng pháp sắc ký là phơng pháp tách các chất dựa vào sự phân bố của chúng giữa hai pha

động và tĩnh tiếp xúc với nhau nhng không trộn lẫn Trong hệ thống sắc ký pha tĩnh không dichuyển, pha động di chuyển qua sắc ký Các thành phần có trong mẫu phân tích khi tiếp xúc với haipha tĩnh và động sẽ tơng tác với hai pha này và phân bố trong hai pha đó Sự tơng tác này lặp đi lặplại khi các thành phần này di chuyển theo pha động Thành phần nào tơng tác mạnh (phân bố nhiều)với pha tĩnh sẽ di chuyển chậm, ngợc lại thành phần nào tơng tác yếu với pha tĩnh (phân bố vào phatĩnh ít) sẽ di chuyển nhanh Kết quả là các thành phần có trong mẫu sẽ đợc tách ra thành từng dải

- Đặc trng của chất tan: Tốc độ di chuyển của một chất có thể đợc đặc trng bởi hệ số phân bố

D của nó giữa hai pha hoặc bởi các đại lợng về sự lu giữ của chất đó trên pha tĩnh (thời gian lu, thểtích lu)

Hệ số phân bố:

Hệ số phân bố D đợc xác định bởi ái lực của chất tan đối với hai pha Trong sắc ký D

là tỷ số nồng độ tổng của chất tan trong pha tĩnh CS và pha động CM:

Màng th?y tinh

Dung dịch trong

Cực so sỏnh trong (Ag/AgCl)

Màng thủy tinh

Hinh 2: Cấu tạo điện cực thủy tinh

Gọi tM là thời gian đi qua cột sắc ký của chất tan không bị lu, thì đó cũng là thời gian lu củapha động (coi nh thời gian chết) VM gọi là “thể tích chết” cũng chính là thể tích pha động đi quacột.

Ngời ta còn dùng một tham số khác là tỷ số phân bố K, là tỷ số số mol chất tan trong pha tĩnh vàpha động: K= (Cs.Vs)/(Cm.Vm) = D.(Vs/Vm) Trong phơng pháp sắc ký ngời ta thờng phải chọn

điều kiện để điều chỉnh sao cho K nhỏ hơn khoảng 20, nếu không thời gian lu quá dài không chấpnhận đợc

Hinh 3: Sắc đồ của một chất Sắc ký khí (GC):

+ Nguyên tắc:

GC dựa trên nguyên tắc sau: khi một hỗn hợp các chất bay hơi đợc khí mang (pha động) vậnchuyển qua cột chứa một chất hấp phụ rắn hoặc th”ng thờng hơn là qua một pha lỏng hấp phụ lênmột chất rắn (pha tĩnh), mỗi thành phần hơi đó đợc phân bố trong khí mang và chất rắn hoặc chấtlỏng

Tùy theo thời gian lu, mỗi thành phần hơi sẽ thoát ra khỏi cột sắc ký ở các thời gian khácnhau và đợc xác định bởi detector thích hợp, có thể xác định định tính cũng nh định lợng + Ưu điểm :

-Khả năng phân tách rất cao, ngay cả đối với những hỗn hợp phức tạp;

- Độ nhạy, độ chính xác và độ tin cậy rất cao;

- Thời gian phân tích ngắn,

- Có thể phân tích hàng loạt

1 Bộ cung cấp khí mang; 2 Bộ điều chỉnh áp suất; 3 Bộ đo lu lợng; 4 Bộ nạp mẫu; 5 Cột sắc ký;

6 Buồng ổn nhiệt; 7 Detector; 8 Bộ khuếch đại điện tử

Cột sắc ký: Có hai cột: cột nhồi và cột hở hay cột mao quản.

- Cột nhồi: Thờng chế tạo dạng ống bằng thép không gỉ, thủy tinh Đờng kính 1,6 – 9,5

mm, chiều dài khoảng 3m Trong sắc ký khí – rắn vật liệu nhồi cột thờng là Silicagel, polime xốphoặc sàng phân tử nh Zeolit Trong sắc ký khí – lỏng chất nhồi cột đóng vai trò chất mang pha lỏng

(pha tĩnh), chất lỏng là chất không bay hơi đợc tẩm lên chất mang thành một lớp mỏng Chất lỏngthờng dùng là dầu Silicol, polietilen glycol…) Chất mang thờng là đất Diatomit, gạch chịu lửanghiền.

- Cột mao quản: Thờng dùng là cột mao quản hở, trên thành cột có một lớp chất lỏng mỏng,

đều, đờng kính trong của cột nhỏ hơn 1mm, chiều dài từ 30 – 90 mm Cột thờng đợc chế tạo từ kimloại, thủy tinh hoặc chất dẻo

Khí mang:

Trong GC, khí mang là khí dùng để vận chuyển các chất khí nghiên cứu qua cột sắc ký, đóchính là pha động Khí mang phải là các khí trơ, không tơng tác với mẫu, với pha tĩnh, với các bộphận tiếp xúc, phải có độ tinh khiết cao (ít nhất là 99,995%), phải chọn cho phù hợp với Detector vàcác yêu cầu khác về phân tích Ngoài ra phải chọn khí mang có giá thành rẻ và an toàn, tùy từng tr-ờng hợp có thể dùng N2, H2, He, Ar, O2 và không khí

- Detector ion hóa ngọn lửa (FID: Flame Ionization Detetor): Dựa vào sự thay đổi độ dẫn

điện của ngọn lửa H2 đặt trong một điện trờng khi có chất hữu cơ cần tách chuyển qua Trong ngọnlửa của riêng H2 và không khí, độ dẫn điện thấp nên dòng điện đo đợc bé Khi có các chất có khảnăng ion hóa mạnh hơn từ cột sắc ký ra đi vào ngọn lửa, bị đốt nóng, bị ion hóa, dòng điện sẽ tăngmạnh Detector này có độ nhậy cao gấp hàng trăm đến hàng nghìn lần so với TCD và phản hồi vớihầu hết các chất hữu cơ trừ axit fomic, andehitfomic Có thể đo đợc những dòng điện đến 10-12A,phát hiện đợc đến 10-9 gam

- Detector cộng kết điện tử (ECD: Electron Capture Detector): Dựa vào ái lực khác nhau của

các chất đối với các electron tự do, đặc biệt rất thích hợp đối với các hợp chất Clo hóa, Alkyl chì…)

có thể xác định đợc một số thuốc trừ sâu clo hóa đến mức picogam (10-12 gam) Độ nhạy cao Phân tích bằng GC:

Phân tích định tính:Từ sắc ký đồ ta sẽ nhận đợc các tín hiệu ứng với từng cấu tử gọi là cácpic sắc ký Thời gian lu hay thể tích lu của pic là đặc trng định tính cho chất cần tách So sánh thờigian lu (thể tích lu) của mẫu thử với mẫu chuẩn ghi ở cùng điều kiện

Phân tích định l ợng : Tín hiệu thu đợc ở Detector tỷ lệ với nồng độ hoặc hàm lợng các cấu tử.Tín hiệu ở đây thờng là chiều cao pic, diện tích pic Để đạt đợc hiệu quả phân tích đúng, điều cầnthiết là phải tách các cấu tử cần nghiên cứu một cách hoàn chỉnh, không có sự xen phủ pic này vớipic khác

ứng dụng của phơng pháp sắc ký:

Phân tích sắc ký đợc ứng dụng để tách phân li, phân tích nhiều hợp chất khác nhau, vô cơcũng nh hữu cơ, đặc biệt là phân tích các hợp chất hữu cơ Phơng pháp này có thể tách và phân tíchnhiều hỗn hợp phức tạp

Chơng 3: Phân tích, đánh giá môi trờng nớc

3.1 Khái quát chung về tài nguyên n ớc

- Thuỷ quyển - một trong các thành phần cơ bản của môi trờng nớc, bao gồm toàn bộ các đại dơng, sông suối, ao, nớc ngầm, băng tuyết, hơi ẩm trong đất và trong không khí.

- Khối lợng các loại nguồn nớc rất khác nhau (94% nớc trên trái đất là nớc mặn)

- Tầm quan trọng:

+ Là môi trờng sống + Điều hoà khí hậu

- Chu trình nớc tuần hoàn: nớc trên trái đất đợc tuần hoàn theo chu trình, tuỳ theo loại nguồn nớc mà thời gian luân hồi cơ thể rất ngắn (một vài tuần hoặc kéo dài hàng ngàn năm).

- Thực trạng chung của nguồn tài nguyên nớc:

+ Trữ lợng: dồi dào, phong phú Việt Nam là một trong những quốc gia có trữ lợng nớc hàng đầu thế giới.

+ Chất lợng: thiếu nguồn nớc sạch (nớc có thể uống đợc).

+ Xu thế biến đổi: Có dấu hiệu ô nhiễm ở các khu đô thị, khu công nghiệp,…)

3.1.2 Thành phần hoá học của nguồn nớc

Các hợp chất vô cơ, hữu cơ trong nớc tự nhiên có thể tồn tại ở dạng ion hoà tan, khí hoà tan,dạng rắn hoặc lỏng Chính sự phân bố các chất này quyết định bản chất của nớ tự nhiên: ngọt, mặn,giàu hoặc nghèo dinh dỡng, cứng hoặc mềm, bị ô nhiễm nặng hoặc nhẹ,…)

a Các ion hoà tan

Trong nớc tự nhiên có các ion hoà tan: Cl-, Na+, SO42-, Mg2+,Ca2+,HCO3 ,…)

Hàm lợng các nguyên tố hoá học phân bố phụ thuộc vào

+ Đặc điểm khí hậu+ Địa chất, địa hình+ Độ dốc của lu vực+ Nguồn thải chất ô nhiễm

Để xác định các ion hoà tan trong nớc: dùng chỉ số TDS (tổng chất rắn hoà tan = Totaldislove sodid)

b Các khí hoà tan

Hầu hết các khí đều ho tan hoặc phản ứng với nàng chọn lọc ion ớc (trừ metan): O2, CO2, NH3, H2S,…)O2: Độ bảo ho phụ thuộc chủ yếu v o nhiệt độ nàng chọn lọc ion àng chọn lọc ion ớc, áp suất khí quyển trên bề mặt v mộtàng chọn lọc ionphần v o độ mặn.àng chọn lọc ion

NH3, H2S: do sự phân huỷ các hợp chất hữu cơ

c Chất rắn hoà tan

Bao gồm vô cơ, hữu cơ v sinh vật:àng chọn lọc ion

Chúng đợc phân th nh 02 loại, phụ thuộc v o kích thàng chọn lọc ion àng chọn lọc ion ớc

+ Loại chất rắn có thể lọc đợc d ≤ 10-6m: dạng keo: 10-9 - 10-6m, dạng ho tan: < 10-9m.aàng chọn lọc ion

+ Loại chất rắn không lọc đợc: d ≥ 10-6m → tảo, d: 10-5 - 10-6m → hạt bùn (lơ lửng), d > 10-5m

→ cát, sạn (lắng đợc)

- Chất rắn có thể phân loại theo độ bay hơi ở nhiệt độ sấy (1030C – 1050C)

+ Chất rắn bay hơi

+ Chất rắn không bay hơi

d Chất hữu cơ

- Chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học: đờng, chất béo, protein ,…)

- Chất hữu cơ khó bị phân huỷ sinh học: PCB, Dioxin,…)

3.1.3 Thành phần sinh học của nguồn nớc tự nhiên

- Chỉ thị cho độc tính sinh thái của nguồn nớc

Một số loài sinh vật gây ô nhiễm hoặc làm sạch nguồn nớc tự nhiên

Nhiệt độ của nước thải là một trong những thụng số quan trọng bởi vỡ phần lớn cỏc sơ đồcụng nghệ xử lý nước thải đều ứng dụng cỏc quỏ trỡnh xử lý sinh học mà cỏc quỏ trỡnh đú thường bịảnh hưởng mạnh bởi nhiệt độ

Nhiệt độ của nước thải ảnh hưởng đến đời sống của thủy sinh vật, đến sự hòa tan oxy trongnước Nhiệt độ còn là một trong những thông số công nghệ quan trọng liên quan đến quá trình lắngcác hạt cặn.

Nhiệt độ của nước thải thường thay đổi theo mùa và vị trí địa lý Ở những vùng khí hậulạnh, nhiệt độ của nước thải có thể thay đổi từ 7 ÷ 180C, trong khi đó ở những vùng có khí hậu ấmhơn, nhiệt độ của nước thải có thể thay đổi từ 13 đến 24 oC

- Phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường (nước mặt)

- Nhiệt độ nước ngầm it thay đổi

- Xác định nhiệt độ bằng nhiệt độ bằng nhiệt kế

Hiện tượng nước thải ngả màu đen thường là do sự tạo thành các sulfide khác nhau, đặc biệt

là sulfide sắt Điều này xảy ra khi khi hydro sulfua được sản sinh ra dưới điều kiện yếm khí kết hợpvới một kim loại hóa trị 2 có trong nước

- Phụ thuộc vào các chất hoà tan trong môi trường nước

- Phụ thuộc vào sự phát triển của các thực vật trong nước, vi sinh vật trong nước

- Xác định màu → so với thang màu chuẩn: Pt - Co;Cr – Co

Điển hình:

* Nước có sắt Fe3+ → có màu nâu đỏ

* Các hợpc chất hữu cơ dạng humic → màu vàng

* Tảo lam → xanh

* Nước thải SH, CN: màu xám → màu đen

c Mùi

Việc xác định mùi của nước thải ngày càng trở nên quan trọng, đặc biệt là các phản ứng gâygắt của dân chúng đối với các công trình xử lý nước thải không được vận hành tốt Mùi của nướcthải còn mới thường không gây ra các cảm giác khó chịu nhưng một loạt các hợp chất gây mùi khóchị sẽ được tỏa ra khi nước thải bị phân hủy sinh học dưới điều kiện yếm khí

- Phụ thuộc vào sản phẩm phân huỷ các chất hữu cơ

Ví dụ:

+ H2S → mùi trứng thối+ NH3 → mùi khai,…

- Phụ thuộc sự phát triển hệ động thực vật trong nước

- Phương pháp xác định:

+ Ở nhiệt độ thường: lắc mạnh, mỡ nhanh nút → dùng khứu giác để xác định

+ Đun nóng 40 - 500C, sau khi lắc nhẹ → dùng khứu giác để xác định

Chú ý: Chỉ xác định đối với những nguồn nước không có dấu hiệu ô nhiễm

e Độ dẫn Phụ thuộc vào hàm lượng các ion hoà tan trong nước

3.2.2 Các chỉ tiêu hoá học

a DO

- Rất quan trọng đối với nước mặt

- Sơ bộ đánh giá được chất lượng nguồn nước:

* DO cao → nguồn nước sạch

* DO thấp → nguồn nước bị ô nhiễm

- Với hệ thống xử lý nước thải → dùng giá trị DO để kiểm tra, đánh giá hiệu quả quátrình làm sạch

- Sự phụ thuộc của DO vào các yếu tố:

* Nhiệt độ: nhiệt độ cao → DO thấp

* Áp suất

* Diện tích bề mặt

* Nồng độ muối (nồng độ muối cao → DO giảm)

* Sự phát triển của hệ động thực vật (DO biến thiên theo thời gian)

* Hàm lượng các chất hữu cơ

-Đối với nguồn thải người ta thường ít quan tâm

-Quan tâm ở nguồn nước cấp-Tiêu chuẩn: [Mn] ≤ 0.1mg/l (tiêu chuẩn cũ), ≤ 0,5mg/l (tiêu chuẩn mới)

- Cần khảo sát, phân tích đối với nước ngầm

- Đối với trạm xử lý cần phải khử các muối ammôni

- Phụ thuộc vào giá trị pH Với các khoảng pH khác nhau thì thông thường chúng tồntại ở các dạng khác nhau ( hoặc là NH3 hoặc là NH4+)

f NO2-,

NO3 Là sản phẩm trung gian của quá trình của quá trình oxi hoá các hợp chất ammoni

- Theo tiêu chuẩn:

* Nước cấp sinh hoạt: NO3- ≤ 30mg/l (tiêu chuẩn cũ), ≤ 50mg/l (tiêu chuẩn mới);NO2- = 0 (tiêu chuẩn cũ), 00,1 mg/l (tiêu chuẩn mới)

* Chất lượng nước mặt: N-NO3- : 10 - 15mg/l; N-NO2-: 0,01 - 0,05mg/l

g

PO43 Đối với nước ngầm thì không cần quan tâm, thông thường giá trị của nó rất nhỏ

- Thông qua thông số (chỉ tiêu) PO43- để đánh giá sự phú dưỡng nguồn nước

3.2.3 Các chỉ tiêu sinh học

- Nhóm coliform đặc trưng là Escherichia coli (E.coli): Chọn E.coli vì nó phổ biến, đặctrưng cho nguồn nước có bị ô nhiễm phân không, có khả năng tồn tại cao trong các môi trường

- Cỏc loại rong tảo: đặc trưng cho sự nhiễm bẩn cỏc chất hữu cơ, sự phỳ dưỡng nguồn nước(Eutrofication).

3.3 Cỏc nguồn gõy ụ nhiễm nguồn nước

3.3.1 Nước thải đụ thị

- Nguồn gốc: từ hoạt động sinh hoạt và dịch vụ hàng ngày của con người

- Đặc điểm nguồn thải: nguồn thải nhỏ, phõn tỏn

- Lưu lượng thải

* Phụ thuộc vào tập quỏn sinh hoạt

* Phụ thuộc vào thiết bị vệ sinh

* Phụ thuộc vào tiờu chuẩn cấp nước

Chứa nhiều hợp chất hữư cơ khụng bền vững, dễ bị phõn huỷ sinh học

(cacbon hydrat, protein, lipit, thức ăn dư thừa,…) → gõy mựi hụi, màu

Chứa cỏc chất dinh dưỡng N, P

Chứa cỏc vi trựng, vi khuẩn gõy bệnh

3.3.2 Nước thải cụng nghiệp

- Nguồn gốc: Nước thải từ cỏc nhà mỏy, xớ nghiệp, cơ sở sản xuất,

- Đặc điểm thải: tập trung

- Lưu lượng thải và chế độ thải: phụ thuộc vào qui trỡnh cụng nghệ

- Tớnh chất, thành phần: phụ thuộc vào qui trỡnh cụng nghệ, đặc thự của từng nhà mỏy, xớnghiệp hay cơ sở sản xuất

3.3.3 Nước mưa chảy tràn

- Nguồn gốc: do nước mưa chảy tràn trờn mặt đất

- Đặc điểm nguồn thải: phụ thuộc vào mựa, lượng mưa

- Tớnh chất, thành phần: Chứa chất rắn (vụ cơ, hữu cơ), thuốc trừ sõu, phõn bún, dầu mỡ,hoỏ chất, vi trựng, vi khuẩn,…

3.3.4 Hoạt động tàu thuyền và cỏc hoạt động khỏc

- Nước thải từ cỏc hoạt động sinh hoạt

- Nước thải từ cỏc hoạt động khỏc: nước mưa, từ cỏc vựng xử lý CTR

3.4 Lấy mẫu bảo quản và vận chuyển mẫu nước

3.4.1 Lựa chọn vị trí lấy mẫu

Tuỳ vào mục đích (đánh giá hiện trạng, đánh giá tác động của nguồn thải) mà ngời ta lựachọn các vị trí lấy mẫu khác nhau và sử dụng một số phơng pháp lấy mẫu nớc thải khác nhau.Tuy nhiên dù vị trí lấy mẫu hay phơng pháp lấy mẫu khác nhau nhng mẫu lấy phải đại diện chonguồn nớc cần đợc xem xét, đánh giá

a Sự phân bố các chất ô nhiễm

Sự phân bố các chất ô nhiễm trong các vùng khác nhau:

- Theo diện tích: ở các vị trí khác nhau nồng độ các chất ô nhiễm khác nhau

- Theo chiều sâu: Trên bề mặt xảy ra quá trình oxy hóa sinh hóa hiếu khí  chất lợng nớcsạch hơn

- Vùng giáp ranh

b Các yếu tố liên quan

Cần xem xét ảnh hởng của một số yếu tố đến sự pha loãng các chất ô nhiễm trong lu vực

- Các nguồn gây ô nhiễm :

* Xác định số điểm lấy mẫu

* Làm cơ sở giải thích kết quả đo

b Mẫu tổ hợp

Mẫu tổ hợp cung cấp thông tin chính xác hơn mẫu đơn vì đặc tính của dòng thải thờng dao

động và rất khó dự đoán

Có 03 loại mẫu tổ hợp:

1 Tổ hợp theo không gian: Bao gồm các mẫu đơn có thể tích b”ng nhau và đợc lấy đồng thời

tại các địa điểm khác nhau Thờng sử dụng để lấy giá trị trung bình cho các mặt cắt ngang hoặc mặtcắt dọc của dòng nớc Mẫu đại diện cho chất lợng nớc tại mặt cắt đó, đợc lấy ở thời điểm nớc đứng,dòng chảy ổn định

Chú ý: Khi sử dụng mặt cắt trong quá trình khảo sát, phân tích cần phải thu gọp các điểm lấy

mẫu lại để tiết kiệm chi phí cho quá trình khảo sát, phân tích Cần sử dụng mặt cắt ở các nơi khácbiệt

2 Mẫu tổ hợp theo thời gian

Bao gồm những mẫu đơn có thể tích bằng nhau và đợc lấy ở các khoảng thời gian bằng nhautrong một chu kỳ

Lấy mẫu tổ hợp theo thời gian thờng đợc áp dụng để nghiên cứu chất lợng trung bình củanguồn nớc theo chu kỳ (ngày đêm, chu kỳ triều,…))

3 Mẫu tổ hợp theo l u l ợng

- Khi lu lợng thay đổi thì chất lợng nớc thay đổi

- Bao gồm các mẫu đơn ở các khoảng thời gian bằng nhau nhng theo tỷ lệ lu lợng dòng thải

- Dùng để khảo sát dòng thải công nghiệp

Chú ý:

Đối với mẫu tổ hợp, từng mẫu đơn cần lấy với thể tích  50ml Thờng chọn khoảng 200 –300ml Tất cả các mẫu đơn phải đợc lấy với thể tích 1 – 2 lít Mẫu tổ hợp từ n mẫu thờng đợc lấy 1– 2 lít/n

Hình 4 : Cách thu mẫu nuớc tổ hợp

3.4.3 Kỹ thuật lấy mẫu

Tùy theo mục đích chúng ta có thể lựa chọn vị trí lấy mẫu, thời điểm lấy mẫu, thời gian lấymẫu để tránh sự khác biệt của các thành phần trong mẫu nớc

a Lấy mẫu nớc sông

- Điểm lấy mẫu thờng là các địa danh dễ nhớ, hoặc thuận tiện cho việc lấy mẫu.

- Điểm lấy mẫu chọn nơi dòng chảy có sự xáo trộn mạnh nhất (chọn vị trí giữa dòng đối vớidòng chảy nhỏ)

* Đối với dòng chảy hẹp: 01 vị trí

* Đối với dòng chảy rộng: 03 vị trí (trái, phải, giữa dòng: tại các vị trí này có trờng vận tốckhác nhau)

- Nếu dòng chảy không có gì đặc biệt, mẫu đợc lấy cách mặt nớc 20 - 30 cm, là các mẫu đơnhay mẫu tổ hợp

Khi nhiệt độ khác nhau thì các quá trình xảy ra cũng khác nhau dẫn đến giá trị các thông sốcũng khác nhau

- Khi nghiên cứu tác động của dòng nhánh, nguồn thải tới chất lợng nớc trong dòng chính thìxác định 02 điểm: thợng lu và hạ lu

Điểm hạ lu phải đủ xa để có sự xáo trộn hoàn toàn, L khoảng 1km Điểm thợng lu phải đủ xa

để nguồn thải không ảnh hởng đến địa điểm đo

- Đối với sông chịu ảnh hởng của thủy triều (cửa sông) Khi xác định điểm lấy mẫu cần cóbảng thủy triều để xác định thời điểm lấy mẫu

b Lấy mẫu nớc ao, hồ (các nguồn nớc đứng)

Tùy theo độ sâu, hình dáng, tùy theo điều kiện cụ thể mà lấy mẫu đơn hay mẫu tổ hợp.Khi lấy mẫu tổ hợp  có sự thay đổi theo độ sâu:

- Điểm 1: cách mặt nớc 10 - 30cm

- Điểm 2: cách đáy 100cm

Nếu lấy mẫu theo độ sâu cần xác định độ giảm nhiệt:

- ở bề mặt  lấy mẫu

- ở tầng suy nhiệt  lấy mẫu

- ở tầng đáy  lấy mẫu

c Lấy mẫu nớc ngầm (nớc giếng)

- Lấy mẫu bằng bơm: lấy sau khi bơm 20 ữ 30 phút

- Lấy theo chiều sâu: tơng tự nh lấy mẫu theo các độ sâu khác

d Lấy mẫu nớc thải

Địa điểm phải đại diện cho dòng thải cần khảo sát

lựa chọn thời điểm lấy mẫu

Với nớc thải đô thị: các khoảng thời gian lấy mẫu khác nhau

Có 02 vị trí lấy mẫu thờng chọn:

- Lấy mẫu tại các cống thải, kênh thải và hố ga

- Lấy mẫu tại đầu vào của trạm xử lý

Các lu ý khi lấy mẫu tại hiện trờng

Chơng trình lấy mẫu, lựa chọn vị trí lấy mẫu thích hợp và lên kế hoạch chi tiết cho việc lấymẫu là hết sức quan trọng nhằm lấy đợc mẫu đại diện Các yêu cầu tối thiểu khi lấy mẫu đại diện:

1 Lu ý khi lấy mẫu đại diện:

Yếu tố xem xét Yêu cầu

Lấy mẫu hchc bay hơi

hoặc không bay hơi - Đối với thành phần không bay hơi, lấy ở điểm dòng thải trộn đềunhất Tuy nhiên không nên lấy mẫu ở những điểm chảy rối mạnh hay

tại các góc cạnh của đờng ống hay kênh dẫn vì sẽ không đảm bảo tính

đại diện Mẫu trên kênh dẫn thờng đợc lấy ở độ sâu 1/3 tính từ đáykênh, ở điểm giữa theo tiết diện ngang của kênh dẫn giữa vị trí chảyrối mạnh và thành kênh

- Đối với hợp chất hữu cơ bay hơi: lấy mẫu ở khu vực dòng ít chảy rối

để giảm sự xâm nhập của khí vào mẫu

Lấy mẫu chất rắn - Tránh lấy mẫu ở những khu vực yên lặng nơi mà tốc độ dòng chảy

giảm, chất rắn bị lắng chỉ còn những mảnh vụn nổi

- Tránh lấy mẫu chất rắn lắng không đại diện đợc lắng đọng trên kênhhay thành ống dẫn

Thống nhất vị trí lấy

mẫu - Lấy mẫu dòng thải công nghiệp cần phải cố định ở một vị trí nhấtđịnh Sự biến đổi trong kết quả quan trắc không thể quy cho sự thay

đổi vị trí lấy mẫu Vị trí lấy mẫu cần phải thống nhất và ghi lại trongbáo cáo khảo sát cũng nh báo cáo kết quả cuối cùng

Khả năng lấy đợc mẫu

và vấn đề an toàn Các điểm lấy mẫu cần đợc tiếp cận một cách dễ dàng nhằm tránh rơingã gây thơng tích hay nguy hiểm do các hơi khí độc

Đờng ống lấy mẫu (ống

PVC nối giữa bộ phận - Vệ sinh đờng ống trớc khi lấy mẫu nhằm làm sạch các vật liệu cònlại trong đờng ống để loại trừ sự nhiễm bẩn

hút và thiết bị) - Thay thế đờng ống theo qui định nhằm tránh sự đóng cặn, sự tồn lu

các chất hóa học hay hoạt động của vi sinh vật

- ống lấy mẫu càng ngắn càng tốt vì dễ dàng vệ sinh cũng nh ngăncản quá trình biến đổi màu

Chai lấy mẫu - Làm sạch trớc khi lấy mẫu

- Dán nhãn chai lấy mẫu và ghi các lu ý cũng nh phơng pháp lấy mẫu

để tránh xảy ra nhầm lẫn giữa các chai (Ví dụ nh tên chơng trình,ngày lấy mẫu, vị trí lấy mẫu, ngời thực hiện, )

Bảo trì thiết bị lấy mẫu Cần vệ sinh thờng xuyên và kiểm tra thiết bị lấy

mẫu theo qui trình đề ra của nhà cung cấp cũng nh trớc khi tiến hànhcác hoạt động quan trắc

2 Phân tích tại hiện trờng và ý nghĩa của kết quả:

Một vài thông số nh: pH, độ dẫn và tổng chất rắn hoà tan (TDS), độ muối, độ đục và nhiệt độ

có thể phân tích trực tiếp tại hiện trờng bằng các thiết bị xách tay Trong các thông số này chỉ có pH

là thông số đợc quy định theo TCVN Các thông số còn lại có thể cho thông tin thêm về thành phầncủa nớc thải Độ dẫn và TDS cho phép xác định nhanh các chất ô nhiễm dới dạng ion

Độ dẫn của nớc sạch tự nhiên vào khoảng 150 - 300S/cm, giá trị cao hơn có thể chỉ thị chonớc bị ô nhiễm bởi các ion Giá trị độ đục thờng tỉ lệ với hàm lợng chất rắn lơ lững Độ muối chobiết hàm lợng clorua là chủ yếu

Tóm lại những thông số đo nhanh bằng các thiết bị xách tay giúp kỹ thuật viên hiện trờng dựbáo đợc gần đúng các đặc trng ô nhiễm của dòng thải (đặc biệt là các dòng thải công nghiệp).Trớc khi tiến hành phân tích tại hiện trờng, tất cả các thiết bị phải đợc kiểm tra độ ổn định, các linhkiện kèm theo cũng nh dự phòng và hiệu chuẩn

3 Quan sát tại hiện trờng:

Hoạt động quan trắc tại hiện trờng phải đợc các kỹ thuật viên đã đợc đào tạo thực hiện Sựthành công của chơng trình quan trắc phụ thuộc vào những mẫu đại diện và độ chính xác của phép

đo Đồng thời việc quan sát và ghi lại các điều kiện hiện trờng cũng là những thông tin quan trọngtrong quá trình phân tích cũng nh đánh giá kết quả

3.4.4 Bảo quản và vận chuyển mẫu

Mẫu đợc bảo quản theo TCVN 5993 – 1995

Đối với quan trắc dòng thải công nghiệp, lấy một số lợng lớn các mẫu tổ hợp trong thời giandài có độ tin cậy cao hơn một mẫu riêng lẻ

Mẫu thờng đợc bảo quản lạnh ở 40C trong suốt quá trình quan trắc Tuy nhiên các mẫu cần

đợc chuyển đến phòng thí nghiệm để bảo quản trong tủ lạnh chuyên dụng trong càng sớm càng tốt

và tối đa là sau 24h

Với chơng trình quan trắc dòng thải công nghiệp, biên bản quan trắc tại hiện trờng cần phảichuyển cùng với mẫu tới phòng thí nghiệm nhằm cung cấp thông tin về những điều kiện lấy mẫu tạihiện trờng để phân tích chính xác các mẫu thu đợc Các dữ liệu hiện trờng sẽ giúp cho việc chuẩn bịmẫu tổ hợp và lý giải các kết quả phân tích sau này

Các công việc chuẩn bị trộn mẫu thành mẫu tổ hợp phải tiến hành càng sớm càng tốt Sau đó,các mẫu tổ hợp sẽ đợc phân loại theo các chai lu giữ với các biện pháp bảo quản riêng lẻ đối vớitừng thông số phân tích

3.5 Ph ơng pháp xác định, đánh giá chất l ợng môi tr ờng n ớc

3.5.1 Nhiệt độ

Nhiệt độ của nớc là một đại lợng phụ thuộc vào điều kiện môi trờng và khí hậu

Sự thay đổi nhiệt độ của nớc phụ thuộc vào từng loại nguồn nớc Nớc mặt (sông, hồ…) ớc) nmạch nông có nhiệt độ dao động rất lớn, từ 4 đến 40oC, phụ thuộc vào thời tiết và độ sâu nguồn nớc.Nớc ngầm có nhiệt độ tơng đối ổn định từ 17 đến 31oC, không thay đổi theo mùa Nơc thải thải th-ờng có nhiệt độ cao hơn nớc cấp

Nhiệt độ có ảnh hởng lớn đến quá trình xử lý sinh học do tác động đến đời sống thủy sinh vànồng độ oxy hoà tan Ngoài ra, nhiệt độ ảnh hởng đến độ nhớt và lực cản trong quá trình lắng ù

đen…)

-ảnh hởng, tác động

Độ màu ảnh hởng đến giá trị cảm quan đối với ngời dùng nớc Khi nớc có màu, giá trị thẩm

mỹ của nớc giảm Mặt khác, các chất hữu cơ có màu trong nớc có thể tác dụng với clo trong quátrình khử trùng nớc bằng clorin tạo ra những hợp chất có tính độc nh clorofooc…)

Độ màu là một trong hai yếu tố quyết định công nghệ xử lý và liều lợng phèn sử dụng

Đơn vị đo: độ màu là Pt-Co

đ-Các yếu tố ảnh hởng đến phép đo màu xác định độ màu gồm độ đục, giấy lọc, pH mẫu nớc

Do đó, trong khi thao tác phân tích không dùng giấy lọc để tách phần chất lơ lửng khi đo độ màuthực Kết quả phân tích cũng cần ghi nhận pH của mẫu

Phơng pháp xử lý: keo tụ, lắng lọc

3.5.3 Độ đục

Độ đục của nớc là mức độ ngăn cản ánh sáng xuyên qua nớc

Độ đục của nớc có thể do nhiều loại chất lơ lửng bao gồm những loại có kích th ớc hạt keo

đến những hệ phân tán thô gây nên nh các chất huyền phù, các hạt cặn đất cát, các vi sinh vật Vềthành phần hóa học, các chất gây đục có thể là vô cơ hoặc hữu cơ, hoặc cả hai, do nguồn gốc tựnhiên hay nhân tạo

Nớc mặt thờng có độ đục 20 – 100 NTU, mùa lũ có khi cao đến 500 – 600 NTU

- ảnh hởng, tác động

Độ đục cao biểu thị độ nhiễm bẩn trong nớc cao Độ đục cao còn ảnh hởng đến quá trình lọcvì lỗ thoát nớc sẽ nhanh chóng bị bít kín do vậy ngời ta có thể keo tụ trớc khi lọc Khử trùng bị ảnhhởng bởi độ đục Khi nớc có độ đục cao, do chất rắn trong nớc thải sinh hoạt, các vi sinh gây bệnh

có thể bị bọc bởi các chất rắn và bảo vệ nó không tiếp xúc đợc với chất khử trùng

Đơn vị độ đục là 1JTU = 1 NTU = 1 mg SiO2/L = 1 đơn vị độ đục

Trong công nghệ xử lý nớc, độ đục ảnh hởng đến quá trình Do vậy cần kiểm soát thông sốnày Đối với nớc cấp, độ đục là một trong những thông số quan trọng để xác định sự cần thiết cócông đoạn xử lý keo tụ hoá học và lọc trong quy trình xử lý

+ Phơng pháp phân tích

Đơn vị đo phụ thuộc vào phơng pháp đo:

- Đo bằng máy quang phổ (spectrophotometer): đơn vị NTU, FTU

- Đo bằng trực quan: đơn vị JTU

Nguyên tắc cơ bản của phơng pháp đo độ đục trên máy quang phổ là dựa trên sự hấp thu ánhsáng của các cặn lơ lửng có trong dung dịch Thang độ đục chuẩn đợc xây dựng trên chất chuẩn làhydrazine sulfate và hexamethylene tetramine

Mẫu đợc lắc kỹ, lấy một thể tích xác định đo màu trên máy quang phổ ở bớc sóng thích hợp

và giống với đo màu của dãy chuẩn

Phân tích xác định độ đục gặp một số khó khăn Cặn lơ lửng lớn có khả năng lắng nhanh,làm sai lệch kết quả đo Mẫu có nhiều bọt khí và độ màu thực của mẫu là những nguyên nhân ảnh h-ởng tới kết quả độ đục bằng phơng pháp so màu

- Phơng pháp xử lý : Lắng, lọc, keo tụ…)

3.5.5 pH

pH là đại lợng toán học biểu thị nồng độ hoạt tính ion H+ trong nớc, pH đợc sử dụng để

đánh giá tính axit hay tính kiềm của dung dịch (nớc) pH = - lg{H+}

Tính chất của nớc đợc xác định theo các giá trị khác nhau của pH

4 và pH 10 trớc khi đo mẫu

Nớc có độ màu, độ đục cao ảnh hởng đến kết quả phân tích pH trên phơng pháp so màu.Nhiệt độ có ảnh hởng đến pH của mẫu

- Phơng pháp xử lý : Trung hoà bằng hoá chất.

Axit vô cơ này thờng có trong nớc ngầm khi chảy qua các vùng mỏ hoặc lớp khoáng có chứacác hợp chất của lu huỳnh nh FeS2

Nớc ngầm và nớc trong vùng yếm khí của các hồ phân tầng nhiệt thờng chứa lợng CO2 đáng

kể do quá trình oxy hóa sinh học đối với chất hữu cơ ở điều kiện đó, cacbonic sinh ra không thểthoát vào không khí Cacbonic là sản phẩm cuối cùng của quá trình oxy hóa yếm khí và hiếu khí,nên không phụ thuộc vào lợng oxy hoà tan ban đầu Nớc ngầm thờng có nồng độ CO2 30-50 mg/l

Đây là những loại nớc đã thấm qua lớp đất chứa lợng CaCO3 hay MgCO3 không đủ để trung hòaCO2 hình thành bicacbonat:

CO2 + CaCO3 + H2O = Ca(HCO3)2

Axit vô cơ có trong nhiều loại chất thải công nghiệp, đặc biệt là công nghiệp luyện kim vàmột số loại thải ra từ dây chuyển sản suất chất hữu cơ Nớc thải từ hầm mỏ và nơi đổ quặng có chứalợng đáng kể là axit sunhuaric và muối sunphat, sunphua hay pyrit sắt Muối của các kim loại nặnghóa trị III nh Fe và Al bị thuỷ phân tạo thành axit

FeCl3 + 3H2O  Fe(OH)3 + 3H+ + 3Cl-

Axit hữu cơ xác định bằng phơng pháp chuẩn độ tĩnh điện hay sắc ký khí

Quá trình đốt nhiên liệu hoá thạch trong các nhà máy nhiệt điện, động cơ tạo thành oxit nitơ

và oxit lu huỳnh phát tán vào không khí Khi hoà tan trong nớc ma, chúng chuyển thành axit vô cơ

và gây axit hoá cho các nguồn nớc mặt

- ảnh hởng, tác động

Độ axit không gây ảnh hởng lớn đến sức khỏe con ngời nhng nớc có độ axit cao thờng có vịchua Độ axit cao gây ăn mòn thiết bị và đờng ống Trong quá trình xử lý sinh học, pH cần duy trì ởmức giới hạn 6,0 – 9,5, nên cần xác định độ axit để tính lợng hoá chất chiều chỉh pH Độ axit có

ảnh hởng đến hầu hết các quá trình xử lý nớc cấp và nớc thải

Độ axit trong nớc thấp làm tan các kim loại nhôm, sắt, silic từ trong đất

- Phơng pháp phân tích:

Phân tích xác định độ axit bằng phơng pháp định phân bằng thuốc thử NaOH 0,02N

- Độ axit metyl da cam: chuẩn độ tới pH = 4,5 bằng chỉ thị metyl da cam

- Độ axit phenolphtalein: chuẩn độ tới pH = 8,3 với chỉ thị phenolphtalein

Các chất khí hòa tan nh CO2, H2S, NH3 có thể bị mất đi hoặc hòa tan vào mẫu trong quá trình

lu trữ hoặc định phân mẫu làm ảnh hởng đến kết quả phân tích Có thể khắc phục bằng cách địnhphân nhanh, tránh lắc mạnh và giữ nhiệt độ mẫu ổn định

Đối với mẫu nớc cấp, hàm lợng clorin d cao, có tính tẩy màu làm ảnh hởng đến kết quả địnhphân Trong trờng hợp mẫu có độ màu và độ đục cao, phải xác định độ axit bằng phơng pháp chuẩn

Muối bicacbonat là thành phần gây độ kiềm chủ yếu trong nớc tự nhiên do tác dụng của CO2lên các thành phần có tính kiềm trong đất:

CO2 + CaCO3 + H2O  Ca(HCO3)2

Trong nhiều kiện xác định, nớc tự nhiên có thể có độ kiềm cao Ví dụ trờng hợp nguồn nớcmặt có tảo phát triển, sử dụng hết cacbonic tự do và kết hợp trong nớc làm tăng pH đến 9-10

- ảnh hởng, tác động

Độ kiềm ảnh hởng ít nhiều đến sức khỏe Độ kiềm cao gây khó chịu cho ngời sử dụng nênphải thay nguồn nớc khác Độ kiềm cao ảnh hởng đến sự sống của vi sinh vật trong nớc, là nguyênnhân gây nên độ cứng của nớc Trong kiểm soát ô nhiễm nớc, độ kiềm là thông số để xác định lợnghoá chất trung hoà, làm mềm nớc, hoặc làm dung dịch đệm trung hoà axit trong quá trình đông tụ

- Phơng pháp phân tích

Độ kiềm đợc xác định bằng cách chuẩn độ với dung dịch H2SO4

- Độ kiềm phenolphthalein: chuẩn độ đến pH bằng 8,3 với chỉ thị phenolphtalein

- Độ kiềm tổng cộng: chuẩn độ đến pH bằng 4,5 với chỉ thị bromocresol lục

Phản ứng chuẩn độ:

OH- + H+  H2O pH = 12,5

CO3 2- + H+  HCO3- Kết thúc chuẩn độ ở pH = 8,3

HCO3- + H+  H2CO3 Kết thúc chuẩn độ ở pH = 4,5

- Tính toán các loại độ kiềm

Độ kiềm tổng cộng và độ kiềm phenol xác định dựa trên số liệu phân tích chuẩn độ bằngaxit Tính toán các độ kiềm hydroxit, cacbonat, bicacbonat dựa vào các phơng pháp (1) tính toán từchỉ số đo độ kiềm, (2) tính toán từ số đo độ kiềm và pH, (3) tính từ phơng trình cân bằng

- Độ kiềm phenol : chuẩn độ bằng axit đến pH = 8,3 với chỉ thị pp

- Độ kiềm tổng cộng: chuẩn độ bằng axit đến pH 4- 5 với chỉ thị bromocresol lục hay chỉ thịmetyl da cam, hay chỉ thị hỗn hợp

- Độ kiềm hydroxit (OH-)

- Độ kiềm cacbonat (CO32-)

- Độ kiềm bicacbonat (HCO3-)

- Phân loại theo anion tạo nên độ cứng  lựa chọn phơng pháp làm mềm nớc

+ Độ cứng cacbonat (độ cứng tạm thời): là tổng nồng độ các muối bicacbonat, cacbonat của

Ca2+, Mg2+ trong nớc Nhng vì hàm lợng cacbonat trong nớc thiên nhiên rất nhỏ, cho nên nói chungcoi độ cứng cacbonat là muối bicacbonat của Ca2+, Mg2+

+ Độ cứng phicacbonat (vĩnh cửu): là tổng nồng độ các muối clorua, sunfat, nitrat của Ca2+,

Mg2+ trong nớc

Độ cứng khi đun sôi nớc không thể khử đi gọi là độ cứng vĩnh viễn, nó gần bằng độ cứngphicacbonat

+ Độ cứng tổng cộng = độ cứng cacbonat + độ cứng phicacbonat

- Nguồn gốc, nguyên nhân: Các ion gây độ cứng cho nớc chủ yếu là Ca2+, Mg2+, Sr2+, Fe2+,

Mn2+, và các anion kết hợp với chúng là HCO3-, SO42-, Cl-, NO3-, SiO32-

Các ion Fe3+, Al3+ đôi khi cũng góp phần làm tăng độ cứng của nớc Tuy nhiên, độ hòa tancủa các hydroxit của chúng ở những giá trị pH của nớc thiên nhiên rất thấp nên nồng độ của các ionnày có thể bỏ qua

Phản ứng chuẩn độ: Ca + Y  CaY , pH = 12,

Mg2+ + Y4-  MgY2-, pH = 10,

Phản ứng chỉ thị: Mg2+ + EBT  Mg2+ EBT, pH = 10,

(đỏ rợu vang)  (xanh lam)

Một vài ion kim loại nặng làm cho chỉ thị màu nhạt dần hay không rõ ràng tại điểm kết thúc

Có thể khắc phục trở ngại này bằng cách thêm chất che trớc khi định phân Một cách khác có thểxác định đợc độ cứng là tính toán từ nồng độ các ion hoá trị 2

- Phơng pháp xử lý: Độ cứng tạm thời chỉ cần đun sôi nớc một thời gian, một phần độ cứng

có thể kết tủa tách ra khỏi nớc Độ cứng cacbonat đợc loại bỏ khi đun sôi hay khi làm mềm bằng vôiCa(OH)2

3.5.9 Oxi hoà tan – DO

Oxi có khả năng hoà tan kém trong nớc và độ hoà tan phụ thuộc vào áp suất riêng phần Oxihoà tan thấp dần theo chiều sâu trong nớc tự nhiên Lợng oxi bão hoà là lợng oxi tối đa có thể hoàtan trong nớc ở một điều kiện nhiệt độ và áp suất nhất định Hàm lợng oxi bão hoà xác định theo

Đo số liệu DO để kiểm soát quá tình xử lý sinh học hiếu khí trong quy trình xử lý nớc DO làcơ sở để đo BOD trong đánh giá mức độ ô nhiễm chất hữu cơ của nớc DO là thông số cơ bản để xác

định tốc độ oxi hóa sinh học Oxi hoà tan rất quan trọng trong xử lý nớc để điều khiển điều kiệnhiếu khí cho quá trình phân hủy sinh học

Oxi trong nớc là yếu tố gây ăn mòn cho cấu trúc sắt thép nh trong hệ thống phân phối nớc,nồi hơi Do đó, DO là thông số cần thiết trong kiểm soát quá trình ăn mòn

- Phơng pháp phân tích

Có thể dùng máy đo DO để đo trực tiếp lợng oxi hòa tan hoặc dùng phơng pháp Winkler đểxác định lợng oxi hòa tan trong nớc

- Thu mẫu phân tích chỉ tiêu oxi hoà tan

+ Phản ứng cố định oxi trong môi trờng kiềm

Mn2+ + 2OH- + 1/2 O2 = MnO2 + H2O

Mn(OH)2 + 1/2O2 = MnO2  + H2O

Nếu chỉ làm nh vậy thì kết quả phân tích vẫn cao hơn giá trị thực Vì vậy, cần phải cho thêmcác hoá chất che các tạp chất gây sai số trong phân tích để phản ứng ngay từ lúc này

Cho dung dịch iot cho vào hệ để phản ứng với MnO2 trong môi trờng axit Lợng iod dùng d

đảm bảo phản ứng hết MnO2

MnO2 + 2I- + 4H+ = Mn2+ + I2 + 2H2O

Sau đó, lu trữ mẫu trong tối và giữa lạnh với nớc đá Bảo quản mẫu ở điều kiện nh vậy trongthời gian tối đa 6 giờ

- Phơng pháp Winkler - phơng pháp chuẩn độ iod

Nguyên tắc của phơng pháp là dựa vào khả năng của oxi hoà tan oxi hoá hợp chất Mn2+thành Mn4+ trong môi trờng kiềm Mn oxit sinh ra sẽ oxi hoá I- thành I2 trong môi trờng axit Nhvậy, lợng I2 tạo thành có quan hệ với lợng DO và đợc xác định bằng natri thiosunphat (Na2S2O3)

- Phản ứng chuẩn độ

- Dung dịch chuẩn: Natri thiosunfat sẽ phản ứng với iot sinh ra

I2 + 2Na2S2O3  Na2S4O6 + 2NaI

- Phản ứng chỉ thị

Chỉ thị: hồ tinh bột Chuẩn độ đến gần hết I- (dung dịch màu vàng nhạt) cho hồ tinh bột vào để chỉthị, dung dịch lúc này màu xanh lam Chuẩn độ đến khi mất màu

I2 + hồ tinh bột  2I- + hồ tinh bột

Phơng pháp Winkler bị ảnh hởng bởi các chất oxi hóa và chất khử trong nớc

Ngoài MnO2 phản ứng với iodua, còn có thêm các hợp chất oxi hóa hay chất khử phản ứngvới iot và iodua làm kết tuả thí nghiệm có sai số Nitrit không thể oxi hóa Mn2+ nhng có thể tác dụngvới iod, chuyển về dạng khử là N2O2 chính dạng khử này bị oxi hóa bởi oxi trong nớc và lại chuyển

về dạng oxi hóa NO2- Nh vậy nitrit đã gây ra sai số rất lớn do phản ứng xoay vòng liên tục

2NO2- + 2I- + 4H+ I2 + N2O2 + 2H2O

N2O2 + 1/2 O2 + H2O  2NO2- + 2 H+

- Phơng pháp đo trực tiếp:

Sử dụng phơng pháp điện cực màng, ngời ta đo đợc oxi hoà tan ngay tại chỗ thực địa.Nguyên tắc của phơng pháp là dùng các điện cực oxi hoà tan Catot Pt nối với anot Ag bằng dungdịch điện phân (KCl) Pin ngăn cách với mẫu bằng màng thẩm thấu khí bằng polyetylen hay teflon.Khi cung cấp hiệu điện thế 0,5 – 0,6V giữa anot và catot, hiện tợng khử oxi thẩm thấu tại catot

trong khi mạch điện kín sẽ tạo nên dòng điện Cờng độ dòng điện này tỉ lệ với lợng oxi có trong mẫunớc Ta có thể đọc đợc giá trị DO trên màn hình giao tiếp.

Điện cực màng nhạy với nhiệt độ nên số đo oxi hoà tan luôn đi kèm với nhiệt độ mẫu n ớc.Trong phơng pháp đo bằng điện cực màng, chuẩn máy lại sử dụng đo các mẫu nớc có đỗ oxi hoà tanxác định bằng phơng pháp Winkler Do đó sai số cũng có thể xảy ra nếu không thực hiện đúng cácthao tác khử sai số trong phơng pháp Winkler

- Phơng pháp xử lý: tổng quát : Sục khí trơ hay oxy…)

3.5.10 Nhu cầu ôxy sinh hoá – BOD

Nhu cầu oxi sinh hóa (BOD) là lợng oxi cần cho vi khuẩn để phân hủy chất hữu cơ có khảnăng oxi hóa sinh hóa dới điều kiện hiếu khí Trong quá trình phân hủy này, chất hữu cơ đợc dùnglàm thức ăn cho vi khuẩn và giải phóng năng lợng

Nh vậy, BOD là đại lợng đánh giá lợng chất hữu cơ ô nhiễm trong nớc thải đợc xác địnhthông qua khối lợng oxi cần thiết mà để phân hủy hoàn toàn trong điều kiện hiếu khí Oxi sử dụngtrong quá trình này là oxi hoà tan

Chất hữu cơ phân hủy đến sản phẩm cuối cùng là nớc và cacbonic

Chất hữu cơ + O2 VK CO2 + H2O

Các chỉ tiêu BOD thờng sử dụng là BOD5 hay BOD20

- Nguồn gốc, nguyên nhân

Quá trình oxi hoá chất hữu cơ trong nớc xảy ra theo 2 giai đoạn Giai đoạn 1 chủ yếu oxi hóacác hợp chất hydrocacbon Quá trình này kéo dài khoảng 20 ngày ở 20oC Giai đoạn 2 oxi hoá cáchợp chất nitơ, bắt đầu từ sau ngày thứ 10 (có thể từ ngày thứ 5)

khoảng 98 – 99% lợng chất hữu cơ đã bị oxi hoá Nh thế, thời gian để xác định chỉ tiêu BOD quádài, nên trong thực tế thờng sử dụng chỉ tiêu BOD5 Sau 5 ngày, có khoảng 70 – 80 % chất hữu cơ

đã bị oxi hoá Hơn nữa, giá trị BOD5 loại trừ đợc oxi tiêu thụ cho quá trình nitrat hoá (giai đoạn 2)

Đồ thị biểu diễn quá trình oxi hoá chất hữu cơ nh sau

Hình 5 Quá trình oxi hoá các hợpchất hữu cơ

a Giai đoạn 1

Oxi hoá chất hữu cơ dạnghydrocacbon; b Giai đoạn 2 oxihoác hợp chất nitơ Tốc độ phân hủy chất hữu cơ bởi vi sinh vật phụ thuộc vào loại vi khuẩn, nhiệt

độ môi trờng Phản ứng phân hủy chất hữu cơ xác định BOD diễn ra theo cơ chế bậc nhất

Với C nồng độ chất hữu cơ tại thời điểm dang xét, k1: hằng số tốc độ phản ứng L ợng chấthữu cơ bị phân hủy đợc tính theo công thức:

C = C0 (1 – e-k’1.t)

Nớc thải sinh hoạt có BOD: 80 – 240 mg/L

Nớc thải công nghiệp, BOD: 200 – 30000

mg/L

- ảnh hởng, tác động

BOD thể hiện lợng oxi mà vi khuẩn tiêu thụ

trong phản ứng oxi hoá chất hữu cơ Do đó, giá trị BOD cho biết mức độ ô nhiễm chất hữu cơ trongnớc BOD càng lớn chứng tỏ mức độ ô nhiễm càng nặng…)

- Phơng pháp phân tích

BOD đợc tính bằng đơn vị mg O2/l

Nguyên tắc xác định BOD là đo mức tiêu thụ oxy do vi sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn, khi sửdụng chất hữu cơ trong chất thải ở điều kiện tơng tự nh trong tự nhiên Mẫu cũng cần tránh tiếp xúcvới không khí để tránh hiện tợng thông khí khi oxy hoà tan giảm xuống Hơn nữa vì độ tan oxy giớihạn trong khoảng 9 mgl ở 20oC, cần pha loãng mẫu có hàm lợng nhiễm cao để đảm bào lợng oxy

hoà tan đủ để cung cấp cho quá trình phân hủy diễn ra hoàn toàn Vì là quá trình phân hủy sinh họcnên điều kiện môi trờng cần đảm bảo phù hợp với sự phát triển của vi sinh vật: loại trừ các chất độc,

bổ sung chất dinh dỡng

- Phơng pháp xác định trực tiếp

Khi mẫu nớc có giá trị BOD ≤ 7mg/L thực hiện đo giá trị BOD trực tiếp, không cần phaloãng vì hàm lợng oxy hòa tan đủ để phân hủy chất hữu cơ trong suốt quá trình thí nghiệm Mẫu đợclấy vào ít nhất là 2 bình BOD thể tích 200-300ml Đo giá trị DO ngay đối với bình thứ nhất và cácbình còn lại để ủ 5 ngày trong điều kiện nhiệt độ không đổi 20oC

BOD5 = DO0 – DO5

- Phơng pháp pha loãng trớc khi đo

Khi ớc lợng mẫu nớc có giá trị BOD > 7mg/L thì mẫu nớc cần pha loãng để đảm bảo kiểmsoát đợc các điều kiện thuận lợi về môi trờng và dinh dỡng: (1) không có chất độc hại (2) pH thíchhợp (3) nguyên tố dinh dỡng đầy đủ (4) nhiệt độ ổn định ở 20oC (5) có đủ sinh vật nguồn gốc từ đất

Nớc pha loãng là nớc cất hay đã khử khoáng, nhất là phải khử các thành phần clorin haycloramin và đồng pH của nớc cất từ 6,5 đến 8,5 Cho thêm muối kali, natri, canxi và magie để tạo

đệm, cũng nh tạo điều kiện các vi sinh vật phát triển và khoáng hoá Cung cấp sắt, lu huỳnh và nitơbằng các loại muối sắt III clorua, magie sunfat, amoni clorua

Đối với mẫu nớc thải, quyết định mức độ pha loãng rất khó vì giá trị BOD khó đoán trớc Dovậy, thờng phải thực hiện ít nhất 3 mức pha loãng khác nhau với mỗi mẫu nớc không biết đợckhoảng BOD

- Tốc độ oxy hóa sinh hóa

Nồng độ chất hữu cơ tỉ lệ với hàm lợng BOD nên có thể thay thế nồng độ chất hữu cơ bằnghàm lợng BOD trong công thức trên

Hình 6 Biến thiên nồng độ chất hữu cơ trong

quá trình phân hủy

Ngời ta xác định đợc tốc độ oxy hóa

trong phản ứng BOD tuân theo cơ chế bậc 1: có

hằng số tốc độ phản ứng là k = 0,10 – 0,20/ngày ở 20oC với mẫu nớc thải sinh hoạt

Giá trị BOD5 sẽ bằng khoảng 68% BOD tổng cộng khi hằng số tốc độ phản ứng BOD =0,10/ngày Hai yếu tố chính ảnh hởng đến hằng số tốc độ phản ứng BOD là (1) bản chất của chấthữu cơ và (2) khả năng của vi sinh có trong chất hữu cơ đó Chất hữu cơ khó phân hủy sẽ làm chophản ứng BOD chậm và hằng số tốc độ phản ứng nhỏ Các chất thuộc lọai này nh lignin, chất tẩy rửatổng hợp…)

3.5.11 Nhu cầu ôxy hoá hoá học – COD

Nhu cầu oxi hóa học (COD) hay độ oxi hóa hóa học là lợng oxi cần thiết để oxi hóa hết cáchợp chất hữu cơ có trong nớc (gồm cả chất hữu cơ dễ phân hủy và khó phân hủy sinh học) bằng chấtoxy hoá mạnh

Sau đó, lợng diromatkali d đợc định phân b”ng thuốc thử ferrous ammonium sunfateFe(NH4)2SO4, với chỉ thị ferroin: (ferrous 1 10 – phenan throline sunfate).

Phản ứng chuẩn độ: 6Fe2+ + Cr2O7 2- + 14 H+  6Fe3+ + 3Cr3+ + 7 H2O

Tất cả các chất, ngoại trừ nớc, có trong chất lỏng đợc xếp vào loại chất rắn Thực tế, chất rắn

đợc xem là cặn còn lại sau bay hơi và sấy ở 103 – 105oC Các chất có áp suất hơi cao đáng kể ởnhiệt độ này sẽ bị mất trong quá trình bay hơi và sấy khô Cặn hay chất rắn còn lại trong mẫu là chất

có áp suất hơi nhỏ (có thể bỏ qua) ở nhiệt độ 105oC

Do rất nhiều loại hóa chất vô cơ và hữu cơ thờng gặp trong phân tích chất rắn, phép thử cầntơng đối đơn giản thờng ngời ta sử dụng phơng pháp trọng lợng Ngoại trừ phép đo chất rắn hòa tanbằng phơng pháp đo độ dẫn riêng Vấn đề chính trong phân tích chất rắn là phép đo để có đ ợc cácthông tin về các loại chất rắn khác nhau có trong 1 mẫu nh chất rắn hòa tan, chất rắn lơ lửng, chấtrắn bay hơi, chất rắn cố định (tro)

Trong môi trờng, chất rắn đợc phân thành các loại chỉ tiêu nh sau

- Chất rắn tổng số - TS, mg/l

- Chất rắn lơ lửng - SS, mg/l;

- Chất rắn hoà tan - DS, mg/l;

- Chất rắn bay hơi - VS, %;

- Chất rắn lắng đợc

- Thành phần

Các chất rắn có trong nớc có thể là

- Chất vô cơ ở dạng hoà tan nh muối hoặc không tan nh đất, đá…) ở dạng huyền phù

- Chất hữu cơ nh visinh vật (vi khuẩn, tảo, động vật nguyên sinh…)) các chất cơ tổng hợp nh phânbón, chất thải công nghiệp…)

- Phân loại

+ Chất rắn hòa tan (dissolved solids - DS) và không tan (undissolved solids)

Thành phần và tính chất của chất hòa tan và không hòa tan trong chất lỏng thay đổi rấtnhiều Trong nớc uống, hầu hết các chất ở dạng hòa tan chủ yếu là muối vô cơ, một phần nhỏ là chấthữu cơ và khí hòa tan Hàm lợng tổng các chất rắn hòa tan trong nớc uống thờng trong khoảng 20 –1000mg/l, và theo nguyên tắc thì độ cứng tăng theo tổng hàm lợng chất rắn hòa tan

Xác định tổng chất rắn bằng cách sấy mẫu ở nhiệt độ 103 – 105oC Phân tích tổng chất rắnhòa tan đối với nớc cấp thì gia nhiệt đến 180oC để loại nớc hấp phụ cơ học Trờng hợp này, nồng độcác chất hữu cơ rất thấp do đó bỏ qua thất thoát do sấy ở nhiệt độ cao Trong các trờng hợp chất lỏngkhác, lợng chất keo không hòa tan và chất lơ lửng tăng theo mức độ ô nhiễm Bùn có trong nớc hầuhết là chất rắn không tan và phần tan nhỏ

Xác định chất rắn hòa tan và không hòa tan bằng phân tích trọng lợng với phần mẫu qua lọc(chất rắn hòa tan) và không qua lọc (chất rắn không tan) Chất không tan thờng liên quan đến chấtrắn lơ lửng

+ Chất rắn bay hơi (Volatile solids - VS) và chất rắn cố định (tro) (Fixed solids-FS)

Mục tiêu chính của việc xác định nồng độ chất rắn trong chất thải sinh hoạt, chất thải côngnghiệp và mẫu bùn là để đo lợng chất hữu cơ Thực hiện bằng cách đốt để chuyển hết chất hữu cơthành khí CO2 và nớc H2O (gọi là sự bay hơi) trong điều kiện có kiểm soát nhiệt độ để tránh phânhủy và bay hơi các chất vô cơ nh trong oxi hóa hoàn toàn chất hữu cơ Lợng vật chất bị mất qua việcoxi hóa và bay hơi ở nhiệt độ cao biểu diễn thành phần chất hữu cơ Chú ý thuật ngữ chất rắn bayhơi (volatile solids) ở đây là thành phần là chất bay hơi tổng cộng Chất hữu cơ bay hơi (volatileorganics) là các chất hữu cơ vết có thể thoát ra khỏi dung dịch bằng phơng pháp thông khí đơn giản

Cx(H2O)  xC + yH2O

C + O2  CO2

Tại 550C, các muối vô cơ ít bị phân hủy nhất (tối thiểu) Các hợp chất amonium bị giảiphóng ra trong quá trình sấy và bay hơi nhng hầu hết các muối vô cơ khác đều khá ổn định (bền),chấp nhận muối magiê cacbonat bị phân hủy.

MgCO3  MgO + CO2 (to = 350oC)

Xác định hàm lợng bay hơi của chất rắn lơ lửng, các muối vô cơ hòa tan không đáng kể vìchúng bị loại ra trong quá trình lọc Trong phân tích bùn, hợp chất amonium tồn tại chủ yếuamonium bicacbonat, hoàn toàn bị bay hơi trong quá trình bay hơi và sấy, và không có mặt để cảntrở việc xác định chất rắn bay hơi:

NH4HCO3  NH3 + H2O  + CO2  (105oC)

Các muối vô cơ không bền khác có trong bùn thờng với lợng nhỏ so với lợng chất rắn tổng

+ Chất rắn lắng đợc - Settleable solids

Chất rắn lắng đợc là chất rắn đang ở trạng thái lơ lửng sẽ lắng ở điều kiện bất động do tác

động của trọng lực Chỉ những chất rắn lơ lửng thô có tỷ trọng đủ lớn sẽ lắng Bùn là sự tích lũy củacác chất rắn lắng đợc Đo nồng độ chất rắn lắng đợc là thông số cần thiết trong thực tế để xác địnhnhu cầu thiết bị lắng cặn và tính chất vật lý của dòng thải nạp vào dòng chảy tự nhiên của nớc

- Xác định hàm lợng chất rắn trong nớc cấp

Có nhiều chỉ tiêu chất rắn khác nhau, các thí nghiệm thay đổi với từng chỉ tiêu Chất rắn hòatan thờng dùng nhất trong nớc cấp Vì vậy, thờng sử dụng phơng pháp xác định hàm lợng tổng chấtrắn và phơng pháp đo độ dẫn riêng Chỉ tiêu chất rắn lơ lửng ít dùng trong nớc cấp vì lợng nhỏ Phép

đo độ đục dễ định lợng hơn

+ Chất rắn tổng cộng (total solids - TS)

Xác định bằng cách cho bay hơi và sấy mẫu trong một chén cân đã cân bì Thờng dùng chéncân bằng platin vì dễ đạt đến khối lợng không đổi khi thực hiện phơng pháp phân tích trọng lợng Cóthể dùng chén gốm vycor thay thế chén platin vì quá đắt Tránh sử dụng chén cân sứ vì chúng cókhuynh hớng thay đổi khối lợng

Xác định hàm lợng chất rắn bay hơi (hàm lợng chất hữu cơ) thờng không đợc chú ý khi xétnguồn nớc dùng cho mục đích sinh hoạt Nếu hàm lợng chất hữu cơ trong nớc là đáng kể thờng sửdụng các chỉ tiêu BOD, COD hay để đánh giá

+ Chất rắn hòa tan (dissolved solids - DS) và chất rắn lơ lửng (suspended solids - SS)

Nếu phép đo độ đục không đủ để cho các thông tin cần thiết thì có thể xác định chất rắn lolửng bằng cách lọc qua giấy lọc sợi thủy tinh Do hàm lợng chất rắn trong nớc cấp thờng rất nhỏ,nên phép thử dễ gây sai số, do đó phải lấy một lợng mẫu lớn Kỹ thuật lọc khác đợc dùng để lọcmẫu nớc qua giấy lọc và xác định tổng chất rắn trong chất lỏng Chênh lệch giữa tổng chất rắn trongmẫu không lọc và có lọc là lợng chất rắn hòa tan

đổi của môi trờng và kết quả của phản ứng sinh học

1 Trong nớc ngầm, sắt thờng tồn tại dới dạng ion hoá trị II Hàm lợng CO2 cao chứng tỏ là

quá trình oxi hoá sinh học các chất hữu cơ diễn ra mạnh mẽ Không có hay nồng độ oxi hoà tan thấpchứng tỏ các quá trình diễn ra yếm khí

Fe2+ kết hợp với các gốc bicacbonat (HCO3-), clorua (Cl-), sunfat (SO42-) đôi khi tồn tại dớidạng keo của axit humic hoặc keo silic Độ hòa tan của các loại muối sắt II thờng thấy đều tơng đốilớn, độ thủy phân tơng đối nhỏ nên Fe2+ rất khó tạo thành kết tủa tách ra Thờng nớc ngầm chứa l-ợng cacbonat đáng kể nên sắt II cacbonat tan do phản ứng

FeCO3 + CO2 + H2O  Fe2+ + 2HCO3-

Cơ chế này cũng tơng tự nh đối với quá trình hòa tan canxi và magie cacbonat.Nớc ngầm thờng chứa sắt ở hàm lợng cao dao động từ vài mg đến vài chục mg (có nơi trên 100 mg/L)

2 Nớc giếng có chất lợng tốt, có hàm lợng Fe2+ thấp Nớc giếng thờng bị nhiễm bẩn khi

chất thải hữu cơ thải trên đất gần khu vực giếng tạo điều kiện yếm khí trong đất

3 Sắt trong vùng nớc mặt đợc ngăn dùng làm nguồn cấp nớc, các hồ bị phân tầng phát triển

điều kiện yếm khí ở tầng dới Sắt hoà tan đợc giải phóng từ trong bùn dới đáy hồ chứa trong tầng

n-ớc sát đáy cho đến khi có dòng nn-ớc xáo trộn giữa các tầng nn-ớc Từ đó, sắt mới xuất hiện trong toàn

bộ thể tích hồ gây ô nhiễm Sau một thời gian đủ dài, quá trình oxi hoá và sa lắng tự nhiên diễm ralàm giảm nồng độ ô nhiễm

Nớc mặt tiếp xúc với không khí là nguồn cung cấp oxy hay khi nồng độ oxi hòa tan trong

n-ớc tơng đối lớn, trị số pH cao, ion Fe2+ sẽ bị oxi hoá thành ion Fe3+ và kết tủa thành các bằng cặnFe(OH)3 có màu nâu đỏ.

Fe2+ + O2 + 3/2 H2O  Fe(OH)3 

Trong nớc mặt, sắt thờng tồn tại dới dạng ion Fe3+ ở dạng keo hữu cơ hoặc huyền phù

- ảnh hởng

Nớc có hàm lợng sắt > 0,5 mg/l gây có mùi tanh khó chịu và nổi váng trên bề mặt, làm vàngquần áo khi giặt, làm h hỏng hàng dệt Sử dụng nớc nhiễm phèn sắt để tắm rửa sẽ bị rộp da, lâu dàigây bệnh sạn thận

Khi trong nớc có chứa các ion Fe sẽ gây đục cho nớc và làm mất mỹ quan do các phản ứngtạo tủa

Nớc nhiễm sắt dùng làm nớc cấp ảnh hởng đến các quá trình sản xuất giấy, phim ảnh, đồ hộpthực phẩm

Sắt chuyển thành dạng keo gây kết tủa, đóng cặn trên đờng ống và thiết bị trao đổi nhiệt Cặnsắt làm giảm và tắc khả năng vận chuyển của ống dẫn nớc, gây khó khăn cho phân phối nớc.Sắt cũng có gây ảnh hởng đến độ cứng, duy trì sự phát triển của một số vi khuẩn gây thối rữa trong

hệ thống phân phối nớc

- Phơng pháp phân tích sắt - phơng pháp phenanthroline

Sắt đợc xác định bằng phơng pháp phenanthroline ở môi trờng axit Tất cả sắt đợc hòa tan bịkhử thành sắt (II) và tạo phức với 1, 10 – phenanthroline cho màu đỏ cam Sau đó, mẫu đợc so màutrên máy quang phổ với dung dịch chuẩn biết trớc nồng độ

Do mẫu nớc bị tiếp xúc với không khí nên có thể sắt bị oxi hoá thành sắt III hydroxit kết tủa,

do vậy toàn bộ sắt cần đợc hoà tan Đun s”i mẫu với hydroxylamin, ở pH 3,2 –3,3 tất cả sắt đợchoà tan và khử thành sắt II Sau đó, sắt II sẽ phản ứng với 3 phân tử 1,10 – phenanthroline tạo phức

có màu đỏ cam Cơ chế phản ứng đợc biểu diễn nh sau:

Fe(OH)3 + 3HCl  FeCl3 + 3H2O

4Fe3+ + 2NH2OH  4Fe2+ + N2O + H2O + 4H+

Phenanthroline + Fe2+  [Fe- Phenanthroline]2+

Dung dịch màu tạo đờng chuẩn là dung dịch sắt II amonium sulfat (Fe(NH4)2(SO4)2)

- Phơng pháp xử lý: Khử sắt chủ yếu bằng phơng pháp tạo tủa và oxy hoá về Fe3+.

3.5.14 Clorin

Clorin đợc dùng để khử trùng, gồm các dạng clo tự do hay hypoclorit ở dạng nào thì nócũng là tác nhân oxi hóa và thờng tự hủy nhanh chóng Quá trình khử trùng hoàn thành khi đa vào l-ợng clo d với nhu cầu clorin

- Các phản ứng trong nớc

Clo kết hợp với nớc tạo hypoclorơ (OCl-) và axit hypocloric (HClO)

Phản ứng thủy phân: Cl2 + H2O = HClO + H+ + Cl-; HClO  H+ + ClO-;

Hình 7 Các dạng tồn tại của clo trong nớc

• Các sản phẩm sử dụngHypoclorit thờng dùng ở dạng dung dịch natri hypoclorit (NaClO) hay canxi hypoclorit(Ca(ClO)2) dạng khô

- NaClO: thờng dùng (phổ biến) khi yêu cầu lợng tiêu thụ lớn (nh khử trùng nớc thải) mà cósẵn nguồn cung cấp của thành phố.

- Ca(ClO)2: phổ biến trong những trờng hợp lợng yêu cầu giới hạn hay hệ thống xử lý gián

đoạn

Hai hợp chất này ion hóa trong nớc tạo ion hypoclorit theo phơng trình:

NaClO  Na+ + ClO- phân ly mạnh

Ca(ClO)2  Ca2+ +

2ClO-Các ion cân bằng với ion H+ trong nớc

Clo có khuynh hớng làm giảm pH, trong khi hypoclorit có khuynh hớng làm tăng pH

- Phản ứng với tạp chất trong nớc

Clorin và axit hypoclorơ có thể phản ứng với nhiều chất:

• Phản ứng với amoniac

Với ion amonium cân bằng với amoniac và ion H+ theo phơng trình sau:

NH4+  NH3 + H+;

hypoclorơ tạo thành monocloramin, dicloramin, tricloramin phụ thuộc vào khối lợng tơng đối củachất phản ứng và pH:

NH3 + HClO  NH2Cl + H2O monocloramin

NH2Cl + HClO  NHCl2 + H2O dicloramin

NHCl2 + HClO  NCl3 + H2O tricloramin

Monocloramin và dicloramin có khả năng khủ trùng đáng kể Monocloramin có khả năngdiệt trùng thấp hơn dicloramin khoảng từ 3-5 lần So với clorin, dicloramin có khả năng diệt trùngkém hơn 20-25 lần

- ảnh hởng đến sức khỏe cộng đồng do lợng d thuốc khử trùng

Khử trùng là quá trình diệt các vi sinh vật có hại, và thờng tạo ra nớc vô trùng Thờng dùngchất khử trùng là clorin, clodioxit và ozôn Hai yếu tố cực kỳ quan trọng trong khử trùng là thời giantiếp xúc và nồng độ tác nhân khử trùng Các yếu tố khác xem là hằng số

Điều quan trọng là thời gian tiếp xúc dài, nồng độ nhỏ chất khử trùng cũng đủ Khi thời giantiếp xúc ngắn cần phải có nồng độ cao để có khả năng tiêu diệt vi trùng tơng đơng

Clorin, axit hypoclorơ và ion hypoclorit là lợng d clorin tự do, cloramin đợc gọi là d lợngclorin kết hợp ở pH thấp, clorin tự do có khuynh hớng tạo thành HClO hơn là tạo thành OCl-, cóhoạt tính khử trùng cao hơn Khi nồng độ d lợng clo kết hợp lớn hơn nồng độ clorin tự do thì đòi hỏithời gian thích hợp (dài) để khử trùng hoàn toàn Vì những lý do đó, điều quan trọng là cần biết cảnồng độ và loại clorin hoạt động

Tốc độ phản ứng giữa amoniac với axit hypoclorơ thay đổi đáng kể theo pH và nhiệt độ Tốc

độ cao nhất ở pH = 8,3 và giảm nhanh khi pH tăng hay giảm Do đó, thờng thấy d lợng clo và clokết hợp cùng tồn tại sau thời gian tiếp xúc 10’, 15’ thậm chí sau 60’

Cần quan tâm đặc biệt đến tác động của clo d đến nớc chứa amoniac Tỷ số mol của clo

(Cl2) và amoniac (NH3) lớn hơn 1:1, trong nớc sẽ tạo thảnh cả hai sản phẩm monocloramin vàdicloramin Lợng tơng đối của mỗi loại sản phẩm trên là hàm của pH, ảnh hởng đến tốc độ tạo thànhmỗi sản phẩm cũng nh cân bằng nhiệt động giữa chúng.

pH thấp sẽ tạo thành dạng dicloramin nhiều hơn Khi tăng số mol clorin và amoniac sẽ dẫn

đến tạo thành tricloramin và oxi hóa một phần amoniac thành N2 hay NO3- Clo hóa ở pH khoảng 6

đến 7; các phản ứng này hoàn thành khi cho thêm 1,5 mol clorin cho mỗi mol N-NH3 có trong n ớc

D lợng cloramin thờng đạt đến tối đa khi cho khoảng một mol clorin vào với mỗi mol amoniac, sau

đó giảm đi và đạt cực tiểu khi tỷ số Cl2/N-NH3 = 1,5 Khi thêm clo nữa thì sẽ tạo d lợng clo tự do

Vì d lợng clo có khả năng khử trùng tốt, chúng thờng bị phân hủy nhanh chóng trong hệthống phân phối Vì vậy, xử lý bằng amoniac để chuyển d lợng clo tự do thành d lợng clo kết hợp cóthời gian tồn tại lâu hơn

- Phơng pháp phân tích định lợng clo d

Nguyên tắc phơng pháp: dựa vào khả năng oxi hóa của clo d Ngời ta dùng tác nhân khử cókhả năng tơng tác với chúng để dễ kiểm nghiệm, thờng dùng Mn có hóa trị >2 hay nitrit( NO2-)

• Phơng pháp tinh bột-iot

Dựa vào khả năng oxi hóa của clo d tự do và clo d kết hợp để chuyển hóa ion iot thành iod tự do:

Cho d I- so với clorin: Cl2 + 2I-  I2 +

2Cl-Phản ứng chỉ thị: I2 + tinh bột  màu xanh

Phản ứng chuẩn độ: I2 + 2Na2S2O3  Na2S4O6 + 2NaI

• Phơng pháp chuẩn độ ampe

Dựa trên nguyên tắc cực phổ, thực hiện phản ứng chuẩn độ oxi hóa khử Tác nhân khử thờng

sử dụng là phenylarsine oxit (C6H5AsO) sẽ phản ứng với clo d tự do ở pH 6,5 –7,5 và phản ứng bắt

đầu chậm ở pH > 7,5 Cloramin bị khử ở pH < 6, nếu cấp vào hệ ion iodid, cloramin oxi hóa iodidtạo thành iot tự do và oxit phenylarsine khử iot tự do và đo đợc lợng cloramin có trong nớc

Thực hiện 2 lần chuẩn độ pH = 7 và pH =4  xác định lợng cloramin và clo tự do Tách lợngmonocloramin và dicloramin bằng cách thông qua nhận biết clo tự do và monocloramin bằng cáchkết hợp đo ở pH =7 và cho thêm 1 lợng nhỏ iodid

Phép chuẩn độ thứ 3: xác định 3 dạng chính của clo d

• Phơng pháp DPD

Nguyên tắc tơng tự phơng pháp chuẩn độ ampe Cho N, N-diethyl-p-phenylen diamin (DPD)vào mẫu chứa nớc có clo tự do, phản ứng xảy ra ngay lập tức và tạo màu đỏ Nếu cho thêm một lợngnhỏ iodid thì monocloramin sẽ phản ứng tạo iod, nó sẽ oxi hóa DPD thành dạng đỏ Nếu cho 1 l ợnglớn iodid, dicloramin sẽ phản ứng tạo màu đỏ

Bằng cách đo màu đỏ tạo ra ở pH trung hòa (6,2 – 6,5) mỗi bớc thí nghiệm, xác định đợcclo tự do, monocloramin và dicloramin Màu đỏ tạo ra có thể xác định đợc bằng phơng pháp chuẩn

độ với Fe2+ đến khi mất màu đỏ hay thực hiện trực tiếp bằng phơng pháp so màu

3.5.15 Clorua -

Cl-Clorua có mặt trong tất cả các loại nớc tự nhiên với nồng độ thay đổi trong 1 khoảng rộng.Hàm lợng clorua thờng tăng khi hàm lợng khoáng tăng Vùng đất cao, vùng núi thờng có hàm lợngclorua khá thấp, trong khi đó, nớc sông và nớc ngầm có hàm lợng clorua đáng kể Nớc biển và nớc ở

đại dơng là nơi chứa cặn (kết quả của quá trình bay hơi một phần nớc tự nhiên khi chảy ra biển và

đại dơng) và nồng độ clorua rất cao

Clorua có trong nớc tự nhiên do nhiều nguyên nhân:

(1) Do khả năng hòa tan của nớc với clorua hòa tan, từ đất mặt và tầng sâu Quá trình phânhủy các hợp chất hữu cơ

(2) Ma rơi xuống đất liền do gió thổi có mang theo những hạt tinh thể muối, kết quả của quátrình bốc hơi nớc Những nguồn này thờng làm thay đổi lợng clorua trong vùng đất liền mà chúngrơi xuống Nguồn nớc ngầm có thể có hàm lợng clorua đến 500 – 1000 mg/l

(3) Muối biển và nớc đại dơng xâm nhập sâu vào đất liền, đặc biệt là ở những nơi có mỏ khaithác nớc ngầm mạnh

(4) Chất bài tiết của con ngời, đặt biệt là urê, chứa clorua với lợng những clorua tiêu thụcùng thực phẩm và nớc, lợng này trung bình khoảng 6g clorua/ngời.ngày và làm tăng lợng cloruatrong nớc thải sinh hoạt khoảng 15mg/l

Nhiều loại nớc thải công nghiệp có chứa một lợng đáng kể clorua và thông số clorua cần sửdụng trong kiểm soát ô nhiễm nớc mặt do nớc thải công nghiệp

- ảnh hởng, tác động

Clorua ở nồng độ hợp lý không độc với con ngời, nhng nếu nồng độ > 250mg/lít, chúng sẽgây vị mặn cho nớc gây khó chịu Vì lý do đó, clorua thờng bị giới hạn đến 250mg/lít trong nớc cấpcông cộng ở nhiều nơi trên thế giới, nơi mà nớc cấp hiếm, nguồn nớc có chứa 1000mg clorua/l vẫn

đợc dùng cho mục đích cấp nớc sinh hoạt mà không gây tác hại, khi hệ cơ quan của con ngời thíchnghi với nguồn nớc

Clorua ảnh hởng đến giá trị sử dụng: sinh hoạt, ăn uống; nông nghiệp, do đó clorua là yếu tốquan trọng để lựa chọn nguồn cấp nớc

Hàm lợng clorua của nớc dùng cho tới tiêu trong nông nghiệp thờng phải kiểm soát độ mặntổng cộng Sự bay hơi có khuynh hớng là tăng clorua và độ mặn ở vùng gốc cây đợc tới, gây khókhăn cho việc lấy nớc do chênh lệch áp suất thẩm thấu giữa nớc ở phía ngoài và nớc ở phía trong tếbào rễ của cây

Clorua là chỉ tiêu chỉ thị đợc dùng rộng rãi trong kỹ thuật môi trờng Tuy nhiên, chúngkhông thuận lợi trong việc sử dụng ở nhiều trờng hợp vì số lợng cần nhiều để tạo ra lợng gia tăng

đáng kể nồng độ clorua và vì khuynh hớng làm tăng mật độ dòng điện

Clorua dùng làm chất chỉ thị đợc thay thế cho lợng lớn thuốc nhuộm hữu cơ, chúng có thể đo

đạc chính xác dù ở lợng vết Do đó, clorua hay halogen thờng thấy nh bromua đợc dùng để đánhdấu

Nớc có nhiều clorua có tính ăn mòn nên xâm thực đối với bêtông và xi măng

- Phơng pháp xác định clorua

Clorua có thể đo nhanh bằng phơng pháp phân tích thể tích dùng dùng chỉ thị nội

a Thờng dùng phơng pháp Mohr với bạc nitrat là chất chuẩn (thuốc thử) và kali cromat là chỉ thị.

+ Phơng pháp Mohr: (phơng pháp chuẩn độ bạc - Phơng pháp chuẩn độ tạo tủa)Phản ứng chuẩn độ: AgNO3 + Cl- = AgCl  + NO3-

Kết thúc chuẩn độ: xác định bằng Ag+ d ra

Phản ứng chỉ thị: 2Ag+ + CrO42- = Ag2CrO4

Môi trờng pH = 6,5 – 8

Chú ý khi xác định clorua bằng phơng pháp này:

- Thể tích mẫu phải đồng đều (vd 100ml) để nồng độ ion cần để chỉ thị cuối cùng là hằng số

- pH ở khoảng từ 7 - 8 vì Ag+ tạo tủa AgOH ở pH cao và CrO42- chuyển thành Cr2O72- ở

pH thấp

- Xác định lợng chỉ thị phải đủ để cấp lợng CrO42- ở sai số chỉ thị: có thể dùng lợng thuốcthử trong khoảng 0,2 – 0,4 ml

Tính toán kết quả: Nồng độ clorua trong dung dịch đem chuẩn độ

b Phơng pháp thứ hai là phơng pháp đo màu với sắt III cyanua tự động Ion thủy phân chứa trong

thuốc thử Mercuricthiocyanate (thủy ngân thiocyanate) tạo phức với clorua, giải phóng rathiocyanate phản ứng với ion sắt III đợc thêm vào tạo thành ferric thiocyanate màu đỏ, độ màu đỏcủa ferric thiocyanate tỷ lệ thuận với nồng độ clorua

Phơng pháp này ít trở ngại hơn phơng pháp Mohr do phải thực hiện ở pH = 2,5

Điểm cuối dễ xác định hơn phơng pháp Mohr

Phản ứng chuẩn độ: Hg+ + 2Cl- = HgCl2 (pH = 2,5) 2 = 1,7x1013

Tạo pH = 2,5 bằng HNO3, chỉ thị pH bằng xylencyanol FF màu lục

Điểm cuối chuẩn độ : khi nồng độ Cl- tiến đến 0, nồng độ Hg2+ tăng lên đến mức có thểnhận biết đợc Chỉ thị: diphenylcarbozone chỉ thị ion Hg2+  màu tím rõ rệt Loại sai số chỉ thịbằng mẫu trắng

c Phơng pháp thứ ba là phơng pháp sắc ký ion: xác định đợc các anion chính có mặt trong nớc tự

Nitrat cung cấp chất dinh dỡng cho thực vật và đợc biến đổi thành protein

NO3- + CO2 + cây xanh + ánh sáng mặt trời  protein

- Amoniac và muối amon đợc thêm vào đất để cung cấp nitơ cho cây trồng Bằng quá trìnhquang hợp, nitơ sử dụng

NH3 + CO2 + cây xanh + ánh sáng mặt trời  protein

- ổn định nitơ từ vi khuẩn quang hợp Một số vi khuẩn quang hợp (photosynthetic bateria)

nh cyanobacteria (tảo lục xanh), cũng có thể cố định khí nitơ từ khí quyển bằng cách chuyển nóthành nitơ hữu cơ

N2 + vi khuẩn quang hợp cố định đạm  protein

Đối với con ngời và động vật (trừ loài nhai lại), nguồn cung cấp protein chủ yếu là từ proteincủa thực vật và động vật ăn cỏ do không thể tạo protein từ khí quyển hoặc t hợp chất vô cơ Trong cơthể động vật, phần lớn protein dùng để phát triển cơ bắp, phục hồi cơ bắp Một số dùng để tạo nănglợng Trong đời sống động vật, chất thải từ cơ thể, luôn có nitơ Nớc tiểu có chứa nitơ do cơ chếphân hủy protein Trong nớc tiểu, nitơ chủ yếu ở dạng ure và sau đó nhanh chóng thuỷ phân bởienzym urease

NH2 – C=O – NH2 + 2H2O enzym (NH4)2CO3

Phân của động vật có chứa một lợng protein không tiêu hoá đợc và dới tác dụng của vi khuẩn

dị dỡng biến đổi thành amoniac

Trong quá trình trao đổi chất, các protein trong cơ thể sống tạo thành urê CO(NH2)2 Urê bịphân hủy thành cacbonat amôn dới ảnh hởng của vi sinh vật gây thối rữa và bị phân hủy thànhamôn:

CO(NH2)2 + 2H2O  (NH4)2CO3

(NH4)2CO3 VSV  2NH3 + CO2 + H2O

NH3 không bền sẽ bị oxi hóa dới tác dụng của vi sinh vật nitrosomonas và nitrobacter thànhnitrit và sau đó thành nitrat:

2NH2 + 3O2 2NO2- + 2H+ +2H2O

2NO2- + O2  2NO3-

Khử nitrat

NO3- + Cacbon hữu cơ  NO2- + CO2 + H2O

Nitơ vào trong hồ theo dòng chảy của suối từ các nguồn bên ngoài hay từ nớc ngầm Trong

hồ thờng ở dạng nitrat (NO3-) Nitơ bị khử bằng hoá học thành amino – nitơ (NH2-) trong các hợpchất hữu cơ trong quá trình tăng trởng của tảo Tảo chết, nitơ hữu cơ giải phóng ra dới dạng nitơamonia (NH3) Sau đó, amonia oxi hoá trở thành nitrat nhờ vi khuẩn

Các chu trình nitơ NO3-  N hữu cơ  NH3 diễn ra trong điều kiện hiếu khí Nhng trongbùn lắng yếu khí, tầng dới của hồ phú dỡng, nitrat bị khử bởi vi khuẩn kỵ khí thành nitơ (N2) và rakhỏi hệ thống

2NO3- + cacbon hữu cơ  N2 + CO2 + H2O

- ảnh hởng, tác động

Các dạng hợp chất nitơ là chất chỉ thị để nhận biết mức độ nhiễm bẩn của nguồn nớc

Nồng độ NH4+ cao gây độc cho cá Nồng độ NH4+ thấp hay nồng độ nitrat cao là môi trờngdinh dỡng tốt cho tảo, rong phát triển Phát triển quá mức sẽ gây ảnh hởng đến chất lợng nớc (hiện t-ợng phú dỡng hoá) Chuyển hoá amonium thành nitrat tiêu hao lợng lớn oxy hoà tan trong nuồn nớc

Hàm lợng nitrit (NO2-) và nitrat (NO3-) trong nớc ăn uống cao gây các tác hại điển hình làkhử vi sinh ở dạ dày và đờng ruột làm kém tiêu hoá Nitrat chuyển hoá thành nitrit trong điều kiệnthuận lợi ở hệ tiêu hoá của ngời Nitrit kết hợp với hồng cầu trong máu (chuyển hoá hemoglobinthành methemoglogin) ngăn cản sự liên kết và vận chuyển oxi gây nên bệnh thiếu oxi trong máu.Nitrit thực hiện các phản ứng trong cơ thể ở môi trờng axit yếu tạo thành tác nhân gây ung th và sinhquái thai (hợp chất nitro amin)

Trong công nghệ xử lý chất thải, nitơ là nguồn dinh dỡng cần bổ sung khi xử lý sinh học

- Phân tích Nitơ - ammonia

Phân tích nitơ ở các dạng NH4+

NH4+  NH3 + H+

• Phơng pháp so màu - nessler hóa trực tiếp

Phản ứng: 2(2KIHgI2) + NH3 + 3 KOH  (NH2)Hg-O-HgI + 7KI+ 2H2O

(NH2)Hg-O-HgI là phức chất màu vàng, có độ hấp thu cực đại = 430 nm

Loại trừ độ đục: Thêm 1 ml ZnSO4 và 0,5 ml NaOH 6N vào 100 ml mẫu để nâng pH đến10,5 Khuấy đều, ly tâm, loại kết tủa nếu có Mẫu nớc sau lọc thêm 1 giọt EDTA và 2 ml Nessler

Loại trừ clo: Thêm 1 ml Na2S2O3 N/70 vào 50 ml mẫu trớc khi xét nghiệm

• Phơng pháp chng cất Kieldal

Phơng pháp này có độ chính xác cao hơn thờng đợc áp dụng để phân tích N-NH3 là phơngpháp chng cất

Lấy 280 ml mẫu vào bình Kieldal, Thêm dung dịch đệm photphat pH nằm trong khoảng 7,4

0,2, Lắp bình vào hệ thống chng cất Kieldal, tốc độ chng cất vào khoãng 6 – 10 ml/phút Tắt bếpkhi chng cất phẩm thu đợc gần tơng đơng với thể tích mẫu ban đầu

Mẫu sau khi chng cất đợc phân tích theo phơng pháp nessler hay phơng pháp định phân thểtích

- Phơng pháp định phân thể tích

Thêm 10 giọt chỉ thị màu hỗn hợp vào dung dịch axit boric bão hòa trớc khi chng cất Saukhi hoàn tất quá trình chng cất, định phân chng cất phẩm bằng dung dịch axit clohydric 0,01 N Kếtthúc phản ứng ứng, màu dung dịch chuyển từ xanh lục sang tím

3.5.17 Photphat

Photpho có trong nớc tự nhiên dới dạng photphat hữu cơ và vô cơ Photphat vô cơ tồn tại ở batrạng thái: orto photphat (PO43-, HPO42-, H2PO4-), meta hoặc poly photphathexa metaphotphat

(Na3(PO4)6; tripolyphotphat (Na5P3O10); pyrophotphat (Na4P2O7))

Photphat hữu cơ là một thành phần chính của các phân tử ATP hay ADP trong cơ thể sinhvật

• Nguồn gốc

Đây là sản phẩm của quá trình phân hủy sinh học các chất hữu cơ

Nớc thải sinh hoạt khá giàu hợp chất photpho Hầu hết photpho vô cơ là từ chất thải của conngời qua quá trình tiêu hoá protein Chất tẩy rửa chứa lợng lớn hợp chất photphat (12-50%) làm chấttạo bọt Chất tẩy rửa tổng hợp ra đời làm gia tăng đáng kể hàm lợng photphat trong nớc thải sinhhoạt

- ảnh hởng, tác động

Photphat ở hàm lợng cao trong nớc gây cản trở quá trình xử lý, đặc biệt là hoạt động của các

bể lắng Đối với những nguồn nớc có hàm lợng chất hữu cơ, nitrat và photphat cao, các bằng cặn ở

bể tạo bằng sẽ không lắng đợc ở bể lắng mà có khuynh hớng tạo thành đám nổi trên mặt nớc, đặcbiệt lúc trời nắng

Phốtphat là một trong những nguồn dinh dỡng của thực vật trong nớc, gây nên hiện tợng phúdỡng hoá trong ao hồ Khi kết hợp với nitơ, phốtphat kích thích sự tăng trởng nhiều loại phiêu sinhvật trong đó có các lớp tảo bề mặt nh zooplankton, phytoplankton…) ở hàm lợng 0,005 mg/L trong

điều kiện chiếu sáng thờng xuyên (mùa hè), môi trờng giàu phốtphat là điều kiện tốt cho tảo pháttriển nhanh Tuy nhiên, trong quá trình xử lý nớc thải, phốtphat lại là một yếu tố quan trọng giúptăng cờng các chất dinh dỡng cần thiết cho vi sinh bùn hoạt tính Vì vậy, kiểm soát và duy trìphốtphat ở giới hạn cho phép rất cần trong việc phát triển đời sống các vi sinh vật có ích và bảo vệmôi trờng

- Phơng pháp phân tích

Để xác định photphat cần chuyển cả ha dạng polyphotphat và photphat hữu cơ thànhortophotphat (H2PO4-, HPO42-, PO43-) để định lợng bằng các phơng pháp trọng lợng, thể tích haytrắc quang

Phơng pháp thể tích và trọng lợng dùng khi nồng độ photphat lớn (>50mg/lit) Nhng ít khigặp nồng này trong thực tế Hơn nữa, thao tác phức tạp, mất thời gian nên thờng sử dụng phơng pháptrắc quang

ở nhiệt độ cao, trong môi trờng axit các dạng photphat đợc chuyển về dạng ortophotphat và

sẽ phản ứng với ammonium molybdat để phóng thích axit molybdophotphoric Sau đó axit này sẽ bịkhử bởi SnCl2 cho molybdenum màu xanh dơng

PO43- + 12(NH4)2MoO4 +24 H+  (NH4)3PO4.12MoO3 +21NH4+ +12H2O(NH4)3PO4.12MoO3 + Sn2+  Molybdenum (xanh dơng) + Sn4+

So màu dung dịch màu xanh dơng với dung dịch lân chuẩn bằng phơng pháp trắc quang ởkhoảng sóng  = 610-630nm sẽ xác định đợc hàm lơng PO43- trong mẫu nghiên cứu

3.6 ánh giá m c Đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nuớc ức độ ô nhiễm nguồn nuớc độ ô nhiễm nguồn nuớc ô nhi m ngu n nu c ễm nguồn nuớc ồn nuớc ớc

5 Nuớc bẩn nặng 4 - 9.5 3 - 5 4 - 8 0.15 - 0.3 5 - 20 70 - 100 8 - 10

6 Nuớc rất bẩn 3 - 10 > 5 > 8 > 0.3 < 5 > 100 > 10

Bảng đỏnh giỏ tổng hợp chất lượng nguồn nước mặtBảng 5: Phõn loại chất lượng nước theo Kolvits Marson

3.7 Một số tiêu chuẩn liên quan đến chất l ợng n ớc

Tuỳ theo nguồn nớc khác nhau, sử dụng các tiêu chuẩn tơng ứng để đánh giá chất lợng nguồn nớcTCVN 5942-1995: Chất lợng nớc-Tiêu chuẩn chất lợng nớc bề mặt

TCVN 5943-1995: Chất lợng nớc-Tiêu chuẩn chất lợng nớc biển ven bờ

TCVN 5944-1995: Chất lợng nớc-Tiêu chuẩn chất lợng nớc ngầm

TCVN 5945-1995: Nớc thải công nghiệp -Tiêu chuẩn thải

TCVN 6772-2000: Chất lợng nớc-Nớc thải sinh hoạt-Giới hạn ô nhiễm cho phép

TCVN 6773-2000: Chất lợng nớc-Chất lợng nớc dùng cho thuỷ lợi

TCVN 6774-2000: Chất lợng nớc-Chất lợng nớc ngọt bảo vệ đời sống thuỷ sinh

TCVN 6980-2001: Chất lợng nớc-Tiêu chuẩn nớc thải công nghiệp thải vào vực nớc sông dùng chomục đích cấp nớc sinh hoạt

TCVN 6986-2001: Chất lợng nớc-Tiêu chuẩn nớc thải công nghiệp thải vào vực nớc hồ dùng chomục đích bảo vệ thuỷ sinh

Chơng 4: Phân tích, đánh giá chất lợng môi trờng đất

4.1 Khái quát chung về môi trờng đất

4.1.1 Cấu tạo, thành phần hoá học của đất

1 Các thành phần vô cơ của đất

- Cát, đất sét, đất thịt là những thành phần vô cơ chính của đất

- Đất cát gồm những hạt có đờng kính 50 - 2000m (thạch anh), màu sáng, dễ xử lý giacông, có khả năng thấm nớc và các muối hoà tan, khả năng hấp thụ ít

- Đất thịt gồm các hạt có đờng kính 2 - 50m và chủ yếu gồm cát, CaCO3, Ca và aluminisilicat

- Đất sét có đờng kính hạt < 2 m

2 Nớc và không khí trong đất

- Phần rỗng xốp trong đất chứa đầy nớc và khí

- Nớc trong đất lu thông nhờ những rảnh nhỏ với đờng kính trên 10m

- Nớc giữ trong các lỗ xốp có d < 2m thờng không sử dụng đợc cho cây trồng bởi nó thờngtồn tại ở dạng hơi nớc và hàm lợng lớn hơn rất nhiều so với hơi nớc trong khí quyển

- Khí trong đất đợc xác định qua hàm lợng oxy của chúng cần cho sự phân hủy oxy hoá cáchợp chất hữu cơ

- Khí trong đất khác với không khí bình thờng bởi hàm lợng nớc rất cao, bởi liên kết củachúng trong những lỗ rỗng và không gian trống của đất khác nhau Nồng độ CO2 cao hơn 5 - 100lần so với nồng độ CO2 trong khí quyển.2 Phần cứng của Vỏ Trái đất chủ yếu gồm silicat vàalumini silicat

4.1.1 Cấu tạo, thành phần hoá học của đất

- Vỏ trái đất có thể chia thành 02 phần:

1 Phần đất: từ bề mặt ngoài của Trái đất tới phần bề mặt đã bị phong hoá có ý nghĩa đối vớihoá học và sinh học đối với môi trờng Phần đất này chính là môi trờng sống của vi khuẩn, động-

Dới tác động của thiên nhiên và môi trờng thì phần này luôn có những biến đổi liên tục

2 Phần cứng của Vỏ Trái đất chủ yếu gồm silicat và alumini silicat

3 Các thành phần hữu cơ của đất : Chỉ chiếm 2 - 5% tổng khối lợng của đất nhng rất quantrọng Bao gồm các khí sinh học (sinh khối), một phần các chất phân hủy của động thực vật và cácchất mùn,

- Thành phần hữu cơ trong đất phụ thuộc vào các yếu tố khí hậu, địa hình và tình trạng cảitạo đất

- Các vi sinh vật trong đất:

Do đất có nhiều chất dinh dỡng nên có nhiều loại sinh vật có thể sống trong đất nh các vikhuẩn, tảo đơn bào, giun, bọ nhặng,

Đất càng giàu chất hữu cơ và có độ ẩm cao thì càng chứa nhiều vi sinh vật vì đây là môi tr ờng tốt cho vi sinh vật phát triển

-Độ pH của đất ảnh hởng nhiều đến quá trình sống và phát triển của sinh vật, quyết định tớithành phần của đất, chủng loại cũng nh số lợng của vi sinh vật

Độ sâu của lớp đất cũng ảnh hởng đến sự sống của vi sinh vật ở lớp trên cùng có chứa nhiều

vi khuẩn hiếu khí Ngợc lại ở lớp đất dới sâu có nhiều vi khuẩn yếm khí

4 Tính chất của đất

Đất là một thành phần của môi trờng đợc đặc trng bởi các yếu tố vật lý và hóa học cũng nhcác thong số tơng ứng nh độ phân bố hạt theo kích thớc, độ pH, thành phần khí, hàm lợng nớc, độrỗng, khả năng hấp thụ - trao đổi ion,

Các thành phần vô cơ và hữu cơ trong đất có khả năng trao đổi ion và tạo thành các hợp chấthóa học dới dạng các keo đất Nhóm OH là nhóm có khả năng nhận - khử prôton Các humic códung lợng trao đổi cation cao

5 Những chất dinh dỡng vi mô và vĩ mô

Đối với cây, những nguyên tố vi lợng Bo, Clo, Natri, đồng, sắt, chỉ có giá trị dinh dỡng ởmức vi lợng, ở hàm lợng cao chúng lại gây độc Phần lớn trong số đó có vai trò nh thành phần củaenzyme, một số khác nh Cl, Mn, Fe, Zn tham gia trong quá trình tổng hợp quang học

Các chất dinh dỡng vĩ mô gồm cacbon, hydro, oxy, nitơ, phôtpho, lu huỳnh, kali, canxi,magie, Khí quyển và nớc là nguồn cung cấp C, H và O2 Các chất dinh dỡng gốc nitơ có thể đợctạo ra trực tiếp từ một số thực vật và từ nitơ trong khí quyển nhờ vi khuẩn cố định nitơ,

4.1.2 Sự ô nhiễm môi trờng đất

Đất là nơi tiếp nhận một khối lợng lớn các chất thải của thiên nhiên và do con ngời mang

đến

Quá trình công nghiệp hoá càng phát triển với tốc độ cao thì hàng loạt các hoạt động nhân tạo càng

mở rộng ra ở nhiều lĩnh vực và chất thải ngày càng sinh ra nhiều hơn đi vào môi trờng đất, làm ônhiễm môi trờng đất.

Các nguồn gây ô nhiễm môi trờng đất:

- Ô nhiễm do chất thải công nghiệp

- Ô nhiễm do chất thải nông nghiệp

- Ô nhiễm do thuốc bảo vệ thực vật và phân bón hoá học

- Ô nhiễm do chất thải đô thị

- Ô nhiễm đất do dầu mỏ

- Ô nhiễm đất do các độc chất hoá học khác

4.2 Phân tích đánh giá chất lợng đất

4.2.1 Lập kế hoạch và xây dựng nội dung

- Xác định mục đích và nội dung phân tích

- Xác định đối tợng và phạm vi phân tích

- Lên kế hoạch và xác định các vị trí lấy mẫu

4.2.2 Thực hiện

a Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu đất

Chuẩn bị mẫu là khâu cơ bản, quan trọng đầu tiên trong phân tích đất Hai yêu cầu chủ yếucủa công tác chuẩn bị mẫu là:

- Mẫu phải có tính đại diện cho vùng nghiên cứu

- Mẫu phải đợc nghiền nhỏ đến độ mịn thích hợp tùy thuộc vào yêu cầu phân tích

1 Lấy mẫu phân tích

Tùy thuộc vào mục đích nghiên cứu mà lựa chọn cách lấy mẫu thích hợp Thông thờng cómột số cách lấy mẫu nh sau: lấy mẫu theo tầng phát sinh, lấy mẫu cá biệt hoặc hỗn hợp, lấy mẫunguyên trạng thái tự nhiên không phá hủy cấu tạo của đất

a Lấy mẫu theo tầng phát sinh:

Khi nghiên cứu đất về phát sinh học hoặc nghiên cứu tính chất vật lý, tính chất nớc của đấtthì tiến hành lấy mẫu nh sau:

- Đào phẫu diện đất: chọn điểm đào phẫu diện phải đại diện cho toàn vùng cần lấy mẫunghiên cứu Phẫu diện thờng rộng 1.2m, dài 1.5m, sâu đến tầng đá mẹ hoặc sâu 1.5 – 2m ở nhữngnơi có tầng đất dày

- Lấy mẫu đất: lần lợt lấy mẫu đất từ tầng phát sinh dới cùng lên đến tầng mặt Mỗi tầng,mẫu đất đợc đặt trong một túi riêng, có ghi nhãn rõ ràng Lợng đất lấy từ 0.5 – 1 kg là vừa

Đối với tầng cuối cùng (sâu nhất) thì lấy mẫu ở phần giáp với đáy phẫu diện, tầng mặt (tầngcanh tác) lấy dọc suốt cả tầng đến cách đờng phân tầng 2– 3cm, các tầng khác lấy ở giữa tầng phátsinh với độ dày 10cm Với những tầng phát sinh quá dày thì lấy ở 2 hoặc 3 điểm (mỗi điểm lấy với

độ dày 10cm) rồi gộp lại, còn với tầng phát sinh mỏng (có thể nhỏ hơn 10cm) thì lấy bề dày cả tầng(cách đờng ranh giới trên và dới khoảng 2cm) Đối với tầng tích tụ của đất mặn thì chọn vị trí lấymẫu ở chổ chặt nhất của tầng này

Mỗi mẫu đất đều đợc ghi phiếu chỉ rõ: độ sâu lấy mẫu, địa điểm lấy mẫu, thời gian lấy mẫu,ngời lấy mẫu,

b Lấy mẫu hỗn hợp:

Nguyên tắc của lấy mẫu hỗn hợp là lấy các mẫu riêng biệt ở nhiều điểm khác nhau rồi hỗnhợp lại, lấy mẫu trung bình Thông thờng lấy từ 5 – 10 điểm rồi hỗn hợp lại để lấy mẫu trung bình(mẫu hỗn hợp) Khi lấy mẫu ở các điểm riêng biệt cần tránh các vị trí cá biệt không đại diện nh: chỗbón phân hoặc vôi lại, chỗ cây quá tốt hoặc quá xấu, chỗ cây bị sâu bệnh,…)

Mẫu hỗn hợp thờng đợc lấy trong những nghiên cứu về nông hóa học, nghiên cứu động tháicác chất dinh dỡng của đất hoặc lấy ở các ruộng thí nghiệm Mẫu đất hỗn hợp đợc lấy nh sâu:

- Lấy các mẫu riêng biệt: tùy theo hình dáng khu đất cần lấy mẫu mà bố trí các điểm lấy

Hình 8: Sơ đồ lấy mẫu đất riêng biệt

- Trộn mẫu và lấy mẫu hỗn hợp: Các mẫu riêng biệt đợc băn nhỏ và trộn đều trên giáy hoặcnilon (chú ý trộn càng đều càng tốt) Sau đó dàn mỏng rồi chia làm 4 phần theo đờng chéo, lấy 2phần đối diện nhau trộn lại đợc mẫu hỗn hợp

Lợng đất của mẫu hỗn hợp lấy khoảng 0.5 – 1kg cho vào túi vải, ghi phiếu mẫu nh nội dungghi phiếu ở trên

2 Phơi khô mẫu:

Trừ một số trờng hợp phải phân tich đất tơi nh xác định hàm lợng, NO3-các chất dễ bị biến

đổi khi đất khô nh: NH4+, NO3-, còn hầu hết các chỉ tiêu khác đợc xác định trong đất khô

Mẫu đất lấy từ đồng ruộng về phải đợc hong khô kịp thời, băm nhỏ (cở 1 – 1.5cm, nhặtsạch các xác thực vật, sỏi đá, sau đó dàn mỏng trên bàn gỗ hoặc giấy sạch rồi phơi khô trong nhà

Nơi hong mẫu phải thoáng gió và không có các chất dễ bay hơi nh NH3, Cl2, Để tăng cờngquá trình làm khô đất có thể lật đều mẫu đất

Thời gian hong khô đất có thể kéo dài vài ngày tùy thuộc vào loại đất và điều kiện khí hậu.Cần chú ý mẫu đất đợc hong khô trong không khí là tốt nhất không nên phơi khô ngoài nắng hoặcsấy khô trong tủ sấy

3 Nghiền và rây mẫu

Đất sau khi đã hong khô, đập nhỏ rồi nhặt hết xác thực vật và các chất lẫn khác Dung ph ơngpháp ô chéo góc lấy khoảng 500g đem nghiền, phần còn lại cho vào túi vải giữ đến khi phân tíchxong

Trớc hết giã phần đất đem nghiền trong cối sứ, rồi rây qua rây 2mm Phần sỏi đá có kích

th-ớc > 2mm đợc cấn khối lợng rồi đổ đi (không tính vào thành phần của đất) Lợng đất đã qua rây đợcchia đôi, một nửa dung để phân tích thành phần cơ giới, nửa còn lại tiếp tục đợc nghiền nhỏ bằng cối

sứ rồi rây qua rây 1mm Đất qua rây 1mm đợc đựng trong trong lọ thủy tinh nút nhám rộng miệnghoặc trong hộp giấy bằng bìa cứng, có ghi nhãn cẫn thận

b Xác định các chỉ tiêu trong môi tr ờng đất

- Xác định các tính chất vật lí của đất: Thành phần cơ giới, độ xốp, độ trữ ẩm,

- Xác định các thành phần khoáng của đất: Fe2O3, Al2O3,

- Xác định các chất dinh dỡng trong đất

- Xác định tính chất hóa lí: Cl-, HCO3-, SO4

2 Xác định các chất hòa tan: CO2

- Xác định các nguyên tố vi lợng

4.2.3 Xử lý số liệu

- Sau khi khảo sát, lấy mẫu, phân tích tại hiện trờng và phòng thí nghiệm tất cả các thông số

lý, hóa, sinh học phù hợp cho từng mục đích khác nhau cần đợc đánh giá độ chính xác của nó bằngphơng pháp thống kê toán học

4.2.4 Các tiêu chuẩn về môi trờng đất

TCVN 5941-1995: Chất lợng đất- Giới hạn tối đa cho phép của d lợng hoá chất bảo vệ thựcvật trong đất

TCVN 5302-1995: Chất lợng đất- Yêu cầu chung đối với việc tái tạo đất

TCVN5297-1995 Chất lợng đất- Lấy mẫu

4.3 Chất thải rắn

4.3.1 Khái niệm

Chất thải rắn, còn gọi là rác, là các chất rắn bị loại ra trong quá trình sống, sinh hoạt, hoạt

động sản xuất của con ngời và động vật Chất thải dạng rắn phát sinh từ khu vực đô thị gọi là chấtthải rắn đô thị, trong đó, rác sinh hoạt chiếm tỷ lệ cao nhất

4.3.2 Nguồn gốc

Bảng 6: Nguồn gốc chất thải rắn