THUYẾT TRÌNH PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA

Mưa acidĐộ pH của nước trong trạng thái cân bằng với CO2 trong khí quyển là khoảng 5.6 Nước mưa có pH dao động giữa 3 và 9 Các cơn mưa có độ pH thấp hơn 5.6 gọi là "mưa acid"  Ngày

Khoa môi trường Lớp 10CMT

Quan trắc môi trường

PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA

GVHD Tô Thị Hiền

Danh sách nhóm 6

2. Lương Thái Hòa 1022112

4. Võ Nguyễn Ngọc Quỳnh1022243

5. Trần Hoài Thanh 1022261

2.1 Mưa acid

Độ pH của nước trong trạng thái cân bằng với CO2 trong khí quyển là khoảng 5.6

Nước mưa có pH dao động giữa 3 và 9

Các cơn mưa có độ pH thấp hơn 5.6 gọi là "mưa acid"

 Ngày nay, thuật ngữ "mưa acid" bao gồm không chỉ có nước mưa mà là sự lắng đọng của tất cả các chất ô nhiễm có tính acid như , sương mù, mây, sương, tuyết, các hạt bụi hoặc khí

2.1.1 Nguyên nhân gây mưa acid

SO2 là nguyên nhân gây ra mưa acid

Sự hiện diện của NOx đã làm cho mưa acid tăng lên

Nguồn gốc:

 Các ống khói của nhà máy than

 Dầu của các nhà máy phát điện

 Lò nung

 Nhà máy lọc dầu nhà máy hóa chất

 Xe có động cơ

2.1 Mưa acid

Nhà máy lọc dầu

Xe có động cơ

2.1.1 Nguyên nhân gây mưa acid

2.1 Mưa acid

Khoảng một nửa lượng khí thải toàn cầu như SO2 và NOxcó nguồn gốc do con người

Khoảng 68% phát thải do con người như SO2 và NOx, có nguồn gốc ở châu Âu và Bắc Mỹ

Sự phát thải của các nước đang phát triển, đặc biệt là ở châu Á đang tăng lên

2.1.1 Nguyên nhân gây mưa acid

2.1 Mưa acid

- Luồng chất gây ô nhiễm có thể di chuyển hàng trăm hoặc thậm chí hàng ngàn km từ một nguồn nào đó trước

khi được chuyển thành mưa acid

2.1.1 Nguyên nhân gây mưa acid

2.1 Mưa acid

→ Trở thành một vấn đề chính trị quan trọng vì sự chuyển động xuyên biên giới của các chất ô nhiễm qua các

quốc gia

2.1.1 Nguyên nhân gây mưa acid

Hợp chất sunfua được tách ra khỏi bầu khí quyển bằng quá trình lắng đọng

Lắng đọng

2.1 Mưa acid

Mưa acid giải phóng A1 từ đất gây tổn thương rễ, cản trở sự hấp thu các

chất dinh dưỡng Nguyên nhân khác: hạn hán, lạnh, bệnh tật và ô nhiễm

SO2 phản ứng với đá vôi (CaCO3) để tạo thành thạc cao (CaSO4.H20)

trong đó quá trình hòa tan và có thể dễ dàng được rửa sạch bởi nước

2.1.3 Kiểm soát mưa acid

• Chuyển đổi nhiên liệu

• Nhiên liệu khử lưu huỳnh

2.2 Lấy mẫu và phân tích

4, Na+, K+, Mg2 +, Ca2+ , formate, acetate

Quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (FAAS) Na+, K+, Mg2+, Ca2+

Quang phổ phát xạ nguyên tử ngọn lửa(FAES) Na+, K+, Mg2+, Ca2+

 Lò hấp thụ nguyên tử Graphite Kim loại vết

Bảng 2.2 Các kỹ thuật để phân tích nước mưa:

Các lỗi thường gặp trong phân tích nước mưa:

 Ô nhiễm bởi các vật liệu sinh học (ví dụ như côn trùng) trong quá trình lấy mẫu

 Bốc hơi từ mẫu

 Sự hấp thu/ giải hấp của các chất khí trong quá trình lấy mẫu hoặc trong phòng thí nghiệm

 Các phản ứng hóa học hoặc phản ứng sinh học xảy ra trong quá trình lấy mẫu hoặc lưu trữ mẫu

 Tương tác với vật liệu chứa mẫu

 Do sơ suất nhiễm bẩn trong quá trình xử lý, phân tích mẫu

2.2 Lấy mẫu và phân tích

Nếu tất cả các thành phần của dung dịch được phân tích chính xác thì tổng các cation và tổng anion tương đương nhau

∑cations = ∑anions

Nếu tỷ lệ của tổng cation/ tổng anion nhỏ hơn 0.85 hoặc lớn hơn 1.15 Dữ liệu cần được xem xét lại

2.2 Lấy mẫu và phân tích

2.3 Sự phân tích và giải thích dữ liệu:

Tính toán tính dẫn điện của mẫu trên cơ sở nồng độ đo được:

Kc: độ dẫn (µmho.cm-1)

λi:Độ dẫn đương lượng của ion thứ i dùng để điều chỉnh (cho trong bảng 2.5)

Ci: nồng độ µeq.L-1 của ion thứ i

K

c = ∑λ i C i K

c = ∑λ i C i

2.3 Sự phân tích và giải thích dữ liệu:

Bảng 2.5 Độ dẫn đương lượng tại 250C và pha loãng vô hạn dùng để điều chỉnh cho mỗi đơn vị được quy định

Ion Độ dẫn đương lượng((µmho.cm-1)/ µeq.L-1)

Độ dẫn tính toán được so sánh với giá trị đo, Km, cho ta sự chênh lệch độ dẫn, %CD:

Bảng 2.6.Tiêu chuẩn Mỹ EPA để phân tích lại mẫu:

2.3 Sự phân tích và giải thích dữ liệu:

Mối quan hệ ngược chiều giữa nồng độ ion và lượng mưa:

Hình 2.4.Nồng độ so với lượng mưa. 2.3 Sự phân tích và giải thích dữ liệu:

Lượng mưa ít mẫu thu được có nồng độ cao, trong khi mưa lớn kết quả ngược lại do hiện tượng pha loãng

Giai đoạn ban đầu của lượng mưa có nồng độ ion cao hơn so với giai đoạn sau do sự rửa trôi ban đầu của bụi và khí trong khí quyển

2.3 Sự phân tích và giải thích dữ liệu:

2.3 Sự phân tích và giải thích dữ liệu:

Hình 2.5 Nồng độ của một số ion trong nước mưa trong một cơn mưa nhiệt đới stormas một hàm của thời gian từ

đầu của trận mưa rào.

Ví dụ 2.2

Một mẫu nước mưa được phân tích và nồng độ sau đây ngăn chặn khai thác (mg L-1): 0.34 Na+, 0.14 K+, 0.08

Mg2+ , 0.44 Ca2+ , 0.78Cl-, 0.72 NO-3, 0.86 SO2-4 và 0.015 NH+4 Độ pH là 5.03 và độ dẫn 10.9 µmho cm

-1 Tính độ dẫn và so sánh với độ dẫn đo được Mẫu có cần phân tích lại hay không?

2.3 Sự phân tích và giải thích dữ liệu:

Trước hết, chuyển đổi nồng độ theo đơn vị của µeq L-1 như sau:

Bảng minh họa khối lượng đương lượng

2.3 Sự phân tích và giải thích dữ liệu:

(µeq L-1) = 1000 x (mg L-1)/khối lượng đương lượng

Tính độ dẫn điện, KC bằng cách nhân nồng độ µeq L-1 với các yếu tố thích hợp trong Bảng 2.5.

Kc = ∑λi x Ci

= (9.33 × 0.35) + (14.79 × 0.05) + (3.58 × 0.074) +(6.58 × 0.053) + (21.96 × 0.06) + (22.00 × 0.076) +

2.4.2.1 Dụng cụ đựng mẫu

Chai PP (Polypropylene) (có kích thước từ 150mL đến 1L)

2.4.2.2 Quy trình thực hiện

Mang nhiều chai PP (150-1000 mL) đi dán nhãn và cân chúng trên thiết bị cân và ghi lại khối lượng

2.4.2 Chuẩn bị chai chứa mẫu:

2.4 pH, độ dẫn và các anion chính:

• Trước khi chứa mẫu nước mưa, chai chứa mẫu phải được làm sạch bằng cách tráng bằng nước cất.

• Sau đó đổ đầy nước của phòng thí nghiệm vào những chai đã được làm sạch và đậy nắp

• Một vài chai có thể được đổ nước cất vào và được phân tích như là mẫu trắng và được bảo quản trong PTN như mẫu

2.4 pH, độ dẫn và các anion chính:

• Lấy 1 chai lấy mẫu thể tích là 150-1000mL, đổ hết nước ra ngoài và lắc để loại bỏ hết giọt nước.

• Đưa vào chai 1 cái phễu PP và phơi dụng cụ lấy mẫu trong sân tại vị trí lấy mẫu đã chọn

2.4 pH, độ dẫn và các anion chính:

• Chuẩn bị dung dịch chuẩn để hiệu chuẩn máy đo độ dẫn

• Cân chính xác 5.1 g KCl và sau đó hòa tan trong BĐM 1 lít

• Hòa tan 10mL của dd thành 1L với nước cất trong 1 bình định mức 1L Đây là dung dịch chuẩn làm việc, có độ dẫn là 100μohm cm-1

2.4 pH, độ dẫn và các anion chính:

• Đặt dung dịch chuẩn làm việc KCl trong 1 cái beacher nhỏ và nhúng đầu đo độ dẫn vào dung dịch Đầu đo

độ dẫn không được tiếp xúc với thành beacher

• Hiệu chỉnh độ dẫn tới 100μohm cm-1 tráng đầu dò với nước cất và thực hiện đo mẫu

2.4.4 Độ dẫn

2.4.4.2 Quy trình thí nghiệm

2.4 pH, độ dẫn và các anion chính:

2.4.5 pH

2.4.5.1 Dụng cụ và hóa chất

2.4 pH, độ dẫn và các anion chính:

• Dung dịch đệm (pH 4, pH 7)

• Máy đo pH , tốt hơn với sự kết hợp pH điện cực và đầu dò hiệu chỉnh nhiệt độ

• Khuấy từ và thanh khuấy

2.4.5 pH

2.4.5.2 Quy trình thực hiện

2.4 pH, độ dẫn và các anion chính:

- Hiệu chỉnh máy đo và điện cực pH

- Nhúng điện cực pH vào mẫu nước mưa và tiến hành đo

- Lắc hoặc khuấy dd, đọc kết quả sau khi để ổn định 2 phút

- Kết quả lấy 2 chữ số thập phân sau dấu phẩy

Rửa điện cực cho mỗi lần đo, k chạm điện cực vào thành cốc

Sau khi dung xong phải ngâm điện cực bằng nước cất hoặc dd đệm

2.4.6 Các anion chính (Cl-, NO3 - và SO 4 2-)

2.4.6.1 Dụng cụ và hóa chất

• Máy dò độ dẫn, và điện tích kế hoặc máy ghi biểu đồ

• Cột phân cách anion (ví dụ Shim gói IC-Al)

• Ống tiêm và bộ vi lọc

• Các dd chuẩn gốc của C1-, NO3- , SO42- , 1000 mg L-1 cho mỗi dd Pha động: 2.5 mM axit phtalic, 2.5

mM Tris (hydroxymethy1) - aminomethan, pH = 4.0 Lọc qua màng lọc Millipore HATF (12:45) trước

khi sử dụng

2.4.6.2 Quy trình thực hiện

2.4 pH, độ dẫn và các anion chính:

Bảng 2.7: Sắc kí ion và điều kiện phân tích

Sắc ký ion Shimadzu HIC-6

Hệ thống điều khiển Shimadzu SCL-6B Bơm sắc ký lỏng Shimadzu LC-6A Đầu dò độ dẫn Shimadzu CDD-6A

Cột Shim-pack IC-A 1

Tốc độ đưa mẫu =1.5 mL min-1

Độ dẫn = 1 µScm-1

Sắc ký ion Shimadzu HIC-6

Hệ thống điều khiển Shimadzu SCL-6B Bơm sắc ký lỏng Shimadzu LC-6A Đầu dò độ dẫn Shimadzu CDD-6A

Cột Shim-pack IC-A 1

Tốc độ đưa mẫu =1.5 mL min-1

Độ dẫn = 1 µScm-1

2.4.6 Các anion chính (Cl-, NO3 - và SO 4 2-)

2.4.6 Các anion chính (Cl-, NO3 - và SO 4 2-)

2.4 pH, độ dẫn và các anion chính:

2.4.6.2 Quy trình thực hiện

• Pha loãng dd chuẩn gốc có nồng độ 1000mg/L để dựng đường chuẩn

• Mỗi dung dịch có chứa nồng độ lần lượt của Cl-, NO3-, SO42-: 0,1 mg/L, 0,2 mg/L, 0,5 mg/L, 0,8 mg/L và 1,0 mg/L

Phân tích mẫu

1. Phân tích mẫu trắng của nước cất

2. Phân tích đường chuẩn

3. Phân tích mẫu nước mưa.Nếu mẫu có nồng độ quá cao so với các peak chuẩn cần pha loãng và tiến hành đo lại

2.5.1 Kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ (Na, K, Mg, Ca)

2.5.1.1Phương pháp

2.5 Các cation chính.

Mẫu nước mưa được lưu trữ và đem phân tích pH, độ dẫn điện và các anion được phân tích cho kim loại kiềm và

kiềm thổ (Na, K, Mg) bằng phổ hấp thu nguyên tử (ASS)

Sắc kí ion điển hình của 1 mẫu nước mưa

2.5.1 Kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ (Na, K, Mg, Ca)

2.5 Các cation chính

2.5.1.2 Dụng cụ và hóa chất

1. Máy quang phổ hấp thu nguyên tử

2. Acid nitric HNO3

3. Dung dịch chứa các ion Na, K, Ca và Mg 1000mg/l Có thể được mua từ nhà cung cấp hoặc tự chuẩn bị

Hòa tan 2,542g NaCl, 1,907g KCl, 2,497g CaCO3, 4,952g MgSO4 Thêm khoảng 10ml HCl và 1.5 ml HNO3

để phân giải Ca và Mg lần lượt sau đó định mức thành 1L Sấy khô muối ở 110oC trong 2h trước khi cân

2.5.1 Kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ (Na, K, Mg, Ca)

589766.5422.7285.2

0.0020.0050.0050.0005

0.03-20.1-20.2-200.02-2

2.5.1 Kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ (Na, K, Mg, Ca)

2.5.2 Ammonium NH4 +

2.5.2.1 Phương pháp

2.5 Các catiton chính

- Ion amoni được xác định bằng cách đo màu sử dụng pp indophenol có màu xanh Phương pháp này dựa

trên các phản ứng của hypochlorite phenol và amoni

- Phương pháp này được đo ở bước dóng 625 nm bằng máy quang phổ

2.5 Các cation chính

2.5.2 Ammonium NH4 +

2.5.2.3 Quy trình thực hiện

1. Chuẩn bị dãy chuẩn của NH4+

trong các bình định mức với các nồng độ 0.1 – 10pg/ml dựng đường chuẩn và xác định nồng độ NH4+ trong mẫu nước mưa

2. Rút 0.5ml mẫu nước mưa vô ống nghiệm thêm 5ml dd A và 5ml dd B che miệng ống với parafilm và lắc mạnh Đặt ống nghiệm trong nước ở 37oC trong 15 phút hoặc ở nhiệt độ phòng trong 30 phút Đo độ hấp thu của màu xanh lá trong cuvet 1cm ở bước sóng 625nm trên máy quang phổ UV Lặp lại tương tự đối với mẫu trắng thay 0.5ml nước mưa bằng 0.5ml nước cất Trừ đi độ hấp thu của mẫu trắng từ mẫu phân tích

Thank you!