Thuyết trình phân tích DO và BOD

• Hàm lượng oxy hòa tan – Dissolved oxygen DO: là lượng oxy hòa tan trong nước, được tính bằng đơn vị mg/L, có nguồn gốc từ sự hòa tan từ khí quyển hoặc do quang hợp của tảo.. 5 TCVN 732

Phân tích DO - BOD

Nhóm 1 lớp 10CMT

GVHD: TS Tô Thị Hiền

Giới thiệu

Phương pháp xác định

Phương pháp xác định

Mục lục

DO

Giới thiệu

Phương pháp xác định

Phương pháp xác định

BOD

DO

• Hàm lượng oxy hòa tan – Dissolved oxygen (DO): là lượng oxy hòa tan trong nước, được tính bằng đơn vị mg/L, có nguồn gốc từ sự hòa tan từ khí quyển hoặc do quang hợp của tảo

• Nồng độ oxy bão hòa trong nước thường nằm trong khoảng 8 – 15mg/L ở nhiệt độ thường

Khái niệm

Trong nước mặt, DO chịu nhiều ảnh hưởng của các quá trình như:

• Quá trình phân hủy các chất hữu cơ làm giảm

DO

• Sự thâm nhập từ không khí (chậm) cụ thể là tốc độ dòng, tốc độ gió, sự khuấy trộn làm

tăng DO.

• Quá trình hô hấp làm giảm DO.

• Quá trình quang hợp của rong tảo làm tăng DO.

DO

Khái niệm

Sự thay đổi của DO trong nước

Sự thay đổi của DO trong nước

Sự thay đổi của DO trong nước

STT Ký hiệu Tên văn bản

1 QCVN 08:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt.

2 QCVN 10:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước biển ven bờ.

3 QCVN 39:2011/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước dùng cho tưới tiêu.

4 QCVN 38:2011/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt bảo vệ đời sống thủy sinh.

5 TCVN 7324:2004

Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam về chất lượng nước – xác định oxy hòa tan – phương pháp iod (phương pháp

Winkler cải tiến).

6 TCVN 7325:2004 Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam về chất lượng nước – xác định oxy hòa tan – phương pháp đầu đo điện hóa.

7 TCVN 5499:1995 Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam về chất lượng nước – xác định oxy hòa tan – phương pháp Winkler.

Chỉ tiêu DO trong Quy chuẩn Việt Nam

Tên Quy chuẩn DO (mg/L)

QCVN 08:2008/BTNMT

QC KTQG về chất lượng

nước mặt

A1: ≥ 6A2: ≥ 5 B1: ≥ 4 B2: ≥ 2

QCVN 10:2008/BTNMT

QC KTQG về chất luợng

nuớc biển ven bờ

Vùng nuôi trồng thuỷ sản, bảo tồn thủy sinh:

≥ 5

Vùng bãi tắm, thể thao dưới nước:

≥ 4

DO

Chỉ tiêu DO trong Quy chuẩn Việt Nam

Phương pháp điện cực oxy hòa tan – máy đo oxy

DO

Nguyên tắc máy đo DO: nhúng đầu đo chứa màng chọn lọc, hai điện cực

kim loại và chất điện giải vào nước cần phân tích Màng thực tế không thấm nước và các ion hòa tan, chỉ thấmoxy một vài chất khí và chất ưa dung môi

Do sự chênh lệch thế giữa các điện cực gây ra bởi tác động của điện kế hoặc

do điện áp ngoài đặt vào, oxy thấm qua màng bị khử trên catot trong khi các ion kim loại đi vào dung dịch tại anot.

  Kiểu Clark (polarographic) Kiểu Galvanic

Anot

2Ag + 2Cl - → 2AgCl + 2e(Điện cực Ag/AgCl, dung dịch điện giải KCl)

-2Pb + 4OH - → 2PbO + 2H2O + 4e(Điện cực Pb, Zn, Cd)

-Catot 2e

- + ½ O2+ H2→ 2OH

-(Điện cực Pt, Au, Pd)

2e - + ½ O2+ H2O →2OH

-(Điện cực Au, Ag)

  2Ag + ½O2+ H2O+ 2Cl - →2AgCl + 2OH

-Phương pháp xác định DO trong nước

Máy đo DO phải bù trừ 3 loại sai số ảnh hưởng kết quả:

• Nhiệt độ: làm thay đổi độ hòa tan của oxygen trong

nước, khả năng khuếch tán của oxygen qua màng, nhiệt độ được bù trừ tự động

• Độ mặn: bù trừ tự động hay thủ công (nhập tay giá trị

độ mặn)

• Áp suất: bù trừ thủ công, không cần bù trừ nếu máy

được hiệu chuẩn tại nơi có áp suất bằng với lúc đo mẫu.

Phương pháp điện cực oxy hòa tan – máy đo oxy

Phương pháp xác định DO trong nước

* GHI CHÚ: Để đo được kết quả chính xác, tốc độ dòng nước được

đo phải đạt tối thiểu là 0.3 m/giây Tốc độ này đạt được có thể dùng máy khuấy.

DO

Phương pháp điện cực oxy hòa tan – máy đo oxy

Phương pháp xác định DO trong nước

Phương pháp Winkler (cải tiến)

trong MT acid

DO

Phương pháp Winkler (cải tiến)

Mẫu nuớc

Dd kiềm chứa

Mn2+ và I

-MnO2↓ (nâu) I2 I-

I

trong MT acid

Na2S2O3 + chỉ thị hồ tinh bột

I2 + 2S2O32- → S4O62- + 2I

-DO

Phương pháp Winkler (cải tiến)

• Yếu tố ảnh hưởng:

Sai số duơng

Sai số âm

• Đặc biệt, ion nitrit là một trong

những ion ảnh huởng thuờng

gặp:

NO2-+ 2I-+ 4H+→ N2O2 + I2+ 2H2O

N2O2+ ½O2+ H2O → 2NO2-+ 2H+

• Cách loại trừ: thêm azide NaN3

trước giai đoạn acid hóa

NO2- + N3- + 2H+ → N2O + N2 + H2O

DO

Phương pháp Winkler (cải tiến)

• Phân tích mẫu

1mL dung dịch

Mangan(II) 1mL dung dịch kiềm iodua

→ bảo quản chai trong tối

và mát cho đến khi cần phân tích

Cố định oxy

DO

Phương pháp Winkler (cải tiến)

• Phân tích mẫu

- Thêm 2mL H2SO4 đậm đặc Đậy

nút, đảo đều cho kết tủa tan

hòan toàn.

- Chuyển toàn bộ dung dịch trong

chai vào erlen 500mL, tráng chai

bằng một ít nước cất.

- Chuẩn độ bằng dung dịch

Na2S2O3 0.02N.

sâu gần lớp kết tủa rồi

vừa cho dung dịch acid

vừa rút dần pipet lên

chuyển sang màu xanh tím.

- Tiếp tục chuẩn độ đến khi

mất màu (không quan tâm

đến sự lại màu)

Chỉ thị hồ tinh bột

DO

Phương pháp Winkler (cải tiến)

Na2S2O3 0.02N

- Tiếp tục chuẩn độ đến khi mất màu

(hết I2), để trong không khí một thời

gian, một phần I- bị oxh thành I2 ,dung

dịch trở lại màu xanh nhạt (hiện

tượng lại màu)

Chỉ thị hồ tinh bột

• Giải thích:

- Dung dịch nhạt màu là do phản ứng

sau:

- Khi cho chỉ thị hồ tinh bột, I2 kết hợp

với hồ tinh bột tạo phức màu xanh

• Tính toán kết quả

DO(mg/L) = NNa2S2O3 x VNa2S2O3 x VBOD x 8 x 1000

V(VBOD-2)

NNa2S2O3 : nồng độ đương lượng gam của dung dịch (N)

VNa2S2O3 : thể tích dung dịch thiosulfat đã chuẩn (mL)

VBOD : dung tích chai BOD (mL)

2: tổng thể tích dung dịch mangan(II) và dung dịch kiềm iodua.V: thể tích mẫu đem đi chuẩn độ (mL)

DO

Phương pháp Winkler (cải tiến)

BOD

Nhu cầu oxy sinh hóa (Biochemical oxygen

demand – BOD) được định nghĩa là hàm lượng oxy

hòa tan bị tiêu thụ dưới những điều kiện xác định

do sự oxy hóa sinh học các chất hữu cơ hoặc vô cơ trong nước

BOD

Khái niệm

BOD tổng

Trong quá trình xác định BOD có rất nhiều nguyên nhân gây

ra sai số âm và dương so với giá trị BOD thực:

• Các kim lọai có độc tính cao có thể làm giảm giá trị BOD

• Vi khuẩn kỵ khí có trong nước thải và bùn cặn cho giá trị BOD thấp hơn thực tế.

• Bên cạnh đó, những khác biệt về điều kiện giữa quá trình xác định BOD và những gì diễn ra trong môi trường tự nhiên, ví dụ như nhiệt độ, ánh sáng mặt trời…cũng làm thay đổi giá trị BOD Khi nhiệt độ môi trường thay đổi 10C, giá trị BOD sẽ bị thay đổi khoảng 4.7%

BOD

Khái niệm

Bảng phân loại chất lượng nước bề mặt dựa vào giá trị BOD

(Nguồn: Pratical Environmental Analysis, Miroslav Radojevíc & Vladimir N Bashkin)

BOD là chỉ tiêu thông dụng nhất để xác định mức độ ô nhiễm của nước thải đô thị và chất thải trong nuớc thải của công nghiệp.

BOD

Khái niệm

STT Ký hiệu Tên văn bản

1 QCVN 40:2011/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp

2 QCVN 28:2010/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải y tế

3 QCVN 29:2009/BTNMT

Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải của bãi chôn lấp chất thải rắn

4 QCVN 14:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt

5 QCVN 13:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp dệt may

6 QCVN 12:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghiệp giấy và bột giấy

Tên Quy chuẩn

Phương pháp xác định BOD trong nước

Mẫu nuớc

Trung hòa và pha loãng

• Phương pháp BOD Trak

Mẫu nước

Không khí (21% O2)

Ưu điểm của phương pháp

- Đơn giản và ít mắc sai số.

- Theo dõi được giá trị BOD

một cách liên tục, theo từng giờ từng ngày,….

BOD

Nguyên tắc xác định

• Phương pháp BOD Trak

Dung dịch chuẩn BOD chuẩn: BOD = (200  37) mg/L

BOD

Dụng cụ & hóa chất

B3: Xử lí mẫu sơ bộ

B4: Phân tích mẫu

BOD

• Mẫu dùng phân tích BOD rất dễ bị phân hủy trong quá trình lấy mẫu và bảo quản và kết quả

là giá trị BOD giảm đi

• Nếu phân tích ngay trong vòng 2 giờ kể từ khi lấy mẫu thì không cần bảo quản.

• Mẫu được bảo quản bằng cách làm lạnh ở

• Trong trường hợp mẫu được bảo quản lạnh thì

BOD

Lấy mẫu và bảo quản mẫu

Dung dịch cấy: nước

thải sinh hoạt

BOD

Chuẩn bị nuớc pha loãng

1mL acid acetic (1:1)/

H2SO4 1 : 50, 10ml dd

KI 10%

Xử lí sơ bộ

- Việc pha loãng mẫu nên dựa vào Bảng l - Độ pha

loãng khuyến nghi để xác định BOD5 (TCVN

6001:1995)

- Hoặc có thể pha loãng như sau:

 0.0 – 1.0% : đối với nước thải công nghiệp ô nhiễm nặng

 1.0 – 5.0% : đối với nước cống đã lắng hoặc chưa xử lý

 5.0 – 25% : đối với dòng chảy đã xử lý sinh học

 25 – 100% : đối với nước sông ô nhiễm (dòng sông nhận nước thải)

BOD

Phân tích mẫu – Phương pháp pha loãng

Chiết nước pha loãng

vào 2 chai BOD, đậy

kín nút, tránh để tạo

bọt khí

MẪU NƯỚC PHA

LOÃNG

Lấy 20mL mẫu BOD

chuẩn và pha loãng

bằng nước pha loãng

mẫu nước sông và

pha loãng bằng nước

pha loãng thành 1L

MẪU NƯỚC SÔNG

 Xác định BOD mẫu chuẩnKết quả BOD :

Thiết bị BOD Trak có 4 thang đo như sau :

Khoảng BOD của mẫu

(mg/L) Thể tích mẫu (mL) Thang đo (mg/L)

 Phân tích BOD của mẫu nước sông : chọn

thang đo 0 – 70mg/L nên thể tích mẫu là

355mL

 Dùng ống đong lấy 355mL mẫu cho vào

chai BOD nâu Bỏ cá từ vào chai.

 Dùng silicon thoa trên nắp chai để tránh

bọt khí

 Dùng phễu cho LiOH vào Đặt chén vào cổ

mỗi chai, tránh để LiOH rơi vào mẫu Nếu

điều này xảy ra phải bỏ mẫu đó và chuẩn bị

lại mẫu mới.

 Để vào tử điều nhiệt ở 20 0 C, khuấy trong

vòng 1giờ.

 Nối áp kế vào và lập trình cho máy Đóng

kín tủ Kết quả thí nghiệm được theo dõi

trực tiếp trên máy hoặc nối với máy tính.

BOD

Phân tích mẫu – Phương pháp áp kế trên BOD Trak

• Yêu cầu mật độ vi sinh vật trong mẫu phân tích cần đủ lớn và các vi sinh vật bổ sung vào mẫu cần được thích nghi với môi trường.

• Khi chất thải có chứa các chất độc hại cần xử lí sơ bộ trước khi phân tích, đồng thời cần chú ý giảm ảnh hưởng của các vi sinh vật nitrat hóa

• Phép phân tích BOD chỉ đo được hàm lượng các chất hữu cơ

có thể bị phân huỷ bằng con đường sinh học

• Thí nghiệm không có giá trị cân bằng sau khi các chất hữu cơ hòa tan trong dung dịch đã bị sử dụng

• Thời gian phân tích quá dài, phải sau 5 ngày mới có kết quả

BOD

Hạn chế của phép phân tích BOD

Tài liệu tham khảo

• Miroslav Radojevíc & Vladimir N Bashkin, Pratical

Environmental Analysis.

• TS.Tô Thị Hiền, Tài liệu hướng dẫn thực hành Các

phương pháp phân tích môi trường

• TS.Tô Thị Hiền, Tài liệu hướng dẫn thực hành Quan

CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN

ĐÃ LẮNG NGHE!

Danh sách thành viên