Thí nghiệm phân tích môi trường

Biến đổi công thức 1.1, thu được: Trong đó: D – mật độ quang của dung dịch Khi phân tích hàng loạt mẫu bằng phương pháp đo quang, kỹ thuật viên cần xây dựng đường chuẩn.. Sau đó, kỹ thuậ

BÀI GIẢNG

PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG

BỘ MÔN HÓA HỌC

PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG

NHÓM TÁC GIẢ BIÊN SOẠN

TS Vũ Đức Toàn ThS Trần Thị Mai Hoa ThS Hà Thị Hiền

NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC TỰ NHIÊN VÀ CÔNG NGHỆ

Hà Nội - 2012

Mã số:

MỤC LỤC

Phần 1: CÁC QUI ĐỊNH LÀM VIỆC TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM 7

Phần 2: CÁC BÀI THÍ NGHIỆM PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG 11

Bài 1 XÁC ĐỊNH BƯỚC SÓNG CỰC ĐẠI VÀ LẬP ĐƯỜNG CHUẨN 11

Bài 2 XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ MANGAN TRONG NƯỚC MÁY 15

BÀI 3 XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ CLO DƯ TRONG NƯỚC MÁY 21

BÀI 4 LẤY MẪU NƯỚC HỒ AO TỰ NHIÊN VÀ NHÂN TẠO 26

BÀI 5 XÁC ĐỊNH XIANUA 29

Bài 6 XÁC ĐỊNH PHÔTPHAT 36

Bài 7 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG F- TRONG MẪU NƯỚC MẶT 42

Bài 8 XÁC ĐỊNH ĐỘ MÀU TRONG MẪU NƯỚC MẶT 46

Bài 9 XÁC ĐỊNH CHẤT RẮN LƠ LỬNG 51

Bài 10 XÁC ĐỊNH NITRAT 54

Bài 11 XÁC ĐỊNH NITRIT 59

Bài 12 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ĐỒNG TRONG MẪU NƯỚC MẶT 63

Bài 13 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG KẼM TRONG MẪU NƯỚC MẶT 68

Bài 14 XÁC ĐỊNH COD 74

Bài 15 XÁC ĐỊNH pHKCl TRONG ĐẤT 79

NỘI DUNG BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM 82

TÀI LIỆU THAM KHẢO 83

Phần 1

CÁC QUI ĐỊNH LÀM VIỆC TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

I QUI ĐỊNH CHUNG (Áp dụng cho sinh viên)

Làm việc trong phòng thí nghiệm Hóa học, sinh viên phải thực hiện đầy đủ các qui định như sau:

1 Thực hiện qui tắc an toàn phòng thí nghiệm

 Tuyệt đối tuân theo mọi sự hướng dẫn của giáo viên, chỉ bắt đầu tiến hành thí nghiệm khi được phép và có sự giám sát của giáo viên hoặc cán bộ phụ trách Không tự tiện sử dụng thiết bị và hóa chất khác có trong phòng không liên quan tới bài thí nghiệm

 Phải thận trọng khi tiếp xúc với hóa chất, không để hóa chất rơi vãi ra nơi làm việc, giữ gìn nơi làm thí nghiệm sạch sẽ và ngăn nắp Để hóa chất và dụng cụ thí nghiệm ở nơi qui định sau mỗi lần sử dụng xong

 Giữ gìn trật tự khi làm thí nghiệm Không hút thuốc, ăn uống và đi lại lộn xộn trong phòng thí nghiệm gây ảnh hưởng tới những người đang làm việc

2 Chuẩn bị thí nghiệm

Trước mỗi bài thí nghiệm sinh viên phải chuẩn bị tốt các nội dung sau:

 Nắm vững cơ sở lý thuyết, mục đích và yêu cầu của bài thí nghiệm

 Nắm vững cách lắp đặt, sử dụng các dụng cụ thí nghiệm và những thao tác thí nghiệm cơ bản đã được giới thiệu trong tài liệu

 Trước khi làm thí nghiệm, sinh viên phải trả lời giáo viên hướng dẫn theo các nội dung nêu trên Sinh viên nào không đạt yêu cầu sẽ chưa được làm thí nghiệm

3 Phần thực hành thí nghiệm

 Sinh viên phải thực hiện chính xác các thao tác thí nghiệm theo hướng dẫn có trong tài liệu

và sự chỉ dẫn của giáo viên Nếu chưa hiểu kỹ cách làm thì chưa được tiến hành thí nghiệm

 Giữ gìn cẩn thận dụng cụ, thiết bị tránh làm đổ vỡ Sinh viên nào làm vỡ, hỏng phải đền

theo qui định của Nhà trường

 Trong quá trình tiến hành thí nghiệm sinh viên phải chú ý quan sát và ghi chép đầy đủ các hiện tượng và số liệu thực nghiệm thu được Các số liệu kết quả thí nghiệm phải có chữ kí

của giáo viên hướng dẫn mới có giá trị

 Sau khi làm thí nghiệm xong sinh viên phải thu dọn sạch sẽ nơi làm việc, rửa sạch các

dụng cụ thí nghiệm và bàn giao lại đầy đủ cho cán bộ phụ trách phòng thí nghiệm

4 Báo cáo thí nghiệm

Sinh viên phải viết và nộp báo cáo thí nghiệm cho giáo viên đúng thời hạn Báo cáo thí nghiệm gồm các phần sau:

 Mục đích và nội dung thí nghiệm

 Mô tả hiện tượng quan sát được và các số liệu thí nghiệm thu được

 Xử lí kết quả và kết luận

II NỘI QUI PHÒNG THÍ NGHIỆM (Áp dụng cho sinh viên)

 Sinh viên làm việc trong phòng thí nghiệm phải tuân theo mọi qui tắc về an toàn lao động,

an toàn hóa chất v.v…

 Sinh viên chỉ được phép làm thí nghiệm khi đã chuẩn bị bài, nắm được mục đích nội dung, cách tiến hành các thí nghiệm sẽ làm, phương pháp xử lí số liệu thu được

 Phải đến phòng thí nghiệm đúng giờ Trong giờ làm việc sinh viên chỉ ra ngoài khi được

sự đồng ý của giáo viên Không hút thuốc, ăn uống và làm ồn ào trong phòng thí nghiệm

 Mỗi sinh viên được làm thí nghiệm ở một chỗ qui định Phải giữ gìn ngăn nắp, sạch sẽ chỗ làm việc của mình Không để các đồ vật như túi sách, quần áo hoặc chai lọ, dụng cụ không liên quan đến thí nghiệm trên bàn làm việc

 Trước khi làm thí nghiệm sinh viên phải kiểm tra dụng cụ, hoá chất cần thiết cho bài thí nghiệm Nếu phát hiện thấy thiếu phải báo cho giáo viên hướng dẫn bổ sung Những hoá chất, dụng cụ dùng chung được đặt ở nơi qui định, sinh viên cần dùng thì đến lấy, lấy xong phải để vào chỗ cũ không được mang về chỗ của mình

 Sinh viên phải tự làm các thí nghiệm, chú ý quan sát các hiện tượng và ghi chép cẩn thận các số liệu thu được Cuối mỗi buổi thực hành sinh viên phải báo cáo kết quả và xin chữ kí xác nhận của giáo viên hướng dẫn

 Sinh viên không được tự làm các thí nghiệm không có trong chương trình khi chưa có sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn

 Khi sinh viên làm đổ vỡ dụng cụ, hoá chất; làm hỏng máy móc, thiết bị phải đền bù theo qui định của Nhà trường

 Sau khi làm thí nghiệm xong sinh viên phải tự giác thu dọn sạch sẽ nơi làm việc, rửa sạch các dụng cụ thí nghiệm và bàn giao lại đầy đủ cho cán bộ phụ trách phòng thí nghiệm

III QUI TẮC AN TOÀN TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

1 Tất cả các thí nghiệm có sử dụng các chất độc dễ bay hơi, có mùi khó chịu hoặc axit đặc chỉ được tiến hành trong tủ hút hoặc nơi thoáng gió Khi làm việc với các chất độc phải đeo găng tay Không được hút các dung dịch có độc hoặc các axit bằng miệng mà phải dùng pipet piton hoặc pipet có quả bóp cao su Không được lấy hóa chất rắn bằng tay mà phải dùng thìa Không được lấy hóa chất rắn ở nơi có gió thổi mạnh

2 Phải cận thận trong khi làm việc với các chất dễ cháy như xăng, ete, benzen, axeton, vv… các chất dễ nổ như hiđrô, các chất dễ gây bỏng như brom, axit sunfuric đặc, photpho trắng, vv…

3 Khi làm việc với kim loại kiềm không được để các kim loại này tiếp xúc với nước Không vứt các mẩu thừa kim loại kiềm ra bàn hoặc thùng rác mà phải trả lại cho nhân viên phòng thí nghiệm

4 Không được cúi mặt về phía chất lỏng đang được đun sôi hoặc hóa chất rắn đang được đun nóng chảy để tránh hoá chất bắn vào mặt

5 Phải đeo kính bảo hiểm mắt khi làm việc với hoá chất dễ cháy, dễ nổ, kiềm rắn, anhiđric photphoric, khi đốt magiê, bột nhôm

6 Khi pha loãng các axit đặc nhất là axit sunfuric phải rót từ từ axit vào nước, không được làm ngược lại Không được tự động di chuyển các bình lớn chứa axit hoặc pha loãng axit

từ bình lớn

7 Khi đun nóng các dung dịch trong ống nghiệm phải dùng cặp và luôn chú ý quay miệng ống nghiệm về hướng không có người, đặc biệt là khi đun nóng các dung dịch axit đặc hoặc kiềm đặc

8 Khi ngửi mùi các hóa chất không được ngửi trực tiếp, phải dùng tay phất nhẹ hơi của chất đó lên mũi

9 Khi làm rơi vãi thủy ngân hoặc vỡ bầu nhiệt kế, phải thu lại thủy ngân, sau đó rắc vào vùng có thủy ngân rơi ra một lớp mỏng bột lưu huỳnh và lập tức báo cho giáo viên hướng dẫn biết

10 Khi làm việc với các chất độc như các hợp chất của chì, asen, xianua, thủy ngân, v.v… hoặc với dung dịch các kim loại quí, hiếm thì sau khi làm thí nghiệm xong phải thu hồi vào những bình chứa nhất định

11 Khi làm các thí nghiệm có dùng đến các bình khí nén, các thiết bị điện cao thế, nhiệt độ cao, cũng như các thiết bị phức tạp đắt tiền phải có cán bộ hướng dẫn vận hành, không được tự động thao tác

12 Phải biết sử dụng các dụng cụ cứu hoả, các bình chữa cháy và hộp thuốc cứu thương để khi có

sự cố xảy ra có thể xử lý nhanh chóng và hiệu quả

IV CÁCH SƠ CỨU CHẤN THƯƠNG VÀ NGỘ ĐỘC TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM

1 Trong phòng thí nghiệm phải có tủ thuốc cấp cứu đựng các loại bông băng, thuốc đỏ, cồn iot, thuốc mỡ, các dung dịch: kali pemanganat 3%, đồng sunphat 2%, natri hiđrocacbonat 2%, axit axetic 1%, dung dịch tanin trong cồn Tủ thuốc phải để ở chỗ dễ lấy, dễ sử dụng

2 Khi bị axit đặc (sunfuric, nitric, clohiđric, axetic, v.v…) hoặc brôm, phenol rơi vào da phải rửa ngay bằng vòi nước mạnh trong thời gian từ 3 - 5 phút Sau đó sử dụng bông tẩm dung dịch natricacbonat 2% hoặc dung dịch tanin trong cồn đắp lên chỗ bỏng và băng lại Khi bị bỏng do kiềm đặc, natri kim loại,… phải rửa bằng nước sau đó bằng dung dịch axit axetic 1%, rồi rửa bằng nước một lần nữa và bôi thuốc sát trùng Nếu bỏng nặng phải

đi bệnh viện

3 Khi bị bỏng do vật nóng (thủy tinh, kim loại,…) trước hết dùng bông tẩm dung dịch kali pemanganat 3%, hoặc dung dịch tanin trong cồn đắp lên vết bỏng, sau đó băng bằng loại băng có tẩm thuốc mỡ chữa bỏng

4 Khi bị bỏng do phôtpho trắng, cần dùng bông tẩm dung dịch đồng sunfat 2% đắp lên vết thương

5 Khi bị dung dịch kiềm hoặc axit đặc bắn vào mắt thì phải rửa ngay bằng nước nhiều lần, sau đó lập tức đưa đi viện

6 Nếu bị nhiễm độc do hít nhiều khí clo, brom, hiđro sunfua, cacbon monôxit,v.v… thì phải ngay lập tức đưa ra chỗ thoáng ngoài phòng thí nghiệm

7 Khi bị nhiễm độc bởi các hợp chất của asen, thủy ngân, xianua, phải ngay lập tức chuyển đến bệnh viện để cấp cứu

8 Khi bị thương do mảnh thủy tinh gây ra, thì trước hết phải gắp lấy mảnh thủy tinh ra, rửa sạch vết thương bằng dung dịch cồn iot hoặc dung dịch kalipemanganat 3% để sát trùng, sau đó bôi dung dịch FeCl3 để cầm máu và băng lại

9 Khi có người bị điện giật, lập tức ngắt cầu dao điện, tách người bị nạn ra khỏi nguồn điện

và hô hấp nhân tạo nếu bị ngất

Phần 2

CÁC BÀI THÍ NGHIỆM PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG

Bài 1 XÁC ĐỊNH BƯỚC SÓNG CỰC ĐẠI

VÀ LẬP ĐƯỜNG CHUẨN

1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Trong số các phương pháp phân tích, phương pháp đo quang được sử dụng phổ biến nhất trong các phòng thí nghiệm môi trường Tùy theo từng chỉ tiêu phân tích mà giới hạn phát hiện của phương pháp đo quang có thể thấp đến 10-2 mg/l Giá trị giới hạn đó là phù hợp để định lượng nhiều hợp chất và ion ô nhiễm chủ yếu trong môi trường

Ban đầu, chất cần xác định được phản ứng với thuốc thử và tạo thành hợp chất có màu Quá trình định lượng tiếp theo dựa vào mối liên hệ phụ thuộc giữa cường độ màu của dung dịch và nồng độ của chất màu trong dung dịch đó Điều này được thể hiện trong nội dung của định luật Buger – Lamber – Beer:

Trong đó:

I – cường độ tia sáng sau khi đi qua dung dịch;

Io – cường độ tia sáng ban đầu tới dung dịch;

 - hệ số hấp thụ ánh sáng  là đại lượng không đổi, đặc trưng cho mỗi chất màu, phụ thuộc vào bản chất của nó;

C – nồng độ chất màu trong dung dịch;

l – chiều dày của lớp dung dịch hấp thụ;

Tỷ số T = I/Io, được gọi là độ truyền qua T tỷ lệ nghịch với nồng độ chất màu trong dung dịch

Hình 1.1 Độ giảm cường độ ánh sáng khi đi qua cuvét

Biến đổi công thức (1.1), thu được:

Trong đó: D – mật độ quang của dung dịch

Khi phân tích hàng loạt mẫu bằng phương pháp đo quang, kỹ thuật viên cần xây dựng đường chuẩn Ý nghĩa của đường chuẩn là biểu thị mối quan hệ giữa nồng độ của một dãy dung dịch pha chuẩn với mật độ quang tương ứng của chúng Sau đó, kỹ thuật viên sẽ đo mật độ quang của dung dịch mẫu và dựa vào đường chuẩn để tìm ra nồng độ chất phân tích

Mỗi dung dịch màu hấp thụ ánh sáng có bước sóng khác nhau ở những mức độ khác nhau Do

đó, để tăng độ chính xác và độ nhạy, cần lựa chọn và tách ra những tia có bước sóng mà dung dịch hấp thụ cực đại, tức là sử dụng ánh sáng đơn sắc Bước sóng của ánh sáng đơn sắc lựa chọn được gọi là bước sóng cực đại (ký hiệu max) Việc xây dựng đường chuẩn và xác định chính xác

max có ý nghĩa quyết định đến kết quả của quá trình định lượng mẫu

Hình 1.2 Đồ thị xác định bước sóng cực đại của axit pararosanilin methyl sulfonic

I

l

Bước sóng (nm)

Mật độ quang

 max = 560 nm

Để kiểm tra độ tin cậy của đường chuẩn, kỹ thuật viên cần sử dụng giá trị hệ số xác định r2

Hệ số xác định mang tính thống kê và là bình phương giá trị của hệ số tương quan Pearson Ý nghĩa của r2 là miêu tả độ tương thích của số liệu đối với một mô hình Trong hồi qui tuyến tính,

hệ số r2 miêu tả sự tương hợp giữa đường thẳng và các số liệu thực nghiệm (giá trị r2 bằng 1 miêu

tả sự tương hợp hoàn hảo giữa đường thẳng với các số liệu)

Định luật Buger – Lamber – Beer chỉ đúng với một khoảng xác định nồng độ chất màu Ngoài khoảng nồng độ giới hạn, mối quan hệ giữa mật độ quang của dung dịch và nồng độ mẫu không còn tuân theo qui luật tuyến tính nữa Do vậy, việc xây dựng đường chuẩn cũng cung cấp các thông tin về giới hạn của phép thử Mỗi chất màu xác định sẽ có khoảng nồng độ giới hạn khác nhau Trong khuôn khổ của bài thí nghiệm số 1, sinh viên sẽ thực hiện việc xác định max và xây dựng đường chuẩn của thuốc nhuộm Tartrazine

2 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ

2.1 Hóa chất

Bài thí nghiệm sử dụng sản phẩm thuốc nhuộm Tartrazine (công thức phân tử

C16H9N4Na3O9S2) của công ty Hach, Mỹ Đây là chất tổng hợp có màu vàng, được sử dụng phổ biến trong công nghiệp thực phẩm

Hình 1.3 Công thức cấu tạo của thuốc nhuộm Tartrazine

- Đũa thủy tinh: 1 chiếc;

- Máy đo quang, DR2700, Hach, Mỹ

3 CÁCH TIẾN HÀNH

3.1 Xác định bước sóng cực đại

Chuẩn bị dung dịch thuốc nhuộm Tartrazine có nồng độ 10-5 M Đo lần lượt giá trị mật độ quang của dung dịch từ các bước sóng 400 nm, 500 nm và 600 nm Sau khi xác định được khoảng tăng mật độ quang, tiếp tục tăng bước sóng lên 10 nm/lần Cuối cùng, tăng bước sóng lên 1 nm/lần để tìm được giá trị bước sóng cực đại của dung dịch Sử dụng số liệu đo đạc để xây dựng phổ hấp thụ của dung dịch thuốc nhuộm Tartrazine 10-5M

3.2 Lập đường chuẩn

Chuẩn bị một loạt dung dịch thuốc nhuộm Tartrazine gồm 4 dung dịch có nồng độ 10-4M,

10-5 M, 10-6 M và 10-7 M Đo lần lượt giá trị mật độ quang của các dung dịch pha, xuất phát từ nồng độ nhỏ nhất đến nồng độ lớn nhất Nhập bộ số liệu thu được vào phần mềm Excel và xây dựng đường chuẩn chuẩn ứng với dung dịch thuốc nhuộm Tartrazine (sử dụng thuật toán bình phương tối thiểu đã cài sẵn trong phần mềm Excel)

4 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ

- Một kỹ thuật viên phòng thí nghiệm xác định bước sóng cực đại của dung dịch thuốc nhuộm Tartrazine là 427  2 nm So sánh với giá trị đo được từ thực nghiệm của nhóm và nhận xét sự khác biệt nếu có

- Báo cáo phương trình đường chuẩn của dung dịch thuốc nhuộm Tartrazine Tính toán hệ số xác định r2

- Thay lần lượt giá trị mật độ quang đo được của các dung dịch thuốc nhuộm Tartrazine đã pha (nồng độ 10-5 M, 10-6 M và 10-7 M) vào phương trình đường chuẩn Tính sai số tương đối giữa nồng độ pha và nồng độ thu được từ đường chuẩn Nhận xét về độ chính xác của đường chuẩn

Bài 2 XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ MANGAN TRONG NƯỚC MÁY

1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1 Giới thiệu chung

Mangan là nguyên tố phổ biến, chiếm khoảng 0,1% trong vỏ Trái đất Các khoáng chất chủ yếu của mangan gồm piroluzit (chủ yếu là MnO2), haumanit (Mn3O4) và braunit (Mn2O3) Nồng

độ mangan trong nước ngầm thường có giá trị cao hơn so với trong nước bề mặt Ở nồng độ nhỏ hơn 0,1 mg/l, mangan có lợi cho sức khỏe Tuy nhiên mangan ở khoảng nồng độ cao (từ 1 – 5 mg/l) sẽ gây ảnh hưởng đến con người Những công nhân có tiếp xúc thường xuyên với khói, bụi mangan (từ các hoạt động công nghiệp như xử lý nghiền và sản xuất mangan, nhà máy pin khô và sản xuất que hàn ) sẽ có nguy cơ bị nhiễm độc Người phơi nhiễm mangan ở nồng độ cao và trong thời gian dài, sẽ bị ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung ương, đến phổi và hen suyễn Một số hậu quả phổ biến khác như mất ngủ, giảm trí nhớ, đau thắt ngực, rối loạn tiêu hóa, buồn nôn và có thể bị bệnh Parkinson

Theo Qui chuẩn kỹ thuật quốc gia (QCVN 08: 2009/BTNMT), giá trị giới hạn của mangan trong nước ngầm là 0,5 mg/l Đối với nước dùng cho mục đích sinh hoạt, giới hạn tối đa cho phép của mangan trong nước máy là 0,5 mg/l (theo tiêu chuẩn vệ sinh nước ăn uống số 1329/2002/BYT/QÐ) Mangan trong nước sinh hoạt được xếp vào nhóm A, nhóm các chỉ tiêu cần kiểm tra thường xuyên (có tần suất kiểm tra một tuần/lần đối với nhà máy nước hoặc một tháng/lần đối với cơ quan y tế cấp tỉnh và huyện)

1.2 Phương pháp xác định

1.2.1 Phương pháp xác định theo TCVN 6002:1995

Nồng độ mangan trong nước mặt và nước uống có thể được xác định theo phương pháp trắc quang dùng fomaldoxim Đây là phương pháp ký hiệu TCVN 6002:1995 do Tổng cục Tiêu chuẩn

Đo lường chất lượng Việt Nam ban hành

Phương pháp sử dụng phản ứng giữa dung dịch fomaldoxim với ion Mn2+ trong vào mẫu nước, tạo thành phức màu đỏ da cam Phức chất mangan fomaldoxim bền ở pH trong khoảng từ 9,5 đến 10,5 Dung dịch sau đó được đo mật độ quang ở bước sóng 450 nm Nếu mangan tồn tại dưới dạng huyền phù hoặc liên kết với các hợp chất hữu cơ, cần phải xử lí trước để chuyển mangan thành Mn2+ Ion Mn2+ tạo thành sau đó mới phản ứng được với fomaldoxim

Phạm vi áp dụng

Phương pháp này dùng để xác định mangan trong khoảng nồng độ từ 0,01 mg/l đến 5 mg/l

Những nồng độ mangan lớn hơn 5 mg/l cũng có thể xác định được sau khi pha loãng mẫu thích hợp

Yếu tố ảnh hưởng

Ion sắt (II) tạo phức màu tím với fomaldoxim và cản trở việc xác định mangan Cách tốt nhất

để loại trừ ảnh hưởng này là thêm một lượng như nhau của ion sắt (II) (thường dùng amoni sắt (II) sunfat) vào các dung dịch chuẩn, mẫu trắng và mẫu thử

Coban ở nồng độ l mg/l gây kết quả tương đương với 40 g Mn/l Nồng độ ion PO43- lớn hơn

2 mg/l (tính theo P) sẽ làm giảm kết quả trong khi canxi và magiê có mặt đồng thời với tổng nồng

độ trên 300 mg/l sẽ làm cao kết quả Nếu dung dịch bị đục sau khi tạo thành phức màu, có thể tiến hành li tâm trước khi đo mật độ quang

1.2.2 Phương pháp 8149 của HACH

Ngoài phương pháp đo quang dùng fomaldoxim của Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường chất lượng Việt Nam, còn có các phương pháp phân tích từ các cơ quan Bảo vệ Môi trường của các nước và tổ chức khác Một trong số đó là phương pháp số 8149 của công ty HACH, Mỹ Cơ sở định lượng của phương pháp dựa vào việc đo mật độ quang của mẫu nước máy và mẫu pha chuẩn Ban đầu, axit ascorbic được thêm vào mẫu để chuyển mangan từ các dạng có số oxi hóa cao hơn

về Mn2+ Tiếp theo, hỗn hợp NaOH và NaCN được cho vào mẫu để tạo phức với các ion gây nhiễu Cuối cùng, mẫu được thêm 1-(2-Pyridylazo)-2-Naphthol (ký hiệu PAN) để phản ứng với

Mn2+ tạo thành phức có màu da cam Dung dịch được đo mật độ quang ở bước sóng 560 nm Đây

là phương pháp được áp dụng trong bài thí nghiệm 2 Một trong những ưu điểm của phương pháp

là có thể thực hiện ngay tại thực địa với gói hóa chất định lượng sẵn cho từng mẫu và máy đo quang xách tay

Các ion gây ảnh hưởng đến việc tạo phức của mangan với PAN được liệt kê trong Bảng 2.1

Bảng 2.1 Danh sách các chất và nồng độ gây ảnh hưởng

Chất ảnh hưởng Nồng độ gây ảnh hưởng (mg/l)

Chất ảnh hưởng Nồng độ gây ảnh hưởng (mg/l)

- Natri sunfit khan (Na2SO3)

- Dung dịch EDTA 0,24 mol/l Hoà tan 90 g dinatri EDTA dihidrat (Na2EDTA.2H2O) và 19 g natri hiđroxit (NaOH) trong nước và pha loãng thành 1000 ml

- Dung dịch fomaldoxim Hoà tan 10 g hiđroxylamoni clorua (NH3OHCl) trong khoảng 50 ml nước Thêm 5 ml dung dịch metanal 35% (khối lượng/khối lượng) (HCHO, d = 1,08 g/ml) và pha loãng bằng nước đến 100 ml Giữ dung dịch trong bình ở nơi tối và mát Dung dịch bền ít nhất một tháng

- Dung dịch hiđroxylamoni clorua/amoniac chuẩn bị theo các bước gồm:

+ Dung dịch hiđroxylamoni clorua (NH3OHCl), 6 mol/l Hoà tan 42 g hiđroxylamoni clorua trong nước và pha loãng thành 100 ml

+ Dung dịch amoniac (NH3), 4,7 mol/l Dùng nước pha loãng 70 ml amoniac đặc (d = 0,91 g/ml) thành 200 ml Trộn hai thể tích bằng nhau của dung dịch amoniac và dung dịch hiđroxylamoni clorua đã chuẩn bị ở trên

- Dung dịch amoni sắt (II) sunfat hexahidrat [(NH4)2Fe (SO4)2.6H2O], 700 mg/l chuẩn bị theo các bước gồm:

+ Axit sunfuric (H2SO4) 3 mol/l Thêm từ từ 170 ml axit sunfuric đặc (d = 1,84 g/ml) vào 750 ml nước Để nguội rồi pha loãng thành 1000 ml

+ Hoà tan 700 mg amoni sắt (II) sunfat hexahidrat trong nước, thêm 1 ml axit sunfuric

3 mol/l và pha loãng thành 1000 ml

- Dung dịch natri hiđroxit (NaOH) 4 mol/l Hoà tan 160 g natri hiđroxit trong nước và pha loãng thành 1000 ml

- Dung dịch mangan tiêu chuẩn, tương đương với 100 mg Mn/l Hoà tan 308 mg mangan sunfat monohidrat (MnSO4.H2O) vào nước trong bình định mức dung tích 1000 ml Thêm 10 ml axit sunfuric 3 mol/l rồi định mức bằng nước và lắc đều 1 ml của dung dịch chuẩn này chứa 0,1 mg Mn

Các dung dịch fomaldoxim, fomaldehyt, hiđroxylamoni clorua là những chất độc hại Phải làm việc với các chất này trong tủ hút Trong phân tích, chỉ dùng các thuốc thử tinh khiết phân

tích, nước đã qua trao đổi ion hoặc nước cất bằng thiết bị thủy tinh mà lượng vết mangan càng thấp càng tốt

2.2 Hóa chất và thiết bị theo phương pháp 8149 của HACH

Phương pháp 8149 sử dụng các hóa chất tổng hợp gồm:

- Axit ascorbic

- Hỗn hợp dung dịch NaOH và NaCN (dung dịch kiềm xianua)

- Dung dịch 1-(2-Pyridylazo)-2-Naphthol (ký hiệu PAN)

Dụng cụ và thiết bị

- Pipet 10 ml: 01 chiếc

- Cốc thủy tinh 100 ml: 01 chiếc

- Máy đo quang, DR2700, Hach, Mỹ

- Đũa thủy tinh: 01 chiếc

3 CÁCH TIẾN HÀNH

3.1 Lấy mẫu và bảo quản

Mẫu nước máy được lấy trong bình polyetylen, polyvinyl clorua hoặc thủy tinh Khi lấy mẫu, axit hóa mẫu đến pH nhỏ hơn 2 bằng axit nitric đặc (khoảng 2 ml/lít mẫu) Việc axit hóa nhằm giảm sự hấp phụ mangan lên thành bình đồng thời tạo điều kiện hòa tan các dạng keo và kết tủa của mangan Bảo quản mẫu ở nhiệt độ phòng, tối đa trong thời gian một tháng trước khi phân tích Điều chỉnh pH của mẫu về khoảng giá trị từ 4 - 5 bằng dung dịch NaOH 5N trước khi phân tích Hiệu chỉnh thể tích mẫu do phần dung dịch axit nitric và NaOH thêm vào

3.2 Qui trình phân tích

3.2.1 Qui trình theo TCVN 6002:1995

Lập đường chuẩn

Chuẩn bị hai dãy dung dịch

- Dãy A: 0 đến 0,50 mg/l mangan Pha loãng 20  0,2 ml dung dịch mangan tiêu chuẩn chuẩn

bị ở trên thành 1000 ml bằng nước trong bình định mức dung tích 1000 ml Lấy 0; 10; 20; 30 và

40 ml dung dịch mangan vừa pha loãng vào 5 bình định mức dung tích 50 ml rồi thêm nước đến vạch Thu được dãy dung dịch chuẩn 0; 0,1; 0,2; 0,3 và 0,4 mg/ l mangan

- Dãy B: 0 đến 5 mg/l mangan Pha loãng 200  2 ml dung dịch mangan tiêu chuẩn (3.8) thành 1000 ml bằng nước trong bình định mức dung tích 1000 ml Lấy 0; 10; 20; 30 và 40 ml dung dịch vừa pha loãng vào 5 bình định mức dung tích 50 ml rồi thêm nước đến vạch Thu được dãy dung dịch chuẩn 0; 1; 2; 3 và 4 mg/l mangan

- Thêm 1ml dung dịch amoni sắt (III) sunfat và 2ml dung dịch EDTA đã chuẩn bị trong phần 2.1 vào từng dung dịch chuẩn vừa pha ở trên Sau khi lắc đều, thêm 1ml dung dịch fomaldoxim và lập tức thêm 2 ml dung dịch natri hiđroxit Lắc kĩ các dung dịch và để yên từ 5 đến 10 phút, sau

đó vừa lắc vừa thêm 3 ml dung dịch hiđroxylamoni clorua/amoniac rồi để yên ít nhất 1 giờ Trong khoảng 1 đến 4 giờ sau khi hiện màu, đo độ hấp thụ của các dung dịch bằng máy đo quang ở bước sóng 450 nm Dùng mẫu trắng để so sánh Với các dung dịch dãy A dùng cuvét 100 mm, với các dung dịch dãy B dùng cuvét 10 mm

Chuẩn bị mẫu thử

Phần mẫu thử là 50ml mẫu đã axit hoá từ quá trình lấy mẫu (thích hợp nếu chứa mangan có nồng độ nhỏ hơn 5 mg/l) Thêm 1ml dung dịch amoni sắt (III) sunfat và 2ml dung dịch EDTA đã chuẩn bị trong phần 2.1 vào từng dung dịch chuẩn vừa pha ở trên Sau khi lắc đều, thêm 1ml dung dịch fomaldoxim và lập tức thêm 2 ml dung dịch natri hiđroxit Lắc kĩ các dung dịch và để yên 5 đến 10 phút, sau đó vừa lắc vừa thêm 3 ml dung dịch hiđroxylamoni clorua/amoniac rồi để yên ít nhất 1 giờ

Mẫu trắng

Làm một mẫu trắng song song với mẫu thật bằng cách thay phần mẫu thử bằng 50 ml nước cất Đo mật độ quang của mẫu trắng và mẫu thử, so sánh với đường chuẩn để thu được nồng độ mangan trong mẫu thử

3.2.2 Qui trình theo phương pháp 8149 của HACH

Phương pháp 8149 sử dụng đường chuẩn Mangan có sẵn trong máy DR2700 và đo ở bước sóng 560 nm Do vậy, chỉ cần xác định mật độ quang của mẫu sau khi cho thuốc thử mangan ở dạng bột (ký hiệu HACH 2651700) Máy DR2700 đã có sẵn phần mềm, tự động đối chiếu kết quả mật độ quang của mẫu với đường chuẩn và hiển thị nồng độ mangan ở đơn vị mg/l Cách tiến hành đo mẫu được minh họa trong các hình dưới đây

a Lựa chọn chương

trình phân tích

Mangan trong máy

b Đổ 10 ml nước cất vào trong cuvét để làm mẫu trắng

c Cho 10 ml mẫu vào trong 1 cuvét khác

d Cho thuốc thử dạng bột chứa axit Ascorbic vào cả 2 cuvét

Chương trình

lưu Mn:

số 290

e Đậy nắp và lắc đều 2

cuvét để hòa tan hoàn

toàn hóa chất

f Nhỏ 12 giọt dung dịch kiềm xianua vào mỗi cuvét Trộn đều dung dịch

g Nhỏ tiếp 12 giọt dung dịch PAN vào mỗi cuvét Trộn đều dung dịch

h Bật chức năng đếm giờ trên máy Đồng hồ bắt đầu đếm ngược từ

2 phút

i Khi hết thời gian, lau

khô cuvét chứa mẫu

trắng bằng giấy và đưa

vào khoang chứa

k Ấn phím Zero Màn hình sẽ hiển thị:

0,000 mg/l

l Lau khô cuvét chứa mẫu thử bằng giấy và đưa vào khoang chứa

m Ấn phím đọc (read) để hiển thị kết quả đo (mg/l)

- Thu thập các kết quả phân tích sắt tại cùng điểm lấy mẫu; tìm mỗi liên hệ giữa nồng độ mangan và sắt trong nước máy tại nơi lấy mẫu bằng cách tính toán hệ số tương quan Pearson Thảo luận kết quả thu được dựa vào các kiến thức về hóa nước

BÀI 3 XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ CLO DƯ TRONG NƯỚC MÁY

1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1 Giới thiệu chung

Clo là chất khử trùng nhằm ngăn các bệnh lan truyền qua đường nước, được sử dụng phổ biến trong hệ thống cung cấp nước cho các cộng đồng nhỏ ở nhiều quốc gia Khi cho clo vào trong nước sẽ diễn ra quá trình thủy phân tạo ra axit hypoclorit và axit clohydric Khái niệm clo dư trong nước bao gồm clo tồn tại dưới dạng clo nguyên tố hòa tan, axit hypoclorơ hoặc ion hypoclorit

Cl2 + H2O  HOCl + HCl Khả năng diệt trùng của clo phụ thuộc vào hàm lượng của axit hypoclorit (HOCl) HOCl có khả năng phản ứng với NH3 và các muối amoni trong nước tạo thành monocloramin và dicloramin

HOCl + NH3  NH2Cl + H2O HOCl + NH2Cl  NHCl2 + H2O HOCl + NHCl2  NCl3 + H2O Khả năng diệt trùng của monocloramin thấp hơn của dicloramin khoảng từ 3 đến 5 lần So với clo thì khả năng diệt trùng của dicloramin lại thấp hơn từ 20 đến 25 lần Như vậy khi khử trùng nước có chứa NH3 và các muối amoni, muốn đạt được hiệu quả cao, cần sử dụng một lượng clo lớn để có được lượng clo dư cần thiết gọi là clo tự do Ngoài ra, trên đường ống dẫn nước từ nhà máy xử lý đến hộ gia đình cũng cần giữ lại một lượng clo dư thích hợp Lượng clo đưa vào nước được xác định theo thực nghiệm

Nếu hàm lượng clo dư trong nước thấp hơn mức tối thiểu 0,2 mg/l, nước cấp trong đường ống

sẽ không đảm bảo vô trùng, nguy cơ các vi khuẩn gây bệnh đường tiêu hóa như Escherichia coli xâm nhập vào nước rất cao Nếu hàm lượng clo dư trong nước cấp vượt quá giá trị giới hạn trong tiêu chuẩn (> 0,5 mg/l), khi uống nước có thể gây ngộ độc, tiếp xúc lâu sẽ gây tổn thương đường

hô hấp, giác mạc Phụ nữ uống nước chứa clo quá cao sẽ bị sẩy thai, hoặc có nguy cơ sinh con bị tật cao Thêm vào đó, clo dư còn có khả năng phản ứng với một số chất hữu cơ trong nước tạo ra các sản phẩm phụ gây nguy hại như trihalometan Các chất này đã được xem là các chất gây ung thư và được kiểm soát bởi Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ

Theo Qui chuẩn kỹ thuật quốc gia Việt Nam về chất lượng nước sinh hoạt (QCVN 02: 2009/BYT), giới hạn tối đa cho phép của clo dư là từ 0,3 – 0,5 mg/l (áp dụng đối với các cơ sở cung cấp nước) Đối tượng áp dụng trong qui chuẩn là nước sử dụng cho mục đích sinh hoạt thông thường không sử dụng để ăn uống trực tiếp hoặc dùng cho chế biến thực phẩm tại các cơ sở chế biến thực phẩm

Các chất cản trở

Các chất oxi hóa khác có trong mẫu có thể gây cản trở như brom, ozon, hyđropeoxit, permaganat, iodat, bromat và clo dioxit

1.2.2 Phương pháp 8021 của HACH

Clo dư còn được xác định theo phương pháp đo nhanh số 8021 của công ty HACH của Mỹ (tương đương với phương pháp chuẩn 4500 Cl của Cục Bảo vệ Môi trường Mỹ) Các báo cáo chất lượng nước sinh hoạt thử nghiệm bằng phương pháp số 8021 của HACH được Cục Bảo vệ Môi trường Mỹ chấp nhận là đủ độ tin cậy Đây cũng là phương pháp được áp dụng trong bài thí nghiệm 3 Clo dư trong nước máy phản ứng với thuốc thử N,N-dietyl-p-phenylenediamin (ký hiệu

DPD) tạo phức màu hồng (còn gọi là thuốc nhuộm Wurster) Dựa vào đường chuẩn clo dư và

mật độ quang của mẫu nước máy, nồng độ clo dư trong mẫu được xác định

DPD (Amin) Thu ốc nhuộm Wurster Imin

Hình 3.1 Công thức cấu tạo của DPD và thuốc nhuộm Wurster

Phạm vi áp dụng

Phương pháp số 8021 của công ty HACH (Mỹ) dùng để xác định clo dư trong khoảng nồng

độ từ 0,02 mg/l đến 2,00 mg/l Phương pháp áp dụng với các mẫu nước sinh hoạt và nước thải sau

xử lý

Yếu tố ảnh hưởng

Các ion gây ảnh hưởng đến việc tạo phức của clo với N, N-dietyl-p-phenylenediamin được liệt kê trong bảng 3.1

Bảng 3.1 Danh sách các chất và nồng độ gây ảnh hưởng

Chất ảnh hưởng Nồng độ gây ảnh hưởng (mg/l)

Độ axit > 150

Độ kiềm > 250

Br 2 ảnh hưởng ở mọi nồng độ ClO 2 ảnh hưởng ở mọi nồng độ Cloramin có thể ảnh hưởng

Độ cứng > 1000 (mg/l CaCO 3 )

I 2 ảnh hưởng ở mọi nồng độ Mangan (Mn4+, Mn7+) ảnh hưởng ở mọi nồng độ

O 3 ảnh hưởng ở mọi nồng độ

2 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ

2.1 Hóa chất và thiết bị theo TCVN 6225-3:1996

- Nước cất không có clo

2.2 Hóa chất và thiết bị theo phương pháp 8021 của HACH

Hóa chất

Phương pháp 8021 sử dụng hóa chất dạng bột, thành phần hóa học gồm N, phenylenediamin ký hiệu DPD (của công ty HACH, Mỹ) DPD dạng lỏng không bền do phản ứng với oxi trong không khí Việc HACH sản xuất DPD dưới dạng bột đã làm giảm khả năng hóa chất này bị phân hủy do oxi và do phản ứng vi sinh

N-dietyl-p-Dụng cụ và thiết bị

- Pipet 10 ml: 1 cái

- Cốc thủy tinh 100 ml: 1 cái

- Máy đo quang, DR2700, HACH (Mỹ)

- Đũa thủy tinh: 1 cái

3 CÁCH TIẾN HÀNH

3.1 Lấy mẫu và bảo quản

Lấy mẫu nước máy bằng chai thủy tinh Trước khi lấy mẫu, tráng rửa sạch chai để loại bỏ hoàn toàn clo dư Tuyệt đối không sử dụng chai nhựa do chai có thể chứa hợp chất có clo Khi lấy mẫu nước máy cần phải đảm bảo tính đại diện Cần mở vòi nước chảy trong 5 phút Sau đó, lấy mẫu vào chai và đậy nắp sao cho không có khoảng trống trong chai

Mẫu cần phân tích ngay sau khi lấy do clo dư là chất oxi hóa mạnh, có khả năng tham gia phản ứng cao với nhiều chất vô cơ và hữu cơ trong nước Các yếu tố gồm pH, nhiệt độ, độ muối

và nồng độ chất phản ứng đều ảnh hưởng đến sự phân hủy của clo dư

3.2 Qui trình phân tích

3.2.1 Qui trình theo TCVN 6225-3:1996

Tiến hành xác định ngay sau khi lấy mẫu Lấy thể tích mẫu không quá 200 ml và chứa không nhiều hơn 0,21 mmol/l Nếu nồng độ clo tổng số trong mẫu có thể vượt quá giá trị nêu trên thì pha loãng mẫu bằng nước cất không có clo

Cho mẫu cần xác định vào bình nón thể tích 500 ml Dùng pipet thêm 10 ml dung dịch

Na2S2O3 10 mmol/l và sau đó thêm tiếp các hóa chất theo thứ tự: 1 g KI tinh thể, 2 ml H3PO4 0,87

M và 1 ml hồ tinh bột Chuẩn độ ngay bằng dung dịch KIO3 10 mmol/l đến khi xuất hiện màu xanh bền ít nhất 30 giây Ghi thể tích KIO3 tiêu tốn Từ các thể tích dung dịch đã chuẩn độ và áp dụng định luật đương lượng, tính toán lượng clo dư ban đầu

3.2.2 Qui trình theo phương pháp 8021 của HACH

Đo mẫu

Phương pháp 8021 sử dụng đường chuẩn clo dư có sẵn trong máy DR2700 và đo ở bước sóng

515 nm Do vậy, chỉ cần xác định mật độ quang của mẫu sau khi cho thuốc thử DPD ở dạng bột (ký hiệu HACH 2105569) Máy DR2700 đã có sẵn phần mềm, tự động đối chiếu kết quả mật độ quang của mẫu với đường chuẩn và hiển thị nồng độ clo ở đơn vị mg/l Cách tiến hành đo mẫu được minh họa trong hình 1

a Lựa chọn chương

trình phân tích clo dư

trong máy

b Đổ 10 ml nước cất vào trong cuvét

c Cho cuvét vào máy và điều chỉnh mật độ quang của mẫu trắng về 0

d Cho 10 ml mẫu vào trong 1 cuvét khác Cho thuốc thử DPD vào cuvét chứa mẫu

e Lắc đều cuvét để hòa tan hoàn toàn hóa

chất và chờ trong 20 giây để phản ứng diễn ra

hoàn toàn (tạo phức màu hồng)

f Lau khô cuvét và đặt vào trong máy

đo quang Ấn phím đọc để hiện thị kết quả đo (mg/l)

- Thu thập các kết quả phân tích mangan tại cùng điểm lấy mẫu ở bài thí nghiệm số 2 Tìm mỗi liên hệ giữa nồng độ mangan và clo dư trong nước máy tại nơi lấy mẫu bằng cách tính toán

hệ số tương quan Pearson Thảo luận kết quả thu được dựa vào các kiến thức về hóa nước

Chương trình

lưu clo dư

số 80

BÀI 4 LẤY MẪU NƯỚC HỒ AO TỰ NHIÊN VÀ NHÂN TẠO

1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1 Giới thiệu chung

Lấy mẫu là quá trình lấy một phần được coi là đại diện của một vùng nước, nhằm kiểm tra các đặc tính khác nhau đã định của nước Tiếp nối sau lấy mẫu sẽ là quá trình xử lý, phân tích mẫu, tính toán và báo cáo kết quả Mỗi quá trình đều có vai trò quan trọng trong phân tích môi trường Sai số của mỗi khâu đều nằm trong khoảng cho phép sẽ là điều cần thiết để có kết quả báo cáo chính xác

Quá trình lấy mẫu bao gồm việc chuẩn bị dụng cụ và hóa chất trong phòng thí nghiệm, lựa chọn vị trí và phương pháp lấy mẫu đúng đắn Mẫu phải đảm bảo tính đại diện, sau đó được bảo quản, vận chuyển và lưu giữ đúng qui cách trong phòng thí nghiệm Nên lấy mẫu riêng cho từng mục đích phân tích như phân tích chỉ tiêu vật lý, hóa học, sinh học do các phương pháp, cách xử

lý mẫu và thiết bị chuyên dụng sử dụng khác nhau

Mục đích lấy mẫu có ảnh hưởng lớn đến tần số và thời gian lấy mẫu Tùy theo việc lấy mẫu

sự kiện (kiểm tra các sự cố môi trường), lấy mẫu cho công tác kiểm tra chất lượng hoặc quan trắc môi trường mà tần số và thời gian lấy mẫu được lựa chọn phù hợp Đối tượng lấy mẫu cũng rất đa dạng từ nước mưa, nước hồ ao tự nhiên và nhân tạo, nước sông, nước biển, nước thải, nước ngầm cho đến nước uống và nước dùng để chế biến thực phẩm Do đó, cần thiết lập chương trình lấy mẫu chi tiết trước khi tiến hành và có các mẫu kiểm tra chất lượng cho toàn quá trình

1.2 Phương pháp lấy mẫu

Quá trình lấy mẫu ở hồ tự nhiên và nhân tạo được tiến hành theo phương pháp đã qui định trong tiêu chuẩn Việt Nam tương ứng (TCVN 5994 - 1995) Tùy theo mục đích của nghiên cứu

mà người lấy mẫu có thể lấy mẫu đơn hay mẫu tổ hợp tại bề mặt hoặc theo chiều sâu của hồ Mục đích của bài thí nghiệm số 2 là lấy mẫu tổ hợp nhằm đánh giá chất lượng (đối với một số chỉ tiêu vật lý và hóa học) của nước bề mặt trong hồ

2 HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ

2.1 Hóa chất

Mẫu nước hồ được lấy để phục vụ cho việc phân tích hai nhóm thông số trong các bài thí nghiệm tiếp theo Nhóm 1 là các kim loại nặng (đồng, chì, kẽm), nhu cầu oxi hóa học (COD) và ion NO3

2.2 Dụng cụ

Bình chứa mẫu cần phải giữ cho thành phần mẫu không bị mất do hấp phụ và bay hơi, hoặc bị nhiễm bẩn bởi các chất lạ Đối với các thông số phân tích trong nhóm 1 và nhóm 2, cần sử dụng chai lấy mẫu làm bằng chất dẻo PE (polietilen) hoặc PET (Polyetilen terephtalat) Đối với mỗi mẫu nước cần chuẩn bị 2 chai mẫu dung dịch 500 ml Với mỗi loạt 10 mẫu cần chuẩn bị thêm một chai mẫu trắng Ngoài ra cần chuẩn bị các dụng cụ hỗ trợ lấy mẫu ngoài thực địa khác như pipet

để hút axit H2SO4, dây, găng tay, gầu múc và hộp vận chuyển, bảo quản lạnh

3 CÁCH TIẾN HÀNH

3.1 Chuẩn bị chương trình lấy mẫu

Địa điểm lấy mẫu

Lựa chọn một hồ tự nhiên hoặc nhân tạo để tiến hành lấy mẫu Điều tra chi tiết về các nguồn thải chất ô nhiễm vào trong hồ (nguồn thải sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp; vị trí nguồn thải) Xác định các điểm lấy mẫu nhằm đánh giá chất lượng nước bề mặt trong hồ Không lấy mẫu ở các

vị trí có sự phân bố không đồng đều chất cần phân tích trong hồ (ví dụ các điểm ngay sát cống thải) Tìm và thu thập bản đồ, thông tin về địa điểm lấy mẫu

Chuẩn bị dụng cụ và hóa chất ở phòng thí nghiệm

Các chai lấy mẫu cần tráng rửa sạch theo qui định Chuẩn bị thùng chứa và bảo quản lạnh mẫu, biên bản lấy mẫu và nhãn mẫu Axit H2SO4 98% (tinh khiết phân tích) nên được mang trong

lọ thủy tinh nhỏ và vận chuyển cẩn thận

3.2 Phương pháp lấy mẫu

Tùy theo đặc điểm hiện trường mà người lấy mẫu lựa chọn số mẫu đơn để từ đó trộn thành mẫu tổ hợp Các mẫu được lấy sao nhằm đại diện cho đặc điểm của nguồn thải và diện tích hồ Mẫu đơn thường được lấy thủ công Dụng cụ đơn giản nhất để lấy mẫu trên mặt nước là xô hoặc bình rộng miệng Nhúng dụng cụ lấy mẫu xuống nước sâu khoảng 20 cm tính từ mặt hồ và kéo lên sau khi nạp đầy Nạp mẫu vào đầy chai chứa mẫu và đậy nút sao cho không có không khí ở trên mẫu Điều đó hạn chế tương tác với pha khí và việc rung lắc mẫu khi vận chuyển

Các bình chứa mẫu cần được dán nhãn rõ ràng Một số chi tiết về mẫu cần được ghi lên nhãn gồm ký hiệu mẫu, ngày tháng, địa điểm lấy mẫu, cách thức bảo quản Nếu cần dùng nhiều bình cho một mẫu, thường phải đánh dấu bình bằng mã số và ghi chép đầy đủ chi tiết về mẫu vào biên bản Nhãn và biên bản lấy mẫu phải hoàn thành ở ngay thời gian lấy mẫu

Biên bản lấy mẫu cần phải có những thông tin sau:

a) Địa điểm lấy mẫu, tọa độ và mọi thông tin về địa điểm

b) Chi tiết về điểm lấy mẫu

c) Ngày tháng lấy mẫu

d) Phương pháp lấy mẫu

e) Thời gian lấy mẫu

f) Người lấy mẫu

g) Điều kiện thời tiết

h) Chất bảo quản đã đưa thêm vào mẫu (tên hóa chất; thể tích sử dụng)

i) Dữ liệu thu thập tại hiện trường

Thể tích mẫu cần lấy đủ để phân tích theo qui trình, cho phân tích mẫu lặp và cho mẫu lưu Thể tích mẫu quá nhỏ có thể làm mẫu mất tính đại diện Ngoài ra lượng mẫu lấy ít cũng làm tăng ảnh hưởng hấp phụ bởi vì tỷ số giữa thể tích và diện tích nhỏ Khi lấy mẫu đơn cần thể tích tối thiểu 0,5 lít Trộn đều các mẫu đơn và lấy thể tích mẫu tổ hợp là 1 lít Mẫu lấy cần được giữ trong bóng tối và bảo quản ngay ở 4oC

3.3 Bảo quản và vận chuyển mẫu

Bảo quản mẫu

Chai mẫu dùng phân tích các chỉ tiêu thuộc nhóm 1 (mục 2.1) cần axit hóa đến pH nhỏ hơn 2 Sau đó tất cả các chai mẫu đều cần được bảo quản trong hộp ở nhiệt độ từ 2oC đến 5oC Có thể làm lạnh mẫu bằng cách cho chai mẫu vào hộp xốp rồi cho đá kín xung quanh Đây là cách làm lạnh đơn giản và đủ trong đa số trường hợp để bảo quản mẫu trong khi vận chuyển đến phòng thí nghiệm và trong thời gian ngắn trước khi phân tích

Vận chuyển mẫu

Các bình chứa mẫu cần được vảo vệ và làm kín để chúng không bị hỏng hóc gây mất mát một phần mẫu trong khi vận chuyển Cần đóng gói để bảo vệ các bình chứa khỏi bị nhiễm bẩn từ bên ngoài và bị vỡ, và vật liệu đóng gói không được là nguồn nhiễm bẩn Trong khi vận chuyển, các mẫu cần được giữ lạnh và tráng ánh sáng, nếu có thể, đặt mỗi mẫu trong một vỏ riêng không thấm nước

Tiếp nhận và bảo quản mẫu tại phòng thí nghiệm

Khi mẫu được chở đến phòng thí nghiệm và không thể phân tích ngay thì mẫu cần được bảo quản trong những điều kiện tránh bị nhiễm bẩn từ bên ngoài cũng như bất kì thay đổi nào về hàm lượng của những chất cần xác định Nên dùng tủ chứa mẫu chuyên dụng (nhiệt độ luôn duy trì ở mức nhỏ hơn 4oC) trong phòng tối để bảo quản mẫu

3.4 Kiểm tra chất lượng quá trình lấy mẫu

Luôn phải làm mẫu trắng trong quá trình lấy mẫu Đổ đầy nước cất vào một chai chứa mẫu để làm mẫu trắng Vận chuyển mẫu trắng đến hiện trường, bảo quản và phân tích như mẫu thật để kiểm tra việc làm sạch các bình chứa cũng như các ô nhiễm mẫu có thể có trong quá trình lấy

4 NHẬN XÉT QUÁ TRÌNH LẤY MẪU

- Đánh giá các nguồn ô nhiễm mẫu có thể có trong quá trình lấy mẫu

- Đánh giá vai trò của quá trình lấy mẫu trong phân tích môi trường

BÀI 5 XÁC ĐỊNH XIANUA

1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1 Giới thiệu chung

Xianua có trong nước từ nguồn nước thải công nghiệp, từ hoá chất đãi vàng, tuyển quặng, xử

lý hơi nóng trong luyện thép Xianua là một độc tố, hàm lượng Xianua bị ảnh hưởng bởi giá trị

pH Trong môi trường axit hoặc trung tính HCN chiếm ưu thế, nhưng ở pH lớn hơn 8,5 một lượng đáng kể Xianua xuất hiện Khi đó độc tính sẽ giảm đi do HCN có độc tính mạnh gấp hai lần dạng ion CN-

Hàm lượng CN- cho phép theo tiêu chuẩn chất lượng Việt Nam cho nước sinh hoạt là 0,1 mg/l Xianua có độc tính cao gây ảnh hưởng tới tuyến giáp và hệ thần kinh Ion CN- gây ức chế các men chứa kim loại Fe, Cu tạo thành phức chất giữa kim loại với gốc CN-, cản trở quá trình vận chuyển các chất trong cơ thể và hô hấp tế bào bị ức chế Nếu nồng độ CN- không đủ gây chết người thì nó sẽ tách ra khỏi các men và chuyển thành ion SCN- không độc và được đào thải bởi thận

1.2 Phương pháp xác định

1.2.1 Phương pháp xác định theo TCVN 6181 -1996

Hàm lượng xianua trong mẫu nước được xác định theo phương pháp chuẩn độ dùng hiệu ứng Tyndall Đun nóng mẫu nước với axit clohidric trong sự có mặt của ion đồng (I) Lôi cuốn HCN được giải phóng theo luồng không khí sang bình hấp thụ chứa dung dịch NaOH Dưới điều kiện của phương pháp này, các xianua đơn chất và liên kết phức chất gồm các hợp chất hữu cơ chứa nhóm xyan tạo nên hiđro xianua Xianua hidrin được phát hiện từng phần Các nhóm CN của các hợp chất được xác định theo từng phần dạng toàn bộ các xianua hoặc axit hiđroxyanic trong nước không tính đến các nitril đơn (R- CN), xianat và các thioxyanat và xyan clorua

Phương pháp chuẩn độ Tyndall được áp dụng đối với dung dịch hấp thụ có hàm lượng xianua lớn hơn 0,005 mg/l Phương pháp này không áp dụng được cho các dung dịch đục, mặc dù các dung dịch hơi đục có thể chuẩn độ được Trong một số trường hợp, các dung dịch đục nhiều có thể làm sạch bằng cách lắc với 1 - 2 ml tetraclorua cacbon, việc tách pha có thể làm nhanh bằng cách li tâm

Ion xianua phản ứng với ion bạc theo phương trình:

2CN- + Ag+ → [ Ag(CN)2]Các ion bạc dư phản ứng tạo kết tủa bạc xianua:

-[ Ag(CN) ]- + Ag+ → 2 AgCN

Việc thêm kali iodua làm tăng việc xác định điểm kết thúc (vì khả năng hòa tan của bạc iodua kém hơn bạc xianua):

Ag+ + I- → AgI Việc hình thành keo AgI được gọi là chuẩn độ theo hiệu ứng Tyndall

1.2.2 Phương pháp 8027 của HACH

Hàm lượng xianua được xác định dựa vào phương pháp đo nhanh 8027 của công ty HACH (Mỹ) dùng để xác định xianua trong nước, nước thải và nước biển Phương pháp có tên gọi Piridine - pyrazalone - được sử dụng với hàm lượng CN- trong nước từ 0,002 – 0,240 mg/l Phương pháp dựa trên phản ứng của Piridine pyrazalone với CN- tạo thành phức màu xanh dương Bằng việc đo cường độ màu của phức chất sẽ xác định được hàm lượng CN- có trong mẫu Phép

đo được thực hiện ở bước sóng 612 nm

 Dung dịch CuSO4 0,8M; hòa tan 200 g CuSO4.5H2O trong nước và pha loãng tới thể tích

 Chai rửa, dung tích 250 ml, để lọc không khí;

 pH mét, có gắn điện cực thủy tinh vào các cổ bên cạnh của bình chưng cất

 Bình định mức các loại

Chưng cất HCN từ mẫu nước bằng cách gạn (Hình 5.1): Rót 10 ml NaOH 1M vào bình

hấp thụ, nối bình này với bình ngưng, nối ống hút và điều chỉnh lưu lượng không khí tới 20 l/h Rót vào bình chưng cất theo thứ tự sau: 30 ml nước, 10 ml dung dịch đồng (II) sunfat, 2 ml dung dịch thiếc (II) clorua, 100 ml mẫu thử và 10 ml dung dịch HCl đặc Nối chai rửa chứa khoảng

100 ml dung dịch NaOH vào phễu và đun nóng bình định mức đến sôi Điều chỉnh lưu lượng không khí đến 20 l/h Để tốc độ hồi lưu từ 1 đến 2 giọt/giây Nếu nồng độ xianua thấp hơn 0,1 mg/l thì tăng thể tích mẫu thử lên 200 ml Trong trường hợp này tăng thể tích dung dịch đồng (II)

sunfat lên đến 20 ml, dung dịch thiếc (II) clorua 4 ml và dung dịch HCl đặc đến 20ml Đun hồi lưu hỗn hợp trong 1 giờ

Tiến hành thử mẫu trắng song song với phép xác định mẫu thử, nhưng thay mẫu thử không chứa xianua đã xử lý theo cùng một phương thức như đối với mẫu thử

 Dung dịch bạc nitrat AgNO3 0,01M và 0,001 M Bảo quản dung dịch trong bình tối màu

và chuẩn lại nồng độ trước mỗi lần dùng

 Dung dịch kali iodua: hòa tan 20 g KI trong nước và pha loãng tới thể tích 100 ml

 Buret tối màu có thể tích đo chính xác tới 0,005 ml

 Máy khuấy từ có mặt khuấy và cách khuấy màu đen

 Bình chuẩn độ làm bằng thủy tinh, không vạch, đường kính trong khoảng 25 mm, dung tích 20 ml

Hình 5.1 Thiết bị tách HCN bằng cách gạn

 Nguồn ánh sáng có cường độ cao, ví dụ như đèn kính hiển vi có thấu kính điều chỉnh được tiêu điểm và có màng chắn hoặc một bộ đèn chiếu phim dương bản có màng chắn hoặc đèn hai chùm tia có hệ thống soi quang Độ mở của ống kính từ 4 mm đến 6 mm

 Thiết bị sử dụng để xác định ion xianua dùng hiệu ứng Tandall được mô tả trong Hình 5.2

Hình 5.2 Thiết bị sử dụng để xác định ion xianua dùng hiệu ứng Tandall

2.2 Phương pháp đo nhanh số 8027 của HACH

 Bột thuốc thử Cyaniver ® Cyanide 3, 4 và 5: mỗi loại 1 gói;

 Pipet 10 ml: 1 chiếc;

 Cuvet đo hình vuông 10 ml: 2 chiếc;

 Máy đo quang DR2700 - HACH

3 CÁCH TIẾN HÀNH

3.1 Lấy mẫu và bảo quản mẫu

 Lấy mẫu vào chai thủy tinh hoặc chai nhựa và tiến hành phân tích càng sớm càng tốt

 Sự có mặt của các chất oxi hoá, sunfua và axit béo có thể làm thất thoát xianua, do đó các mẫu có chứa các chất trên cần phải được xử lý trước khi bảo quản mẫu bằng natri hiđoxit Nếu mẫu chỉ chứa sunfua thì không cần phải xử lý mà cần phải tiến hành đo trong vòng

24 giờ kể từ khi lấy mẫu

 Bảo quản mẫu bằng cách thêm 4,0 ml dung dịch tiêu chuẩn natri hiđoxit 5,0 N vào mỗi lit mẫu

 Kiểm tra pH của mẫu, thông thường 4,0 ml dung dịch tiêu chuẩn natri hiđoxit 5,0 N đủ để nâng giá trị pH của mẫu nước hoặc mẫu nước thải lên tới 12 Trong trường hợp cần thiết

có thể thêm dung dịch natri hiđroxit 5,0 N

 Bảo quản ở nhiệt độ 4°C hoặc thấp hơn Mẫu có thể bảo quản trong 14 ngày

 Trước khi tiến hành đo, điều chỉnh pH của mẫu về giá trị 7 bằng dung dịch chuẩn HCl 2,5N

 Hiệu chỉnh lại thể tích của mẫu bằng việc trừ đi thể tích của axit và bazơ thêm vào

3.2 Qui trình phân tích

3.2.1 Qui trình phân tích theo TCVN 6181 -1996

Chuyển lượng mẫu chứa trong bình hấp thụ sang bình định mức một vạch dung tích 25 ml Tráng bình ba lần mỗi lần khoảng 3 ml nước rồi đổ nước tráng sang bình định mức, pha loãng với nước tới vạch và lắc đều Việc chuẩn độ được tiến hành trong phòng tối là tốt nhất

Đặt bình định mức trong luồng ánh sáng Nếu hiệu ứng Tyndall không nhìn thấy rõ thì dùng pipet chuyển 10 ml dung dịch sang hai bình chuẩn độ và thêm vào mỗi bình một giọt dung dịch KI

Đặt một bình chuẩn độ lên máy khuấy từ và bỏ cánh khuấy vào Đặt bình thứ 2 vào giữa bình thứ nhất và nguồn ánh sáng Nếu dùng đèn chùm kép thì đặt các bình cạnh nhau Nhúng đầu pipet chứa dung dịch bạc nitrat vào dung dịch, bật máy khuấy từ và bắt đầu chuẩn độ Chuẩn độ thật từ

từ vì quá trình tạo thành bạc iodua xảy ra chậm

Điểm kết thúc chuẩn độ đạt được khi độ đục do hiệu ứng Tyndall có thể nhìn thấy rõ Điều này có thể dễ dàng nhận thấy bằng cách so với mẫu so sánh không thêm dung dịch bạc nitrat Ghi lại thể tích bạc nitrat đã sử dụng Nếu thể tích này lớn hơn 5 ml, dùng pipet chuyển hai phần phân tích nhỏ hơn (ví dụ 1 ml) của dung dịch trong bình định mức sang bình chuẩn độ và thêm dung dịch NaOH 0,4M để có được thể tích 10 ml Lặp lại quá trình chuẩn độ

Tính toán kết quả

Nồng độ xianua tổng tính bằng mg/l theo công thức:

Trong đó: Vo là thể tích toàn phần của dung dịch bạc nitrat cần cho hai lần chuẩn độ trong

thử mẫu trắng, ml;

V1 là thể tích của dung dịch bạc nitrat cần cho lần chuẩn độ thứ nhất, ml;

V2 là thể tích của dung dịch bạc nitrat cần cho lần chuẩn độ thứ hai, ml;

Vs là thể tích của mẫu thử, ml;

f1 = 0,052 là khối lượng của CN- tương đương với 1 ml dung dịch bạc nitrat 0,001 M, mg;

f2 = 0,8 vì chỉ 80% lượng chứa trong bình hấp thụ đã lấy để chuẩn độ;

fs = 0,97 vì thể tích của mẫu thử tăng do thêm chất bảo quản ngay sau khi lấy mẫu

Nếu trong quá trình trung hòa đối với mỗi lít mẫu dùng nhiều hơn 10 ml thuốc thử thì cứ đối với 10 ml hệ số này sẽ nhỏ đi 0,01

3.2.2 Qui trình phân tích theo phương pháp 8027 của HACH

1 Chọn chương trình

phân tích chỉ tiêu đo

xianua số 160 trên máy

đo quang

2 Chuyển 10 ml nước mẫu đo vào cuvet

3 Chuẩn bị mẫu đo:

Cho 1 gói thuốc thử Cyaniver Cyanide 3 vào

và đậy nắp cuvet

4 Lắc mẫu trong 30 giây

5 Để yên mẫu trong

30 giây

6 Cho thêm tiếp 1 gói thuốc thử Cyaniver Cynide 4 và đậy nắp cuvet lại

7 Lắc mẫu trong

10 giây và thực hiện ngay bước thứ 8

8 Cho thêm tiếp thuốc thử Cyaniver Cynide 5

11 Chuẩn bị mẫu trắng:

hút 10 ml nước cất cho vào cuvet

12 Lau sạch cuvet

và đưa vào máy đo

13 Chỉnh mẫu trắng

về giá trị 0

14 Lau cuvet mẫu

và đưa vào máy đo

Kết quả hiển thị là mg/l của CN-

- Từ hàm lượng xianua phân tích được, hãy cho biết nếu mẫu nước mặt được sử dụng để

xử lý làm nguồn nước cấp thì cần phải áp dụng những biện pháp xử lý nào để loại bỏ hàm lượng xianua

Bài 6 XÁC ĐỊNH PHÔTPHAT

1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1 Giới thiệu chung

Phôtpho là một nguyên tố thiết yếu trong việc sinh trưởng và phát triển của thực vật Tuy nhiên, ở nồng độ cao vượt quá tiêu chuẩn cho phép, nguyên tố này cũng có thể trở thành một chất gây ô nhiễm nguồn nước Trong môi trường nước ngọt, phôtpho là một nguyên tố chính gây nên hiện tượng phú dưỡng Trong nước tự nhiên và nước thải, phôtpho tồn tại chủ yếu dưới dạng ion phôtphat Việc xác định phôtphat đóng vai trò vô cùng quan trọng đối với các nhà kỹ

sư môi trường do các hợp chất của phôtpho có ảnh hưởng rất lớn tới môi trường nước Phần lớn các hợp chất vô cơ của phôtpho tồn tại dưới dạng phôtphat hoặc ở dạng polyphôtphat hay phôtphat ngưng tụ

Bảng 6.1 Các dạng hợp chất thường gặp của phôtpho trong môi trường

Tên gọi Công thức Octophôtphat

1.2 Phương pháp xác định

1.2.1 Phương pháp sắc kí lỏng ion theo TCVN 6494 – 1999

Phương pháp sắc kí lỏng ion theo TCVN 6494 – 1999 qui định phương pháp xác định florua, clorua, nitrit, orthophôtphat, bromua, nitrat và sunfat trong nước ít bị ô nhiễm Tiêu chuẩn này

dựa trên việc tách sắc kí lỏng ion bằng cột tách, dùng chất trao đổi anion dung lượng thấp làm pha tĩnh và các dung dịch nước thông thường của các muối chứa các axit yếu bậc một hoặc bậc hai

làm pha động (dung dịch rửa giải) Dùng detector đo độ dẫn để xác định hàm lượng mẫu

1.2.2 Phương pháp số 8048 của HACH

Hàm lượng phôtphat trong nước được xác định bằng phương pháp đo quang Trong phương pháp này, phôtphat phản ứng với amoni môlypđat trong điều kiện axit để tạo thành phức amoni photpho môlypđat:

PO43- + 12(NH4)2MoO4 + 24H+ → (NH4)3PO4.12MoO3 + 21NH4+ + 12H2O Môlypden trong phức amoni photpho môlypdat bị khử bởi axit ascobic để tạo thành phức chất màu xanh da trời được gọi là môlypden xanh da trời Mật độ quang của môlypđen xanh da trời được đo bằng máy đo quang ở 880 nm

Octophôtphat được xác định bằng cách phân tích mẫu không bị thủy phân Một lượng phôtphat ngưng tụ cũng được phân tích ở cùng điều kiện thí nghiệm Do ảnh hưởng đó, khái niệm

P phản ứng đôi khi được dùng để miêu tả phôtphat đã xác định trong mẫu không bị thủy phân Phôtphat ngưng tụ được chuyển thành octophôtphat do thủy phân và tổng phôtphat vô cơ (octophôtphat + phôtphat ngưng tụ) được xác định Một lượng phôtphat hữu cơ cũng có thể bị giải phóng trong quá trình xử lí mẫu và ảnh hưởng đến việc phân tích

Các chất gây ảnh hưởng đến phép đo hàm lượng phôtphat được liệt kê trong Bảng 6.2

Bảng 6.2 Các chất gây ảnh hưởng đến xác định hàm lượng phôtphat

Chất gây ảnh hưởng Hàm lượng gây ảnh hưởng

pH đệm Với các mẫu có pH quá cao cần xử lý trước khi phân tích pH tối

ưu của mẫu là trong khoảng 2 -10

Silic > 50 mg/l

Kẽm > 80 mg/l

Độ đục hoặc độ màu Có thể gây ảnh hưởng đến kết quả đo do hoá chất bột có thể hoà

tan một lượng chất rắn và hấp thụ một lượng đáng kể octôphôtphat Với các mẫu có độ đục hoặc độ màu cao cần sử dụng gói bột xử lý mẫu phôtphat trước khi phân tích cho vào 25

ml lắc kỹ và dùng để chuẩn zero cho máy đo quang

Trong tài liệu này, phôtphat được xác định theo phương pháp số 8048 của công ty Hach, Mỹ Phép đo được xác định với nồng độ octôphôtphat từ 0,02 – 2,50 mg/l

 Thiết bị lọc hút chân không với màng lọc cỡ lỗ trung bình 0,45µm;

 Natri hiđrocacbonat (NaHCO3);

 Natri hiđrocacbonat (Na2CO3);

 Kali hiđro phtalat (C8H5O4K);

 Kali dihiđrophtalat (KH2PO4)

Hình 6.1 Sơ đồ hệ thống sắc kí lỏng ion

Máy sắc kí lỏng trao đổi ion gồm những phần sau:

 Bình chứa dung dịch rửa giải;

 Bơm cao áp có hiệu suất đập rất nhỏ;

 Hệ thống bơm mẫu;

 Cột trước, cột tách với hiệu quả tách theo yêu cầu;

 Detector độ dẫn, có hoặc không có thiết bị nén;

 Bộ ghi

2.2 Hóa chất và thiết bị cho phương pháp số 8048

 Gói thuốc thử PhosVer 3 phosphate Powder Pillow

 Máy đo quang DR 2700;

 Bình dung tích 50 ml: 1 chiếc;

 Cuvet đo mẫu có nút đậy, 10 ml : 1 chiếc

3 CÁCH TIẾN HÀNH

3.1 Lấy mẫu và bảo quản mẫu

Lấy mẫu bằng chai nhựa hoặc chai thủy tinh được làm sạch bằng dung dịch axit HCl 1:1 và tráng bằng nước cất

Không nên dùng các loại xà phòng có chứa phôtphat để rửa dụng cụ thủy tinh dùng trong phân tích hàm lượng phôtphat

Để có kết quả chính xác cần thực hiện phân tích càng sớm càng tốt

Nếu không phân tích ngay được thì có thể bảo quản mẫu ở nhiệt độ 4oC trong vòng 48 giờ sau khi lấy mẫu Đưa mẫu trở lại nhiệt độ phòng trước khi phân tích

3.2 Qui trình phân tích

3.2.1 Qui trình theo phương pháp sắc kí lỏng ion theo TCVN 6494 – 1999

Pha các dung dịch rửa giải phù hợp với cột tách sắc kí lỏng và detector Qui trình sau đây trình bày cách pha dung dịch rửa giải có thể dùng để phân tích riêng biệt các ion F-, Cl-, NO2-,

PO43- NO3- và SO42-

Cách pha dung dịch rửa giải

Lấy 25,4 gam natri cacbonat và 25,2 gam natri hiđrocacbonat cho vào bình định mức 1000 ml rồi thêm nước cất đến vạch mức Dung dịch này chứa 0,24 mol/l natri cacbonat và 0,3 mol/l natri hiđro cacbonat, dung dịch bền được vài tháng nếu bảo quản ở 4oC đến 6oC (dung dịch A)

Lấy 10 ml dung dịch A pha loãng bằng nước cất khử ion đến thể tích 1000 ml được dung dịch

có chứa 0,0024 mol/l natri cacbonat và 0,003 mol/l natri hiđro cacbonat (dung dịch B)

Lấy 20,5 g kali hiđrophtalat vào bình định mức 1000 ml và thêm nước đến vạch Hút 10 ml dung dịch vừa pha được pha loãng tiếp bằng nước cất tới thể tích 1000 ml Dung dịch thu được chứa 0,001 mol/l kali hiđrophtalat (dung dịch C)

Dung dịch gốc

Chuẩn bị dung dịch gốc chứa 1000 mg/l PO43-: cân 1,433 g octophôtphat – KH2PO4 đã sấy khô ở 105oC trong 1 giờ pha bằng nước cất trong bình định mức tới thể tích 1000 ml Dung dịch này bền được vài tháng nếu bảo quản lạnh

Từ dung dịch gốc, pha loãng ra thành 5 đến 10 dung dịch chuẩn khác nhau có nồng độ cần xác định từ 0,1 mg/l tới 1 mg/l Các dung dịch này chỉ bền trong khoảng từ 1- 2 ngày

Lắp cột sắc kí lỏng ion vào máy Điều chỉnh máy sắc kí theo hướng dẫn của nhà sản xuất, máy bắt đầu sử dụng được để bơm mẫu khi đường nền ổn định

Tiến hành bơm các dung dịch chuẩn có nồng độ khác nhau để tiến hành lập đường chuẩn cho máy Thiết lập hàm chuẩn cho cho việc xác định ion cần phân tích theo phương trình sau:

y = ax + b

Trong đó:

y là giá trị đo được (độ lớn của tín hiệu) tính theo chiều cao pic, mm; hoặc diện tích pic mm2;

a là độ dốc của đường chuẩn, ví dụ mml/mg hoặc mm2l/mg;

b là điểm cắt của đường chuẩn với trục hoành (dung dịch trắng) theo đơn vị

mm hoặc mm2

x là nồng độ khối lượng của ion cần phân tích, mg/l

Định tính hàm lượng ion cần phân tích bằng cách so sánh với thời gian lưu, chiều cao pic của dung dịch tiêu chuẩn Nếu mẫu có hàm lượng cao vượt quá khoảng phân tích, cần tiến hành pha loãng mẫu Sau khoảng 10 – 20 lần đo, cần đo lại nồng độ của 1 -2 dung dịch chuẩn Tính toán lại nồng độ dung dịch chuẩn, nếu có sự sai lệch cần tiến hành lập lại đường chuẩn mới

Tính toán kết quả

Xác định hàm lượng anion (x) trong dung dịch mẫu dựa trên diện tích hoặc chiều cao pic và đường chuẩn như sau:

x = yb/a Trong đó:

y là giá trị đo được (tín hiệu) tính theo chiều cao pic, mm hoặc diện tích pic mm2;

a là độ dốc của đường chuẩn, ví dụ mml/mg hoặc mm2l/mg;

b là điểm cắt của đường chuẩn với trục hoành (dung dịch trắng) theo đơn vị

mm hoặc mm2

3.2 Qui trình theo phương pháp 8048 của HACH

Sử dụng phương pháp dùng bột thuốc thử PhosVer 3 (Axit ascobic)