Tài liệu Báo cáo thực hành môn học ô nhiễm không khí môi trường

Trường ĐẠI HỌC DÂN LẬP VĂN LANG Khoa Công Nghệ và Quản Lý Môi Trường  BÁO CÁO THỰC HÀNH MÔN HỌC Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ MÔI TRƢỜNG Sinh viên: Phạm Ngọc Hoan - M097592 Nguyễn Thanh Phước – M 095384 Nguyễn Đình Tiến – M095434 Nguyễn Đức Thạnh – M097277 Nguyễn Sỹ Nguyên – M097052 Năm học: 2010 - 2011 Bài 1 PHƢƠNG PHÁP GIÁM SÁT ĐO ĐẠC VÀ LẤY MẪU KHÔNG KHÍ 1. CHUẨN BỊ MẪU TẠI PHÒNG THÍ NGHIỆM Bơm hút không khí tốc độ 1 L/phút. Impinger, chai lấy mẫu CO2 560 ml. Bơm hút bụi lưu lượng 100 L /phút và các thiết bị đi kèm Giá đỡ Máy đo tiếng ồn. Máy đo nhiệt độ, độ ẩm . 2. ĐỊA ĐIỂM: Nút giao thông Trần Hưng Đạo – Nguyễn Khắc Nhu 3. NỘI DUNG THỰC HIỆN: - Thời gian thực tập : 8h45 -> 9h50. - Điều kiện môi trường : trời có mưa nhẹ, sau đó nắng lại, không khí mát mẻ - Đo vi khí hậu : trời có gió nhẹ nhẹ, gần như đứng gió + Số liệu được lấy trong vòng 20 phút, cứ 5 giây/1 số liệu Độ ẩm (%) 63, 63, 61, 63, 63, 63, 63, 62, 63, 63, 62, 62, 5 0 1 6 5 4 0 6 3 2 9 4 63, 63, 62, 63, 62, 61, 64, 63, 62. 62. 63. 64, 2 4 8 1 5 5 4 1 7 9 1 2 Nhiệt độ (oC) 35, 35, 35, 35, 35, 35, 35, 35, 35, 35, 35, 35, 1 7 3 2 1 3 1 5 3 4 0 5 35, 35, 35, 35, 36, 35, 35, 36, 36, 35, 35, 35, 6 3 8 9 0 8 8 0 2 7 9 4 Từ 2 bảng ta thấy  Max Min Average Độ ẩm (%) 64,2 61,1 55,97 Nhiệt độ(oC) 36,2 35,0 35,65 + Độ ồn (thực hiện trong 2 phút, 5giây/ 1số liệu) Đơn vị: dB 74,7 73,4 73,1 69,2 72,3 71,4 78,9 74,6 72,9 73,6 73,7 74,7 74,6 79,2 73,8 74,6 81,6 76,8 75,5 71,5 69,1 69,7 76,6 72,3 64,5 65,2 82,2 63,1 70,9 68,4 69,2 74,6 81,6 76,8 75,5 71,5 69,4 67,6 68,2 75,3 74,5 75,2 72,2 73,1 68,4 72,9 75,4 74,6 82,2 78,5 72 70,4 73,4 72,4 75,4 73,6 81,1 68,5 67,2 71,4 Từ 2 bảng ta thấy  Max Min Average 82,2 dB 64,1 dB 72,0 dB + Đếm phương tiện giao thông: gồm có xe tải lớn, tải nhỏ, xe hơi, xe gắn máy (lưu lượng xe/ giờ, đếm 30 phút x 2) Phương tiện giao thông Xe tải lớn Xe tải nhỏ Xe hơi Xe gắn máy Tổng số lươt xe là: 2748 Số xe 12 32 303 2401 Nhận xét: - Trên cách trục đường giao thông đô thị , mức ồn tương đương trung bình của các dòng xe thường rất lớn, trung bình ban ngày có thể dao động trong khoảng từ 71dB – 79dB.! - Biện pháp giảm tiếng ồn: Giảm tiếng ồn bằng cach hạn chế số xe lưu thong, vận hanh xe theo cách giảm tiếng ồn như lắp cac bộ phận giảm thanh, trồng hàng rào cây xanh … nhưng chủ yếu vẫn do y thức con người quyết định. Bài 2 XÁC ĐỊNH SULPHUR DIOXIT – SO2 I. GIỚI THIỆU CHUNG 1. Ý nghĩa môi trƣờng: - Khí SO2 là khí không màu, không cháy, có vị hăng cay. Do quá trình tác dụng của quang hóa học hay một xúc tác nào đó mà khí SO2 dễ dàng bị oxi hóa và biến thành khí SO3 trong khí quyển. Chúng lại tác dụng với hơi nước trong không khí ẩm ướt và biến thành acid sulfuric hay các muối sulfate, chúng sẽ nhanh chóng tách khỏi khí quyển và rơi xuống đất. - SO2 gây nguy hại đối với vật liệu xây dựng và đồ dung, chính vì sự biến thành acid sulfuric hay các muối sulfate có phản ứng mạnh. Chúng làm hư hỏng và thay đổi cấu trúc vật lý, màu sắc của vật liệu xây dựng,… chỉ cần nồng độ SO2 nhỏ cũng ảnh hưởng đến sự sinh trưởng của rau quả. 2. Nguyên tắc: Phương pháp West – Gaeke dựa trên sự hấp thu và ổn định SO2 trong không khí bằng dd Na (hoặc K) Tetrachlomercurat II để tạo thành phức chất Dichlosunficmercurat II. Phức chất Sunfit chống lại sự oxit hoá của oxy trong khí quyển và ổn định ngay cả sự có mặt của các chất oxy hoá mạnh như Ozon và các oxit của Nitơ. Định lượng SO2 thu được bằng Pararosanilin Methylsunfonic. Cơ chế phản ứng: 2NaCl + HgCl2 = 2Na+ + [HgCl4]2Tetrachomercurat SO2 + [HgCl4]2- + H2O = [HgCl2SO3]2- + 2H+ + 2ClSau đó cho acid Meytlsunfomic tác dụng với Pararosannilin trong HCl để tạo thành phức chất màu đỏ tím acid Pararosanilin Metyisunfomic. Độ nhạy: 0,015 – 0,6 mg/m3 lấy mẫu 38,2 lít không khí. Hệ thống tuân theo định luật Beer – Lamber với nồng độ khoảng 0,25 mg/10 ml dd hấp thu. II. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 1. Chuẩn bị dụng cụ: - Chuẩn bị 2 ống nghiệm tương ứng với 2 impinger, rửa sạch để ráo nước. - Cho 10 ml dung dịch hấp thu TCM vào mỗi ống, đậy nắp lại. - Dáng băng keo lên mỗi ống, ghi tên bài, nhóm, lớp và ngày thí nghiệm. 2. Lấy mẫu: + Địa điểm: ngã tư Trần Hưng Đạo và Nguyễn Khắc Nhu + Thời điểm lấy mẫu: 9h30 + Điều kiện khí tượng thủy văn: mưa nhẹ xong, trời có nắng, không có gió, nóng + Đem 2 ống hấp thu ra ngoài môi trường nơi lấy mẫu. + Lần lượt đánh số thứ tự 1, 2 và cho dung dịch hấp thu vào 2 impinger mắc nối tiếp. + Impinger 3 chứa hạt hút ẩm nối bơm không khí + Impinger 2 một đầu nối với đầu của impinger 3, đầu kia nối với impinger 1. - Lấy mẫu trong vòng 20 phút. - Sau khi lấy mẫu xong cho lại vào ống nghiệm. Mang về phòng thí nghiệm phân tích. - Đo được nhiệt độ và độ ẩm trong thời điểm lấy mẫu:  Nhiệt độ : 35,400 C  Độ ẩm : 61,00 % 3. Phân tích mẫu: Chuẩn bị 3 bình định mức 25ml, đánh số lên mỗi bình theo thứ tự 0, 1, 2.  Bình 0: dùng để làm mẫu trắng  Bình 1, 2: dùng để phân tích 2 mẫu lấy ngoài hiện trường.   Mẫu trắng: chứa 10 ml dung dịch TCM chưa hấp thu SO2  Mẫu 1: chứa 10 ml dung dịch TCM đã hấp thu SO2 ở Impinger tiếp xúc không khí(Impinger 1)  Mẫu 2: chứa 10 ml dung dịch TCM đã hấp thu SO2 ở Impinger nối tiếp(impinger2) Cho dung dịch SO2 pha loãng vào bình định mức, thêm dung dịch hấp thu cho đủ 10 ml, làm cùng điều kiện với thang: Bình DD (ml) DD sulfite pha loãng Dung dịch hấp thu Acid Sulfamic 10% Dung dịch HCHO 0 (mẫu trắng) 1 0 0 10 ml 10 ml (TCM chưa (của mẫu 1 đã dùng) lấy) 1 ml 1 ml Lắc đều để yên 10 phút 2 ml 2 ml 2 0 10 ml (của mẫu 2 đã lấy) 1 ml 2 ml DD Pararosaniline tẩy 5 ml 5 ml 5 ml màu Tráng ống nghiệm cho vào bình định mức, định mức bằng nước cất đến vạch Lắc đều, để yên 30 phút, sau đó đo độ hấp thu ở máy spectrophotrmeter với bước sóng 560nm.  Kết quả: - Mẫu 1: độ hấp thu A = 0.014nm - Mẫu 2: độ hấp thu B = 0.007nm III. TÍNH TOÁN Phương trình đường chuẩn : Y = 31,9721X – 0,0229 Trong đó: Y: hàm lượng SO2 trong ống thang mẫu X: độ hấp thu Hàm lƣợng SO2 trong mẫu: X1 = A = 0.014 Y1 = 0.3927 m1 = 0.4247(  g ) X2 = B = 0.007 Y2 = 0.1689 m2 = 0.2009 (  g ) Ta có : M = m1*(1+1 +2 +…+(n-1)) f  m2 0.1689   0.4252 m1 0.3927 Suy ra f = 0,4730 Ta có các số liệu f như sau : N 1 2 3 4 5 6 7 8 f 0.423 0.190 0.067 0.029 0.016 0.004 0.002 0.001 n 4 7 8 6 8 9 7 0 M = m1  (1+ f 1 + f 2 +…+ f 7) = 0.3927  (1 + 0.4234+ … + 0,0024) = 0.6743 (  g) a = M = 0.6743 (  g ) Ta có: V = Q x T Q = 1 .5 (l/ phút) : công suất máy đo SO2 T = 20 phút : thời gian lấy mẫu → Thể tích mẫu ở điều kiện chuẩn là: V = 1.5 x 20 = 30 (l) = 0.03 (m3) Công thức: C (mg/m3) = a V Trong đó : - a : hàm lượng SO2 trong mẫu phân tích (mg) - V : thể tích lấy ở điều kiện chuẩn (m3)  C = 22,47 Nồng độ SO2 trong 1 giờ: C’= 22,47 * 3 = 67,41 Hiệu suất impinger: 58,67% Nhận xét : Xét theo TCVN 5937 – 2005 đối với không khí mội trường xung quanh thì nồng độ SO2 trung bình trong 1 giờ cho phép là 350  g/m3. Do đó, nồng độ SO2 ta tính được trong 1 giờ là 67.430  g/m3 không vượt chỉ tiêu cho phép; môi trường ô nhiễm ít do lấy mẫu vào lúc sáng sớm và các trạm xăng không còn sử dụng xăng có chứa ít lưu huỳnh. Bài 3 XÁC ĐỊNH NITO DIOXYT - NO2 PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ BẰNG NATRI HYDROXYT 0,5N I. NGUYÊN TẮC Phương pháp đo mẫu dựa trên phản ứng của acid nito với thuốc thử Griess – Ilesvay cho một hợp chất màu hồng; Trước hết NO2 được hấp thụ cho vào dd NaOH, sau đó thêm CH3COOH để chuyển thành HNO2 2NO2 + 2NaOH NaNO2 + NaNO3 + H2O NaNO2 + CH3COOH HNO2 + CH3COOHNa Acid nito tác dụng với acid sunfanilic và  Naphtylamin cho ra hợp chất azirie màu hồng SO3H SO3Na C6H4 – NH2 + NaNO2 + CH3COOH [C6H4 CH3COOH + 2H2O N=N SO3Na [C6H4 ]CH3COOH + C10H7NH2 C10H6NH2 + CH3COOH N=N SO3Na C6H4 – N=N –  Naphtylamin hợp chất màu hồng Độ nhạy phương pháp: 0,0005 mg NO20,001 mg NO2 II. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM Phƣơng pháp ống hấp thụ: Cho vào ống hấp thụ 10ml NaOH 0,5N. Lắp vào hệ thống bình lấy mẫu không khí, tốc độ 1 l/phút. Lấy dd đã hấp thụ NO2 đem phân tích như cách trên. Thời gian lấy mẫu: 9h40 đến 10h Lƣu lƣợng bơm khí: 1.5 l/phút Chuẩn bị: 2 ống nghiệm rửa sạch,sau đó để ráo rồi dán nhãn ghi nhóm, tên, ngày thực hiện. Sau đó cho dung dich hấp thu NaOH 0,5N đã chuẩn bị trước vào trong ống (10ml/ống). Lấy mẫu: + Địa điểm: ngã tư Trần Hưng Đạo và Nguyễn Khắc Nhu + Thời điểm lấy mẫu: 9h40 + Điều kiện khí tượng thủy văn: trời có nắng, không có gió, nóng + Đem 2 ống hấp thu ra ngoài môi trường nơi lấy mẫu. + Lần lượt đánh số thứ tự 1, 2 và cho dung dịch hấp thu vào 2 impinger mắc nối tiếp. + Impinger 3 chứa hạt hút ẩm nối bơm không khí + Impinger 2 một đầu nối với đầu của impinger 3, đầu kia nối với impinger 1. Phân tích: Lấy ra từ 1- 2ml dd trong chai cho vào ống nghiệm. Acid hoá bằng acid acetic %N, Cứ 1ml Natri hydroxyt N/2 thì thêm 0,5ml acid acetic 5N, cho nước cất vừa đủ 4ml, cho 0,5ml dd Griess A và 0,5ml dd Griess B lắc đều để 10 phút so màu với thang mẫu màu. Ống 0 nghiệm Dd hấp thu 0 (ml) CH3COOH 0(ml) Nước cất 4 (ml) Griess 1 (ml) A+B 0 1A 1B 2A 2B 0 0 4 1 2 1 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 2 1 1 1 Lắc đều để 10 phút sau đó đo Abs  = 550nm Kết quả: Ống 0 1A 1B 2A Độ hấp thụ 0 0.019 0.018 0.012 (nm) Ống 1: Độ hấp thu trung bình 0.0185 nm 2B 0.014 Ống 2: Độ hấp thu trung bình 0.013 nm Nhận xét: - Ta thấy các ống nghiệm có màu hồng nhạt nhưng do để hơi lâu nên màu từ từ mất đi và gần như trong suốt. Do đó trong quá trình thí nghiệm thao tác cần nhanh và chính xác, canh đúng thời gian rồi cho vào máy phân tích như vậy ít sai số hơn. - Sau khi đo ta thấy độ hấp thu ở ống 1 lớn hơn ống 2 do ở ống 1 nồng độ NO2 nhiều hơn vì khi ta tiến hành lấy mẫu impinger 2 được nối với bơm còn impinge 2 nối với impinge 1 nên nồng độ NO2 ở impinge 2 sẽ ít hơn. III. TÍNH TOÁN: Phương trình đường chuẩn : Y = 22.079X + 0.0161 Trong đó: Y: hàm lượng NO2 trong ống thang mẫu X: độ hấp thu Hàm lƣợng NO2 trong mẫu: X1 = 0.0185 Y1 = 0.4356 m1 = 0.4245 (mg) X2 = 0.013 Y2 = 0.3031 m2 = 0.3031 (mg) Ta có : M = m1 x (1+1 +2 +…+(n-1)) = m2 m1 = 0,7140 Ta có các số liệu  như sau : N 1 2 3 4 5 6 7 8  0.684 0.471 0.326 0.237 0.161 0.103 0.069 0.051 n 2 4 9 4 1 5 0 9 N 9 10 11 12 13 14 15 16  0.048 0.038 0.028 0.012 0.009 0.007 0.004 0.003 n 2 6 5 1 1 2 8 2 N n 17 18 0.0020 0.00014 M = m1 x (1+1 +2 +…+ 16) = 1,3724 (mg) a = M = 3724 (mg) Ta có: V = Q x T Q = 1.5 l/ phút : công suất máy đo NO2 T = 20 phút : thời gian lấy mẫu → Thể tích mẫu ở điều kiện chuẩn là: V = 1.5 x 20 = 30 (l) a *b C (mg/l) = c *V 0 a : hàm lượng NO2 trong ống nghiệm (mg) b : tổng thể tích dd hấp thu (ml) c : thể tích dd hấp thu lấy ra phân tích (ml) V0 : thể tích không khí đã hút (lít)  C = 0.2287 (mg/l) = 228.7 (mg/m3) Hiệu suất impinger : 32,38% Nhận xét: - Đối chiếu kết quả trên với TCVN 2005 nồng độ NO2 tối thiểu trong không khí là: 0.4mg/m3 trong 1 giờ, nồng độ NO2 ở khu vực này vượt quá tiêu chuẩn cho phép. - Lý do có thể lấy mẫu vào lúc gần trưa nên lưu lượng xe đông, trời nắng nóng, lượng khí thải nhiều. Bài 4 XÁC ĐỊNH CACBON DIOXYT (CO2) PHƯƠNG PHÁP HẤP THỤ BẰNG BARYT – XÁC ĐỊNH CO2 BẰNG CHUẨN ĐỘ BARYT VỚI ACID OXALIC I. GIỚI THIỆU CHUNG 1. Ý nghĩa môi trƣờng  CO2 là khí không màu, không mùi, vị tê tê;  CO2 là sản phẩm của quá trình đốt cháy hoàn toàn các chất hữu cơ thường dùng hàng ngày như khí đốt (gas), dầu hôi, củi, than,....Quá trình phân hủy các chất hữu cơ cũng như quá trình hô hấp của thực vật tạo ra nhiều CO2;  Về mặt độc chất học, CO2 được xem như không có độc tính đối với người và là 1 chất gây ngạt đơn thuần, tương tự như Nitơ,...;  Trong thực tế, CO2 là nguyên nhân của nhiều tai nạn chết người ở nhiều nơi trên thế giới cũng như ở Việt Nam, trong đời sống cũng như trong sản xuất;  Về mặt vệ sinh học, CO2 được xem như là một chỉ số đánh giá mức độ trong sạch cũng như sự thông thoáng của không khí nói chung. 2.Nguyên tắc CO2 tác dụng với Ba(OH)2 tạo thành BaCO3 CO2 + Ba(OH)2 = BaCO3 + H2O Cho không khí tác dụng với một lượng thừa Ba(OH)2, chuẩn độ Ba(OH)2 dư bằng acid Oxalic: Ba(OH)2 2H2O + HOOC-COOH = Ba(COO)2 + Biết lượng Ba(OH)2 dư sẽ tính được lượng Ba(OH)2 đã tác dụng vá do đó tính được nồng độ CO2 trong không khí. I. DỤNG CỤ, THIẾT BỊ, HÓA CHẤT. 1. Dụng cụ, thiết bị - Chai 560 ml (rửa sạch, ngâm vào dung dịch sunfocromic 5 giờ, sau rửa lại tráng nước cất, sấy khô, để nguội và đậy nút ngay) - Buret 25ml, pipet 5, 10, 20 ml - Bơm hút khí 1lit/ phút - Spectrophotometric 2. Hóa chất - Bary hydroxyt - Bary clorua - Acid oxalic (H2C2O4.2H2O) - Phenolphthalein 3. Chuẩn bị thuốc thử a. Dung dịch Barit: Ba(OH)2.2H2O BaCl2 1.40g 0.08g Nước cất đun sôi để nguội b. Dung dịch acid oxalic 1000ml 0.56g/l 1ml này tương đương với 0.1ml CO2 c. Dung dịch phenolphtalein 1% Cân 0.1g phenolphthalein pha trong 100ml cồn etylic 900 II. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 1. Lấy mẫu Chai rửa sạch, ngâm dung dịch sulfocromic 6 giờ, rửa sạch, sấy khô và đậy nút. Đem chai đến nơi lấy mẫu, bơm không khí vào gấp 6 lần thể tích chai, xong cho vào 20ml Barit (v) (hoặc đậy nút kĩ về cho Barit), đậy nút, lắc. Thời gian lấy mẫu trong 3 phút: từ 9h00  9h03 2. Phân tích Sau 4 giờ lấy ra 10 ml (a) cho vào erlen (đã bỏ 4 giọt Phenolphtalein), chuẩn độ bằng axit oxalic đến hết màu hồng (n ml). Làm một mẫu chứng với 10 ml (a) dung dịch Barit mới khác, chuẩn độ với axit oxalic (N ml).