Khảo sát một số chỉ tiêu trong nước thải ở khu công nghiệp trà nóc

  • Số trang: 51 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 31 |
  • Lượt tải: 0
minhtuan

Đã đăng 15929 tài liệu

Mô tả:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN BỘ MÔN HÓA HỌC ---------- NGUYỄN THỊ BÍCH HUYÊN KHẢO SÁT MỘT SỐ CHỈ TIÊU TRONG NƯỚC THẢI Ở KHU CÔNG NGHIỆP TRÀ NÓC THÀNH PHỐ CẦN THƠ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: HÓA HỌC CẦN THƠ – 2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN BỘ MÔN HÓA HỌC ---------- NGUYỄN THỊ BÍCH HUYÊN KHẢO SÁT MỘT SỐ CHỈ TIÊU TRONG NƯỚC THẢI Ở KHU CÔNG NGHIỆP TRÀ NÓC THÀNH PHỐ CẦN THƠ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành: HÓA HỌC Mã Ngành: 204 HƯỚNG DẪN KHOA HỌC ThS. NGUYỄN VĂN ĐẠT Kỹ sư NGUYỄN XUÂN DƯ CẦN THƠ – 2013 Trường Đại học Cần Thơ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Khoa Khoa học Tự nhiên Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Bộ môn Hóa học ---------- NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1. Cán bộ hướng dẫn: ThS. Nguyễn Văn Đạt Kỹ sư Nguyễn Xuân Dư  Đề tài: Khảo sát một số chỉ tiêu trong nước thải ở khu công nghiệp Trà Nóc, thành phố Cần Thơ.  Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Bích Huyên MSSV: 2102249  Lớp: Cử nhân hóa học Khóa: 36 2. Nội dung nhận xét: a. Nhận xét về hình thức LVTN: .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. b. Nhận xét về nội dung của LVTN (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):  Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài: .............................................................................................................................. ..............................................................................................................................  Những vấn đề còn hạn chế: .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. c. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có): .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. d. Kết luận, đề nghị và điểm: .............................................................................................................................. Cần Thơ, ngày tháng năm 2013 Cán bộ hướng dẫn ThS. Nguyễn Văn Đạt Trường Đại học Cần Thơ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Khoa Khoa Học Tự Nhiên Độc lập – Tự do – Hạnh phúc Bộ môn Hóa học ---------- NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN 1. Cán bộ chấm phản biện: - Đề tài: Khảo sát một số chỉ tiêu trong nước thải ở khu công nghiệp Trà Nóc, thành phố Cần Thơ. - Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Bích Huyên MSSV: 2102249 - Lớp: Cử nhân hóa học Khóa: 36 2. Nội dung nhận xét a. Nhận xét về hình thức LVTN: .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. b.Nhận xét về nội dung của LVTN (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ):  Đánh giá nội dung thực hiện của đề tài: .............................................................................................................................. ..............................................................................................................................  Những vấn đề còn hạn chế: .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. c. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài (ghi rõ từng nội dung chính do sinh viên nào chịu trách nhiệm thực hiện nếu có): .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. d. Kết luận, đề nghị và điểm: .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. Cần Thơ, ngày tháng năm 2013 Cán bộ chấm phản biện LỜI CAM ĐOAN -----Tôi xin cam kết luận văn này được hoàn thành dựa trên các kết quả nghiên cứu của tôi và các kết quả của nghiên cứu này chưa được dùng cho bất cứ luận văn cùng cấp nào khác. Tôi cũng đã chỉnh sửa luận văn theo ý kiến của hội đồng. Cần Thơ, ngày tháng năm 2013 Nguyễn Thị Bích Huyên LỜI CẢM ƠN -----Lời đầu tiên, con xin gửi lời biết sâu sắc đến ba mẹ đã có công sinh thành, nuôi nấng, dạy dỗ con nên người. Ba mẹ luôn quan tâm, động viên con vượt qua mọi khó khăn để con có thể đạt được như ngày hôm nay. Em xin gửi lời cám ơn đến toàn bộ quý thầy cô trong Bộ môn Hóa học, khoa Khoa học Tự Nhiên, trường Đại học Cần Thơ đã truyền đạt kiến thức trong suốt quá trình học tập ở trường và tạo điều kiện cho chúng em thực hiện luận văn tốt nghiệp. Tiếp theo, em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Văn Đạt, cô Nguyễn Thị Diệp Chi đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt những kinh nghiệm quý báu và giúp đỡ em trong suốt thời gian thực hiện luận văn. Em cũng xin chân thành cảm ơn anh Nguyễn Xuân Dư cùng các anh chị tại Trung tâm Kỹ thuật và Ứng dụng Công nghệ Cần Thơ đã tận tình chỉ bảo và giúp em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp, tạo cơ hội cho em tiếp cận với công việc thực tế, nâng cao kiến thức trong ngành Hóa. Cuối cùng, xin cảm ơn các thành viên trong lớp Hóa học khóa 36 đã nhiệt tình giúp đỡ, động viên tôi những lúc gặp khó khăn trong học tập, đời sống, cũng như trong quá trình thực hiện luận văn. Em xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC -----Trang MỤC LỤC -------------------------------------------------------------------------------- i DANH MỤC BẢNG -------------------------------------------------------------------- i DANH MỤC HÌNH ------------------------------------------------------------------- iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT -------------------------------------------------- v CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU --------------------------------------------------------- 2 1.1 Đặt vấn đề --------------------------------------------------------------------- 2 1.2 Mục tiêu cụ thể --------------------------------------------------------------- 2 CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN -------------------------------------------------------- 3 2.1 Thực trạng nguồn nước các Khu công nghiệp (KCN)------------------- 3 2.1.1 Thực trạng nguồn nước các KCN ở Đồng bằng sông Cửu Long - 3 2.1.2 Thực trạng nguồn nước tại KCN Trà Nóc --------------------------- 3 2.2 Tổng quan về ammonia ------------------------------------------------------ 4 2.2.1 Sơ lược về NH3 ---------------------------------------------------------- 4 2.2.2 Các phương pháp phân tích -------------------------------------------- 5 2.3 Tổng quan về chất hoạt động bề mặt anion (CHĐBM anion) ---------- 6 2.3.1 Giới thiệu CHĐBM anion ---------------------------------------------- 6 2.3.2 Một số CHĐBM anion thường sử dụng trong công nghiệp ------- 7 2.3.3 Tác hại -------------------------------------------------------------------- 8 2.3.4 Các phương pháp phân tích -------------------------------------------- 8 2.4 Tổng quan về Crom ---------------------------------------------------------- 9 2.4.1 Sơ lược về Crom--------------------------------------------------------- 9 2.4.2 Ứng dụng và tác hại ---------------------------------------------------- 10 2.4.3 Các phương pháp phân tích ------------------------------------------- 11 2.5 Hệ thống ICP-OES ---------------------------------------------------------- 13 2.5.1 Nguyên tắc hoạt động -------------------------------------------------- 13 2.5.2 Các bộ phận chính của ICP-OES ------------------------------------- 14 2.5.3 Cản nhiễu trong phép đo với ICP-OES ------------------------------ 16 CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM --------------------------------------------------- 18 3.1 Địa điểm và thời gian thực hiện ------------------------------------------- 18 3.2 Phương pháp nghiên cứu --------------------------------------------------- 18 3.2.1 Phương pháp lấy mẫu -------------------------------------------------- 18 3.2.2 Phương pháp phân tích ------------------------------------------------ 18 3.2.3 Phương pháp xử lý số liệu -------------------------------------------- 18 3.3 Thiết bị và dụng cụ ---------------------------------------------------------- 19 3.4 Hoạch định thi nghiệm------------------------------------------------------ 19 3.5 Tiến hành thí nghiệm ------------------------------------------------------- 19 3.5.1 Xác định NH3 ----------------------------------------------------------- 19 3.5.2 Xác định CHĐBM anion ---------------------------------------------- 22 i 3.5.3 Xác định Cr(VI) -------------------------------------------------------- 24 3.5.4 Xác định Crom tổng---------------------------------------------------- 26 3.5.5 Xác định Cr(III) -------------------------------------------------------- 28 CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ------------------------------------ 29 4.1 Hàm lượng NH3 ------------------------------------------------------------- 29 4.2 Hàm lượng CHĐBM anion ------------------------------------------------ 30 4.3 Hàm lượng Cr(VI) ----------------------------------------------------------- 32 4.4 Hàm lượng Crom tổng ------------------------------------------------------ 33 4.5 Hàm lượng Cr(III) ----------------------------------------------------------- 34 CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ------------------------------------ 36 5.1 Kết luận ----------------------------------------------------------------------- 36 5.2 Kiến nghị --------------------------------------------------------------------- 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................... 37 PHỤ LỤC.............................................................................................. 39 ii DANH MỤC BẢNG -----Bảng 3.1 Các lĩnh vực hoạt động của 16 vị trí lấy mẫu................................... 19 Bảng 3.2 Cách pha dãy chuẩn NH3 ................................................................. 20 Bảng 3.3 Độ hấp thu NH3 ................................................................................ 21 Bảng 3.4 Độ hấp thu của CHĐBM .................................................................. 23 Bảng 3.5 Pha dãy chuẩn Cr(VI) ....................................................................... 25 Bảng 3.6 Độ hấp thu Cr(VI) ............................................................................ 25 Bảng 3.7 Điều kiện chạy máy ICP–OES ......................................................... 27 Bảng 3.8 Pha dãy chuẩn Crom tổng ................................................................ 27 Bảng 3.9 Cường độ phát xạ của Crom............................................................. 27 Bảng 4.1 Kết quả xác định NH3 tại 16 vị trí .................................................... 29 Bảng 4.2 Kết quả xác định CHĐBM anion tại 16 vị trí .................................. 30 Bảng 4.3 Kết quả xác định Cr(VI) tại 16 vị trí ................................................ 32 Bảng 4.4 Kết quả xác định hàm lượng Crom tổng .......................................... 33 Bảng 4.5 Kết quả tính hàm lượng Cr(III) ........................................................ 34 iii DANH MỤC HÌNH -----Hình 2.1 Cấu tạo của Torch trong ICP-OES ................................................... 15 Hình 2.2 Sơ đồ hoạt động ICP-OES ................................................................ 16 Hình 3.1 Dãy chuẩn NH3 ................................................................................. 21 Hình 3.2 Đường chuẩn NH3............................................................................. 21 Hình 3.3 Đường chuẩn CHĐBM ..................................................................... 24 Hình 3.4 Dãy chuẩn Cr(VI) ............................................................................. 25 Hình 3.5 Đường chuẩn Cr(VI) ......................................................................... 26 Hình 3.6 Đường chuẩn Cr tổng........................................................................ 28 Hình 4.1 Biểu đồ so sánh nồng độ NH3 với TCVN ......................................... 29 Hình 4.2 Biểu so sánh nồng độ CHĐBM anion với TCVN ............................ 31 Hình 4.3 Biểu đồ so sánh nồng độ Cr(VI) với TCVN ..................................... 32 Hình 4.4 Biểu đồ so sánh nồng độ Cr(III) với TCVN ..................................... 34 iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ------ KCN CCN CHĐBM MBAS APDA AFPPD ppm ppt TCVN DD UV Vis LOD ICP–OES F–AAS GF–AAS AOAC EPA ISO Khu công nghiệp Cụm công nghiệp Chất hoạt động bề mặt Methylene blue – Anionic surfactant Apple Programmers and Developers Association Apple Programmers and Developers Association part per million part per trillion Tiêu chuẩn Việt Nam Dung dịch. Ultra Violet Visible Limit of Detection Inductively Coupled Plasma - Optical Emission Spectrometry Flame atomic absorption spectroscopy Graphite furnace atomic absorption spectrometry Association of Official Analytical Chemists Environmental Protection Agency International Organization for Standardization v Luận văn Đại học – Hóa học KHẢO SÁT MỘT SỐ CHỈ TIÊU TRONG NƯỚC THẢI Ở KHU CÔNG NGHIỆP TRÀ NÓC THÀNH PHỐ CẦN THƠ Nguyễn Thị Bích Huyên Trường Đại học Cần Thơ Luận văn Đại học ngành: Hóa học Hướng dẫn khoa học: ThS. Nguyễn Văn Đạt, Kỹ sư Nguyễn Xuân Dư Năm bảo vệ: 2013 Abstract: Objective of the current work is to study and evaluate on the pollution water caused by the wastewater from the Tra Noc Industrial Zone. Methods of analysis selected consist of the analysis of ammonia by phenate method, simplified spectrophotometric method using methylene blue for determining anionic surfactants, and the analysis of chromium by ICP-OES and Cr(VI) by a colorimetric method with 1.5-Diphenylcarbazide. These methods were studied on wastewater samples taken at Tra Noc Industrial Zone, Can Tho city. The results showed that some standards of wastewater samples within the limits prescribed by the latest wastewater standards of Vietnam. Tóm tắt: Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu và đánh giá sự ô nhiễm nguồn nước gây ra bởi nước thải từ khu công nghiệp Trà Nóc. Những phương pháp phân tích được chọn để nghiên cứu bao gồm phân tích ammonia bằng phương pháp phenate, các chất hoạt động bề mặt anion bằng phương pháp đo chỉ số MBAS, Crom tổng bằng ICP-OES và Cr(VI) bằng phương pháp so màu với 1,5-Diphenylcarbazide. Những phương pháp này được nghiên cứu trên các mẫu nước thải được lấy tại Khu công nghiệp Trà Nóc, thành phố Cần Thơ. Kết quả nghiên cứu cho thấy một số tiêu chuẩn của các mẫu nước thải nằm trong giới hạn cho phép của tiêu chuẩn mới nhất về nước thải của Việt Nam. 1 Luận văn Đại học – Hóa học CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề Nước là khởi nguồn của sự sống trên trái đất. Nước giúp duy trì sự sống, sự trao đổi chất và cân bằng hệ sinh thái. Con người và các loài sinh vật khác sẽ không thể sống và tồn tại nếu thiếu nước. Hiện nay, sự bùng nổ dân số cùng với tốc độ đô thị hóa, công nhiệp hóa đã gây ra sức ép lớn cho nguồn nước. Nước sau khi được sử dụng cho các quá trình sinh hoạt và sản xuất của con người đều trở thành nước thải có chứa nhiều vi sinh vật và các chất ô nhiễm, đặc biệt là nước thải ra từ các nhà máy, xí nghiệp, bệnh viện,… Các loại nước thải này sẽ được xử lý và trả lại môi trường tự nhiên. Tuy nhiên, nếu quá trình xử lý không tốt sẽ dẫn đến một thảm họa vô cùng nghiêm trọng. Các nhà khoa học cảnh báo đến năm 2025, tỉ lệ dân số không đủ nước sạch để sống sẽ tăng lên trên 60% (Hội nghị APDA lần thứ 19, 14/12/2003). Thành phố Cần Thơ – Nơi có nền kinh tế phát triển mạnh cùng với tốc độ công nghiệp hóa đang tăng nhanh cũng đang đối mặt với các vấn đề về ô nhiễm nước, đặc biệt các nguồn nước xung quanh các nhà máy, khu công nghiệp,… do các đơn vị này chưa có hệ thống xử lý hoặc xử lý chưa đạt mức quy định nguồn nước trước khi thải ra môi trường, gây ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sống của người dân và các loài sinh vật khác. Vì vậy, việc xác định hàm lượng các chất ô nhiễm trong nước thải trước khi đưa ra môi trường là rất quan trọng và cấp thiết. Khu công nghiệp Trà Nóc thuộc một trong các Khu công nghiệp có quy mô lớn, tập trung nhiều các công ty, xí nghiệp đang hoạt động với nhiều lĩnh vực khác nhau. Hàm lượng các chất thải chứa trong nó cũng sẽ khác nhau đối với từng lĩnh vực nên việc kiểm soát và xử lý nguồn nước này trở nên khó khăn. Vì vậy, khả năng nước thải này sau khi trải qua các quá trình xử lý nhưng vẫn chưa đạt yêu cầu là rất cao. Từ những vấn đề trên, đề tài “Khảo sát một số chỉ tiêu trong nước thải ở khu công nghiệp Trà Nóc, thành phố Cần Thơ” góp phần đánh giá chất lượng nước, giúp cho việc kiểm soát hàm lượng thực sự của các chất thải (amonia, chất hoạt động bề mặt, Crom,…) và đưa ra biện pháp hữu hiệu ngăn ngừa tác hại, nhằm bảo vệ nguồn nước cũng như bảo vệ cuộc sống cho người dân xung quanh. 1.2 Mục tiêu cụ thể Tiến hành khảo sát hàm lượng một số chỉ tiêu: ammonia, các chất hoạt động bề mặt anion, Crom (Cr(III), Cr(VI)) trong nước thải ở khu công nghiệp Trà Nóc, thành phố Cần Thơ. Đánh giá chất lượng nước thải ở Khu công nghiệp Trà Nóc theo Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN 5945:2005/BTNMT - Tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải công nghệp). 2 Luận văn Đại học – Hóa học CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 2.1 Thực trạng nguồn nước các Khu công nghiệp (KCN) 2.1.1 Thực trạng nguồn nước các KCN ở Đồng bằng sông Cửu Long Để phá thế thuần nông, dưới áp lực chuyển dịch cơ cấu kinh tế và tốc độ tăng trưởng, hầu hết các tỉnh/thành ở Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) đều chọn phát triển công nghiệp như một hướng mở tất yếu. Sau thời gian phát triển khu/cụm công nghiệp để thu hút đầu tư, hầu hết các địa phương đều có cơ chế thoáng. Từ cơn khát đầu tư, các dự án sử dụng công nghệ lạc hậu, gây ô nhiễm cũng được cấp phép. Hệ lụy là môi trường đang bị bức tử từng ngày, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sinh kế của người dân vùng giáp ranh. Theo báo cáo của Bộ Khoa học và Công nghệ, đến thời điểm này, vùng ĐBSCL có 120 KCN, cụm công nghiệp (CCN) được quy hoạch với hơn 26.500 ha. Định hướng đến năm 2020, toàn vùng sẽ có khoảng 240 KCN, CCN, tương đương 50.000 ha… Các chuyên gia nhận định: Sự gia tăng liên tục về số lượng các KCN, CCN tại ĐBSCL thời gian qua đã góp phần quan trọng trong giải quyết bài toán phát triển kinh tế. Thế nhưng, cả vùng ĐBSCL đã và đang phải đối mặt với những tác động môi trường tiêu cực từ quá trình hoạt động các KCN, CCN như: ô nhiễm môi trường nước, không khí và chất thải rắn… Theo báo cáo về quản lý môi trường tại các tỉnh/thành ĐBSCL, mỗi năm các doanh nghiệp trong các KCN, CCN xả thẳng ra môi trường 47 triệu lít nước thải và 220.000 tấn chất thải rắn… Đây là tác nhân chính gây nên tình trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng tại các đô thị. Chế biến thủy sản xuất khẩu và chế biến rau quả là những ngành luôn dẫn đầu trong các ngành sản xuất gây ô nhiễm môi trường. 2.1.2 Thực trạng nguồn nước tại KCN Trà Nóc Đi tiên phong trong việc thành lập cách nay hơn 20 năm (KCN đầu tiên của ĐBSCL, quy mô 300 ha, cơ bản lấp đầy), thế nhưng KCN Trà Nóc 1, Trà Nóc 2 thuộc thành phố Cần Thơ đến nay vẫn đang trong quá trình xây dựng một nhà máy xử lý nước thải tập trung. Hầu hết các doanh nghiệp đều tự xử lý nước tại chỗ, sau đó xả ra sông Hậu. Trong điều kiện đầu tư, vận hành hệ thống xử lý nước thải tốn kém, đã xảy ra nhiều vụ việc các doanh nghịêp chạy không hết công suất. Nước thải chưa qua xử lý được xả trực tiếp ra sông Hậu, thường là vào những thời điểm ít người để ý. Tình trạng ô nhiễm môi trường xung quanh KCN Trà Nóc ngày càng nghiêm trọng, gây bức xúc cho người dân. Nhiều người dân ở các khu vực xung quanh, đặc biệt, trước đây người dân ở khu vực Thới Hòa, phường Phước Thới, quận Ô Môn (tiếp giáp với KCN Trà Nóc) sử dụng nguồn nước của Rạch Chôm để sinh hoạt, sản xuất. Nhưng những năm gần đây, nguồn nước này đã có màu đen, mùi hôi, không thể sử dụng được. Các giếng khoan của người dân cũng không thể xài vì nguồn nước ngầm bị ô nhiễm, mùi rất khó chịu (Báo Cần Thơ, 12/11/2013). 3 Luận văn Đại học – Hóa học 2.2 Tổng quan về ammonia 2.2.1 Sơ lược về NH3 2.2.1.1 Nguồn phát sinh và sự tồn tại Trong tự nhiên, một lượng nhỏ NH3 tồn tại trong khí quyển do hợp chất này được tạo ra từ các quá trình phân hủy các vật liệu hữu cơ có nguồn gốc từ động, thực vật. Ngoài ra, các hoạt động sinh hóa hàng ngày của người và động vật cũng là nguồn sinh ra NH3. Nước mặt thường chỉ chứa một lượng nhỏ NH3 (dưới 0.05 ppm). Nồng độ NH3 trong nước ngầm thường cao hơn nhiều so với nước mặt (Do quá trình khai thác nước ngày càng mở rộng đã kéo theo giải phóng các hợp chất của N được phát sinh ngay trong lớp đất bùn chứa nhiều chất hữu cơ bị phân hủy, điều này dẫn đến hàm lượng NH3 trong nước ngầm tăng lên). Chẳng hạn như tại thành phố Hồ Chí Minh: “Theo chi cục bảo vệ môi trường thành phố Hồ Chí Minh, kết quả quan trắc nước ngầm tầng nông gần đây cho thấy lượng nước ngầm ở khu vực ngoại thành đang diễn biến ngày càng xấu đi. Cụ thể nước ngầm ở trạm Đông Thạch (huyện Hóc Môn) bị ô nhiễm NH3 (68,73 ppm cao gấp 1,9 lần so với năm 2005)”. Hiện nay, ngoài nguồn NH3 trong tự nhiên còn có nguồn NH3 nhân tạo (từ các nhà máy sản xuất phân ure, nhà máy chuyên sản xuất NH 3 lỏng và các xí nghiệp chế biến thủy hải sản,…) liên tục được thải ra môi trường. Nồng độ NH3 trong nước thải đô thị hoặc nước thải công nghiệp chế biến thực phẩm thường rất cao, có lúc lên đến 100 ppm. Theo kết quả khảo sát của các nhà khoa học Viện Địa lý thuộc Viện Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam thì hầu như các mẫu nước từ các huyện của tỉnh Hà Nam đều có t lệ nhiễm NH3 ở mức đáng báo động.Chẳng hạn như tại Lý Nhân có mẫu nước với hàm lượng NH3 lên tới 111, ppm. Tiêu chuẩn Môi trường Việt Nam về nước mặt (TCVN 5942:1995) quy định nồng độ tối đa của NH3 trong nguồn nước dùng vào mục đích sinh hoạt là 0,05 ppm (tính theo N) hoặc 1 ppm cho các mục đích sử dụng khác, còn đối với nước thải công nghiệp là 5 ppm. 2.2.1.2 Tác hại[1] NH3 tồn tại trong nước không gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của con người nhưng các sản phẩm chuyển hóa từ NH3 (NO2-, NO3-) là yếu tố gây độc. Các hợp chất NO2-, NO3- hình thành do quá trình oxy hóa của vi sinh vật trong quá trình xử lý. Nồng độ NH3 cao sẽ gây ra mùi hôi, thúc đẩy quá trình phát trển của các loài vi sinh vật. Trong môi trường acid, giàu oxy, NH3 sẽ biến đổi theo chu trình và sản phẩm cuối cùng là NO3-, ảnh hưởng đến sức khỏe con người. 4 Luận văn Đại học – Hóa học NH3 cũng làm giảm lượng oxy hòa tan trong nước và có thể gây độc cho hệ động vật thủy sinh. Đặc biệt đối với cá, khi bị nhiễm độc NH 3 thường có các triệu chứng sau:  Cá thở dốc trên mặt nước.  Mang cá bị tím hoặc đỏ bầm.  Cá bị hôn mê và mất phản xạ.  Cá bị chết chìm ở đáy nước.  Cá bị ghẻ xước ở vây hoặc cơ thể. 2.2.2 Các phương pháp phân tích 2.2.2.1 Phương pháp Phenate (Indophenol)[1-3] Phản ứng Berthelot dựa trên sự thể hiện màu xanh của dung dịch khi NH3 phản ứng với phenol và hỗn hợp dung dịch oxy hóa (alkaline citrate và sodium hypochloride) với xúc tác sodium nitroprusside tạo hợp chất phức có màu xanh. Phản ứng xảy ra ở nhiệt độ phòng và cường độ màu của hợp chất phức này được đo ở bước sóng 640 nm. Yếu tố ảnh hưởng: Sự hiện diện của ion Ca2+, Mg2+ sẽ tạo thành hydroxide ở pH cao. Để khắc phục, cần thêm vào mẫu nước phân tích muối Seignett (KNaC4H4O6) để tạo phức với ion Ca2+, Mg2+. M2+ + KNaC4H4O6  K+ + Na+ + MC4H4O6 Phương pháp này chỉ dùng phân tích các mẫu nước thải có độ cứng nhỏ hơn 400 ppm và nồng độ nitrite nhỏ hơn 5 ppm. Giới hạn phát hiện: 0,3 ppt tới 5 ppm. 2.2.2.2 Phương pháp salicylate[4] NH3 phản ứng với salicylate và ion hypochloride với sự tham gia của sodium nitrosopentacyno ferrate (III) tạo phức hợp màu xanh và đo cường độ màu của phức này ở bước sóng 655 nm. 5 Luận văn Đại học – Hóa học NH3 NH2Cl + + NH2Cl OCl OH H 2N + OH OH + HCl COO COO Yếu tố ảnh hưởng: Sự hiện diện của ion Ca2+, Mg2+ sẽ tạo thành hydroxide ở pH cao. Để khắc phục, cần thêm vào mẫu nước phân tích muối Seignett (KNaC4H4O6) để tạo phức với ion Ca2+, Mg2+. 2.2.2.3 Phương pháp Nessler[1,5] NH3 có trong mẫu nước sẽ tác dụng với phức chất potassium tetraIodomercurate (K2[HgI4]), hình thành phức chất có màu vàng nâu, cường độ màu đậm hay nhạt tùy thuộc vào hàm lượng NH3 có trong mẫu nước. Đo hợp chất phức này ở bước sóng 430 nm. 2 K2HgI4 + NH3 + 3KOH  Hg(HgIONH2) + 7KI + 2 H2O (màu vàng) 2K2HgI4 + NH3 + KOH  Hg(HgI3NH2) + 5KI + H2O (màu nâu) Các ion sắt, mangan,... cũng tạo phức màu vàng với thuốc thử nessler. Để khắc phục, cần thêm vào mẫu nước phân tích muối Seignett (KNaC4H4O6) để che các ion sắt, mangan,… và cũng để tạo phức với các ion Ca2+, Mg2+. Thuốc thử này rất nhạy với NH3 nên chỉ áp dụng với mẫu nước có hàm lượng NH3 rất nhỏ (< 0,1 ppm). 2.3 Tổng quan về chất hoạt động bề mặt anion (CHĐBM anion) 2.3.1 Giới thiệu CHĐBM anion 2.3.1.1 Khái niệm CHĐBM (Surfactants, Surface active agents) là chất khi cho vào dung môi thì sức căng bề mặt của dung môi sẽ giảm xuống. Các phân tử CHĐBM có tác động lớn vào các bề mặt không khí/nước hoặc dầu/nước. CHĐBM được chia thành bốn loại:  CHĐBM mang điện tích dương (Cationic surfactants): Phân tử của CHĐBM mang điện tích dương có khả năng tan vào nước phân ly thành anion kim loại và cation hữu cơ.  CHĐBM không mang điện tích (Non – ionic surfactants, NI): Các CHĐBM không mang điện tích (NI) có nhóm hữu cơ không ion hóa trong nước. Đầu kỵ nước gồm một dãy chất béo, đầu ưa nước thường chứa các nguyên tử nitrogene, oxygene hoặc sulfur không ion hóa. Chúng hòa tan được 6 Luận văn Đại học – Hóa học là nhờ sự tạo thành liên kết hydro giữa các phân tử nước và một số nhóm chức trong đầu ưa nước.  CHĐBM lưỡng tính (Amphoteric/zwitterionic surfactants): Các phân tử thuộc nhóm này khi hòa tan sẽ phụ thuộc vào pH của môi trường mà chúng phân ly thành anion hay cation. Trong môi trường kiềm, chúng sẽ có hoạt tính anion; trong mội trường acid, chúng có hoạt tính cation.  CHĐBM mang điện tích âm (Anionic surfactants): Phân tử của CHĐBM mang điện tích âm có khả năng tan vào nước phân ly thành cation kim loại và anion hữu cơ là một mạch hydrocarbon khá dài. CHĐBM anion có cấu tạo gồm hai phần: một đầu ưa nước (hydrophyl) là gốc sulfate (-OSO3), carboxylic (COO-),… và một đầu kỵ nước (hydrophop) thường là mạch dài chứa từ 8-21 carbon như các alkyl thuộc mạch alkane, alkene mạch thẳng hoặc nhánh, hay có gắn vòng cyclo hoặc vòng benzene,… Đầu ưa nước có khả năng hòa tan tốt trong nước. 2.3.2 Một số CHĐBM anion thường sử dụng trong công nghiệp[6] Trong một số ngành công nghiệp, phần lớn các CHĐBM được sử dụng là các có tính chất tẩy rửa mạnh. Sau đây là một số loại phổ biến:  Alkyl benzene sulfonate (ABS): là CHĐBM được sử dụng phổ biến nhất, gồm hai loại: ABS mạch nhánh và ABS mạch thẳng.  ABS mạch nhánh rất độc, chỉ còn sử dụng tại một số quốc gia. Cấu trúc:  ABS mạch thẳng (linear alkylbenzene sulfonate, viết tắt LAS): LAS được sản xuất bởi quá trình sulfo hóa LAB (linear alkylbenzene) với tác nhân sulfo hóa khác nhau. Cấu trúc CH3(CH2)x H C (CH2)yCH3 SO3Na Vào năm 1946, ABS đã xuất hiện và được điều chế bằng cách sulfonate hóa các rượu béo. Các ABS này tồn tại ở dạng mạch nhánh (tetrapropylene). Các ABS này có khả năng phân hu sinh học yếu, gây ô nhiễm môi trường 7 Luận văn Đại học – Hóa học nên đã bị lên án. Người ta đã tìm ra giải pháp bằng cách thay thế chất tetrapropylene bằng các mạch thẳng – LAS (linear alkylbenzene sulfonate) để thay thế nó. LAS có khả năng phân hủy sinh học cao và dễ phân hủy trong điều kiện hiếu khí; có tính tương thích cao hơn các CHĐBM anion khác, do chúng có thể sử dụng trong cả môi trường acid hay kiềm như một loại chất tẩy rửa dạng lỏng hay dạng bột đều được.  Akyl ether sulfate Cấu trúc R O CH2CH2O SO3Na n Loại CHĐBM này thường được sử dụng trong các loại sản phẩm ở dạng lỏng như nước rửa chén,… Trong các loại akyl ether sulfate, Sodium lauryl ether sulfate (SLES) là chất được sử dụng phổ biến nhất trong nhiều loại sản phẩm. Nó ít gây độc, có tính chất tẩy rửa và tạo bọt nhiều, ít rát da, không sắc, không mùi và đặc biệt có thể dễ dàng mua được trên thị trường với giá trung bình. 2.3.3 Tác hại Vùng da bị tổn thương là nơi dễ bị các vi khuẩn dễ dàng thâm nhập vào cơ thể nhất, điều này rất nguy hiểm và sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến sức khỏe của con người. Các CHĐBM cũng sẽ theo con đường này đi vào cơ thể tiêu diệt các tế bào (mức độ phá hủy của chúng phụ thuộc vào loại CHĐBM). Da bị mất nước hay tổn thương lớp chất béo bảo vệ sẽ dễ bị lão hóa hơn. Không chỉ có thế, các CHĐBM có thể tích tụ trong não, gan, tim, mỡ và theo thời gian sẽ dần dần phá hủy cơ thể. Các CHĐBM trong nước thải có khả năng kết dính các chất độc hoặc tạo các dẫn xuất với các chất khác khó phân hủy sinh học, gây cản trở cho các quá trình xử lý. 2.3.4 Các phương pháp phân tích 2.3.4.1 Phương pháp đo chỉ số methylene blue (MBAS)[7-8] Sự tạo muối giữa methylene blue với các CHĐBM anion trong môi trường kiềm. Các muối này được chiết bằng chloroform và sau đó lớp chloroform được chiết lại với dung dịch methylene blue acid. Đo độ hấp thụ của pha hữu cơ tách biệt ở bước sóng hấp thụ cực đại 650 nm. Vì độ tinh khiết và độ bền, nên dung dịch chuẩn là dodecyl benzene sulfonic methyl ester. Dung dịch chuẩn được chuẩn bị từ dodecyl benzene sulfonic ester acid sau khi đã xà phòng hóa thành muối sodium. Tính chỉ số MBAS theo dodecyl benzene sulfonic methyl ester. 8 Luận văn Đại học – Hóa học Phương trình phản ứng tạo muối MBAS: N N R R SO3 (Me)2N S SO3 (Me)2N N(Me)2 S N(Me)2 Yếu tố ảnh hưởng: Giá trị MBAS có thể cao do những chất khác không phải CHĐBM anion cũng tạo hợp chất với methylene blue trong chloroform. Loại ảnh hưởng này bằng cách chiết tách các CHĐBM anion của mẫu vào ethyl acetate. 2.3.4.2 Phương pháp chuẩn độ hai pha trực tiếp[9] Xác định CHĐBM anion trong môi trường chứa pha nước và chloroform bằng cách chuẩn độ với dung dịch chuẩn CHĐBM cation (benzentoni chloride), chỉ thị là hỗn hợp của thuốc nhuộm cation (dimidi bromide) và thuốc nhuộm anion (đisunfin xanh). Chú thích – Quá trình hoá học: CHĐBM anion sẽ tạo muối với thuốc nhuộm cation tan được trong chloroform, lớp này có màu hồng ánh đỏ. Trong quá trình chuẩn độ bezentoni chloride sẽ thay thế dimidi bromua trong muối và màu hồng sẽ mất khi thuốc nhuộm chuyển sang pha nước. Lượng dư bezentoni chlorua sẽ tạo muối với thuốc nhuộm anion tan được trong chlorofom và có màu xanh. 2.4 Tổng quan về Crom 2.4.1 Sơ lược về Crom Crom là nguyên tố có trong vỏ trái đất và tồn tại ở dạng quặng FeO.Cr2O3 là chủ yếu. Trong bảng tuần hoàn, Crom là kim loại chuyển tiếp thuộc nhóm VIB, được ký hiệu là Cr, có màu trắng, nặng, sáng chói nhưng lại giòn và dễ bể. Ở nhiệt độ thường, Crom bền với nước và không khí vì có một lớp oxide mỏng trên bề mặt bảo vệ. Crom có nhiều số oxy hóa nhưng đặc trưng vẫn là Cr(II), Cr(III) và Cr(VI). Chúng tạo thành các ion có màu, các phức chất, các hợp chất bán dẫn và các chất có tính thuận từ. Mặc dù có nhiều số oxy hóa khác nhau nhưng trong tự nhiên dưới các tác nhân oxy hóa hoặc tác nhân khử khác nhau, Crom tồn tại chủ yếu ở hai dạng Cr(III) và Cr(VI). Cr(III) là trạng thái tồn tại bền nhất của Crom, thường ở dạng phức với số phối trí là 6, dung dịch có màu xanh lá cây. Cr(VI) thể hiện tính oxy hóa mạnh, dung dịch sẽ có màu vàng hay cam tùy thuộc vào nồng độ. Hàm lượng Crom tổng có trong nước tự nhiên chưa bị ô nhiễm là 1–10 ppt[10]. Do chu kỳ nước chảy qua những vùng khác nhau nên hàm lượng Crom sẽ thay đổi từ nước thải, nước sông hồ và nước đổ ra biển. 9
- Xem thêm -