Tài liệu Phân tích một số chỉ tiêu chất lượng nước sông tô lịch

  • Số trang: 33 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 486 |
  • Lượt tải: 0
hoanggiang80

Đã đăng 20010 tài liệu

Mô tả:

Phân tích một số chỉ tiêu chất lượng nước sông Tô Lịch
Niên luận GVHD: T.S Đỗ Quang Trung Phân tích một số chỉ tiêu chất lượng nước sông Tô Lịch MỞ ĐẦU Sụng Tô Lịch vốn là con sông thiên nhiên, nhánh của sông Hồng, là một trong những sông nổi tiếng tại thủ đô Hà Nội. Xưa kia khi nhắc tới sụng Tụ Lịch người ta nghĩ ngay đến hình ảnh con sông hiền hoà, sạch sẽ, mát mẻ, là nơi mà vua chúa thường du ngoạn để thư giãn giải trí. Vẻ đẹp đú đó được ghi lại bằng thơ ca lưu truyền cho đến ngày nay. Nhưng giờ đây, điều đó không còn nữa, nhắc đến Tô Lịch là ai ai cung nhớ đến một cái “cống khổng lồ” với dòng nước đen ngòm và mùi hôi thối bốc lên nồng nặc. Cùng với các con sông khác tại Hà Nội, sụng Tụ Lịch đang kêu cứu. Ngày nay cùng quá trình đô thị hoá vấn đề ô nhiễm môi trường, đặc biệt là môi trường nước đã, đang và sẽ là những thách thức với sự phát triển và tồn vong của xã hội loài người nhất là các nước đang phát triển, trong đó có Việt Nam. Để phát triển một cách bền vững, con người luôn phải tỡm cỏc biện pháp cải tiến công nghệ sản xuất, giảm thiểu ô nhiễm môi trường, và khi đã xảy ra ô nhiễm môi trường thì phải xử lý một cách triệt để. Đứng trước những thách thức đú, cỏc cơ quan nhà nước ta đã bắt đầu có những biện pháp nhằm lấy lại hình ảnh trước kia của các con sông đã bị ô nhiễm. Sụng Tô Lịch sẽ trong sạch như xưa!" Đó là phát biểu của tiến sĩ Trần Hồng Hà - Cục trưởng Cục Bảo vệ môi trường - ngay sau khi Phó Thủ tướng Chính phủ Hoàng Trung Hải ký văn bản thành lập dự án Uỷ ban Lưu vực sông Nhuệ - Đáy để triển khai các biện pháp xử lý ô nhiễm môi trường và cải tạo những dòng sông này. Xuất phát từ thực tế đó, nhiệm vụ niên luận của tôi là: Phân tích một số chỉ tiêu chất lượng nước sụng Tụ Lịch. Tôi hy vọng với những kết quả Phạm Thị Thu Hoài - K50a Hoá Học 1 Niên luận GVHD: T.S Đỗ Quang Trung thực nghiệm thu được sẽ cho thấy rừ hơn về tình hình ô nhiễm hiện nay của sông T ô Lịch. PHẦN I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Giới thiệu chung về sông Tô Lịch. 1.1.1 Lịch sử sụng Tụ Lịch. Sụng Tô vốn là con sông thiên nhiên, nhánh của sông Hồng, mang dòng nước phù sa của sông Hồng tưới nhuần và bồi đắp cho ruộng đồng Thọ Xương, Vĩnh Thuận là các huyện nội thành Hà Nội cùng với đồng ruộng hai huyện ngoại thành là Từ Liêm, Thanh Trì và một vài xã của huyện Thanh Oai (Hà Tây) khi nó dồn nước vào sông Nhuệ. Con sông ấy thủa xưa đầy ắp nước, lòng sông rộng, chảy từ Hà Khẩu, phía nam Ô Quan Chưởng cạnh chợ Gạo ngày nay chảy lên phía Bắc qua Thụy Khuê đến địa phận làng Hồ Khẩu thì tiếp nhận thêm nước sông Hồng qua Hồ Tây, qua cửa Hồ, chảy nhập vào với sụng Tụ, chảy lên ngã ba chợ Bưởi nhập dòng với sụng Thiờn Phự tạo thành bến Giang Tân tấp nập thuyền mành qua lị. Đến đó, sông rẽ sang phía Tây tới Cầu Giấy thì chia làm hai nhánh. Một xuống phía Nam, qua Cống Vị, Giảng Võ... một chảy qua Từ Liêm, Thanh Trì chảy vào sông Nhuệ qua ngã ba Hà Liễu. Sông mang tên một thủ lĩnh được thờ là Thành Hoàng đất Long Đỗ, gọi là Tô Lịch. Sụng cũn có nhiều tờn khỏc như: Lai Tô, Lương Bái, Địa Bảo. Cỏc tờn đú có tên do dân gian đặt, có tên do bọn phong kiến xâm lược áp đặt, nhưng tờn Tụ Lịch đã đi vào lịch sử, âm vang lên từ thế kỷ thứ 6 khi Lý Nam Đế dùng tre gỗ đắp thành Tô Lịch đánh quân Lương, xưng đế lập quốc hiệu là nước Vạn Xuân. Con sông ấy đã tận tuỵ với người Hà Nội từ buổi lập xóm làng đầu tiên và cũng là con sông lưu giữ dấu tích của Lý Nam Đế, người anh hùng chống xâm lược đã dựng lên một Nhà nước độc lập đầu tiên trên đất Hà Nội Phạm Thị Thu Hoài - K50a Hoá Học 2 Niên luận GVHD: T.S Đỗ Quang Trung cổ, trước khi Lý Công Uẩn dời đô từ Hoa Lư ra gần 500 năm. Nhà nước ấy gọi là Nhà nước Vạn Xuân, tuy tồn tại lại không được bao lâu trong lịch sử nhưng nó đó một thời lừng lẫy. Người lập ra nó đó dám xứng đế, đặt nhà nước của mình ngang hàng với các triều đại Hán, Đường của Trung Quốc. 1.1.2 Tình trạng ô nhiễm sụng Tô Lịch. Có thể khằng định rằng cho đến thời điểm hiện nay hầu hết các con sông chảy trong nội thành và một số con sông ở ngoại thành Hà Nội đang lâm vào tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng. Tốc độ đô thị hóa, quy hoạch xây dựng thiếu đồng bộ, cộng với sự thiếu ý thức của người dân sống gần các con sông đã tạo ra sự ô nhiễm nặng nề. Điều này chúng ta có thể nhận thấy ngay bằng trực giác về màu nước của một số con sông được “liệt” vào mức độ ô nhiễm tiêu biểu… Sụng Tô Lịch là nơi tiếp nhận chính nước mưa và đủ loại nước thải chưa qua xử lý của thành phố (nước thải sinh hoạt, nước thải bệnh viện, thậm chí cả nước thải công nghiệp...) và cả nước bẩn từ sông Kim Ngưu, sông Lừ nhập vào. Đến nay con sông thiên nhiên hữu tình ấy đã thành một dòng nước thải xú uế nồng nặc mùi hôi. Màu nước quanh năm suốt tháng đen đục. Bị ô nhiễm nặng nhất là đoạn sông chạy dọc đường Láng xuống đến Ngã Tư Sở. Hàng ngày đoạn sông này vẫn phải hứng chịu khối lượng nước thải của rất nhiều các nhà máy, xí nghiệp, các chợ quanh đó đổ ra. Bên cạnh gần chục nhánh sông nhỏ từ các phường trong nội thành chảy ra, nước thải của các hộ dân sinh sống ở các phường quanh đó cũng vẫn ngày đêm chảy ì ạch, len lỏi qua các đường ống dẫn nước chằng chịt đổ ra sông. Theo thống kê chưa đầy đủ của Sở Tài nguyên - Môi trường và Nhà đất Hà Nội thì đến nay lượng nước thải được xử lý đạt tiêu chuẩn môi Phạm Thị Thu Hoài - K50a Hoá Học 3 Niên luận GVHD: T.S Đỗ Quang Trung trường mới chỉ đạt khoảng 6% tổng lượng nước thải của thành phố. Ngoài ra, nước thải sản xuất công nghiệp, nước thải của các bệnh viện và các cơ sở dịch vụ chứa nhiều chất ô nhiễm phần lớn chưa qua xử lý cũng là yếu tố trực tiếp gây ô nhiễm nguồn nước của các con sông. Hiện tại, toàn thành phố mới có 40 cơ sở sản xuất công nghiệp, 29 cơ sở dịch vụ và 5 bệnh viện có trạm xử lý nước thải. Và con số các nhà máy, xí nghiệp gây ô nhiễm môi trường thành phố đó lờn xấp xỉ tới 500 nhà máy, xí nghiệp. Một trong những chất thải gây ô nhiễm nặng nhất là nguồn nước thải. Điều đáng nói là đến tận thời điểm này, vẫn chỉ có hơn 10% trên tổng số những nhà máy có lượng nước thải lớn là có trạm xử lý, mặc dù cũng không đạt tiêu chuẩn quy định. Một nguyên nhân nữa cũng được coi là thủ phạm gây ra tình trạng ô nhiễm đó là ý thức vô trách nhiệm của không ít những người dân sinh sông gần các con sông đó. Chúng ta có thể dễ dàng bắt gặp những đống rác thải, phế thải to đùng của người dân đổ vô tội vạ xuống sông. Đã đến lúc chúng ta cần phải hành động ngay để cứu các con sông này. Trước tiên là cần có sự liên kết giữa các ban ngành chức năng có liên quan mà ở đây là sở Tài Nguyên & Môi Trường Nhà Đất và Sở Khoa học Công nghệ & Môi trường thành phố Hà Nội, cần tìm ra những giải pháp tích cực để cải tạo, khắc phục tình trạng ô nhiễm ở các con sông. Bên cạnh đó Công ty môi trường đô thị cũng cần có những chiến dịch nạo vét, tu sửa, thu gom rác thải…Và cần nhất là đẩy mạnh công tác tuyên truyền cho những hộ dân sống gần các con sông về ý thức giữ gìn vệ sinh môi trường và bảo vệ nguồn nước. 1.2 Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước thải chủ yếu. [2] Phạm Thị Thu Hoài - K50a Hoá Học 4 Niên luận GVHD: T.S Đỗ Quang Trung 1.2.1 Các chỉ tiêu vật lí. 1.2.1.1 Màu sắc. Nước sạch không màu. Nước có màu là biều hiện nước bị ô nhiễm. Nếu bề dày của nước lớn ta có cảm giác nước có màu xanh nhẹ đó là do nước hấp thụ chọn lọc một số bước sóng nhất định của ánh sáng mặt trời. Nước có màu xanh đậm chứng tỏ trong nước cú cỏc chất phú dưỡng hoặc các thực vật nổi phát triển quá mức và sản phẩm phân huỷ của thực vật đã chết. Quá trình phân huỷ các chất hữu cơ sẽ làm xuất hiện acid humic hoà tan làm nước có màu vàng. Nước thải của các nhà máy, công xưởng, lò mổ có nhiều màu sắc khác nhau. Nước có màu tác động đến khả năng xuyên qua của ánh sáng mặt trời khi đi qua nước, do đó gây ảnh hưởng tới hệ sinh thái nước. Màu do hoá chất gây nên rất độc với sinh vật trong nước. Cường độ màu của nước thường xác định bằng phương pháp so màu sau khi đã lọc bỏ các chất vẩn đục. 1.2.1.2 Mùi vị. Nước sạch không mùi. Không vi. Nếu nước có mùi có vị khó chịu là triệu chứng nước bị ô nhiễm. Mùi vị trong nước gây ra do 2 nguyên nhân chủ yếu: * Do các sản phẩm phân huỷ các chất hữu cơ trong nước * Do nước thải có chứa những chất khác nhau, màu mùi vị của nước đặc trưng cho từng loại. Mùi của nước được xác định theo cường độ tương đối quy ước, ví dụ nếu mẫu nước có mùi nhẹ và pha loãng bằng nước sạch đến thể tích bằng 1:1; mà mùi biến mất thì chỉ số ngưỡng có mùi (ton) bằng 1, còn nếu pha Phạm Thị Thu Hoài - K50a Hoá Học 5 Niên luận GVHD: T.S Đỗ Quang Trung loãng gấp đôi mùi mới biến mất thì chỉ số mùi bằng 2. Nếu pha loãng gấp 4,5,6... mùi mới biến mất thì chỉ số ngưỡng mùi tương ứng là 4.,5,6.. 1.2.1.3 Độ đục. Nước tự nhiên thường bị vẩn đục do những hạt keo lơ lửng trong nước, các hạt keo này có thể là mùn, vi sinh vật, sét. Nước đục làm giảm sự chiếu sáng của ánh sáng mặt trời qua nước. Độ đục của nước được xác định bằng phương pháp so độ đục với độ đục của 1 thang chuẩn. 1.2.1.4 Nhiệt độ. Nguồn gốc gây ô nhiễm nhiệt chính là nguồn gốc nước thải từ các bộ phận làm nguội ở các nhà máy nhiệt điện, do việc đốt các vật liệu bên bờ sông, hồ...Nhiệt độ trong các loại nước thải này thường cao hơn 10-20 độ so với nước thường. Tuỳ theo mùa và vĩ độ địa lý mà nước nóng có thể gây ô nhiễm hoặc có lợi. Ở vựng cú khí hậu ôn đới nước nóng có tác dụng xúc tiến sự phát triển của sinh vật và quá trình phân huỷ. Nhưng ở những vùng nhiệt đới như nước ta, nhiệt độ nước thải vào sông, hồ tăng sẽ làm giảm hàm lượng ụxi hoà tan vào nước và tăng nhu cầu ụxi của cỏ lờn 2 lần, tăng nhiệt độ còn xúc tiến sự phát triển của các sinh vật phù du. 1.2.1.5 Chất rắn trong nước. Nước có hàm lượng chất rắn cao là nước kém chất lượng. Chất rắn trong nước gồm có 2 loại: chất rắn lơ lửng và chất rắn hoà tan, và tổng 2 loại chất rắn trên gọi là tổng chất rắn. Chất rắn lơ lửng thường làm cho nước bi đục, là một phần của chất rắn có trong nước ở dạng không hoà tan. Căn cứ vào tổng hàm lượng chất rắn lơ lửng có trong nước, ta có thể xét đoán hàm lượng mựn, sét và những phần tử nhỏ khác trong nước. Chúng có thể có hại vì làm giảm tầm nhìn của các động vật sống trong nước và độ dọi của ánh sáng mặt trời qua nước. Phạm Thị Thu Hoài - K50a Hoá Học 6 Niên luận GVHD: T.S Đỗ Quang Trung Tuy nhiên nước có chất rắn lơ lửng là đất mùn( như nước phù sa) thì là dùng làm nước tưới cho nông nghiệp rất tốt. Để xác định tổng chất rắn lơ lửng, mẫu nước lấy về phải được làm ngay hoăc phải được bảp quản ở 4 độ nhằm ngăn ngừa sự phân huỷ chất hữu cơ bởi vi sinh vật. Lấy một thể tích nước nhất định, lọc qua giấy lọc đã biết khối lượng. Cặn trên giấy lọc đem sấy khô ở 105 độ( thường dùng 108 độ). Cân và tính ra mg/l. Chất rắn hoà tan, mắt thường không thấy được, thường làm cho nước có mùi vị khó chịu, đôi khi cũng làm cho nước có màu. Các chất rắn tan trong nước thường là các chất khoáng vô cơ và đôi khi cả một số chất hữu cơ như các muối clorua, cacbonat, Hidrocac bonat, nitrat, sunfat, phophat... của một số kim loại như Na, K, Ca, Mg, Fe ... các phân bón Nước có hàm lượng các chất rắn hoà tan cao không dùng trong sinh hoạt được, không dùng để tưới trong nông nghiệp trong thời gian dài được vì sẽ gây mặn cho đất. Nước có chứa nhiều chất rắn tan có thể dẫn tới các vi sinh vật trong nước bị hoại sinh, oxi bị tiêu thụ nhiều và nước trở nên kị khí, dẫn đến hậu quả cá bị chết và do quá trình kị khí chiếm ưu thế nên giải phóng các bọt khí như CO2, NH3 , H2S ,CH4 ...làm cho nước có mùi. Nước có hàm lượng các chất tan lớn cũng không dùng được trong công nghiệp vỡ cỏc chất rắn sẽ dẫn đến đóng cặn trong bể chứa, nồi hơi, máy móc, gây ra ăn mòn kim loại... Để xác định tổng hàm lượng các chất rắn tan trong nước, ta lọc mẫu nước qua giấy lọc băng xanh để tách những phần tử không tan lơ lửng trong nước. Lấy 250 ml nước đã lọc, làm bay hơi trên bếp cách thuỷ đến cạn khô, sau đó xấy cặn ở 180 độ, đem cân cặn và tính tổng hàm lượng chất rắn tan có trong nước ra mg/l. Phạm Thị Thu Hoài - K50a Hoá Học 7 Niên luận GVHD: T.S Đỗ Quang Trung 1.2.1.6 Độ dẫn điện. Các muối tan trong nước tồn tại ở dạng ion nên làm cho nước có khả năng dẫn điện. Độ dẫn điện của nước phụ thuộc vào nông độ, tính linh đông và hoá trị của các ion (ở một nhiệt độ nhất định). Như vậy khả năng dẫn điện của nước phản ánh hàm lượng chất rắn tan trong nước. Để xác định độ dẫn điện, người ta đo điện trở hoặc dùng máy đo độ dẫn điện trực tiếp với đơn vị là milisimen trên 1m. 1.2.2 Một số chỉ tiêu hoá học và sinh hoc. 1.2.2.1 Độ Axớt. Là hàm lượng của các chất có trong nước tham gia phản ứng với kiềm mạnh. Độ axit của nước được xác định bằng lượng kiềm được dùng để trung hoà nước. Đối với các loại nước thiên nhiên thường gặp, độ axit của nước phụ thuộc vào lượng CO2 trong nước. Các chất mùn và các axit hữu cơ có trong nước cũng tạo nên một phần độ axit của nước thiên nhiên. Trong tất cả các trường hợp này pH của nước không lớn hơn 4.5. Để xác định độ axit của nước, người ta chuẩn độ nước bằng dung dịch chuẩn NaOH hay KOH, lượng dung dịch kiềm tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ với chất chỉ thị là metyl da cam tương ứng với lượng axit tự do của nước, còn nếu dùng chất chỉ thị là phenolphthalein thì tương ứng với độ axit chung của nước. Nếu pH của mẫu nước >8.3 thì độ axit của nó bằng không. 1.2.2.2 Độ kiềm. Là hàm lượng của các chất có trong nước phản ứng với các axit mạnh. Để xác định độ kiềm của nước người ta cũng sử dụng phương pháp chuẩn độ nước bằng dung dịch axit mạnh. Phạm Thị Thu Hoài - K50a Hoá Học 8 Niên luận GVHD: T.S Đỗ Quang Trung Đối với nước thiên nhiên, độ kiềm của nó phụ thuộc chủ yếu vào hàm lượng các muối cacbonat, hidrocacbonat của kim loại kiềm và kiềm thổ. Trong trường hợp này pH của nước khoảng >8.3. Để xác định độ kiềm của nước, người ta chuẩn độ mẫu nước bằng dung dịch chuẩn HCl, lượng dung dịch axit tiêu tốn cho quá trình chuẩn độ với chất chỉ thị là phenolphtalein (pHtd= 8.3) tương ứng với độ kiềm tự do chất chỉ thị là metyl da cam (pH td =4.5). Tương ứng với độ kiềm toàn phần của nước. 1.2.2.3 Độ cứng của nước. Do các kim loại kiềm thổ, chủ yếu là canxi và magiờ gây nên. Nước cứng thường không được gọi là ô nhiễm vỡ khụng gõy tác hại tới sức khoẻ con người. Nhưng nước cứng lại gây nên hàng loạt các hậu quả: nước cứng pha chè không ngấm, xà phòng không tạo bọt vì xà phòng sẽ tạo kết tủa với ion Ca2+, Mg2+. Độ cứng có hai dạng: * Độ cứng tạm thời do muối hidrocacbonat của canxi và magie tạo nên. Độ cứng này sẽ mất khi đun sôi nước vỡ cỏc muối nay bị phân huỷ tạo thành kết tủa, đó là các cặn đóng ở đáy và thành ấm đun nước. * Độ cứng vĩnh cửu do các muối clorua, sunfat, nitrat của canxi và magie tạo nên Độ cứng thường được biểu thị bằng số milimol của các ion canxi và magie có trong một lit nước Để xác định độ cứng của nước người ta thường dùng phương pháp chuẩn độ complexon với dung dịch đệm NH 3 + NH4Cl có pH ~ 10. Với chất chỉ thị là Eriocrom T den 1.2.2.4. Độ pH. Phạm Thị Thu Hoài - K50a Hoá Học 9 Niên luận GVHD: T.S Đỗ Quang Trung Độ pH là một trong những chỉ tiêu xác định chất lượng đối với nước cấp và nước thải. Chỉ số này cho thấy cần thiết phải trung hoà hay không và tính lượng hoá chất cần thiết trong quá trình xử lý đông tụ, khử khuẩn ... Sù thay đổi giá trị pH làm thay đổi các quá trình hoà tan hoặc keo tụ, làm tăng, giảm vận tốc của các phản ứng hoá sinh xẩy ra trong nước. 1.2.2.5. Chỉ tiêu oxi hoà tan DO (disolved oxygen). DO là hàm lượng oxi hoà tan trong nước để duy trì sự sống cho các sinh vật dưới nước. DO chỉ có nghĩa khi phải trong một điều kiện nhiệt độ nhất định, khi nhiệt độ tăng độ hoà tan giảm. Với mỗi nguồn nước ở một nhiệt xác định thì chỉ số DO là xác định. 1.2.2.6. Chỉ số BOD (nhu cầu oxi sinh hoá - Biochemical Oxygen Demand) Nhu cầu oxi sinh hoá hay nhu cầu oxi sinh học thường viết tắt là BOD, là lượng oxi cần thiết để oxi hoá các chất hữu cơ có trong nước thải bằng vi sinh vật (chủ yếu là vi khuẩn) hoại sinh, hiếu khí. Quá trình này được gọi là quá trình oxi hoá sinh học. Quá trình này được tóm tắt như sau: Chất hữu cơ + O2 CO2 + H20 Vi sinh vật Tế bào mới( tăng sinh khối ) Quá trình này đòi hỏi thời gian dài ngày, vì phải phụ thuộc vào bản chất của chất hữu cơ, vào các chủng loại vi sinh vật, nhiệt độ nguồn nước, cũng như một số chất có độc tính ở trong nước. Bình thường 70% nhu cầu oxi được sử dụng trong 5 ngày đầu, 20 % trong 5 ngày tiếp theo và 99 % ở ngày thứ 20 và 100 % ở ngày thứ 21. 1.2.2.7. Chỉ số COD (nhu cầu oxi hoá học - Chemical Oxygen Demand). Phạm Thị Thu Hoài - K50a Hoá Học 10 Niên luận GVHD: T.S Đỗ Quang Trung COD là lượng oxi cần thiết cho quá trình oxi hoá Hoá học toàn bộ chất hữu cơ có trong mẫu nước thành CO2 và nước. Chỉ số này được dùng rộng rãi để đặc trưng cho hàm lượng chất hữu cơ của nước thải và sự ô nhiễm của nước tự nhiên . Để xác định COD người ta thường sử dụng một chất oxi hoá mạnh trong môi trường axit. Chất oxi hoá hay được dùng là Kalibicromat (K2Cr2O7). Chất hữu cơ + K2 Cr2O7 + H+ CO2 + H2O + 2Cr+3 + 2K+ Lượng bicromat dư được xác định bằng phương pháp trắc quang hoặc chuẩn độ bằng dung dịch muối Mohr - Fe(NH 4 )2 (SO4 ) với chỉ thị là dung dịch Feeroin : Cr2 O72- + Fe2+ + H+ Cr3+ + Fe+3 + H2O. Chỉ thị chuyển từ màu xanh lam ra màu đỏ nhạt.. 1.2.2.8 Tổng cacbon hữu cơ TOC ( Total organic carbon). Các bon là bộ khung của các hợp chất hữu cơ vì vậy xác định được tổng cacbon hữu cơ có thể là cơ sở để xác định nồng độ các chất hữu cơ trong nước. Để xác định được chính xác tổng cacbon hữu cơ, trước hết phải loại cacbon vô cơ( ở dạng CO2. HCO3- , CO32-) ra khỏi mẫu nước bằng cách axit hoá mẫu nước, khi đó cacbon vô cơ sẽ chuyển về dạng khí CO 2 thoát ra ở pha khí. Sau đó mẫu nước thải bay hơi và các chất hữu cơ còn lại được đốt bằng oxi ở nhiệt độ cao. Lượng CO 2 giải phóng ra khi đốt các hợp chất hưũ cơ được xác định bằng hấp phụ hồng ngoại. 1.2.2.9 Tổng nitơ kendan (TN) (Total nitrogen). Phạm Thị Thu Hoài - K50a Hoá Học 11 Niên luận GVHD: T.S Đỗ Quang Trung Để xác định nitơ kendan, người ta phá mẫu bằng axit sunfuric đặc nóng, khi đú cỏc nitơ hữu cơ chuyển vể dạng ion amoni NH 4+. Sau đó đưa pH của dung dịch lên cao, lúc này amoni chuyển thành dạng amoniac được cất tách ra và được xác định. 1.2.2.10 Tổng photpho TP( Total phosphorous). Vì photpho nằm ở các dạng khác nhau như photpho hữu cơ, polyphotphat, pyrophotphat, ortho photphat nên trước hết cần chuyển tất cả các dạng này về dạng ortho photphat PO 3-4 bằng cách vô cơ hoỏ cỏc mẫu nước. Sau đó nồng độ photphat được xác định bằng phương pháp trắc quang với thuốc thử là molipdat amoni trong môi trường axit mạnh. PO43-+ + 12(NH4)2MoO4 + 24H+ (NH4)3PO4.12MoO3 + 21 NH4+ + 12H2O Ghi chú: Ta có thể xác dịnh TOC, TN, TP ở dạng hoà tan sau khi lọc mẫu nước qua màng lọc có kích thước lỗ ~ 0.45µm. 1.2.2.11. Chỉ tiêu vi sinh. Trong nước thải đặc biệt là nước thải sinh hoạt nhiễm nhiều vi sinh vật có lẫn trong phân người và phân súc vât. Trong đó có thể có nhiều vi khuẩn gây bệnh, đặt biệt là gây bệnh đường tiêu hoá như tả, lỵ, thương hàn cũng như các vi khuẩn gây ngộ độc thực phẩm. Để đánh giá mức độ nhiễm bẩn vi khuẩn người ta dùng một loại vi khuẩn đường ruột, hình đũa, điển hình là E.coli. Trong thực tế tồn tại hai đại lượng để đánh giá chỉ tiêu vi sinh là coliindex và trị số coli: Coliindex (chỉ số coli) là đại lượng dùng để tính số lượng trực khuẩn có trong một lít nước thải. Phạm Thị Thu Hoài - K50a Hoá Học 12 Niên luận GVHD: T.S Đỗ Quang Trung Chỉ sè coli (colinit) là thể tích nước thải nhỏ nhất (tính bằng ml) trong đó có chứa một trực khuẩn. *Tuỳ theo từng quốc gia hay các ngành thì tổ chức bảo vệ môi trướng sẽ cú cỏc chỉ tiêu phù hợp Bảng 1: tiêu chuẩn chất lượng nước mặt _TCVN 5942-1995 Stt 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Thông số Đơn vị Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l Mg/l A 6-8.5 <4 <10 >6 20 0.05 1 0.01 0.05 0.05 0.1 0.1 1 0.1 0.1 1 0.001 1 0.05 1 10 0.01 0.01 0.001 không 0.5 0.15 B 5.5-9 <25 <35 >2 80 0.1 4 0.02 0.1 0.05 1 1 2 0.8 1 2 0.002 2 1 1.5 15 0.05 0.05 0.02 0.3 0.5 0.15 độ pH BOD5 COD Oxy hoà tan chất rắn lơ lửng Asen Bari cadimi Chì Crôm(VI) Crôm(III) đồng kẽm Mangan Niken sắt thuỷ ngân thiếc Amoni(tính theo nitơ) Florua nitrat(tính theo nitơ) nitrit(tính theo nitơ) Xyanua Phenol(tồng số) dầu, mỡ chất tẩy rửa tổng hoá chất bảo vệ thực 28 29 vật(trừ DDT) DDT Coliform Mg/l MPN/100ml 0.01 5000 0.01 10000 Phạm Thị Thu Hoài - K50a Hoá Học 13 Niên luận 30 31 GVHD: T.S Đỗ Quang Trung tổng hoạt độ phóng xa α tổng hoạt độ phóng xạ β Mg/l Mg/l 0.1 10 0.1 1 PHẦN II: THỰC NGHIỆM 2.1 Hoá chất dụng cụ: 2.1.1 Hoá chất: * Kalicromat K2Cr2O7 loại tinh khiết PA ở 103˚C trong 2 giờ. Cân chính xác 10.16g K2Cr2O7 đã sấy đem hoà tan trong khoảng 200 ml nước cất, thêm 167 ml dung dịch H2SO4 đặc và 33.3 g HgSO4. Làm lạnh và định mức tới 1000 ml. * Thuốc thử axit: Pha thuốc thử theo tỉ lệ 22g Ag 2SO4/4g H2SO4 đặc. Để dung dịch đã pha loãng 1-2 ngày trước khi sử dụng để lượng bạc sunfat tan hoàn toàn. * Dung dịch chuẩn kaliphtalat (HOOCC6H4COOK): Sấy đến trọng lượng không đổi kaliphtalat ở nhiệt độ 120˚C. Cân 850 mg kaliphtalat, hoà tan và định mức thành 1000ml. Dung dịch này có giá trị COD tương đương 1000 mg O2/l. Phạm Thị Thu Hoài - K50a Hoá Học 14 Niên luận GVHD: T.S Đỗ Quang Trung * Amonimolipdat: 25g amonimolipdat cho vào cốc thuỷ tinh + 300ml nước cất 2 lần và lắc đều khi tan hết (dd A). * Amonivanadat: 1.25g amonivanadat cho vào cốc thuỷ tinh +300ml nước cất 2 lần, đun nhẹ trên bếp cho đến khi tan hết. Sau đó làm nguội cho 330 ml HCl đặc, lắc đều để nguội đến nhiệt độ phòng rồi đổ vào bình định mức 1l (dd B). Tiếp theo đổ dung dịch A vào dung dịch B, lắc đều và định mức đến 1l. * Dung dịch chuẩn phốtphat: NaH2PO4 được sấy ở 150˚C đến khối lượng không đổi. Sau đó cân chính xác 0.821g NaH2PO4 cho vào bình định mức đến 1l được dung dịch gốc có nồng độ PO43- =500 mg/l. Pha loãng dung dịch này 50 lần được dung dịch chuẩn có nồng độ 10mg/l. * Ngoài ra cỏc hoỏ chất khác như dd HCl, dd H2SO4, dd NH3, dd NaOH… (PA) của Trung Quốc. 2.1.2 Thiết bị và dụng cụ: * Máy đo pH (precisa pH900 ) Bô mụn Công nghệ Hoá học- Khoa Hóa- Trường Đại học KHTN. * Máy đo độ đục (2100 P Turbidimeter –Hach) Bụ mụn Công nghệ Hoá học- Khoa Hóa- Trường Đại học KHTN. * Cân phân tích (Denver instrument) Bụ mụn Công nghệ Hoá họcKhoa Hóa- Trường Đại học KHTN. * Máy đo quang (Novaspec II) Bụ mụn Công nghệ Hoá học- Khoa Hóa- Trường Đại học KHTN. * Máy đo BOD5 ( Lovibond) Phòng thí nghiệm Hoá môi trường- Bụ mụn Công nghệ Hoá học- Khoa Hóa- Trường Đại học KHTN. 2.2 Nội dung và phương pháp nghiên cứu. Phạm Thị Thu Hoài - K50a Hoá Học 15 Niên luận GVHD: T.S Đỗ Quang Trung 2.2.1 Nội dung nghiên cứu. _ Khảo sát các phương pháp phõn tích BOD, COD, xác định tổng Nitơ, xác định tổng Phospho, xác định tổng chất rắn lơ lửng. _ Phõn tích đánh giá chất lượng nước sông Tô Lịch thông qua các chỉ tiêu COD, tổng Nitơ, tổng Phospho. 2.2.2 Phương pháp phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước tiêu biểu. 2.2.2.1 Xác định BOD (Biochemical Oxygen Demand ) Trong thực tế người ta không xác định lượng oxi cần thiết để phân huỷ hoàn toàn chất hữu cơ vì mất nhiều thời gian mà người ta thường chỉ xác định lượng oxi cần thiết trong 5 ngày đầu ở nhiệt độ 20˚C, ký hiệu là BOD5. Sau 5 ngày có khoảng 70_80% các chất hữu cơ bị oxi hoá. Nguyên tắc của phương pháp xác định này là: Hệ thiết bị đo BOD là một hệ kín bao gồm các bình chứa mẫu và các sensor. Trong bình chứa mẫu, phía trên bề mặt có chứa một thể tích không khí xác định. Trong thời gian ủ mẫn VSV sử dụng oxi hoà tan trong mẫu. Lượng oxi tiêu thụ sẽ được thay thế dần bằng oxi không khí có trong bình làm giảm áp suất trong bình. Sensor đo sự thay đổi áp suất đó, từ đó ta có giá trị BOD (mgO2/l). Trong thời gian ủ mẫu có thể có một lượng CO 2 sinh ra được kết hợp với KOH. Quy trình xác định: Mẫu nước thải lấy về được xác định ngay thông số BOD 5 bằng máy đo Lovibond tại phòng CNMT1 theo quy trình sau: Điều chỉnh pH của dung dịch mẫu về khoảng 6.5- 7.5 bằng axit HCl 1M. Trộn đều mẫu và để yên một lúc. Lấy một thể tích mẫu chính xác vào Phạm Thị Thu Hoài - K50a Hoá Học 16 Niên luận GVHD: T.S Đỗ Quang Trung bình chảy tràn và đổ từ từ mẫu vào bình đo BOD. Để đảm bảo tính đại diện về thành phần chất rắn của mẫu, nên đo mẫu từ 2-3 lần. Thêm vào mẫu chất ức chế quá trình oxi hoỏ cỏc hợp chất chứa nitơ ATH theo tỉ lệ tương ứng ở bảng sau: Khoảng Thể tích mẫu (ml) Thể tích chất ức chế BOD(mg/l) (ml) 0-40 428 1 40-80 360 1 80-200 244 0.5 200-400 157 0.5 400-800 94 0.3 800-2000 56 0.3 2000-4000 21.7 0.1 Cho 3-4 giọt KOH 45% vào ống giữ CO 2 và cho con khuấy từ vào bình chứa mẫu. Giữ mẫu ở 20˚C trong 5 ngày, trong khoảng thời gian này tiến hành khuấy liên tục. Sau thời gian ủ 5 ngày, bật máy đo bằng nút ESC, chọn chai muốn đo rồi ấn enter. Khi đú trờn màn hình sẽ hiển thị giá trị BOD5 tương ứng (mg O2/l). 2.2.2.2 Xác định COD (Chemical Oxygen Demand) Nguyên tắc của phương pháp: Trong quá trình thực nghiệm, thông số COD được xác định theo phương pháp bicromat ( dùng tác nhân oxi hoá là K 2Cr2O7). Theo phương pháp này mẫu sẽ được đun hồi lưu 2 giờ ở nhiệt độ 150˚C với K 2Cr2O7 trong môi trường H2SO4 đặc, Ag2SO4 làm xúc tác. Cr2O72- + 14H+ + 6e Ag2SO4 2Cr3+ + 7H2O Phạm Thị Thu Hoài - K50a Hoá Học 17 Niên luận GVHD: T.S Đỗ Quang Trung Bạc sunfat được dùng để thúc đẩy quá trình oxi hoỏ cỏc chất hữu cơ phân tử lượng thấp. Nến trong mẫu nước có Cl - thì ion này sẽ cản trở quá trình xác định do nó tham gia phản ứng với Cl- theo phản ứng sau: Cr2O72- + 6Cl- + 14H+ 3Cl2 + 2Cr3+ + 7 H2O Vì vậy để tránh sự ảnh hưởng của ion này, người ta thêm HgSO 4 để tạo phức với Cl-. Ngoài sự ảnh hưởng của Cl- còn phải kể đến sự cản trở của NO2-, tuy nhiên với hàm lượng NO2- từ 1-2mg/l thì sự ảnh hưởng của NO2- là không đáng kể. Để loại bỏ ảnh hưởng của NO 2- cần thêm một lượng axit sunfamic với tỉ lệ 10mg/1mg NO2-. Sau khi oxi hoỏ phõn huỷ chất hữu cơ, chỉ số COD có thể được xác định bằng cách chuẩn độ lượng dư Cr 2O72- dư bằng Fe2+ với chỉ thị feroin. Điểm kết thúc chuẩn độ là khi dung dịch chuyển từ màu xanh sang màu đỏ nâu theo phản ứng: 6Fe2+ + Cr2O72- + 14H+ 6Fe3+ + Cr3+ + 7H2O hoặc xác định hàm lượng Cr3+ sau phản ứng bằng phương pháp so màu ở bước sóng 600 nm(bước sóng hấp thụ cực đại của dung dịch Cr3+ ). Xây dựng đường chuẩn Lấy vào ống phá mẫu 2.5 ml mẫu, thêm tiếp vào đó 1.5ml dung dịch phản ứng và 3.5ml thuốc thử axit. Đun mẫu phân huỷ mẫu trong 2 giờ. Lấy mẫu ra để nguội, đem đo mật độ quang tại bước sóng 600nm. Bảng 2: Sự phụ thuộc của độ hấp thụ quang vào mgO2/l COD(mgO2/l) 100 ABS 200 300 400 500 600 700 0.022 0.046 0.072 0.097 0.121 0.146 0.17 800 0.195 Phạm Thị Thu Hoài - K50a Hoá Học 18 Niên luận GVHD: T.S Đỗ Quang Trung Hình .1: Đường chuẩn xác định COD tại bước sóng λ= 600 nm 0.25 y = 0.0002x - 0.0026 ABS 0.2 R2 = 0.9999 0.15 ABS Linear (ABS) 0.1 Linear (ABS) 0.05 0 0 200 400 600 800 1000 COD(mgO2/l) 2.2.2.3 Xác định tổng Nitơ[4]. Nitơ là nguyên tố cần thiết cho quá trình tổng hợp các chất hữu cơ chứa nitơ trong cơ thể của sinh vật. Chúng có mặt trong protein, trong enzim, trong lipoprptein, trong axit nucleic, trong các hocmon, trong kháng sinh và trong nhiều thành phần khác của tế bào. Chính vì vậy mà nitơ cùng với cacbon được coi là thành phần không thể thiếu trong tế bào sinh vật. Xác định hàm lượng nitơ trong môi trường nước để ta có khái niệm về khả năng sử dụng phương pháp sinh học xử lý ô nhiễm môi trường nước, mức độ ô nhiễm môi trường nước. Chính vì thế thống số nitơ được coi như một thông số đánh giá chất lượng nước. Hợp chất chứa N có trong nước thải thường là các hợp chất protờin và các sản phẩm phân huỷ amụni, nitrat, nitrit. Chỳng cú vai trò quan trọng trong hệ sinh thái nước. Trong nước rất cần thiết có một lượng N thích hợp, đặc biệt là trong nước thải, mối quan hệ giữa BOD 5 với N và P có ảnh hưởng rất lớn đến sự hình thành và khả năng oxi hoá của bùn hoạt tính. Vì vậy trong quá trình xử lý nước thải cùng với các chỉ tiêu khỏc thỡ cần phải xác định chỉ số tổng nitơ Phạm Thị Thu Hoài - K50a Hoá Học 19 Niên luận GVHD: T.S Đỗ Quang Trung Trong nước thải N tồn tại ở 3 dạng: N_ Hữu cơ; N_ NH4+( dạng khử); N_NO3-, NO2- ( dạng oxi hoá) Xác định Nitơ hữu cơ bằng phương pháp Kendal Bằng các phương pháp trên ta có thể xác định được hàm lượng N dạng NO2-, NO3-, còn một lượng N không nhỏ tồn tại trong dạng các hợp chất hữu cơ vẫn chưa được xác định cấu trúc của các hợp chất này rất đa dạng. Tuy nhiên nếu thoái biến đến cùng các hợp chất hữu cơ này thì toàn bộ lượng N sẽ chuyển thành dạng NH còn một lượng N không nhỏ tồn tại trong dạng các hợp chất hữu cơ vẫn chưa được xác định cấu trúc của các hợp chất này rất đa dạng. Tuy nhiên nếu thoái biến đến cùng các hợp chất hữu cơ này thì toàn bộ lượng N sẽ chuyển thành dạng NH 4+. Do đó để phân tích được hàm lượng của Nitơ người ta chỉ xác định được hàm lượng chung của Nitơ gọi là Nitơ tổng số theo phương pháp Keldan. Nguyên tắc chung của phương pháp: Dùng H2SO4 đặc oxi hoá toàn bộ các hợp chất hữu cơ có N về amoniac (NH3). Sau đó tách toàn bộ NH 3 từ amoni sunfat vừa hình thành bằng cách nung nóng với dung dịch NaOH, sau đó hấp thụ NH 3 và hơi nước bay ra bằng dung dịch H2SO4. 2NH4OH + H2SO4 (NH (NH4)2SO4 + 2 H2O Định lượng H2SO4 dư bằng NaOH cú cựng nồng độ Quy trình phân tích: Phạm Thị Thu Hoài - K50a Hoá Học 20
- Xem thêm -