khảo sát sự biến đổi hàm lượng muối dinh dưỡng (p-po43-, n-nh4+, n-no3-) theo không gian và thời gian trong nước vùng hạ lưu sông dinh, tỉnh bà rịa-vũng tàu

Nước là nguồn tài nguyên phong phú nhưng không phải vô tận. Mặc dù nước chiếm 3/4 diện tích bề mặt trái đất nhưng lượng nước có thể dùng cho sinh hoạt và sản xuất chỉ chiếm khoảng 3%. Trong khi đó, nguồn nước hiện đang có nguy cơ suy giảm trên diện rộng do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và bị ô nhiễm do nước thải từ các hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người. Theo ước tính của tổ chức Y Tế thế giới đến năm 2050 trên thế giới có khoảng 4,5 tỉ người thiếu nước sạch. Riêng ở nước ta hiện nay có đến khoảng 30% dân số không được cung cấp nước sạch, họ phải dùng nước từ nhiều nguồn không được kiểm soát khác nhau như nước mưa, nước sông, suối, ao, hồ... Nguồn nước bị ô nhiễm không chỉ ảnh hưởng đến cân bằng hệ sinh thái mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động sản xuất và sức khỏe con người. Vì vậy, việc quan trắc, đánh giá, quản lý và bảo vệ nguồn nước là việc rất quan trọng của mỗi quốc gia. Bà Rịa - Vũng Tàu là một trong những vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, với mục tiêu đến năm 2015 sẽ trở thành một thành phố công nghiệp. Cùng với sự phát triển về kinh tế, vấn đề ô nhiễm môi trường cũng trở nên nghiêm trọng khi mà phần lớn lượng nước thải từ các khu công nghiệp không được xử lý theo đúng quy định xả thải trực tiếp ra môi trường, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng nguồn nước mặt và nước ngầm. Trong những năm gần đây, hầu hết tất cả các điểm nuôi trồng thủy sản trên những con sông trên địa bàn tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu đều bị ô nhiễm do nước thải và rác thải công nghiệp, gây thiệt hại lớn đến nền kinh tế và đời sống của người dân địa phương. Do vậy, việc theo dõi đánh giá chất lượng nguồn nước nói chung và nước của các con sông trên địa bàn tỉnh nói riêng là việc hết sức cần thiết trong chiến lược phát triển kinh tế gắn với môi trường, hướng đến sự phát triển bền vững. Xuất phát từ những yêu cầu thực tế đó, đồ án tốt nghiệp của tôi chọn là “Khảo sát sự biến đổi hàm lượng muối dinh dưỡng (P-PO43-, N-NH4+, N-NO3-) theo không gian và thời gian trong nước vùng hạ lưu sông Dinh, tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu”. Mục tiêu chính của đồ án là: - Khảo sát sự biến đổi theo theo thời gian (từ 02/04/2013 đến 11/06/2013) và không gian (từ thị xã Bà Rịa đến khu công nghiệp Đông Xuyên, thành phố Vũng Tàu) hàm lượng các muối dinh dưỡng P-PO43-, N-NH4+, N-NO3- trong nước vùng hạ lưu sông Dinh;

LỜI MỞ ĐẦU

Nước là nguồn tài nguyên phong phú nhưng không phải vô tận Mặc dù nướcchiếm 3/4 diện tích bề mặt trái đất nhưng lượng nước có thể dùng cho sinh hoạt và sảnxuất chỉ chiếm khoảng 3% Trong khi đó, nguồn nước hiện đang có nguy cơ suy giảmtrên diện rộng do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu và bị ô nhiễm do nước thải từ cáchoạt động sinh hoạt và sản xuất của con người

Theo ước tính của tổ chức Y Tế thế giới đến năm 2050 trên thế giới có khoảng4,5 tỉ người thiếu nước sạch Riêng ở nước ta hiện nay có đến khoảng 30% dân sốkhông được cung cấp nước sạch, họ phải dùng nước từ nhiều nguồn không được kiểmsoát khác nhau như nước mưa, nước sông, suối, ao, hồ Nguồn nước bị ô nhiễmkhông chỉ ảnh hưởng đến cân bằng hệ sinh thái mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến hoạtđộng sản xuất và sức khỏe con người Vì vậy, việc quan trắc, đánh giá, quản lý và bảovệ nguồn nước là việc rất quan trọng của mỗi quốc gia

Bà Rịa - Vũng Tàu là một trong những vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, vớimục tiêu đến năm 2015 sẽ trở thành một thành phố công nghiệp Cùng với sự pháttriển về kinh tế, vấn đề ô nhiễm môi trường cũng trở nên nghiêm trọng khi mà phầnlớn lượng nước thải từ các khu công nghiệp không được xử lý theo đúng quy định xảthải trực tiếp ra môi trường, ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng nguồn nước mặt

và nước ngầm Trong những năm gần đây, hầu hết tất cả các điểm nuôi trồng thủy sảntrên những con sông trên địa bàn tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu đều bị ô nhiễm do nước thải

và rác thải công nghiệp, gây thiệt hại lớn đến nền kinh tế và đời sống của người dânđịa phương Do vậy, việc theo dõi đánh giá chất lượng nguồn nước nói chung và nướccủa các con sông trên địa bàn tỉnh nói riêng là việc hết sức cần thiết trong chiến lượcphát triển kinh tế gắn với môi trường, hướng đến sự phát triển bền vững

Xuất phát từ những yêu cầu thực tế đó, đồ án tốt nghiệp của tôi chọn là “Khảo

gian và thời gian trong nước vùng hạ lưu sông Dinh, tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu”

Mục tiêu chính của đồ án là:

- Khảo sát sự biến đổi theo theo thời gian (từ 02/04/2013 đến 11/06/2013) và

không gian (từ thị xã Bà Rịa đến khu công nghiệp Đông Xuyên, thành phố Vũng Tàu)hàm lượng các muối dinh dưỡng P-PO43-, N-NH4 , N-NO3- trong nước vùng hạ lưusông Dinh;

- Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố tự nhiên (lượng mưa, thủy triều) và con

người (nước thải sinh hoạt, công nghiệp) đến hàm lượng muối dinh dưỡng trong nướcvùng hạ lưu sông Dinh;

- Đánh giá chất lượng nước vùng hạ lưu sông Dinh theo tiêu chuẩn chất lượng

nước mặt tại Việt Nam (QCVN 08:2008/BTNMT)

LỜI CÁM ƠN

Trong thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp, dưới sự hướng dẫn tận tình củagiáo viên hướng dẫn và được phía nhà trường tạo điều kiện thuận lợi tôi đã có một quátrình nghiên cứu, tìm hiểu và học tập nghiêm túc để hoàn thành đề tài Kết quả thuđược không chỉ do nỗ lực của cá nhân tôi mà còn có sự giúp đỡ của quý thầy cô, giađình và các bạn

Tôi xin chân thành cảm ơn:

Ban giám hiệu nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Hóa Học và Công Nghệ ThựcPhẩm đã quan tâm và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành đề tài

Cô Đặng Thị Hà: Cô đã hướng dẫn và hỗ trợ tôi hoàn thành tốt đề tài về lý luận,phương pháp và nội dung trong suốt thời gian thực hiện

Các bạn đã giúp đỡ, trao đổi thông tin, kiến thức về đề tài trong suốt quá trìnhnghiên cứu

Trong quá trình thực hiện và trình bày không thể tránh khỏi những sai sót và hạnchế, do vậy tôi rất mong nhận được sự góp ý, nhận xét phê bình của quý thầy cô và cácbạn

Kính chúc sức khỏe đến quý thầy cô và các bạn!

Vũng Tàu, ngày 12 tháng 07 năm 2013

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Văn Tới

-MỤC LỤC

Trang

LỜI MỞ ĐẦU i

LỜI CÁM ƠN iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC BẢNG vii

DANH MỤC HÌNH viii

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MUỐI DINH DƯỠNG 1

1.1 Nguồn gốc muối nitơ và photpho 1

1.1.1 Nguồn gốc muối amoni và nitrat trong tự nhiên 1

1.1.2 Nguồn gốc muối amoni và nitrat do con người 2

1.1.3 Nguồn gốc muối photphat trong tự nhiên 3

1.1.4 Nguồn gốc muối photphat do con người 4

1.2 Tác hại muối dinh dưỡng 5

1.2.1 Tác hại đối với tự nhiên 5

1.2.2 Tác hại đối với con người 6

1.3 Hàm lượng muối dinh dưỡng trong nước tại Việt Nam 6

1.4 Một số tiêu chuẩn chất lượng nước tại Việt Nam 7

1.4.1 Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt 7

1.4.2 Tiêu chuẩn chất lượng nước ven bờ 8

CHƯƠNG II: THỰC NGHIỆM 9

2.1 Đặc điểm thủy văn sông Dinh 9

2.1.1 Đặc điểm thượng nguồn 9

2.1.2 Đặc điểm hạ lưu sông Dinh 9

2.1.3 Đặc điểm khí hậu của sông Dinh 10

2.2 Vị trí, tần suất và quy trình lấy mẫu 10

2.2.1 Vị trí lấy mẫu 10

2.2.2 Tần suất lấy mẫu 13

2.3 Quy trình lấy mẫu và xử lý mẫu 13

2.3.1 Dụng cụ lấy mẫu 13

2.3.2 Cách lấy mẫu 14

2.3.3 Xử lý mẫu 15

2.4 Dụng cụ và hóa chất 15

2.4.1 Dụng cụ 15

2.4.2 Hóa chất 16

2.5 Phân tích mẫu 17

2.5.1 Phương pháp xác định muối photphat 17

2.5.1.1 Nguyên tắc xác định hàm lượng photpho trong nước 17

2.5.1.2 Pha hóa chất 17

2.5.1.3 Tiến hành thí nghiệm 19

2.5.1.4 Tính toán 22

2.5.2 Xác định amoni 22

2.5.2.1 Nguyên tắc 23

2.5.2.2 Thuốc thử 23

2.5.2.3 Tiến hành thí nghiệm 24

2.5.2.4 Tính toán kết quả 26

2.5.3 Xác định muối nitrat 26

2.5.3.1 Nguyên tắc 26

2.5.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng 27

2.5.3.3 Thuốc thử và hóa chất 27

2.5.3.4 Cách tiến hành 27

2.5.3.5 Tính toán 29

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30

3.1 Hàm lượng photphat biến đổi theo không gian và thời gian 30

3.1.1 Biến đổi hàm lượng photphat theo thời gian 30

3.1.2 Sự biến đổi hàm lượng photphat theo không gian 32

3.2 Hàm lượng amoni biến đổi theo không gian và thời gian 35

3.2.1 Sự biến đổi hàm lượng amoni theo thời gian 35

3.2.2 Sự biến đổi hàm lượng amoni theo không gian 37

3.3 Hàm lượng nitrat biến đổi theo không gian và thời gian 40

3.3.1 Sự biến đổi hàm lượng nitrat theo thời gian 40

3.3.2 Sự biến đổi hàm lượng nitrat theo không gian 42

3.4 Đánh giá chung chất lượng nước khu vực hạ nguồn sông Dinh và so sánh với một số hệ thống sông khác 44

CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 46

4.1 Kết luận 46

4.2 Một số kiến nghị 47

TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 PHỤ LỤC

DANH MỤC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Giá trị giới hạn của các thông số chất lượng nước mặt 7

Bảng 1.2 Giá trị giới hạn của các thông số trong nước biển ven bờ 8

Bảng 2.1 Một số dụng cụ cho quá trình khảo sát 15

Bảng 2.2 Một số hóa chất cho quá trình khảo sát 16

Bảng 2.3 Nồng độ và thể tích mẫu 19

Bảng 2.4 Bảng pha đường chuẩn photphat 20

Bảng 2.5 Cách xây dựng đường chuẩn amoni 25

Bảng 2.6 Cách xây dựng đường chuẩn nitrat 28

Bảng 3.1 Kết quả khảo sát hàm lượng P-PO43- 30

Bảng 3.2 Hàm lượng photphat trung bình của 2 giai đoạn 32

Bảng 3.3 Kết quả khảo sát hàm lượng N-NH4 .35

Bảng 3.4 Đánh giá hàm lượng N-NH4+ biến đổi theo thời gian 37

Bảng 3.5 Kết quả khảo sát hàm lượng N-NO3- 40

Bảng 3.6 Đánh giá hàm lượng N-NO3- biến đổi theo thời gian 42

Bảng 3.7 So sánh hàm lượng muối dinh dưỡng của vùng hạ lưu sông Dinh với sông Sài Gòn và Sông Đồng Nai 45

Bảng 4.1 Kết quả khảo sát muối dinh dưỡng 46

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 1.1 Sơ đồ nitơ trong tự nhiên 1

Hình 1.2 Sơ đồ photpho trong tự nhiên 3

Hình 1.3 Hiện tượng nước bị phú dưỡng hồ Xuân Hương 5

Hình 2.1 Vị trí lấy mẫu khảo sát 11

Hình 2.2 Sơ đồ điểm lấy mẫu vị trí 1 11

Hình 2.3 Điểm lấy mẫu số 1 11

Hình 2.4 Sơ đồ lấy mẫu vị trí số II 12

Hình 2.5 Điểm lấy mẫu số 5 13

Hình 2.6a Chuẩn bị lấy mẫu 14

Hình 2.6b Tiến hành lấy mẫu 14

Hình 2.6c Cho mẫu vào thiết bị đựng 14

Hình 2.7 Màu xác định hàm lượng photphat của từng vị trí 20

Hình 2.8 Hình ảnh màu đường chuẩn photphat 21

Hình 2.9 Đồ thị đường chuẩn photphat 21

Hình 2.10 Màu xác định hàm lượng amoni theo từng vị trí 24

Hình 2.11 Màu dãy chuẩn amoni 25

Hình 2.12 Đồ thị đường chuẩn amoni 25

Hình 2.13 Màu dãy đường chuẩn nitrat 28

Hình 2.14 Đồ thị đường chuẩn xác định nitrat 28

Hình 2.15 Màu xác định hàm lượng nitrat theo từng vị trí 29

Hình 3.1 Sự biến đổi hàm lượng P-PO43- biến đổi theo thời gian 31

Hình 3.2 Sự biến đổi hàm lượng P-PO43- theo không gian 33

Hình 3.3 Sự biến đổi hàm lượng N-NH4+ theo thời gian 36

Hình 3.4 Sự biến đổi hàm lượng N-NH4 theo không gian 38

Hình 3.5 Sự biến đổi hàm lượng N-NO3- theo thời gian 41

Hình 3.6 Sự biến đổi hàm lượng N-NO3- theo không gian 43

CHƯƠNG ITỔNG QUAN VỀ MUỐI DINH DƯỠNG

Hầu hết nitơ và photpho tồn tại trong tự nhiên dưới dạng chưa sử dụng đượcngay cho sinh giới Trong tự nhiên, do sự hoạt động của vi sinh vật, nitơ và photphođược chuyển hoá thành các muối hoà tan và được sinh vật sử dụng Sự chuyển hoá củanitơ và photpho trong môi trường phụ thuộc vào nhiều yếu tố ảnh hưởng như: pH, sựphân tầng nước, nhiệt độ, độ mặn Tuy nhiên, nếu trong nước và thực phẩm hàmlượng nitơ và photpho, đặc biệt là nitơ dưới dạng muối nitrit và nitrat cao quá sẽ gây ramột số bệnh nguy hiểm cho người

1.1 Nguồn gốc muối nitơ và photpho

1.1.1 Nguồn gốc muối amoni và nitrat trong tự nhiên

Trong khí quyển, nitơ chủ yếu tồn tại dưới dạng nitơ phân tử (N2), trong trái đất,

đa số nitơ nằm trong đá và đất Việc cung cấp nitơ và các chu trình vật chất trong tựnhiên phụ thuộc nhiều vào quá trình phân huỷ sinh học các hợp chất chứa nitơ trongmôi trường Dưới đây là sơ đồ chu trình nitơ trong tự nhiên

Toàn bộ nitơ trong chu trình nitơ sinh học diễn ra chủ yếu qua hoạt động cố địnhđạm của các vi khuẩn sống trong cây, các tảo lục và các vi khuẩn cộng sinh trong rễcủa một số loài thực vật (ví dụ Rhizobium có ở trong nốt sần của rễ một số loài họ

Hình 1.1 Sơ đồ nitơ trong tự nhiên [12]

CO 2 ; CO; SO 2 ;

NO 2 ; NO; H 2 S…

đậu) Những sinh vật này có khả năng chuyển hóa N2 thành NH4 , mặc dù chỉ chiếm

tỷ lệ nhỏ dòng nitơ trên toàn cầu, quá trình cố định đạm là nguồn cung cấp nitơ caonhất cho cả 2 nơi sống ở cạn và ở nước NH4 chỉ được các thực vật sử dụng hạn chế,hầu hết nitơ được tích luỹ dưới dạng NO3- Việc chuyển hóa nitơ gồm 4 giai đoạn:

- Amon hóa: là quá trình thủy phân protein và oxy hóa các axit amin thành NH4+

- Nitrit hóa: NH4 tự do được oxy hóa nhờ vi khuẩn sống trong cây dưới đất(Nitrosomonas) và dưới biển (Nitrosococcus) từ N3- thành N3+, cho NO2-

- Nitrat hóa: NO2- được oxy hóa tiếp do vi khuẩn Nitrobacter trong đất và nướcbiển cho NO3- (thể N5-) Dưới dạng này nitơ được các thực vật sống trên cạn và dướinước sử dụng

- Khử nitrat: trong điều kiện không có oxy (ngập úng, cặn lắng ) sẽ diễn ra quátrình khử nitrat Trong đó NO2- và NO3- được các vi khuẩn sử dụng làm chất nhậnelectron (chất gây oxy hoá) và chuyển thành N2, trả lại nitơ cho khí quyển Nitơ được

cố định gần bề mặt đất có thể bị mất do khử nitrat hóa Quá trình này xảy ra do các vikhuẩn như Pseudomonas denitrificans[1]

1.1.2 Nguồn gốc muối amoni và nitrat do con người

Ngoài quá trình hình thành theo con đường tự nhiên, lượng ion NO3-, NH4+ trongchu trình còn được tăng lên do các nhà máy sản xuất phân đạm, chất thải khu đô thị cóhàm lượng nitơ cao

Nguồn ô nhiễm nitơ trong nước bề mặt có thể từ nhiều nguồn khác nhau: côngnghiệp, nông nghiệp, hoạt động đời sống

Các ngành công nghiệp sử dụng nitrat trong sản xuất là nguồn chủ yếu gây ônhiễm nước, nitrat được thải qua nước thải hoặc rác thải Trong hệ thống ống khóichứa nhiều oxit nitơ thải vào khí quyển, gặp mưa hoặc một số quá trình biến đổi khácchúng rơi xuống dưới dạng HNO3, HNO2 Làm cho hàm lượng ion này trong nướctăng lên

Nông nghiệp hiện đại là nguồn gây ô nhiễm lớn cho nước Việc sử dụng phânbón hóa học chứa nitơ với số lượng lớn, thành phần không hợp lý, sử dụng bừa bãithuốc trừ sâu, diệt cỏ… thông qua quá trình rửa trôi, thấm, lọc… lượng nitrat và amonitrong nước mặt ngày càng lớn

Trong nước thải sinh hoạt cũng chứa một hàm lượng nitơ nhất định Việc nướcthải không được xử lý chảy vào hệ thống sông ngòi trong thành phố cũng là nguyênnhân gây ô nhiễm nước.

1.1.3 Nguồn gốc muối photphat trong tự nhiên

Phospho tồn tại trong môi trường chủ yếu dưới dạng octophotphat (PO43-) có hóatrị 5+, ở dạng này dễ được các thực vật ở cạn và ở nước hấp thụ Động vật bài tiếtlượng phospho trong thức ăn ở dạng phosphat qua nước tiểu Phospho cố định trongsinh giới được giải phóng khi bị phân huỷ do hoạt động của các vi khuẩn phosphathóa, quá trình này bẻ gãy các hợp chất phosphat hữu cơ giải phóng ra ion phosphat.Các hợp chất dễ bay hơi không tham gia vào chu trình sinh địa hóa của phospho, chutrình diễn ra trong các thành phần sinh quyển trên cạn và dưới nước, phospho có mặttrong không khí có liên quan với các chất dạng hạt

Sự chuyển hóa photpho trong tự nhiên xảy ra nhờ các quá trình hóa học và sinhhọc, mà chủ yếu là quá trình sinh học, trong đó vi sinh vật đóng vai trò quan trọng.Quần thể vi sinh vật tham gia vào quá trình chuyển hóa photpho thông qua các quátrình sau:

- Quá trình khoáng hóa hữu cơ:

Nucleoprotein → axit nucleic → H3PO4

Loxitin → glixerophotphat → H3PO4

Hình 1.2 Sơ đồ photpho trong tự nhiên [2]

- Chuyển hóa photpho do tiết ra axit hữu cơ:

Ví dụ: hòa tan AlPO4, FePO4, Ca3(PO4)2

- Huy động photpho hữu cơ bằng những vi sinh vật tự dưỡng và dị dưỡng, tích lũy photpho ở mức thấp [2].

1.1.4 Nguồn gốc muối photphat do con người

Sự có mặt của photpho trong môi trường nước do con người từ 3 yếu tố chính:nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp, nước thải nông nghiệp

Nguồn photpho quan trọng nhất trong nước thải sinh hoạt là phân, thức ăn thừa,chất tẩy tổng hợp

 Lượng photpho có nguồn gốc phân người ước tính trung bình0,6kgP/người/năm

 Lượng photpho có nguồn gốc từ chất tẩy tổng hợp ước tính0,3kgP/người/năm

 Lượng photpho có có nguồn gốc từ thức ăn thừa cũng chứa một lượngđáng kể

Nông nghiệp là nguồn gốc thải photpho ra môi trường rất lớn, vì canh tác nôngnghiệp luôn sử dụng đến phân bón, đạm, lân Vì thế phân bón trong nông nghiệp lànguyên nhân chính làm ô nhiễm nguồn nước Nước thải chăn nuôi gia cầm gia súc,chủ yếu là tắm, vệ sinh chuồng trại, nước thải từ chăn nuôi chứa lượng chất rắn chưahoàn tan lớn: phân rác rưởi, bùn đất, thức ăn thừa… hàm lượng tạp chất trong nướcthải chuồng trại cao hơn 50 – 150 lần so với mức độ ô nhiễm của thành thị, trong đóphotpho nằm trong khoảng 70 – 1750mgP/l

Ô nhiễm photpho từ sản xuất nông nghiệp chủ yếu liên quan đến ngành thựcphẩm, xi mạ, chế biến mủ cao su…

 Trong sản xuất bột giặt có khoảng 20% là chất hoạt động bề mặt, còn lại

là các phụ gia có thể là silicat và photphat Để loại trừ tính axit của bụibẩn và dầu mở trong quần áo, với photpho như natri triphotphat(Na5P3O10) sẽ tạo phức với ion Ca2+ và Mg2+:

2P3O105- + 5Ca2+ = Ca5(P3O10)2Polypotphat bị thủy phân nhanh nhờ quá trình sau:

P3O105- + 2H2O = 2HPO42- + H2PO4

- Một số ngành công nghiệp sản suất phân lân, công nghiệp thực phẩmtrong nước điều có chứa phophat [13].

1.2 Tác hại muối dinh dưỡng

1.2.1 Tác hại đối với tự nhiên

Khi trong môi trường nước chứa hàm lượng photpho và nitơ quá cao thì sẽ gây rahiện tượng phú dưỡng hay còn gọi nước nở hoa

Hình 1.3 Hiện tượng nước bị phú dưỡng của hồ Xuân Hương

Phú dưỡng là khái niệm dùng để chỉ một nguồn nước, trong đó có sự phát triển ồ

ạt của thủy thực vật mà trước tiên là vi tảo Nguyên nhân của quá trình là do nướcchứa quá nhiều chất dinh dưỡng đạm, lân Trong tự nhiên với hàm lượng P-PO43- lớnhơn 0,03 mg/l và N-NH4+ lớn hơn 0,2 mg/l sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng[11]

Trong giai đoạn phát triển nguồn nước giàu oxy, do vào ban ngày quá trình quanhợp của tảo diễn ra mãnh liệt, khi quan hợp tảo hấp thụ khí CO2 hoặc HCO3- trongnước và nhả khí oxy, làm pH tăng nhanh và nồng độ oxy tan trong nước ở mức siêubão hòa, có thể lên đến 20mg/l Song song với quá trình quang hợp là quá trình hô hấp(phân hủy chất hưu cơ để tạo ra năng lượng, ngược với quá trình quang hợp) Trongquá trình hô hấp tảo thải khí CO2 là tác nhân làm giảm pH trong nước, vào ban đêmquá trình hô hấp diễn ra mạnh mẽ sẽ làm giảm oxy và đến giai đoạn tảo chết sẽ làmcạn kiệt oxy [1]

Trong nước tảo sử dụng cacbondioxit, nitơ, photphat và các chất dinh dưỡngkhác, tảo lại là thức ăn của động vật phù du, một số cá nhỏ ăn động vật phù du, và cálớn thì ăn cá bé, chúng tạo thành chuỗi thức ăn kép kín Nhưng khi nồng độ nitơ vàphotpho cao sẽ làm rong tảo phát triển mạnh (phú dưỡng) tạo ra khối lượng lớn đếnmức các loài động vật phù du không thể tiêu thụ hết, dẫn đến làm đục nước, đặc biệt làcác nguồn nước tù (ao, đầm) Khi đó việc phân hủy tảo sẽ tạo ra mùi, chất cặn, gâytình trạng thiếu oxy trong nước, phá vỡ chuỗi thức ăn, giảm chất lượng nước, sinh ranhiều chất độc trong nước như NH4 , H2S, CO2, CH4… Tiêu diệt nhiều sinh vật có íchtrong nước

1.2.2 Tác hại đối với con người

Khi xử lý nitơ không tốt, các hợp chất nitơ sẽ đi vào chuỗi thức ăn hay trongnước cấp có thể gây một số bệnh nguy hiểm Nitrat làm thiếu vitamin, và có thể kếthợp với amin tạo thành nitơsamin là nguyên nhân ung thư ở người cao tuổi Trẻ sơsinh, đặt biệt nhạy cảm với nitro lọt vào sữa mẹ hoặc qua nước để pha sữa Khi lọt vào

cơ thể nitrat chuyển thành nitrit thì rất nguy hiểm

Với mật độ rong tảo cao, chất lượng nước sẽ bị suy giảm, gây ảnh hưởng đếncông tác cấp nước sinh hoạt (lắng lọc nước rất khó khăn), gây ảnh hưởng mỹ quan vàtrở ngại du lịch, thể thao trong nước

1.3 Hàm lượng muối dinh dưỡng trong nước tại Việt Nam

Vào mùa cạn (tháng 12 đến tháng 4 ở miền Bắc và tháng 4 đến tháng 8 ở miềnTrung) hàm lượng các muối dinh dưỡng đều giảm thấp Tổng lượng nitơ và photphokhông vượt quá 0,02 – 0,22mg/lít.[14]

Mùa mưa lượng hàm lượng nitơ và photpho và các chất hữu cơ tăng dần do cónhiều nguồn bổ xung: nước mưa; phân xác từ trong lưu vực bị nước cuốn trôi vào

Đối với những hồ chứa nước loại lớn và vừa hàm lượng muôi dinh dưỡng thayđổi theo độ sâu rất rõ rệt Nếu so sánh giữa các tầng nước trong hồ ở các độ sâukhác nhau: 0,5m; 5,0m; 10m; 15m và 20m thì hàm lượng NH4+ tăng lên từ trênmặt xuống độ sâu 20m là 5 – 6% [14] Như vậy ta có thể xem vùng nước sâu như làmột kho dự trữ muối dinh dưỡng, lượng muối dinh dưỡng này sẽ bổ sung dần chomuối dinh dưỡng ở tầng mặt luôn bị mất đi do thủy sinh vật sử dụng Việc bổ

sung muối dinh dưỡng này được thực hiện thông qua các dòng đối lưu của cáctầng nước

 Sự biến động hàm lượng của muối dinh dưỡng ở các khu vực

Đối với các hồ chứa nước loại vừa và lớn hàm lượng các muối dinh dưỡng vàvật chất hữu cơ còn thay đổi theo các khu vực rất rõ Ở khu vực thượng lưu và ởnhững vùng hồ gần rừng rậm, vùng gần khu dân cư phân bố có nhận được nguồn nướcthải sinh hoạt thì hàm lượng muối dinh dưỡng và mùn bã hữu cơ bao giờ cũng cao hơn

so với các vùng khác

Sự thay đổi hàm lượng muối dinh dưỡng và vật chất hữu cơ trong hồ sẽ kéo theo

sự phân bố tự nhiên của các thủy sinh vật, đặc biệt là các loài sinh vật làm thức ăn chocá

1.4 Một số tiêu chuẩn chất lượng nước tại Việt Nam

1.4.1 Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt

Quy chuẩn này áp dụng để đánh giá và kiểm soát chất lượng của nguồn nướcmặt, làm cắn cứ cho việc bảo vệ và sử dụng nước một cách phù hợp

Bảng 1.1 Giá trị giới hạn của các thông số chất lượng nước mặt

Ghi chú: Việc phân hạng nguồn nước mặt nhằm đánh giá và kiểm soát chất lượng

nước, phục vụ cho các mục đích sử dụng nước khác nhau:

A1 – Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt và các mục đích khác như loại A2, B1 và B2

A2 – Dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp, bảo tồn động vật thủy sinh, hoặc các mục đích sử dụng như loại B1 và B2

B1 - Dùng cho mục đích tưới tiêu thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự hoặc các mục đích sử dụng như loại B2.

B2 - Giao thông thủy và các mục đích khác với yêu cầu nước chất lượng thấp.

1.4.2 Tiêu chuẩn chất lượng nước ven bờ

Nước biển ven bờ là nước biển ở vùng vịnh, cảng và những nơi cách bờ trongvòng 03 hải lí (khoảng 5,5 km)

Quy chuẩn này áp dụng để đánh giá và kiểm soát chất lượng của vùng nước biểnven bờ, phục vụ mục đích thể thao, giải trí dưới nước, nuôi trồng thủy sản và các mụcđích khác

Bảng 1.2 Giá trị giới hạn của các thông số trong nước biển ven bờ

( Trích QCVN 10 : 2008/BTNMT )

Giá trị giới hạn Vùng nuôi

trồng thủy sản, bảo tồn thủy sản

Vùng bãi tắm, thể thao dưới nước

Các nơi khác

CHƯƠNG IITHỰC NGHIỆM

2.1 Đặc điểm thủy văn sông Dinh

Sông Dinh là con sông ngắn, với chiều dài 40 km, nằm toàn bộ trong tỉnh Bà Rịa– Vũng Tàu, sông Dinh có 18 cảng gồm 9 cảng biển và 9 cảng nội địa Hiện nay consông bị ô nhiễm do chủ phương tiện hàng hải xả dầu cặn nhớt ra sông cùng với sự sinhhoạt của người dân

Do lưu vực sông nhỏ, độ dài ngắn nên tổng lượng dòng chảy năm của sông Dinhkhông lớn Dòng chảy bị chi phối mạnh bởi lượng mưa, mặt khác lượng mưa biếnđộng giữa các tháng và năm, nên dòng chảy không ổn định

2.1.1 Đặc điểm thượng nguồn

Sông Dinh được bắt nguồn từ vùng núi cao Châu Thành gồm trên 10 chỉ lưunhập lại Như phụ lưu đầu nguồn bên hữu ngạn suối Châu Pha, Mù U, Giao Kèo, bên

tả ngạn có suối đá đen, Chà Răng, Gia Lốp Thượng lưu sông Dinh là sông Soài SôngDinh chảy qua thị trấn Bà Rịa và đổ ra Vịnh Gành Rái Trên sông Dinh có nhiều đậpdâng (sông Soài, sông Dinh 1, sông Dinh 2), hồ chứa (Kim Long, Gia Hoét),… nướcđược tích lại sau mùa mưa dùng để tưới cây và sinh hoạt.[4]

Khu vực thượng nguồn sông Dinh dân cư thưa thớt, có nhiều hồ và là khu vựcnước ngọt, nên khu vực này chủ yếu hoạt động nông nghiệp, vì vậy nguồn nước sôngDinh ở khu vực này chịu ảnh hưởng lớn bởi thành phần hóa học từ nông nghiệp

2.1.2 Đặc điểm hạ lưu sông Dinh

Ngược với thượng nguồn, hạ lưu sông Dinh dân cư tập trung đông đúc, nước bịnhiễm mặn do bị nhập mặn bởi nước biển Bên cạnh đó ven sông có rất nhiều khucông nghiệp, nhà máy… Hoạt động dân cư ven sông chủ yếu là đánh bắn và nuôi thủy,hải sản Vì vậy nước sông Dinh ở khu vực này chịu ảnh hưởng lớn bởi nước thải sinhhoạt của con người và trong sản xuất công nghiệp

Nước hạ lưu sông Dinh thuộc loại bán nhật triều, mỗi ngày đều có hai lần thuỷtriều lên xuống Biên độ triều lớn nhất là 4 – 5m

2.1.3 Đặc điểm khí hậu của sông Dinh

Khí hậu tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới - đại dương vàgió mùa nóng ẩm với các đặc trưng: mặt bằng nhiệt – ẩm cao, chia 2 mùa rõ rệt, giólớn nhưng không có bão Các yếu tố đặc trưng khí tượng như sau:

- Nhiệt độ không khí:

+ Nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 25,8oC;

+ Nhiệt độ tối cao 36,2oC;

Vị trí số I (điểm lấy mẫu số 1) mẫu được lấy tại cầu sông Dinh tại thị xã Bà Rịa,tại vị trí này, nước sông chịu ảnh hưởng của một số nhà máy công nghiệp, và nướcthảy trực tiếp của người dân, và hoạt động nông nghiệp ở khu vực trước đó.

Vị trí số II:

Hình 2.2 Sơ đồ điểm lấy mẫu vị trí 1 Hình 2.3 Điểm lấy mẫu số 1

Tại đây Sông Dinh được chia làm hai ngã, một ngã đổ về khu công nghiệp ĐôngXuyên (thành phố Vũng Tàu), còn một nhánh đổ về cửa Lấp Vậy ở vị trí này nướcsông sẽ bị ảnh hưởng bởi hai dòng chảy Ở vị trí này tôi lấy mẫu 3 điểm như sau:

nhánh sông từ cửa Lấp đổ vào Điểm số 3 tại nhánh sông Dinh đổ ra cửa Lấp Điểm số

4 là vị trí sông Dinh sau khi giao với nhánh sông từ cửa Lấp

 Vị trí số III:

Vị trí số III (điểm lấy mẫu số 5) là cửa của Sông Dinh và cũng là tại khu côngnghiệp Đông Xuyên của thành phố Vũng Tàu, nên địa điểm này chịu ảnh hưởng chủyếu của khu công nghiệp Song vị địa điểm số 1 tiếp xúc trực tiếp với nước biển nênthành phần nước bị ảnh hưởng rất lớn bởi nước biển

Hình 2.4 Sơ đồ lấy mẫu vị trí số II

Hình 2.5 Điểm lấy mẫu số 5

2.2.2 Tần suất lấy mẫu

Mẫu nước được lấy hàng tuần trong giai đoạn từ 02/04/2013 đến 11/06/2013 tạimỗi điểm khảo sát Như vậy trong khoảng thời gian khảo sát số lần lấy mẫu là 11 lần

2.3 Quy trình lấy mẫu và xử lý mẫu

2.3.1 Dụng cụ lấy mẫu

Cần chú ý đến vấn đề tránh nhiễm bẩn, hoặc bị mất mát các chất ở lượng rất nhỏ

do hấp phụ, cần dùng các bình chứa thủy tinh hoặc các vật liệu nhựa polime

Các bình polyetylen, polyropylen, polycacbonat và thuỷ tinh là thích hợp cho hầuhết các tình huống lấy mẫu Các bình thuỷ tinh có ưu điểm là mặt trong của chúng dễnhìn thấy và chúng có thể được khử trùng trước khi dùng lấy mẫu vi sinh vật

Cần dùng bình thuỷ tinh khi muốn phân tích các chất hữu cơ, trong khi đó cácbình polyetylen nên dành để đựng mẫu xác định những chất chính có trong thuỷ tinh(thí dụ natri, kali, bo, silic) và mẫu xác định vết các kim loại Tuy nhiên các bìnhpolyetylen có thể là không thích hợp cho một số mẫu xác định vết kim loại (như thuỷngân) và chỉ nên dùng chúng nếu các phép thử sơ bộ chỉ ra những mức độ ô nhiễmchấp nhận được [9]

Trước khi lấy mẫu cần rửa thiết bị lấy mẫu nhiều lần tại nơi lấy mẫu bằng mẫunước cần lấy.

Hình 2.6c Cho mẫu vào thiết bị đựng Hình 2.6a Chuẩn bị lấy mẫu Hình 2.6b Tiến hành lấy mẫu

Cần phải lấy mẫu cho đầy thiết bị, tránh còn nhiều không khí trong thiết bị, đểgiảm bớt sự tiếp xúc mẫu với không khí, và đảo trộn trong quá trình vận chuyển.

2.4 Dụng cụ và hóa chất

2.4.1 Dụng cụ

Để thực hiện được đề tài cần một số dụng cụ như sau:

Bảng 2.1 Một số dụng cụ cho quá trình khảo sát

Ống nghiệm Trường đại học Bà Rịa –Vũng TàuPipet: 0,5; 1, 5, 10 (ml) Trường đại học Bà Rịa –Vũng TàuBình định mức: 25, 50, 100, 500 ml Trường đại học Bà Rịa –Vũng TàuBecher: 50, 100, 500, 1000 ml Trường đại học Bà Rịa –Vũng Tàu

Phiểu lọc (lớn) Trường đại học Bà Rịa –Vũng TàuĐũa thủy tinh Trường đại học Bà Rịa –Vũng TàuỐng sinh hàn Trường đại học Bà Rịa –Vũng TàuBếp gia nhiệt Trường đại học Bà Rịa –Vũng TàuMáy sấy Trường đại học Bà Rịa –Vũng TàuCân phân tích (4 số) Trường đại học Bà Rịa –Vũng Tàu

Cuvet Trường đại học Bà Rịa –Vũng TàuMáy đo pH Trường đại học Bà Rịa –Vũng TàuThùng xốp (bảo quản mẫu, hóa chất) Trường đại học Bà Rịa –Vũng TàuMáy đo quang phổ (1200 nm)

Model: GENESYL 10UV Trường đại học Bà Rịa –Vũng Tàu

2.4.2 Hóa chất

Trong qua trong trình khảo sát sử dụng một số hóa chất như sau:

Bảng 2.2 Một số hóa chất cho quá trình khảo sát

Tên hóa chất Công thức Trạng thái Xuất xứ

Brucine – sulfanilic C23H26N2O4)H2SO4.7H2O Rắn Trung quốcAxit sulfanilic (NH2C6H4SO3H.H2O) Rắn Trung quốc

2.5 Phân tích mẫu

2.5.1 Phương pháp xác định muối photphat

Hiện nay có một số phương pháp xác định P-PO43- như sau:

- TCVN 2322-78, phương pháp xác định hàm lượng tạp chất photphat (trongdung dịch không màu);

- TCVN 6202-2008, ISO 6878-2004, chất lượng nước – xác định photpho –phương pháp đo phổ dùng amoni molipdat.

Trong các phương pháp xác định photphat trên điều có chung nguyên tắc là dựavào phản ứng photphat với thuốc thử để tạo ra màu xanh (xanh molipdat), nhưng khácnhau về chất khử phức của hợp chất phophat Trong luận văn này tôi phân tích

photpho bằng phương pháp “TCVN 6202-2008, ISO 6878-2004, chất lượng nước –

xác định photpho – phương pháp đo phổ dùng amoni molipdat” Bởi vì phương pháp

này có những yếu tố thuận lợi như sau:

+ Hóa chất dễ mua và rẻ

+ Dụng cụ và thiết bị tại phòng thí nghiệm của trường có đủ

+ Thao tác thực hiện dễ dàng

+ Phạm vi sử dụng của phương pháp được áp dụng rộng rãi

2.5.1.1 Nguyên tắc xác định hàm lượng photpho trong nước

Phản ứng giữa ion octophotphat và một dung dịch axit chứa molipdat và ionantimon tạo ra phức chất antimony phosphomolidat Khử phức chất bằng axit ascorbictạo thành phức chất molipden màu xanh đậm Đo độ hấp thụ của phức chất để xác địnhnồng độ octophosphat

Xác định polyphosphate và một số hợp chất phosphor hữu cơ bằng thủy phânchúng với axit sulfuric để chuyển sang dạng octophosphat phản ứng với moliopdat

2.5.1.2 Pha hóa chất

 Dung dịch axit sunfuric, H 2 SO 4

- Nồng độ 9M: Cho 500ml nước vào cốc 2 lít Thêm cẩn thận 500ml H2SO4 (ρ=1,84g/ml), vừa khuấy vừa làm lạnh

- Nồng độ 4,5 M: Cho 500ml nước vào cốc 2 lít Thêm cẩn thận 500ml H2SO49M, vừa khuấy vừa làm lạnh

- Nồng độ 2M: Cho 500ml nước vào cốc 1lít Thêm cẩn thận 100ml H2SO49M.Khuấy đều và để nguội Pha loãng với nước trong bình định mức đến 500ml và trộnđều

Hòa tan 10g C6H8O6 trong 100ml nước Bảo quản dung dịch trong lọ thuỷ tinhnàu nâu và giữ lạnh.

 Molipdat trong axit

Hòa tan 13g amoni heptamolipdat [(NH4)6MoO.4H2O] trong 100ml nước Hòatan 0,35g antimony kali tartrat [K(SbO)C4H4O6.1/2H2O] trong 100ml nước

Cho dung dịch molipdat vào 300ml dung dịch H2SO49 M, khuấy liên tục Thêm

dung dịch tartrat và trộn đều

 Dung dịch Natri thiosulphat pentahydrat, ρ=12g/l

Hòa tan 1,2g ± 0,05g Natri thiosulphat pentahydrat Na2S2O3.5H2O trong 100ml ±

5ml nước Thêm 0,05g ± 0,005g Na2CO3 làm chất bảo quản

 Dung dịch chuẩn gốc octophosphat, ρ P=50mg/l

Sấy khô vài gam KH2PO4 tới khối lượng không đổi ở 105oC Hòa tan 0,2197 ±

0,0002g KH2PO4 trong khoảng 800ml ±10ml trong bình định mức 1000ml Thêm 10ml

±0,5ml H2SO44,5 M và thêm nước tới vạch.

Bảo quản trong bình nút thủy tinh kín ở 4oC

 Dung dịch chuẩn octophosphat,ρ P= 2 mg/l

Dùng pipet lấy 20ml ±0,01ml dung dịch chuẩn gốc octophosphat cho vào bìnhđịnh mức 500ml Thêm nước tới vạch và trộn đều Chuẩn bị dung dịch trong ngàyphân tích

 Dung dịch chuẩn octophosphat,ρ P= 0,8 mg/l

Dùng pipet lấy 40ml ±0,01ml dung dịch octophosphatρ P= 2 mg/l cho vào bìnhđịnh mức 100ml Thêm nước tới vạch và trộn đều Chuẩn bị dung dịch trong ngàyphân tích

2.5.1.3 Tiến hành thí nghiệm

 Phần mẫu thử

Lọc mẫu trong vòng 4h sau khi lấy mẫu tại nhiệt độ phòng

Rửa sạch màng lọc có kích thước lỗ 0,45μmm bằng cách cho 200ml nước ấm từ

30-40oC chảy qua để loại phosphate

Loại bỏ phần nước rửa, lọc mẫu qua màng lọc và đổ bỏ 10ml dịch lọc đầu tiên.Lấy phần dịch lọc còn lại cho vào bình thủy tinh để xác định ngay octophosphat

Nếu dịch lọc có pH ngoài khoảng 3-10, điều chỉnh bằng dung dịch NaOH 2Mhoặc dung dịch H2SO4 2M.

Thời gian lọc không quá 10 phút

 Chuẩn bị mẫu thử

Theo phương pháp xác định, mẫu thử được chuẩn bị như sau:

Bảng 2.3 Nồng độ và thể tích mẫu Nồng độ octophosphat,

Hình 2.7 Màu xác định hàm lượng photphat của từng vị trí

Tiến hành thực hiện với 6 ống nghiệm như sau:

Bảng 2.4 Bảng pha đường chuẩn photphat

Chú ý: Có thể thay đổi nồng độ photpho khi xây dựng đường chuẩn, để cho phù

hợp với hàm lượng photpho trong mẫu phân tích.

Hình 2.8 Hình ảnh màu đường chuẩn photphat

Từ số liệu bảng 2.4 ta vẽ được đồ thị đường chuẩn tương ứng như sau:

0.000.050.100.150.200.250.30

0.35

f(x) = 0.4 x R² = 1

Hình 2.9 Đồ thị đường chuẩn photphat

Từ đồ thị ta có phương trình có dạng y = 0,403.x làm đường chuẩn để xác địnhhàm lượng photpho cho quá trình khảo sát Mỗi đường chuẩn chỉ xác định hàm lượngmuối photpho cho một mẫu, vì vậy mỗi lần lấy mẫu thì phải lập lại một đường chuẩn

Chú ý: nếu mẫu có asenat thì khử asenat như sau:

Dùng pipet chuyển nhiều nhất là 40ml mẫu thử vào bình định mức 50ml Thêm0,4ml dung dịch H2SO44,5 M, 1ml dung dịch axit ascorbic và 1ml dung dịch Natri thiosulphat, khuấy và để trong 10 phút.

Thêm 2ml Dung dịch II, Thêm nước tới vạch, khuấy đều tiến hành đo phổ Phải

đo mẫu trong vòng 10 phút, nếu không mẫu sẽ nhạt màu

Vmax là thể tích mẫu (sau khi pha)

VS là thể tích thực của mẫu thử

Vì mẫu có hàm lượng photphat 0 – 0,8 mg/l nên khi đo không cần phải pha mẫu

vì vậy Vmax = VS

2.5.2 Xác định amoni

Amoni có nhiều phương pháp xác định như sau:

- Xác định hàm lượng tạp chất amoni bằng thuốc thử Netsle-Vincle

Nguyên tắc phương pháp này dựa trên phản ứng của amoniac trong môi trườngkiềm phản ứng với thuốc thử Netle tạo thành phức có màu từ vàng đến nâu, phụ thuộcvào hàm lượng amoniac có trong nước Đo ở bước sóng trong khoảng 400 – 500nm

- TCVN 5988:1995, chất lượng nước – xác định amoni – phương pháp chưng cất

và chuẩn độ

Nguyên tắc của phương pháp này như sau: điều chỉnh pH của mẫu thử đếnkhoảng 6,0 – 7,4, thêm mage oxit để tạo môi trường kiềm yếu, chưng cất amoniacđược giải phóng và thu vào bình chứa có sẵn dung dịch axit boric Chuẩn độ amonitrong phần cất được bằng dung dịch chuẩn axit boric/chỉ thị

- TCVN 6179-1:1996, chất lượng nước – xác định amoni Phần 1: phương pháptrắc phổ thao tác bằng tay

Trong các phương pháp trên thì trong luận văn này tôi phân tích amoni bằng

phương pháp “TCVN 6179-1:1996, chất lượng nước – xác định amoni Phần 1:

phương pháp trắc phổ thao tác bằng tay”.

2.5.2.1 Nguyên tắc

Đo quang phổ ở bước sóng 655nm của hợp chất màu xanh được tạo bởi phản ứngcủa amoni vơi salixylat và ion hypoclorit có sự tham gia của natri nitroisopentaxyanosắt (III), các ion hypoclorit được tạo trong situ bằng cốc thủy phân kiềm N,N’- dicloro– 1,3,5 – triazin 2,4,6 (1H, 3H, 5H) trion

2.5.2.2 Thuốc thử

 Nước cất:

Nước cất không chứa amoni được chuẩn bị bằng phương pháp sau đây:

- Phương pháp chưng cất: Thêm 0,1ml axit sunfuric đậm đặc vào 1000ml nước

cất và cất lại trong thiết bị chưng cất bằng thủy tinh Loại bỏ 50ml nước cất đầu, vàsau đó thu dịch cất trong lọ thủy tinh có nút bằng thủy tinh đậy kính

 Pha thuốc thử màu

Hoà tan 130g natri salixylat (C7H6O3Na) và 130g trinatri xytrat ngậm hai phân tửnước ((C6H5O7Na3.2H2O) vào nước cất trong bình định mức 1000ml Thêm nước đếnkhoảng 950ml sau đó thêm 0,970g natri nitroisopentaxyano sắt (III) 2 phân tử nước[natri nitroprusiat, {Fe(CN)5NO}Na2.2H2O} vào dung dịch Hòa tan chất rắn trongdung dịch sau đó thêm nước tới vạch

Bảo quản trong lọ thủy tinh hổ phách

 Pha dung dịch natri dicloroisoxynurat

Hòa tan 32g natri hydroxit trong 500ml nước cất, làm nguội dung dịch đến nhiệt

độ phòng và thêm 2g natri dicloroisoxynurat 2 phân tử nước {(C3N3O3Cl2Na.2H2O)vào dung dịch Hòa tan chất rắn và chuyển toàn bộ sang bình định mức 1000ml, thêmnước tới vạch Bảo quản trong lọ thủy tinh hổ phách

 Nitơ dạng amoni dung dịch chuẩn

Hòa tan 3,819g amoni clorua (đã được sấy khô ở 105oC ít nhất 2 giờ) vào khoảng800ml nước cất trong bình định mức 1000ml, pha loãng nước đến vạch

 Dung dịch chuẩn nitơ dạng amoni

Dùng pipet lấy 1ml dung dịch nitơ chuẩn ở trên cho vào bình định mức 100ml, pha loãng bằng nước đến vạch

2.5.2.3 Tiến hành thí nghiệm

 Phần mẫu thử

Theo tiêu chuẩn thì thể tích mẫu thử lớn nhất là 40ml có thể sử dụng xác địnhnồng độ nitơ dạng amoni tới 1mg/l Để quá trình làm nhanh hơn ta dùng 10ml mẫu thửtương ứng với lượng thuốc tạo màu là ¼ lần so với tiêu chuẩn

Đối với mẫu thử có hàm lượng amoni lớn có thể sử dụng mẫu thử nhỏ hơn chophù hợp, các mẫu thử nghiệm có chất lơ lửng lắng hoặc lọc qua bông thủy tinh

Dùng pipet lấy 10ml mẫu thử vào ống nghiệm

 Tạo hợp chất hấp thụ

Thêm 1ml thuốc thử màu và lắc kỹ sau đó thêm 1ml dung dịch natridicloroisoxyanurat và lắc kỹ

Đặt vào tủ ấm giữ nhiệt độ khoảng 25oC

Hình 2.10 Màu xác định hàm lượng amoni theo từng vị trí

 Đo phổ

Sau ít nhất 60 phút, lấy bình ra khỏi tủ ấm và đo độ hấp thụ của dung dịch tạibước sóng 655nm bằng máy đo quang (GENESYL 10UV)

 Vẽ đồ thị đường chuẩn

Ta cũng tiến hành với 6 ống nghiệm như sau:

Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa Học 24 Khoa Hóa Học và Công nghệ thực

Bảng 2.5 Cách xây dựng đường chuẩn amoni

Hình 2.11 Màu dãy chuẩn amoni

Từ số liệu bảng 2.5 ta vẽ đồ thị đường chuẩn amoni như sau:

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 0

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7

0.8

f(x) = 0.71 x R² = 1

Hình 2.12 Đồ thị đường chuẩn amoni

Chú ý: có thể thay đổi số nồng độ khi pha đường chuẩn, để phù hợp với mẫu

phân tích.

Mỗi đường chuẩn chỉ xác định một mẫu tại thời điểm pha đường chuẩn, vì vậy mỗi lần lấy mẫu thì ta phải xây dựng lại đường chuẩn để xác định.

2.5.2.4 Tính toán kết quả

 Phương pháp tính

Trong quá trình đo mẫu trắng chúng tôi đã mặt định có độ hấp thụ quang là 0nm,

vì vậy hàm lượng amoni được tính trực tiếp từ đường chuẩn như sau:

N-NH4+ (mg/l) = As/fTrong đó: As là độ hấp thụ của dung dịch thử;

f là hàm số độ dốc đồ thị hiệu chuẩn

2.5.3 Xác định muối nitrat

Hàm lượng muối nitrat trong nước có nhiều phương pháp xác định như:

- TCVN 7323-1:2004, ISO 7890-1:1986, chất lượng nước – xác định nitrat –phần 1: phương pháp đo phổ dùng 2,6-dimethylphenol

Nguyên tắc của phương pháp này là dựa trên phản ứng của nitrat 2,6 –dimetylphenol với sự tham gia của axit sunfuric và phosphoric tạo ra 4 – nitro – 2,6 –dimetylphenol Đo độ hấp thụ của sản phẩm sinh ra bằng quang phổ kế ở bước sóng324nm

- TCVN 4562:1988 – nước thải – Phương pháp xác định hàm lượng nitrat

Nguyên tắc của phương pháp này là dựa trên phản ứng nitrat với salixylat trongmôi trường axit cho một phức có màu vàng của muối axit nitrosalixylat Sản phẩm đoquang phổ kế ở bước sóng 410nm

- Phương pháp xác định nitrat theo EPA (Environmental Protection Agency), của

Cơ Quan Bảo Vệ Môi trường Hoa Kỳ

Trong luận văn tốt nghiệp này tôi xác định hàm lượng nitrat theo “phương pháp

xác định nitrat theo EPA”

Tất cả các tác nhân oxy hóa và khử mạnh điều ảnh hưởng sự có mặt của tác nhânoxy hóa có thể kiểm tra bằng nồng độ clo.

Các cation sắt, mangan gây sai số nhẹ nhưng nếu nồng độ ít hơn 1mg/l thì khôngđáng kể

Nhiệt độ không điều của mẫu và chuẩn trong suốt thời gian phản ứng sẽ cho kếtquả không đồng điều

2.5.3.3 Thuốc thử và hóa chất

Nước cất không chứa nitrit và nitrat để pha thuốc thử và dung dịch chuẩn

Dung dịch NaCl 30%: hòa tan 300g NaCl trong nước cất rồi định mức đến 1 lít.Dung dịch H2SO4 4:1: rót 500ml H2SO4 đậm đặc vào 125ml nước cất làm nguộinhanh và đậy nắp tránh sự hấp thụ độ ẩm từ không khí

Thuốc thử Brucine – sulfanilic: hòa tan 1g Brucine – sulfanilic(C23H26N2O4)H2SO4.7H2O và 0,1g axit sulfanilic (NH2C6H4SO3H.H2O) trong 70mlnước cất nóng Thêm vào 3ml HCl đậm đặc, làm nguội và lắc đều định mức thành100ml Bảo quản trong chai màu nâu ở 5oC

Dung dịch chuẩn gốc KNO3: 1ml = 0,1mg N-NO3 Hòa tan 0,7218g KNO3 trongnước cất và định mức thành 1 lít

Bảo quản bằng cách thêm vào 2ml dung dịch chlorofom trong 1 lít

Dung dịch chuẩn N-NO3-: 1ml = 0,001mg N-NO3- Pha loãng 10 ml dung dịchchuẩn gốc KNO3 vào bình định mức 1 lít Chuẩn bị hàng tuần

Axit acetic 1:3: Hòa tan 1 thể tích axit acetic đậm đặc với 3 thể tích nước cất.Dung dịch NaOH 1N: hòa tan 40g NaOH trong 1000ml nước cất

2.5.3.4 Cách tiến hành

Hút 10ml nước cất làm mẫu trắng, có thể dùng mẫu không có thuốc thử Brucine – sulfanilic để làm mẫu trắng

 Xây dựng đường chuẩn:

Ta cũng tiến hành thực nghiệm với 6 ống nghiệm như sau:

Bảng 2.6 Cách xây dựng đường chuẩn nitrat

Hình 2.13 Màu dãy đường chuẩn nitrat

Từ số liệu bảng 2.6 ta vẽ đồ thị đường chuẩn nitrat như sau:

0.00 0.25 0.50 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 0.00

0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45

0.50 f(x) = 0.24 x R² = 1

Hình 2.14 Đồ thị đường chuẩn xác định nitrat

Chú ý: có thể thay đổi số nồng độ khi pha đường chuẩn, để phù hợp với mẫu

Hút 10ml mẫu vào ống thủy tinh, nếu mẫu có nồng độ Nitrat lớn, cần pha loãngtrước khi tiến hành.

Hút 10 ml dung dịch H2SO4 4:1 vào các ống thủy tinh và trộn đều Cho các ốngvào bể làm lạnh để cân bằng nhiệt

Cho 0,5ml thuốc thử Brucine – sulfanilic vào mỗi ống, khuấy nhẹ cẩn thận, sau

đó để vào nồi đun cách thủy 100oC trong vòng 25 phút

Chuyển các ống thủy tinh từ bể nước nóng sang bể nước lạnh để cân bằng nhiệt

độ (20–25oC)

Hình 2.15 Màu xác định hàm lượng nitrat theo từng vị trí

 Đo mẫu:

Đo độ hấp thụ quang của mẫu so với mẫu trắng ở bước sóng 410 nm bằng máy

đo quang (GENESYL 10UV)

CHƯƠNG IIIKẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Hàm lượng photphat biến đổi theo không gian và thời gian

3.1.1 Biến đổi hàm lượng photphat theo thời gian

Kết quả hàm lượng photphat khảo sát được, được trình bày trong bảng 3.1 vàhình 3.1

Bảng 3.1 Kết quả khảo sát hàm lượng P-PO 4 3- , mg/l Ngày