KHÍ QUY Ể N
VII.1. Một số khái niệm cơ bản về nồng độ và các đơn vị đo
Nồng độ phần trăm (C%) : số gam chất tan có trong 100 gam dung dịch.
C% =
mct Mct + mdm
x100
mct: khối lượng chất tan (g) mdm: khối lượng dung môi (g)
mct + mdm = mdd : khối lượng dung dich (g)
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
VII.1. Một số khái niệm cơ bản về nồng độ và các đơn vị đo (tt)
Nồng độ mol (CM): số mol chất tan trong 1L dung dịch.
CM =
n V
mct Mct . V
=
n: số mol chất tan (mol) V: thể tích dung dịch (L) mct: khối lượng chất tan (g)
Mct: phân tử lượng chất tan (g/mol) CM: mol/L
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
VII.1. Một số khái niệm cơ bản về nồng độ và các đơn vị đo (tt)
Nồng độ đương lượng (CN): số đương lượng gam chất tan có trong 1L dung dịch
CN =
n V
mct Nct . V
=
n: số đương lượng gam chất tan (đlg) V: thể tích dung dịch (L)
mct: khối lượng chất tan (g)
Mct: đương lượng gam chất tan (g/đlg) CM: đlg/L
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
VII.1. Một số khái niệm cơ bản về nồng độ và các đơn vị đo (tt)
Độ chuẩn (T): hay còn gọi là nồng độ khối lượng, là số gam (hoặc mg) chất tan có trong 1L dung dịch
T = V
mct
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
VII.1. Một số khái niệm cơ bản về nồng độ và các đơn vị đo (tt)
ppm: phần triệu thể tích (part per million) ppb: phần tỉ thể tích (part per billion)
Nồng độ của chất ô nhiễm không khí được biểu thị bằng các đơn vị:
μg/m3; mg/l; mg/m3; g/m3; ppm; ppb
Chuyển đổi đơn vị từ ppm sang mg/m3
- ở 25°C và 1 atm (760mmHg): mg/m3 = ppm . M/24,46 - ở 0°C và 1 atm (760 mmHg): mg/m3 = ppm . M/22,40
VII.2. Các phương pháp xác định SO2 trong không khí
a. Phương pháp chủ động
Không khí Bơm hút Dung dịch, giấy lọc
chất mang rắn Giải hấp Phân tích
Kết quả
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
1. Phương pháp OSHA ID-104
Nguyên tắc: không khí được hấp thụ vào dung dịch H2O2 0,3%.
Hydrogen peroxide oxi hoá sulfur dioxide thành acid sulfuric theo phản ứng sau:
SO2 + H2O2 → H2SO4
VII.2. Các phương pháp xác định SO2 trong không khí (tt)
a. Phương pháp chủ động
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
Phân tích nồng độ mẫu bằng phương pháp sắc kí ion với đầu dò độ dẫn dưới dạng ion sulfate.
SO42-
m : khối lượng ion SO42- trong dung dịch mẫu (μg)
Cdd: nồng độ dung dịch mẫu xác định từ đường chuẩn (μg/ml) Vdd: thể tích dung dịch mẫu (ml)
C0: nồng độ dung dịch mẫu trắng (μg/ml) V0: thể tích dung dịch mẫu trắng (ml)
SO42-
m = Cdd.Vdd - C0.V0
1. Phương pháp OSHA ID-104
VII.2. Các phương pháp xác định SO2 trong không khí (tt) a. Phương pháp chủ động
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
Nồng độ SO2 trong không khí:
a : hệ số chuyển đổi SO42- sang SO2; a = 0.667)
CSO2 : nồng độ SO2 trong không khí (ppm)
Vm : (molar volume) = 24,45 (L/mol) ở 25°C, 760 mmHg
C
SO2
(ppm) Vm
M .Vkk .a
SO2
SO42-
.m
=
SO42-
m : khối lượng ion SO42- trong dung dịch mẫu (μg)
Vkk : thể tích khí lấy mẫu
SO2
M : phân tử lượng SO2
1. Phương pháp OSHA ID-104
VII.2. Các phương pháp xác định SO2 trong không khí (tt) a. Phương pháp chủ động
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
2.Phương pháp West – Gaeke (TCVN 5971- 1995 )
Nguyên tắc: sục qua bình rửa khí chứa dung dịch
natri tetrachloromercurate (TCM) với vận tốc không đổi (1L/min)
Sulfur dioxide tác dụng với TCM sẽ tạo ra phức chất dichlorosulfitomercurate.
Chuyển dichlorosulfitomercurate thành acid parasosniline methyl sulfonic có màu tím thẫm bằng cách cho thêm dung dịch formaldehyd và dung dịch pararosnilinhydroclorua đã axit hoá:
VII.2. Các phương pháp xác định SO2 trong không khí (tt) a. Phương pháp chủ động
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
Để dung dịch ổn định trong 30 phút và đo mật độ quang tại bước sóng 560 nm.
Tính nồng độ khối lượng của SO2 bằng đồ thị được lập ra từ hỗn hợp khí chuẩn [HgCl4]-2 + SO2 + 2H2O → [Hg(SO3)2]-2 + 4Cl- + 4H+
[Hg(SO3)2]-2 + pararosaniline + HCHO → phức màu 2.Phương pháp West – Gaeke (TCVN 5971- 1995 )
VII.2. Các phương pháp xác định SO2 trong không khí (tt) a. Phương pháp chủ động
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
I0 IR
I IA
I0 = IR + IA + I
Nếu IR = 0 (bề mặt cuvet thật nhẵn, truyền suốt) I0 = IA+ I
C l I A
I . .
log 0
ĐL Bouguer – Lambert - Beer
A: độ hấp thu hay mật độ quang
C A
- Dung dịch có màu => chứa các chất có khả năng hấp thu bức xạ vùng khả kiến - Dung dịch có nồng độ càng cao => khả năng hấp thu càng mạnh => cường độ ánh sáng đến mắt càng yếu => màu càng đậm
3. Phương pháp hấp thu lên giấy tẩm (NIOSH 6004)
Nguyên tắc: phương pháp này mô tả quá trình lấy mẫu sulfur dioxide trong không khí lên giấy lọc tẩm dung dịch hấp thu có tính kiềm
(KOH/glycerol hay Na2CO3/glycerol) với vận tốc dòng ổn định
(từ 0.5 đến 1.5ml/ min). Sulfur dioxide sẽ được bắt giữ trên giấy lọc và bị oxi hoá thành Na2SO4 theo phương trình sau:
SO2 + 1/2O2 + Na2CO3 → Na2SO4 + CO2 VII.2. Các phương pháp xác định SO2 trong không khí (tt)
a. Phương pháp chủ động
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
Sau khi về phòng thí nghiệm cắt nhỏ giấy lọc và dùng dung dịch H2O2 0.3%
ly trích và ôxi hoá hoàn toàn SO2 về dạng ion SO42-. Dung dịch SO42- ly trích định lượng bằng sắc kí ion được tính toán như sau:
3. Phương pháp hấp thu lên giấy tẩm (NIOSH 6004) VII.2. Các phương pháp xác định SO2 trong không khí (tt)
a. Phương pháp chủ động
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
SO42-
m : khối lượng ion SO42- có trong mẫu (μg)
m0 : khối lượng ion SO42- có trong mẫu trắng (μg)
V : thể tích khí lấy mẫu (L)
M SO
2
M SO
42-
= 0,667
SO42-
CSO2 m
V
m0
= - x 0,667 (mg/m3) 3. Phương pháp hấp thu lên giấy tẩm (NIOSH 6004) VII.2. Các phương pháp xác định SO2 trong không khí (tt)
a. Phương pháp chủ động
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
4. Phương pháp tự động
Máy quan trắc tự động được thiết kế kết hợp lấy mẫu với phân tích dụng cụ để cho ra kết quả tức thời. Khi nồng độ ô nhiễm vượt ngưỡng cho phép hệ thống cảnh báo của máy sẽ phát tín hiệu báo động.
VII.2. Các phương pháp xác định SO2 trong không khí (tt) a. Phương pháp chủ động
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
Phương pháp này dựa trên nguyên tắc SO2 hấp thu tia cực tím và bị kích thích ở một bước sóng xác định hⱱ1, chuyển lên mức năng lượng cao hơn kém bền:
SO2 + hⱱ1 → SO2*
Sau đó SO2* trở về trạng thái bền và phát ra ánh sáng tử ngoại tại bước sóng khác hⱱ2.
SO2* → SO2 + hⱱ2
Cường độ tia huỳnh quang phát xạ tỉ lệ với nồng độ SO2. 4. Phương pháp tự động - Huỳnh quang UV
VII.2. Các phương pháp xác định SO2 trong không khí (tt) a. Phương pháp chủ động
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
4. Phương pháp tự động - Huỳnh quang UV
VII.2. Các phương pháp xác định SO2 trong không khí (tt) a. Phương pháp chủ động
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
Phương pháp này đo liên tục nồng độ của SO2 trong không khí dựa trên sự thay đổi độ dẫn của dung dịch hấp thu.Không khí được sục qua dung dịch H2O2, SO2 chuyển hoá thành acid sulphuric làm thay đổi độ dẫn, máy đo liện tục độ dẫn của dung dịch.
Chú ý: áp dụng khi bỏ qua ảnh hưởng của các khí như Cl2, NH3, CO2 đến độ dẫn
SO2 + H2O2 → H2SO4 4. Phương pháp tự động - Phương pháp đo độ dẫn
VII.2. Các phương pháp xác định SO2 trong không khí (tt) a. Phương pháp chủ động
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
b. Phương pháp thụ động
Theo phương pháp thụ động người ta dùng mẫu hấp thu thụ động để lấy mẫu, sau đó mang mẫu hấp thu thụ động về phòng thí nghiệm để phân tích.
Trong quá trình lấy mẫu không cần sử dụng bơm hút, ô nhiễm tự khuếch tán vào bộ phận hấp thu theo nguyên lý động học khuếch tán.
VII.2. Các phương pháp xác định SO2 trong không khí (tt)
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
Trường hợp SO2 : pha hấp thu là giấy lọc tẩm dung
dịch hấp thu mang tính kiềm như (K2CO3, triethylamine (TEA) hay NaOH).
b. Phương pháp thụ động
VII.2. Các phương pháp xác định SO2 trong không khí (tt)
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
VII.3.Thu mẫu và phân tích NO2
Một số phương pháp xác định hàm lượng NO2 trong không khí:
- Hấp thụ trong dung dịch triethanolamine, tạo phức màu với n-1-naphtyl-1-ethylendiamine (NEDA) hydrochlorure, xác định hàm lượng trên máy quang phổ so màu ở bước sóng 540 nm.
- Hấp thụ bằng dung dịch NaOH, tạo phức màu với hỗn hợp Griess A/Griess B, so màu ở bước sóng 540 nm.
- Theo tiên chuẩn Việt Nam TCVN 6167-1995 (ISO 6768 – 1985 phương pháp cải biên của Griess Saltman)
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
Nguyên tắc: khí NO2 được hấp thụ vào dung dịch NaOH tạo NaNO2, cho phản ứng với CH3COOH tạo thành HNO2. Axit nitrơ tác dụng với axit sulfanilic và β-naphtylamine tạo thành hợp chất azo có màu hồng
2NO2 + 2NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O NaNO2 + CH3COOH = HNO2 + CH3COONa VII.3.Thu mẫu và phân tích NO2(tt)
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
Yếu tố ảnh hưởng: các nitrit kim loại và amonia VII.3.Thu mẫu và phân tích NO2 (tt)
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
Thu mẫu và phân tích: mẫu được hút qua bộ phận thu mẫu chứa dung dịch NaOH 0,1N với lưu lượng 0,5-1,0 L/min, thể tích khí 30-50 L. Axit hóa bằng axit acetic, tạo màu bằng hỗn hợp Griess A và Griess B. Để yên 15 phút sau đó đo trên máy quang phổ so màu ở bước sóng 540 nm. Hàm lượng NO2 được xác định từ đường chuẩn.
VII.3.Thu mẫu và phân tích NO2(tt)
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
VII.4. Thu mẫu và phân tích cacbonmonoxit (CO) Một số phương pháp xác định hàm lượng CO:
- Thu mẫu vào túi khí, phân tích trên máy sắc ký khí nhờ xúc tác NiCl2 ở 240-270°C tạo thành CH4.
- Thu mẫu qua silicagel có tẩm amoni molipdate và muối của paladi trong axit sulfuric tạo thành phức paladi silicomolipdit. CO chuyển phức này thành molipden có màu xanh, cường độ màu tỉ lệ thuận với hàm lượng CO.
-Thu mẫu bằng chai chứa đã xác định chính xác thể tích, thực hiện phản ứng khử bằng Paladium chloride, tạo phức màu.
-Theo Thường quy kỹ thuật YHLĐ & VSMT 1993 Bộ Y Tế, H.1993 phương pháp xác định CO theo 52 TCN 352-89
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
Nguyên tắc: CO tác dụng với PdCl2, sẽ khử Pd2+ thành Pd kim loại:
CO + PdCl2 + H2O = CO2 + 2HCl + Pd
Pd kim loại khử thuốc thử Folin – Ciocalteu (photphomolybdate) từ màu vàng thành màu xanh (phản ứng thực hiện trong môi trường kiềm Na2CO3):
H3PO4. 10MoO3 + 4HCl + 2Pd = 2PdCl2 + 2H2O + [(MoO3)4. (MoO2)]. H3PO4 Yếu tố ảnh hưởng: khí SO2, H2S…
VII.4. Thu mẫu và phân tích CO (tt)
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
Lấy mẫu và phân tích: khí được lấy vào chai đã định chính xác thể tích.
Cho dung dịch PdCl2 có nồng độ chính xác vào chai, để phản ứng trong 4 giờ. Tạo phản ứng màu với thuốc thử Folin-Ciocalteu. So màu trên máy quang phổ so màu và xác định hàm lượng CO theo đường chuẩn.
VII.4. Thu mẫu và phân tích CO (tt)
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
Ozon có thể xác định theo các phương pháp sau:
- Silicagel tẩm dung dịch Fuchsin Basic, dưới tác động của ozon sẽ chuyển từ màu đỏ sang màu tím tỉ lệ với nồng độ ozon trong không khí - Ozon hấp thụ vào dung dịch KI, oxi hóa I- thành I2. I2 phản ứng với
dimetyl-p-phenylendiamine tạo thành sản phẩm màu hồng. Đo màu trên máy quang phổ so màu, xác định hàm lượng O3 bằng đường chuẩn.
- Ozon hấp thụ vào dung dịch KI, oxi hóa I- thành I2. Đo màu của I2 sinh
ra trên máy quang phổ so màu, xác định hàm lượng O3 bằng đường chuẩn.
VII.5. Thu mẫu và phân tích ozon (O3)
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
-Theo Thường quy kỹ thuật YHLĐ & VSMT 1993 Bộ Y Tế, H.1993 phương pháp xác định O3 trong không khí như sau:
Nguyên tắc: dựa vào sự hấp thu ozon bằng dung dịch KI và xác định bằng so màu I2 sinh ra tác dụng với dimetyl-p-phenylendiamine tạo thành sản phẩm có màu hồng:
O3 + 2KI + H2O = I2 + 2KOH + O2
Yếu tố ảnh hưởng: các tác nhân có tính oxi hóa và HNO2 VII.5. Thu mẫu và phân tích ozon (tt)
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
VII. Phương pháp đánh giá và giám sát chất lượng không khí
KHÍ QUY Ể N
Những yêu cầu về chất lượng môi trường khí quyển
TCVN 5938 - 2005 : Chất lượng không khí – Nồng độ tối đa cho phép của một số chất độc hại trong không khí xung quanh (tham khảo)
TCVN 5937 - 2005: Chất lượng không khí - Tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh (tham khảo)