Bài giảng phân tích và đánh giá môi trường pps

Chơng 1: Chỉ thị môi trờng
1.1. Chỉ thị - (indicator) là gì?
Khi bạn bị ốm và sốt, sự tăng thân nhiệt của bạn chính là một chỉ thị. Nồng độ ôxy thấp của
một con sông là chỉ thị cho thấy một lợng lớn chất hữu cơ đã đợc thải vào con sông đó. Một chỉ thị
môi trờng cũng tơng tự nh một thớc đo nhiệt độ môi trờng. Vậy, việc truyền đạt thông tin chính là
chức năng chính của các chỉ thị.
Theo UNEP: Chỉ thị môi trờng (CTMT) là mức độ đo tập hợp một số số liệu về môi trờng
thành một thông tin tổng hợp về một khía cạnh môi trờng của một quốc gia hoặc một địa phơng. Khi
bạn bị ốm và sốt, sự tăng thân nhiệt của bạn chính là một chỉ thị. Nồng độ ôxy thấp của một con
sông là chỉ thị cho thấy một lợng lớn chất hữu cơ đã đợc thải vào con sông đó. Một chỉ thị môi trờng
cũng tơng tự nh một thớc đo nhiệt độ môi trờng. Vậy, việc truyền đạt thông tin chính là chức năng
chính của các chỉ thị. Theo UNEP: Chỉ thị môi trờng (CTMT) là mức độ đo tập hợp một số số liệu
về môi trờng thành một thông tin tổng hợp về một khía cạnh môi trờng của một quốc gia hoặc một
địa phơng.
Theo Luật Bảo vệ môi trờng nớc CHXH Việt Nam (2005): Chỉ thị môi trờng là một hoặc
tập hợp thông số về môi trờng đó chỉ ra đặc trng của môi trờng. Chỉ thị môi trờng là cơ sở để lợng
hóa chất lợng môi trờng, theo dõi diễn biến chất lợng môi trờng, lập báo cáo hiện trạng môi trờng.
Bộ Tài nguyên và môi trờng ban hành bộ chỉ thị môi trờng quốc gia để áp dụng trong cả nớc.Nhiều
chỉ thị môi trờng hợp lại thành một bộ CTMT của một nớc, hoặc một vùng, một địa phơng. Thí dụ
về một số chỉ thị môi trờng liên quan đến suy thoái tài nguyên rừng. Chỉ thị áp lực môi trờng: diện
tích rừng bị mất trong năm (ha, % tổng diện tích của năm trớc). Chỉ thị trạng thái môi trờng: tổng
diện tích rừng hiện có (ha, % tổng diện tích lãnh thổ). Chỉ thị đáp ứng của xã hội: Diện tích rừng
trồng/năm (ha)
1.2. Chức năng của chỉ thị:
a. Cung cấp thông tin cho các chính trị gia, các nhà hoạch định chính sách:
- Vấn đề đang tiến triển thế nào?
- Các tiến độ đạt đợc so với mục tiêu đề ra?
- Quy hoạch và dự báo nói chung mối liên hệ giữa phát triển kinh tế và quản lý môi trờng.
b. Hoạch định chính sách:
- Đặt ra các mục tiêu, chỉ tiêu
- Theo dõi việc thực hiện chính sách

- Hoạch định, thực thi, đánh giá hiệu quả của chính sách
c. Cung cấp thông tin cho cộng đồng
- Chuyển tải thông tin, tuyên truyền, nâng cao nhận thức và thay đổi hành vi của cộng đồng.
1.3. Quá trình xây dựng chỉ thị môi trờng và các tiêu chí lựa chọn chỉ thị môi trờng
a. Quá trình xây dựng chỉ thị môi trờng:
Trong quá trình xác định các chỉ thị phù hợp và khả thi, lấy nhu cầu của ngời sử dụng với c-
ơng vị là nhà quản lý môi trờng làm xuất phát điểm, có thể cách tiếp cận dới đây sẽ giúp ích:
- Trong lĩnh vực môi trờng đang đề cập tới, xác định các vấn đề và/hoặc các đặc tính quan
trọng nhất.
- Xác định mục đích thông tin đầu tiên cần có từ chỉ thị.
- Xác định những chỉ thị mang tính chiến lợc nhất (với một số lợng ít nhất các chỉ thị có thể
phục vụ nhiều nhất các mục đích thông tin) để đạt đợc các mục đích thông tin trên.
- Kiểm tra lại tính sẵn có của các dữ liệu hiện tại và xem xét các khía cạnh liên quan đến
chất lợng chỉ thị.
- Nếu cần, kiểm tra các khả năng cải thiện tính sẵn có của dữ liệu: các khả năng trớc mắt
cũng nh trong thời gian ngắn hạn.
- Lựa chọn các chỉ thị.
b. Mô hình Động lực - áp lực - Hiện trạng - Tác động - Đáp ứng
(Dynamic - Pressures - State - Impacts Response: mô hình DPSIR) trong xây dựng chỉ thị
môi trờng. Mô hình DPSIR mô tả mối quan hệ tơng hỗ giữa:
- Động lực trực tiếp hoặc gián tiếp (D - Driving forces ): Ví dụ: sự gia tăng dân số, sự phát
triển nông nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải
- p lực do con ngời gây ra (P- Pressures): Ví dụ: Sự xả thải các chất thải gây ô nhiễm. Các
ngành/ tác nhân/ quy trình đang đóng vai trò nh thế nào?
- Hiện trạng môi trờng (S -State of the Environment ): tình trạng lý, hóa, sinh của môi trờng
Vấn đề đang diễn biến nh thế nào?
- Tác động (I- Impacts) của sự thay đổi hiện trạng môi trờng: Ví dụ: tác động lên hệ sinh
thái, sức khỏe con ngời, kinh tế, sự phát triển Các tác động đang diễn biến nh thế nào?
- Phản hồi (R- Response) từ xã hội với những tác động không mong muốn: Ví dụ: Các hoạt
động của xã hội nhằm bảo vệ môi trờng tính hiệu quả của các biện pháp đáp ứng?

Sơ đồ mô hình DPSIR ( Xem sơ đồ trong bài giảng)
c. Các tiêu chí lựa chọn chỉ thị môi trờng: (liên quan đến việc xem xét mục đích và chất
lợng của chỉ thị)
Made in o0KyoShiRo0o
1
- Phù hợp về chính sách: đợc kiểm nghiệm thông qua việc xem xét tham khảo các văn bản
chính sách, các kế hoạch, luật định
- Tính sẵn có của dữ liệu: việc thu thập các dữ liệu phục vụ cho chỉ thị cần mang tính khả thi
cả về mặt chuyên môn cũng nh tài chính.
- Có thể so sánh: ví dụ nh so sánh giữa các tỉnh (đánh giá bằng chấm điểm).
- Đợc tài liệu hóa đầy đủ và quản lý đợc chất lợng: tiêu chí này đợc đánh giá thông qua công
tác tài liệu hóa đối với chỉ thị cũng nh mức độ cập nhật các tài liệu này.
- Có cơ sở về mặt khái niệm cũng nh phơng pháp luận. Điều này phải đợc thể hiện trong các
mô tả về phơng pháp luận và công thức sử dụng, các tham khảo khoa học cho phơng pháp luận và
công thức đó, các mô tả này cần phải đa vào phần tài liệu hóa của chỉ thị.
- Cho thấy tiến độ đạt đợc so với mục tiêu đề ra: đợc kiểm nghiệm thông qua các thông tin
trong các văn bản chính sách. Trong trờng hợp thiếu các mục tiêu, có thể sử dụng mức ngỡng.
- Mức độ bao phủ về không gian và thời gian: nhất quán về không gian và có tính đến các
tỉnh phù hợp đối với một vấn đề môi trờng nhất định. Chỉ thị bao phủ một khoảng thời gian đủ để có
thể cho thấy xu hớng theo thời gian.
- Phù hợp với cấp độ tỉnh và mang tính đại diện cho các tỉnh nhằm hỗ trợ việc so sánh.
- Đơn giản và dễ hiểu nhờ có một định nghĩa rõ ràng và thống nhất về chỉ thị, trình bày chỉ
thị một cách hợp lý, luôn luôn có sự đối chiếu giữa các chỉ thị với nhau.
Chỉ thị môi trờng không khí ( Xem sơ đồ trong bài giảng)
Chỉ thị môi trờng đất: Ô nhiễm môi trờng đất đợc xem là tất cả các hiện tợng làm nhiễm
bẩn môi trờng đất bởi các chất ô nhiễm: do các chất thải sinh hoạt, do chất thải công nghiệp, hoạt
động nông nghiệp.
Phân loại ô nhiễm đất theo các tác nhân gây ô nhiễm:
+ Ô nhiễm đất do tác nhân hóa học: Bao gồm phân bón N, P (d lợng phân bón trong đất),
thuốc trừ sâu (clo hữu cơ, DDT, linđan, P hữu cơ), chất thải công nghiệp và sinh hoạt (kim loại nặng,

độ kiềm, độ axit)
+ Ô nhiễm đất do tác nhân sinh học: Trực khuẩn lỵ, thơng hàn, các loại ký sinh trùng (giun,
sán,)
+ Ô nhiễm đất do tác nhân vật lý: Nhiệt độ (ảnh hởng đến tốc độ phân hủy chất thải của sinh
vật), chất phóng xạ (Uran, Thori)
Chỉ thị môi trờng không nớc ( Xem sơ đồ trong bài giảng)
Made in o0KyoShiRo0o
2
Chơng 2: Các phơng pháp đo đạc và phân tích chất Lợng môi trờng
2.1. Phơng pháp vật lý
Nguyên tắc: Xác định các thông số chất lợng môi trờng (khí, nớc, đất) mà không làm thay
đổi thành phần (bản chất) của mẫu môi trờng tơng ứng.
Ví dụ: - Xác định chất rắn: lọc mẫu, sấy mẫu
- Xác định tiếng ồn
- Xác định độ dẫn điện của nớc
- Xác định nhiệt độ của nớc, không khí
2.2. Phơng pháp hóa học
2.2.1. Phơng pháp khối lợng
+ Nguyên tắc:
- Kết tủa thành phần cần xác định dới dạng hợp chất ít tan, không tan.
- Làm sạch kết tủa: lọc, rửa,
- Sấy, nung kết tủa ở nhiệt độ cao đến khối lợng không đổi.
- Cân sản phẩm thu đợc và tính hàm lợng thành phần cần xác định.
+ Một số điều kiện quan trọng trong quá trình phân tích bằng khối lợng:
- Sự kết tủa hoàn toàn: Chọn điều kiện thích hợp để kết tủa hoàn toàn chất cần xác định (kết
tủa trong điều kiện tối u) nh nhiệt độ, dung môi, kích thớc hạt kết tủa tạo thành, lợng thuốc kết tủa,
pH của dung dịch, sự tồn tại chất điện li lạ.
- Độ sạch của kết tủa: Kết tủa tạo thành phải có độ tinh khiết cao, do đó cần chú ý đến sự
hấp phụ và cộng kết của kết tủa.
+ ứng dụng trong phân tích môi trờng

- Ví dụ: phân tích SO
4
2-
trong nớc
Bổ sung dung dịch BaCl2 loãng từ từ vào nớc cần xác định SO
4
2-
đã cho thêm HCl; Đun đến
gần sôi; Để nguội khoảng 12h (hoặc đem đun cách thủy 2-3h); Lọc kết tủa và rửa sạch ion Cl- ;
Nung kết tủa ở 800 900 độ C đến khối lợng không đổi; Cân kết tủa; Tính SO
4
2-
theo công thức hóa
học
2.2.2. Phơng pháp phân tích thể tích
+ Nguyên tắc:
- Để xác định nồng độ chất A, sử dụng dung dịch chứa chất B đã biết trớc nồng độ (dung
dịch chuẩn). Cho dung dịch B tác dụng với dung dịch A theo sơ đồ phản ứng: A + B = C + D. Khi B
tác dụng vừa hết với A thì ngừng lại, không thêm tiếp dung dịch B vào dung dịch A nữa. Dựa vào
V(ddA), V(ddB) và C(ddB), tính đợc C(ddA).
- Quá trình này gọi là quá trình chuẩn độ.
- Thời điểm hai chất A và B tác dụng hết với nhau gọi là điểm tơng đơng.
Điểm tơng đơng xác định nhờ những tín hiệu đặc biệt có thể nhận thấy đợc, ví dụ sự thay đổi
màu của loại chất đợc thêm vào với một lợng rất nhỏ gọi là chất chỉ thị, hoặc sự thay đổi đột ngột
chỉ số ở máy đo (điện thế, độ dẫn,).
Các phơng pháp phân tích thể tích: trung hòa, oxi hóa - khử, kết tủa, tạo phức.
(1). Chuẩn độ theo phơng pháp trung hòa (chuẩn độ axit-bazơ):
- Nguyên tắc:
Trong quá trình chuẩn độ, [H+] (pH) của dung dịch thay đổi. ở điểm tơng đơng dung dịch có
pH xác định. Bằng cách nào đó xác định đợc ở thời điểm nào trong quá trình chuẩn độ pH đã đạt

đến giá trị này và lúc đó ta kết thúc chuẩn độ. Muốn thế có thể dùng máy đo pH, máy đo điện thế
hoặc dùng chất chỉ thị axit-bazơ (mầu chuyển đổi theo pH).
- Chọn chất chỉ thị axit-bazơ:
+ Chuẩn độ axit mạnh bằng bazơ mạnh hoặc ngợc lại, pH ở điểm tơng đơng bằng 7, bớc
nhảy pH trong khoảng 4 10; do đó có thể dùng chất chỉ thị thông dụng là Metyl da cam hoặc
Phenolphtalein để xác định điểm tơng đơng.
+ Chuẩn độ bazơ yếu bằng axit mạnh, ở điểm tơng đơng pH nằm trong miền axit, bớc nhảy
pH ngắn nên chất chỉ thị thờng dùng là Metyl da cam (ví dụ chuẩn độ dung dịch NH3 bằng HCl).
+ Chuẩn độ axit yếu bằng bazơ mạnh, ở điểm tơng đơng pH nằm trong miền bazơ, bớc nhảy
ngắn nên chất chỉ thị thờng dùng là Phenoltalein.
(2).Chuẩn độ theo phơng pháp oxy hóa - khử:
- Nguyên tắc:
+ Phơng pháp này dựa vào phản ứng giữa 2 cặp oxi hóa - khử: OX1/Kh1 và OX2/Kh2:
n2OX1 + n1Kh2 n2Kh1 + n1OX2
+ Trong quá trình chuẩn độ điện thế oxi hóa khử của dung dịch thay đổi và ở điểm tơng
đơng điện thế đó có một giá trị xác định (Etđ).
ở gần điểm tơng đơng có bớc nhảy điện thế. Nếu chọn đợc chất chỉ thị mà sự thay đổi màu
của nó xảy ra đúng lúc quá trình chuẩn độ tạo ra bớc nhảy điện thế đó thì có thể xác định điểm tơng
đơng.
+ Các phản ứng oxi hóa khử đợc dùng trong chuẩn độ phải thỏa mãn các điều kiện sau:
- Phản ứng xảy ra nhanh
Made in o0KyoShiRo0o
3
- Phản ứng hoàn toàn theo một tỷ lệ nhất định, theo chiều hớng xác định
- Không xảy ra phản ứng phụ
- Phải có cách hoặc chất chỉ thị thích hợp để xác định đợc điểm tơng đơng.
Các chất chỉ thị:
- Những chất này nói chung cũng là những chất oxi hóa khử và ngời ta thờng chọn những
chất có E0 (điện thế oxi hóa khử tiêu chuẩn của chất chỉ thị) nằm trong bớc nhảy điện thế của
quá trình chuẩn độ.

- Chất chỉ thị là các chất hữu cơ có tính chất oxi hóa khử, có màu dạng oxi hóa và dạng khử
khác nhau, và thay đổi phụ thuộc vào thế oxi hóa của dung dịch.
- Các chất chỉ thị có khả năng cho phép nhận ra điểm cuối của sự chuẩn độ, nhng sự thay đổi
màu không phụ thuộc vào thế của dung dịch.
Ví dụ: Dùng dd KMnO
4
để chuẩn độ các chất khử nh Fe
2+
, H
2
O
2
, sau điểm tơng đơng d
một giọt dung dịch KMnO
4
thì dd sẽ nhuộm màu hồng.
Dung dịch hồ tinh bột tạo với I
2
tự do một hợp chất màu xanh
- ứng dụng trong phân tích môi trờng:
Phân tích COD:
Phơng pháp này dựa vào phản ứng oxi hóa chất hữu cơ bằng Cr
2
O
7
2-
trong H
2
SO
4

đậm đặc, có
mặt chất xúc tác Ag
2
SO
4
(và HgSO
4
tạo phức với Cl
-
để ngăn ngừa ảnh hởng của nó).
Chất hữu cơ + H+ + Cr
2
O
7
2-


2Cr
3+
+ CO
2
+ H
2
O
Sau đó chuẩn độ lợng Cr
2
O
7
2-
d bằng dung dịch muối Mo (amoni sunfat:

(NH
4
)
2
Fe(SO
4
)
2
.6H
2
O), với chất chỉ thị Feroin dung dịch chuyển từ màu xanh lam sang màu nâu đỏ
nhạt.
Cr
2
O
7
2-
+ 14H
+
+ 6Fe
2+


2Cr
3+
+ 7H
2
O + 6Fe
3+
Dd màu xanh lam dd màu nâu đỏ nhạt.

(3). Chuẩn độ theo phơng pháp kết tủa:
- Nguyên tắc: dựa vào phản ứng tạo kết tủa
M
+
+ A-

MA

Các phản ứng kết tủa phải đáp ứng nhiều yêu cầu rất chặt chẽ nh:
+ Kết tủa không tan
+ Phản ứng tạo xảy ra nhanh, không có hiện tợng quá bão hòa
+ Xác định đợc chính xác điểm tơng đơng (không bị ảnh hởng của hiện tợng cộng kết)
Về nguyên tắc, để xác định điểm tơng đơng ngời ta cũng tiến hành tơng tự nh hai phơng
pháp trên.
- ứng dụng:
Ví dụ: Phân tích hàm lợng Cl
-
trong nớc:
Chuẩn độ Cl
-
bằng dung dịch AgNO
3
có thể dùng K
2
CrO
4
làm chất chỉ thị vì sau điểm tơng
đơng, Ag
+
d sẽ tạo kết tủa đỏ gạch Ag

2
CrO
4
.
Ag
+
+ Cl
-
AgCl trắng
2Ag+ + CrO
4
2-
Ag
2
CrO
4
đỏ gạch
Có thể chuẩn độ Ag
+
bằng dung dịch CNS
-
, dùng chất chỉ thị là Fe
3+
tạo phức Fe(CNS)
3
màu
đỏ sau điểm tơng đơng.
Ag
+
+ CNS

-
AgCNS trắng
Fe
3+
+ 3CNS
-
Fe(CNS)
3
đỏ
2.3. Ph ơng pháp phân tích bằng công cụ
Các công cụ phân tích, giới thiệu ở đây là những thiết bị dùng để tiến hành việc phân tích
bằng các phơng pháp vật lý và hóa lý. Thông thờng mỗi bộ thiết bị nh thế gồm 4 phần chính nh sơ
đồ sau: - B phỏt tớn hiu
- B cm bin tớn hiu vo
- B cm bin tớn hiu ra
- B chuyn i tớn hiu
Bộ phát tín hiệu:
- Tín hiệu phát sinh từ chính đối tợng cần phân tích. Ví dụ sự phát bức xạ màu vàng của Na
khi đốt nóng các mẫu có chứa nguyên tố này trong quang kế ngọn lửa.
- Tín hiệu không phát sinh từ mẫu phân tích nhng khi đi qua mẫu phân tích tín hiệu đó bị
biến đổi mà sự biến đổi đó có liên quan đến cấu tạo cũng nh nồng độ các thành phần trong mẫu.
Bộ cảm biến tín hiệu vào: chuyển đổi các tham số hóa học hoặc vật lý thành 1 dạng tín hiệu
khác, thờng là tín hiệu điện.
Bộ cảm biến tín hiệu: là khối thiết bị điện tử thực hiện các thao tác nh khuyếch đại, lọc tín
hiệu.
Bộ chuyển đổi tín hiệu: chuyển các tín hiệu điện đã đợc cải biến thành thông tin có thể đọc
đợc, ghi đợc để từ đó ngời phân tích có thể diễn giải đợc những vấn đề cần tìm hiểu đối với mẫu
Made in o0KyoShiRo0o
4
phân tích.

Các phơng pháp phân tích bằng công cụ:
- Phơng pháp quang phổ phát xạ nguyên tử
- Phơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử
- Phơng pháp quang phổ hấp thụ điện tử
- Phơng pháp phân tích theo phổ dao động
- Phơng pháp điện thế/ Phơng pháp điện cực ion chọn lọc
- Phơng pháp phân tích Von Ampe
- Phơng pháp sắc ký
2.3.1. Phơng pháp quang phổ phát xạ nguyên tử
Nguyên tắc:
Sự tạo thành phổ phát xạ: ở trạng thái bình thờng, các electron trong nguyên tử chuyển động
xung quanh hạt nhân trên những orbital với những mức năng lợng bé nhất. Trạng thái này gọi là
trạng thái cơ bản.
Khi nguyên tử đợc cấp thêm một nguồn năng lợng từ bên ngoài, các e chuyển lên mức năng
lợng cao hơn tùy thuộc vào năng lợng hấp thụ đợc. Nguyên tử chuyển sang trạng thái kích thích.
Trạng thái này không bền, sau một thời gian rất ngắn (10
-7
10
-9
s) nếu các electron không bị mất
năng lợng do va chạm hay phản ứng hóa học nó sẽ trở về trạng thái năng lợng thấp hơn (trạng thái
cơ bản hay trạng thái kích thích với mức năng lợng thấp). Năng lợng d đợc giải phóng dới dạng bức
xạ điện từ (quang phổ phát xạ: E = Ee Ef = h. và = E/h (Ee và Ef: năng lợng của trạng thái
kích thích và năng lợng mức thấp hơn; h: hằng số Planck; : tần số bức xạ (cm-1), (tức là của vạch
quang phổ).
Tính đa dạng của phổ phát xạ nguyên tử:
+ Khi một e thực hiện một chuyển dịch từ mức năng lợng cao về mức năng lợng thấp hơn,
bức xạ phát ra có (hay ) xác định.
Có rất nhiều kiểu dịch chuyển nh trên, do đó sự phát xạ của một nguyên tử khi bị kích thích
không phải chỉ tạo ra một vạch (một tia) mà là một số vạch có tần số khác nhau ứng với các E khác

nhau.
Vì mỗi nguyên tử có hệ thống năng lợng nguyên tử riêng nên phổ phát xạ nguyên tử cũng
đặc trng cho nguyên tử của nguyên tố đó.
Để ứng dụng trong phép phân tích định lợng ngời ta chọn lấy một vạch phổ đặc trng nhất tức
là vạch phổ xuất hiện cuối cùng khi giảm dần nồng độ chất. Sự thay đổi cờng độ của vạch này sẽ xác
định lợng nguyên tố cần phân tích.
Cờng độ của vạch quang phổ:
+ I: cờng độ của vạch phổ
+ A: hằng số
+ N0: số nguyên tử của nguyên tố ở
trạng thái hơi có trong 1 cm
3
hơi nguyên
tố đó.
+ K: hằng số Bolzman (1,38.10-23J)
+ Ek: thế kích thích
+ T: nhiệt độ
I phụ thuộc N0 (tức cũng là phụ thuộc nồng độ C), thế kích thích, nhiệt độ. Sự phụ thuộc I
vào C đợc biểu diễn bởi hệ thức Lomakin:
I = a.C.b
a, b: là hệ số chỉ sự phụ thuộc điều kiện kích thích và
vạch quang phổ cũng nh trạng thái vật lý của mẫu
nghiên cứu.
C : là nồng độ của nguyên tố cần xác định trong mẫu.
lgI = lga + blgC, là biểu thức cơ sở cho phép phân tích quang phổ định lợng.
Made in o0KyoShiRo0o
B phỏt tớn hiu
B cm bin tớn
hiu ra
B chuyn i tớn

hiu
B cm bin tớn
hiu vo
5
/KT.eA.NI
k
E
0

=
lgI
lgC
lgI
lgC
Đồ thị mối quan hệ giữa I và C có dạng đờng thẳng lgIlgC
Ngời ta thấy rằng: Khi tăng nồng độ nguyên tố có thể xảy ra hiện tợng tự hấp thụ phát xạ,
tức là những nguyên tử không bị kích thích sẽ hấp thụ một phần năng lợng bức xạ. Vì vậy bắt đầu từ
một giới hạn nồng độ nào đó (xác định đối với mỗi nguyên tố) thì quan hệ giữa I và C sẽ không là
tuyến tính. Do đó, phơng pháp này chỉ đúng trong một phạm vi nhất đinh về nồng độ với từng
nguyên tố nên đồ thị sẽ có dạng:
- Nồng độ C
0
ban đầu: là nồng độ của nguyên tố phân tích mà khi đó thu đợc vạch phổ đặc
trng cho nguyên tố đó. Sự thay đổi cờng độ vạch phổ này sẽ xác định lợng nguyên tố cần phân tích.
Xác định C
O
: Pha loãng dần dung dịch đến nồng độ Cmin = C
0
nhiều vạch phổ mất đi do c-
ờng độ bé, chỉ còn 1 vạch phổ gọi là vạch cộng hởng.

Nếu pha loãng tiếp đến nồng độ C<C
0
thì vạch cộng hởng mất đi, thiết bị không phát hiện đ-
ợc, đó là ngỡng phát hiện của thiết bị.
+ Thiết bị quang phổ phát xạ nguyên tử:
Nguồn kích thích: Làm cho mẫu chuyển thành hơi, nguyên tử hóa mẫu, kích thích nguyên tử
chuyển lên trạng thái năng lợng cao hơn.
Hệ tán sắc (bộ phận tách tia đơn sắc): Thờng dùng lăng kính hoặc cách tử nhiễu xạ. Bộ phận
này có chức năng phân ly các chùm bức xạ đa sắc thành tia đơn sắc. Detector: Để ghi quang phổ.
Trong các máy quang phổ ngời ta thờng dùng Detector là tế bào quang điện và tốt nhất là dùng các
ống nhân quang (PMT: PhotoMultiplier Tube). Các ống nhân quang vừa có chức năng chuyển đổi từ
ánh sáng thành dòng điện, vừa có chức năng khuếch đại tín hiệu (có thể khuếch đại 1 triệu lần).
Phân tích bằng phơng pháp quang phổ phát xạ nguyên tử:
- Phân tích định tính: so sánh phổ của mẫu với các phổ đồ chuẩn, tìm các vạch phổ cuối
cùng.
- Phân tích định lợng: xây dựng đờng chuẩn giữa nồng độ và cờng độ vạch phổ, từ đó xác
định nồng độ của chất cần phân tích có trong mẫu. Có thể xác định đợc hầu hết các nguyên tố trừ C,
O, H, N.
2.3.2. Phơng pháp quang phổ hấp thụ nguyên tử
- Nguyên tắc:
+ Dới tác dụng của nguồn nhiệt không cao lắm, các chất hóa hơi, các phân tử bị phân ly
thành nguyên tử và đa số các nguyên tử ở trạng thái không bị kích thích (trạng thái cơ bản), chỉ một
phần nhỏ nguyên tử bị kích thích và chúng chiếm khoảng 10-5- 10-7 phần.
+ Các nguyên tử của một nguyên tố ở trạng thái cơ bản có đặc tính là có khả năng hấp thụ
một cách chọn lọc các bức xạ do chính nó phát ra, đặc biệt là bức xạ cộng hởng. Bởi vậy nếu làm
cho một chất hóa hơi và chuyển thành các nguyên tử ở trạng thái cơ bản rồi cho tia cộng hởng của
chính nguyên tố đó phát ra đi qua, thì các nguyên tử ở trạng thái cơ bản sẽ hấp thụ một phần năng l -
ợng của bức xạ cộng hởng. Kết quả là cờng độ của bức xạ đó giảm đi.
- Cờng độ của bức xạ cộng hởng:
Gọi I

0
là cờng độ của bức xạ cộng hởng chiếu vào môi trờng hấp thụ (là bầu hơi nguyên tử ở
trạng thái cơ bản)
- I là cờng độ bức xạ sau khi qua môi trờng hấp thụ thì áp dụng định luật cơ bản về hấp thụ
bức xạ, ta có:
lg(I
0
/I) = A = k.b.C
A: độ hấp thụ;
k: hệ số hấp thụ;
b: khoảng đờng ánh sáng bị hấp thụ (ví dụ chiều rộng của ngọn lửa);
C: nồng độ (có thể tính theo mol/l, g/l ).
2.3.3. Phơng pháp quang phổ hấp thụ điện tử
- Giới thiệu: Bức xạ tử ngoại UV bao gồm: các tia có nằm trong vùng từ 100 nm đến 400
nm:
Từ 100 200 nm: Vùng tử ngoại xa: từ 100 200 nm, có năng lợng rất lớn nhng ít dùng
trong các phơng pháp phân tích.
Từ 200 400 nm: Vùng tử ngoại gần, có năng lợng thấp đợc sử dụng nhiều trong phép
phân tích.
+ Vis (Visiable - Vùng nhìn thấy): 400 800 nm có năng lợng thấp đợc sử dụng nhiều
trong phép phân tích.
- Nguyên tắc:
Sự hấp thụ bức xạ tử ngoại và trông thấy:
Made in o0KyoShiRo0o
6
Ngun kớch thớch Mu H tỏn sc B thu v x lý tớn
hiu
Phân tử của các chất có khả năng hấp thụ một cách chọn lọc các bức xạ chiếu qua nó. Khi
hấp thụ năng lợng bức xạ, trong phân tử xảy ra các bớc chuyển năng lợng của điện tử, bớc chuyển
năng lợng dao động, bớc chuyển năng lợng quay của toàn phân tử è phổ hấp thụ rất phức tạp, không

có dạng vạch sắc nhọn mà là những băng phổ trải rộng.
Sự hấp thụ điện tử: sự hấp thụ bức xạ làm biến đổi năng lợng của điện tử.
Trong phân tử, các e (lớp ngoài) có vai trò khác nhau: tham gia liên kết gọi là điện tử hóa trị,
không tham gia liên kết gọi là các điện tử không chia hay điện tử độc thân.
Các e hóa trị có thể tạo liên kết hoặc ; các e không tham gia liên kết ở lớp vỏ e ngoài ký
hiệu là n. Khi e hóa trị tham gia liên kết sẽ tạo thành các obital phân tử: obital liên kết và obital phản
liên kết ( và *, và *). Các e này có thể ở các mức năng lợng khác nhau tùy thuộc các obital tạo
thành; trong đó obital có năng lợng thấp nhất còn obital * có mức năng lợng cao nhất.
Trong điều kiện thờng các phân tử tồn tại ở mức năng lợng thấp (trạng thái cơ bản), các e ở mức
năng lợng thấp nhất. Khi phân tử hấp thụ năng lợng sẽ chuyển từ trạng thái cơ bản sang trạng thái
kích thích, các e từ mức năng lợng thấp chuyển lên mức năng lợng cao
Điều kiện để xảy ra bớc chuyển năng lợng e là : E = hu, E là biến thiên năng lợng
ứng với bớc chuyển, u là tần số bức xạ điện từ. Có thể xảy ra các bớc chuyển *, - *, n - *,
n - *.
Khi phân tử hấp thụ bức xạ điện từ để gây ra các bớc chuyển năng lợng điện tử đã tạo nên hiệu ứng
phổ hấp thụ.
Định luật cơ bản của sự hấp
thụ ánh sáng (định luật Lambe
Bia):IoIbC
+ Hệ thức cơ bản:
Các yếu tố ảnh hởng đến sự
sai lệch đối với hệ thức cơ
bản: giữa A và C không còn
quan hệ tuyến tính. Các
nguyên nhân chính là:
- ánh sáng không đơn sắc: nếu dùng ánh sáng có khoảng rộng thì kết quả đo sẽ có độ lệch
âm. Bởi vậy để có kết quả đo chính xác ngời ta phải tiến hành đo với ánh sáng có khoảng càng hẹp
càng tốt, tốt nhất là đơn sắc, và chọn bớc sóng có độ hấp thụ lớn nhất ( max).
- ảnh hởng của nồng độ chất cần xác định: đối với mỗi chất giữa A và C chỉ có quan hệ
tuyến tính trong một khoảng nồng độ xác định.

- pH của dung dịch: pH thay đổi có thể làm cân bằng tạo phức thay đổi, do đó nồng độ các
phân tử hấp thụ ánh sáng thay đổi theo.
- Sự có mặt các chất lạ: có thể ảnh hởng đến sự hấp thụ ánh sáng của các chất cần xác định
theo nhiều cơ chế khác nhau.
Máy trắc quang UV-Vis:
Made in o0KyoShiRo0o
7
I
o
I
b
C

*

*

n

1. Nguồn chiếu sáng
2. Hệ tán sắc
3. Cuvét đựng dung dịch (mẫu)
4. Detectơ (tế bào quan điện, nhân quang)
5. Bộ ghi đo (a. điện kế, b. máy tự ghi hay hiện số, c. máy tính)
Nguồn chiếu sáng: tạo phổ liên tục, nếu đo trong vùng khả kiến thì dùng đèn sợi đốt W. Nếu
cần đo trong vùng tử ngoại thì dùng đèn hiđro, đơteri hay đèn thủy ngân. Nguồn chiếu sáng phải có
cờng độ ổn định.
Hệ tán sắc: Dùng để tách tia đơn sắc, bị hấp thụ mạnh khi qua dung dịch đo. Thờng dùng
lăng kính hoặc tốt hơn là dùng cách tử nhiễu xạ.
Cuvét đựng dung dịch: Trong các máy hiện nay thờng dùng cuvét có khoảng giữa 2 thành

trong 1cm (độ dài b). Nếu cần đo trong vùng ánh sáng tử ngoại thì phải có cuvét là bằng thạch anh.
Detector: Để chuyển ánh sáng thành dòng điện, thờng dùng tế bào quang điện, tốt nhất là nhân
quang điện tử. Các máy trắc quang hiện đại thờng có kèm máy tính để điều khiển các quá trình chọn
điều kiện đo và xử lý kết quả.
Xác định nồng độ theo phơng pháp trắc quang:
Cơ sở là hệ thức A = K.C
Phơng pháp đờng chuẩn.
Phơng pháp vi sai: để xác định một chất có nồng độ là Cx, thì ngời ta lấy một dung dịch đã
biết nồng độ C1 mà C1 < Cx (Cx không lớn hơn C1 nhiều) làm dung dịch so sánh. Lại pha một dung
dịch có nồng độ C2 cũng đã biết chính xác (C2 > C1). Đo A2 của dung dịch này, lấy dung dịch có
nồng độ C1 để so sánh. Đo Ax của dung dịch nồng độ Cx với dung dịch so sánh, nồng độ C1
A2 = abC2 abC1
Ax = abCx abC1
Cx
2.3.4. Phơng pháp phân tích theo phổ dao động
Giới thiệu:
Bức xạ hồng ngoại có số sóng từ 13000 đến 10 cm-1 hoặc có trong khoảng 0,8 đến 1000
àm.
Để thuận tiện ngời ta chia vùng phổ rộng này thành:
Vùng hồng ngoại gần (13000 4000 cm-1)
Vùng hồng ngoại giữa (4000 400 cm-1)
Vùng hồng ngoại xa (400 10 cm-1)
- Dao động của phân tử 2 nguyên tử:
Made in o0KyoShiRo0o
1 2
3
4
5
a
b

c
8
Nguyên tắc:

A, m
1
B, m
2
r
+ Giả sử có phân tử AB do 2 nguyên tử A và B liên kết với nhau tạo thành. Xem 2 nguyên tử
A, B là 2 khối cầu nối với nhau bằng một lò xo, A có khối lợng m1, B - m
2
. Khoảng cách giữa 2
nhân nguyên tử A, B là r. khoảng cách r không phải không đổi mà khi A, B dao động theo trục AB,
khoảng cách này sẽ dao động từ giá trị nhỏ nhất rmin đến giá trị lớn nhất rmax quanh giá trị cân
bằng r0 (là giá trị có xác suất lớn nhất của r); dao động này gọi là dao động liên kết hay dao động co
giãn tuần hoàn.
+ Nếu AB bị kéo dãn thành AB, biến thiên khoảng cách là r, khi đó sẽ xuất hiện một lực f
có khuynh hớng kéo A, B trở về vị trí cân bằng; lực f đó gọi là lực hồi phục, f tỷ lệ với r và có hớng
ngợc chiều với chiều chuyển dịch của A,B.
f = - K. r, với K: gọi là hằng số lực (dyn.cm-1)
+ Khi r bé, dao động của A,B đợc coi là dao động điều hòa và hệ A-B gọi là hệ dao động
điều hòa. Tần số dao động của dao động này (tần số dao động riêng) tính theo hệ thức:
M: gọi là khối lợng thu gọn của A,B và đợc tính nh sau:
Tần số dao động càng lớn khi M càng nhỏ và K càng lớn.
Đối với các liên kết bội =, hằng số lực gấp 2, 3 lần liên kết đơn, do đó tần số dao động gấp
2, 3 lần.
Đối với dao động điều hòa, năng lợng dao động chỉ có thể nhận một dãy giá trị gián đoạn,
theo hệ thức:
v: là số lợng tử dao động,

v = 0, 1, 2, 3, ở mức năng lợng dao động thấp
nhất:
v = 0, phân tử vẫn có năng lợng dao động
- Điều kiện hấp thụ bức xạ hồng ngoại:
Để có bớc chuyển năng lợng dao động chỉ cần năng lợng tơng đối bé, tơng đơng với bức xạ
hồng ngoại, do đó thờng gọi phổ dao động là phổ hồng ngoại. Tuy nhiên không phải bất kỳ phân tử
nào cũng có khả năng hấp thụ tia hồng ngoại để cho hiệu ứng phổ dao động, mà cần có một số điều
kiện:
- Các phân tử chỉ hấp thụ bức xạ hồng ngoại để chuyển sang trạng thái kích thích khi sự dao
động làm thay đổi momen lỡng cực. Bởi vậy các phân tử nh N2 (NN), O2 (O=O) không hấp thụ
bức xạ hồng ngoại vì chúng có mômen lỡng cực bằng 0, nó không bị mômen lỡng cực làm thay đổi.
- Các phân tử hấp thụ tia hồng ngoại có tần số đúng bằng tần số dao động riêng của nó. Đa
số các trờng hợp phân tử ở nhiệt độ thờng ứng với mức v = 0. Khi hấp thụ bức xạ hồng ngoại có tần
số để chuyển lên mức v = 1 tức là chuyển lên mức có năng lợng Ev=1, hiệu năng lợng (hay biến
thiên năng lợng): Ev=1 Ev=0=hs(1+1/2)-hs/2 = hs=h. Tần số này là tần số cơ bản.
Điều nói trên cũng có nghĩa là các phần tử hấp thụ tia hồng ngoại để chuyển lên mức năng l-
ợng dao động ứng với quy tắc này ứng dụng cho các dao động điều hòa. Trong thực tế, dao động của
các phân tử không phải là dao động điều hòa cho nên không tuân theo qui tắc trên, mà mọi chuyển
dịch giữa các mức năng lợng đều có thể xảy ra, tức là có thể v = +2, +3, và tần số tơng ứng với
các bớc chuyển đó xẫp xỉ 2s, 3s gọi là các âm bội (overtone).
Dao động của phân tử nhiều nguyên tử:
Trong phân tử 2 nguyên tử, chuyển động dao động cơ bản duy nhất là dao động co dãn một
cách tuần hoàn (gọi là dao động liên kết hay dao động hóa trị) làm thay đổi độ dài liên kết. Đối với
phân tử có nhiều nguyên tử, chuyển động dao động rất phức tạp. Trong các phân tử này ngoài dao
Made in o0KyoShiRo0o
9

M
K
2

1

s
=

21
21
mm
.mm
M
+
=






+=






+=
2
1
vh
2

1
v
M
K
2
h
E
s
động hóa trị còn có các dao động biến dạng làm thay đổi góc liên kết theo các kiểu khác nhau.
Để minh họa ta xét dao động của một phân tử ba nguyên tử: AX2
Tuy nhiên có thể phân một chuyển động dao động phức tạp thành một số hữu hạn những dao
động đơn giản hơn gọi là dao động cơ bản hay dao động chuẩn. Giả sử phân tử có N nguyên tử, mỗi
nguyên tử đợc xác định bởi 3 phơng chuyển động trong tọa độ Đêcác tức là có 3N bậc tự do, trong
đó 3 bậc tự do mô tả chuyển động tịnh tiến và 3 bậc tự do mô tả chuyển động quay của phân tử xung
quanh trục. Nh vậy, phân tử có N nguyên tử sẽ có 3N-6 dao động cơ bản (trong đó có N 1 dao
động hóa trị, hay dao động co dãn liên kết).
Trờng hợp N nguyên tử nằm trên một đờng thẳng thì chỉ có 2 bậc tự do xác định trạng thái
quay của phân tử, nên số dao động cơ bản sẽ là 3N 5. Ví dụ phân tử nớc (H
2
O) có 3 nguyên tử
không thẳng hàng sẽ có 3x3-6 = 3 dao động cơ bản.
Tuy nhiên trong các phân tử nhiều nguyên tử số kiểu dao động thực tế có thể tăng hoặc giảm
nhiều so với số dao động cơ bản do nhiều lý do khác nhau, ví dụ sự xuất hiện các bội âm, tổ hợp
âm (do các dao động tơng tác với nhau) hoặc không xuất hiện trên phổ do dao động không làm
thay đổi momen lỡng cực, hoặc những dao động cơ bản có cùng tần số (dao động suy biến)
Phổ dao động và cấu tạo phân tử:
Các kiểu dao động và tần số dao động liên quan đến cấu trúc phân tử.
Ví dụ: Từ 4000 2500 cm-1: sự hấp thụ đặc trng cho dao động co dãn của nguyên tử H với
các nguyên tử có khối lợng 19.
Ví dụ liên kết C H trong C C H tần số dao động co dãn liên kết xuất hiện ở 3300

cm-1, trong hợp chất vòng thơm và cha no ở khoảng 3000 3100 cm-1. Vùng tần số trung gian
2500 1540 cm-1 thờng là vùng cha no.
Ví dụ: Liên kết có đám phổ hấp thụ ở 2500 2000 cm-1, Liên kết = có đám phổ hấp thụ
ở 2000 1540 cm-1
+ Tần số dao động của nhóm nguyên tử nào đó trong phân tử ít phụ thuộc vào phần còn lại đ-
ợc gọi là tần số đặc trng cho nhóm đó và thờng dùng để phát hiện các nhóm chức trong phân tử. Tần
số đặc trng của nhóm ít thay đổi thì không có nghĩa là max hấp thụ không đổi mà là max dao
động trong một vùng phổ khá hẹp, vì thực ra tần số đặc trng cũng chịu nhiều ảnh hởng khác nh thay
đổi trạng thái (khí, lỏng), ảnh hởng của dung môi, tơng tác giữa các phân tử
Bảng tần số dao động hóa trị của một số nhóm nguyên tử
Nhóm

O-H 3650-3250
CC
2200
N-H 3500-2900 C=O 1850-1650
C-H 3300-2700 C=C 1650
S-H 2550 C-O- 1300-1000
Máy quang phổ hồng ngoại :
Made in o0KyoShiRo0o
+
X
X
A
X X
A
X X
A
X
X

A
X
X
A
X
X
A
Dao ng liờn kt
khụng i xng
Dao ng bin dng
kiu li kộo (trong
mt phng)
Dao ng bin i
kiu con lc (trong
mt phng)
Dao ng bin dng vuụng gúc v hai
phớa mt phng kiu cỏi qut (ngoi mt
phng)
Dao ng bin dng kiu xon
(ngoi mt phng)
Dao ng liờn
kt i xng
+
-
+
1
2
2
3

4
5
10
|
| | |
Truyn
quang
(%)
100
4000
3000
2000
1000
cm
-1
0
S súng
Chú thích:
1.Nguồn bức xạ hồng ngoại
2. Cuvet đựng mẫu
2 . Cuvet đựng dung dịch so sánh
3. Quang kế đơn sắc
4. Detector
5. Cấu trúc ghi phổ
ứng dụng của phơng pháp phổ dao động:



, cm
-1

|
|
|
|
|
1724
1430
1370
1218
5000

3000

Nhận biết các chất :
Phổ hồng ngoại của C
3
H
6
O
Pic ở 3000 cm
-1
: Dao động co dãn liên kết C-H trong -CH
3
.
Pic ở 1430, 1370 cm
-1
: Dao động đối xứng và bất đối xứng của CH
3
.
Pic ở 1724 cm

-1
: Dao động của CO.
Pic ở 1218 cm
-1
: Dao động của tổ hợp nhóm C-(C=O)-C
Hợp chất này là CH
3
(C=O)CH
3
Xác định tạp chất :
Khi một chất có lẫn tạp chất, sự xuất hiện thêm các đám phổ sẽ làm nhòe phổ. Khi tạp chất
hấp thụ mạnh một bức xạ IR đó mà thành phần chính không hấp thụ thì việc xác định rất thuận lợi,
ví dụ trong một hidrocacbon có lẫn một lợng nhỏ xeton thì tần số hấp thụ ở 1720 cm-1 chứng tỏ
điều đó vì hydrocacbon thực tế không hấp thụ vùng phổ này.
+ Phân tích định lợng:
Việc phân tích định lợng cũng dựa vào hệ thức Lambert Beer:
A = lg(Io/I) = abC
điện cực chỉ thị; ss: thế của điện cực so sánh;
j: thế khuếch tán.
ss và j không đổi trong quá trình đo.
2.3.5. Phơng pháp điện thế
Nguyên tắc chung:
+ Nguyên tắc của phơng pháp là đo điện thế cân bằng của cực chỉ thị để xác định nồng độ
cân bằng của chất cần phân tích hoặc theo dõi sự biến thiên nồng độ của nó khi chất đó tham gia
phản ứng với một chất khác (phơng pháp chuẩn độ điện thế).
Từ năm 1966, phơng pháp phân tích đo điện thế có một bớc tiến lớn nhờ sự phát minh ra một
loại điện cực mới gọi là điện cực chọn lọc ion (sau đây sẽ ký hiệu là CLI) tức là các điện cực phản
hồi một cách chọn lọc đối với các ion khác nhau.
Khi đo điện thế, ta không xác định thế cân bằng tuyệt đối của một cực riêng biệt mà chỉ xác
định thế của nó so với thế của một cực dùng làm chuẩn, có thể không thay đổi nh cực Ag/AgCl hay

Hg/HgCl2, gọi là điện cực so sánh. Cực mà thế của nó biến thiên theo nồng độ (chính xác là hoạt độ
của chất cần đo gọi là cực chỉ thị).
Made in o0KyoShiRo0o
1
2
2
3

4
5
11
2
ii
ZC
2
1
=à
1
0,5Z
lgf
2
+

=
Nh vậy điện thế đo đợc E = ct ss + j
Trong đó: ct: thế của
2.3.5.1. Phơng pháp điện thế/các loại điện cực chọn lọc ion
Giới thiệu:
+ Điện cực màng rắn: có thể là màng đồng thể hay dị thể. Cực màng rắn đồng thể thờng đợc
chế tạo từ các loại đơn tinh thể, ví dụ đơn tinh thể LaF3, từ muối nóng chảy đông rắn, từ bột muối

nén dới áp suất cao. Điện cực màng rắn dị thể: tinh thể các chất có khả năng dẫn điện bằng ion đợc
phân bố đều vào khung tạo màng thích hợp nh polietilen, PVC,
( Một số loại điện cực chọn lọc)
+ Điện
cực màng rắn
đồng thể tuy cho độ lặp lại và độ chính xác cao nhng khó chế tạo, điện cực màng rắn dị thể và màng
mỏng đễ chế tạo hơn.
+ Điện cực màng lỏng có khả năng trao đổi ion: đó là một màng polime mỏng chứa chất trao
đổi ion.
+ Điện Cực chọn lọc màng lỏng để xác định Ca
2+
dung dịch trong là CaCl
2
nồng độ không
đổi, trong đó có điện cực so sánh trong Ag/AgCl. Màng xốp polime kỵ nớc chứa ionit lỏng hữu cơ
của Ca
2+
, một phía tiếp xúc với dung dịch trong, phía kia tiếp xúc với dung dịch phân tích.
- Nguyên lý làm việc của điện cực màng rắn: sơ đồ bố trí mạch đo
Khi
nối cực CLI với cực so sánh ngoài, sức điện động của pin:
E = 2 + M 1 (M: điện thế màng, 2 + M = CLI).
Trong trờng hợp đơn giản nhất, dung dịch chỉ chứa ion j và khng có ion cản trở thì
aj(1), aj(2) là hoạt độ ion j trong các dung dịch tơng ứng; aj(2) = constant và Z là điện tích ion nên
có thể rút gọn biểu thức trên è CLI = f(lnaj(1))
Nếu trong dung dịch có các ion cản trở là i, hoạt độ là ai, hệ số chọn lọc của ion j đối với i là
Kij thì theo công thức Niconsky, ta có:
Nh vậy trong trờng hợp đơn giản và phép đo thực hiện ở 25
0
C thì thay tất cả các số hạng là

hằng số vào công thức trên ta sẽ có:
Ea là hằng số của riêng từng điện cực CLI
- Phân tích định lợng:
Ph ơng pháp đ ờng chuẩn: Từ biểu thức trên có thể xác định đợc a. Nhng giá trị cần tìm là C,
a= f.C. Khi xây dựng đờng chuẩn ta pha các dung dịch có C biết trớc nên để từ a suy ra C t-
ơng ứng, phải giữ hệ số f (hệ số hoạt độ) không đổi, mà:
và


Ci, Zi là nồng độ và điện tích của các ion
trong dung dịch. Do đó, muốn giữ f không đổi ta phải giữ v không đổi. Muốn vậy, ngời ta thêm vào
dung dịch điện ly có nồng độ tơng đối lớn và không đổi (tiếng Anh viết tắt là TISAB: Total Ionic
Strength Adjustment Buffer: dung dịch đệm chỉnh lực ion). Khi chuẩn bị các dung dịch đều phải
thêm dung dịch đệm này nh nhau. Từ đờng chuẩn E C, với dung dịch có nồng độ Cx sau khi đo đ-
ợc Ex ta có thể tìm đợc Cx.
Phơng pháp thêm chuẩn: để xác định nồng độ Cx của một ion (dung dịch ta đợc chuẩn bị với
Made in o0KyoShiRo0o
12
Mng ch?n l?c Ion
Dung d?ch
trong
C?c so sỏnh trong
Ag/AgCl
Mng polyme
Ch?t l?ng h?u c
trao ?i ion
C?c Ag/AgCl
a
b

Dung dch
trong
Cực so sánh trong
M ng chọn lọc ion
Chất lỏng hữu cơ trao
đổi ion
Cc Ag/AgCl
Điện cực chọn lọc màng rắn Điện cực chọn lọc màng lỏng
Cc CLI
Cc so
Dung dch Dung dch Cc so
lực ion không đổi), lấy một thể tích Vo, đo đợc E1. Sau đó thêm một thể tích rất nhỏ và nồng độ Ca
đã biết. Đo lại điện thế, đợc E2. Từ biểu thức quan hệ nồng độ và điện thế dễ dàng tìm đợc Cx.
ứng dụng:
Đo pH bằng điện cực thủy tinh:
Điện cực thủy tinh là loại điện cực chọn lọc ion (ion H
+
) ra đời sớm nhất. Màng chọn lọc ion
H
+
là màng thủy tinh có cấu tạo theo sơ đồ hình sau. Sơ đồ mạch đo cũng tơng tự mạch đo điện thế
điện cực chon lọc ion, chỉ khác là dung dịch trong là một dung dịch đệm có xác định. Cũng lập các
phép tính nh đối với điện cực chọn lọc ion, cuối cùng ta sẽ có:
E = const = 0,059 pH (với pH = - lgaH
+
).
Điện cực thủy tinh là điện cực tốt nhất để đo pH trong khoảng pH = 2 10. Từ pH 11,
phép đo không chính xác vì ảnh hởng của các ion Na
+
, K

+

2.3.6. Phơng pháp sắc ký
Nguyên tắc:
Phơng pháp sắc ký là phơng pháp tách các chất dựa vào sự phân bố của chúng giữa hai pha
động và tĩnh tiếp xúc với nhau nhng không trộn lẫn. Trong hệ thống sắc ký pha tĩnh không di
chuyển, pha động di chuyển qua sắc ký. Các thành phần có trong mẫu phân tích khi tiếp xúc với hai
pha tĩnh và động sẽ tơng tác với hai pha này và phân bố trong hai pha đó. Sự tơng tác này lặp đi lặp
lại khi các thành phần này di chuyển theo pha động. Thành phần nào tơng tác mạnh (phân bố nhiều)
với pha tĩnh sẽ di chuyển chậm, ngợc lại thành phần nào tơng tác yếu với pha tĩnh (phân bố vào pha
tĩnh ít) sẽ di chuyển nhanh. Kết quả là các thành phần có trong mẫu sẽ đợc tách ra thành từng dải
trong pha động.
Có nhiều nguyên nhân khác nhau dẫn đến sự phân bố trong hai pha nh khả năng hòa tan của các
thành phần trong hai pha, khả năng hấp phụ, trao đổi ion, kích thớc các phân tử, nhng chính sự lặp
đi lặp lại hiện tợng hấp phụ - phản hấp phụ của các chất khi dòng pha động chuyển động qua pha
tĩnh là nguyên nhân chủ yếu của việc tách sắc ký.
Pha động là các lu thể (các chất ở trạng thái khí hoặc lỏng), pha tĩnh có thể là các chất ở
trạng thái lỏng giữ trên một chất mang rắn hoặc rắn.
- Phân loại các phơng pháp sắc ký:
+ Tùy theo các dạng pha tĩnh và pha động và cơ chế phân bố ngời ta có thể chia các phơng
pháp sắc ký thành một số nhóm chính sau:
- Sắc ký lỏng: Sắc ký lỏng - lỏng; Sắc ký lỏng - rắn
- Sắc ký khí: Sắc ký khí - lỏng; Sắc ký khí - rắn
+ Theo hiện tợng sắc ký: gồm có: sắc ký hấp phụ, sắc ký phân bố, sắc ký trao đổi ion, sắc ký
theo loại cỡ.
- Đặc trng của chất tan: Tốc độ di chuyển của một chất có thể đợc đặc trng bởi hệ số phân bố
D của nó giữa hai pha hoặc bởi các đại lợng về sự lu giữ của chất đó trên pha tĩnh (thời gian lu, thể
tích lu)
Hệ số phân bố:
Hệ số phân bố D đợc xác định bởi ái lực của chất tan đối với hai pha. Trong sắc ký D

là tỷ số nồng độ tổng của chất tan trong pha tĩnh CS và pha động CM:
D= CS/CM
D càng lớn thì chất đó phân bố càng nhiều trong pha tĩnh và di chuyển càng chậm.
Thể tích l u và thời gian l u:
Thời gian lu tr (retention time) là thời gian từ khi nạp chất tan vào cột sắc ký đến khi xuất
hiện nồng độ cực đại ở detector.
Thể tích lu tơng ứng VR (retention volume) tỷ lệ với tR
VR = tR x Fc (trong đó Fc là lu tốc, ml/phút)
Gọi tM là thời gian đi qua cột sắc ký của chất tan không bị lu, thì đó cũng là thời gian lu của
pha động (coi nh thời gian chết). VM gọi là thể tích chết cũng chính là thể tích pha động đi qua
cột.
Ngời ta còn dùng một tham số khác là tỷ số phân bố K, là tỷ số số mol chất tan trong pha tĩnh và
pha động: K= (Cs.Vs)/(Cm.Vm) = D.(Vs/Vm). Trong phơng pháp sắc ký ngời ta thờng phải chọn
điều kiện để điều chỉnh sao cho K nhỏ hơn khoảng 20, nếu không thời gian lu quá dài không chấp
Made in o0KyoShiRo0o
Dung d?ch trong
C?c so sỏnh trong
Ag/AgCl
Mng th?y tinh
Dung dch
trong
Cc so sỏnh trong
(Ag/AgCl)
Mng thy tinh
Hinh 2: Cu to in cc thy
tinh
13
nhận đợc.
Hinh 3: Sắc đồ của một chất
Sắc ký khí (GC):

+ Nguyên tắc:
GC dựa trên nguyên tắc sau: khi một hỗn hợp các chất bay hơi đợc khí mang (pha động) vận
chuyển qua cột chứa một chất hấp phụ rắn hoặc thng thờng hơn là qua một pha lỏng hấp phụ lên
một chất rắn (pha tĩnh), mỗi thành phần hơi đó đợc phân bố trong khí mang và chất rắn hoặc chất
lỏng.
Tùy theo thời gian lu, mỗi thành phần hơi sẽ thoát ra khỏi cột sắc ký ở các thời gian khác
nhau và đợc xác định bởi detector thích hợp, có thể xác định định tính cũng nh định lợng.
+ Ưu điểm :
-Khả năng phân tách rất cao, ngay cả đối với những hỗn hợp phức tạp;
- Độ nhạy, độ chính xác và độ tin cậy rất cao;
- Thời gian phân tích ngắn,
- Có thể phân tích hàng loạt.
Thiết bị GC:613457892
1. B cung cấp khí mang; 2. Bộ điều chỉnh áp suất; 3. Bộ đo lu lợng; 4. Bộ nạp mẫu; 5. Cột sắc
ký; 6. Buồng ổn nhiệt; 7. Detector; 8. Bộ khuếch đại điện tử.
Cột sắc ký: Có hai cột: cột nhồi và cột hở hay cột mao quản.
- Cột nhồi: Thờng chế tạo dạng ống bằng thép không gỉ, thủy tinh. Đờng kính 1,6 9,5
mm, chiều dài khoảng 3m. Trong sắc ký khí rắn vật liệu nhồi cột thờng là Silicagel, polime xốp
hoặc sàng phân tử nh Zeolit. Trong sắc ký khí lỏng chất nhồi cột đóng vai trò chất mang pha lỏng
(pha tĩnh), chất lỏng là chất không bay hơi đợc tẩm lên chất mang thành một lớp mỏng. Chất lỏng
thờng dùng là dầu Silicol, polietilen glycol Chất mang thờng là đất Diatomit, gạch chịu lửa nghiền.
- Cột mao quản: Thờng dùng là cột mao quản hở, trên thành cột có một lớp chất lỏng mỏng,
đều, đờng kính trong của cột nhỏ hơn 1mm, chiều dài từ 30 90 mm. Cột thờng đợc chế tạo từ kim
loại, thủy tinh hoặc chất dẻo.
Made in o0KyoShiRo0o
6
1 3 4 5 7 8 92
14
t
M

t
R


N?ng
?

Thi im
np mu
Thi gian lu, phỳt
Nng
Khí mang:
Trong GC, khí mang là khí dùng để vận chuyển các chất khí nghiên cứu qua cột sắc ký, đó
chính là pha động. Khí mang phải là các khí trơ, không tơng tác với mẫu, với pha tĩnh, với các bộ
phận tiếp xúc, phải có độ tinh khiết cao (ít nhất là 99,995%), phải chọn cho phù hợp với Detector và
các yêu cầu khác về phân tích. Ngoài ra phải chọn khí mang có giá thành rẻ và an toàn, tùy từng tr-
ờng hợp có thể dùng N
2
, H
2
, He, Ar, O
2
và không khí.
+ Detector:
Ghi các tín hiệu thu đợc từ quá trình sắc ký, phân tích tín hiệu và biết đợc các chất cần phân
tích, tách.
Trong GC hiện nay ngời ta sử dụng Detector dẫn nhiệt, Detector ion hóa ngọn lửa, Detector
hấp thụ electron
- Detector ion hóa ngọn lửa (FID: Flame Ionization Detetor): Dựa vào sự thay đổi độ dẫn

điện của ngọn lửa H2 đặt trong một điện trờng khi có chất hữu cơ cần tách chuyển qua. Trong ngọn
lửa của riêng H2 và không khí, độ dẫn điện thấp nên dòng điện đo đợc bé. Khi có các chất có khả
năng ion hóa mạnh hơn từ cột sắc ký ra đi vào ngọn lửa, bị đốt nóng, bị ion hóa, dòng điện sẽ tăng
mạnh. Detector này có độ nhậy cao gấp hàng trăm đến hàng nghìn lần so với TCD và phản hồi với
hầu hết các chất hữu cơ trừ axit fomic, andehitfomic. Có thể đo đợc những dòng điện đến 10-12A,
phát hiện đợc đến 10-9 gam.
- Detector cộng kết điện tử (ECD: Electron Capture Detector): Dựa vào ái lực khác nhau của
các chất đối với các electron tự do, đặc biệt rất thích hợp đối với các hợp chất Clo hóa, Alkyl chì
có thể xác định đợc một số thuốc trừ sâu clo hóa đến mức picogam (10-12 gam). Độ nhạy cao.
Phân tích bằng GC:
Phân tích định tính:Từ sắc ký đồ ta sẽ nhận đợc các tín hiệu ứng với từng cấu tử gọi là các
pic sắc ký. Thời gian lu hay thể tích lu của pic là đặc trng định tính cho chất cần tách. So sánh thời
gian lu (thể tích lu) của mẫu thử với mẫu chuẩn ghi ở cùng điều kiện.
Phân tích định l ợng: Tín hiệu thu đợc ở Detector tỷ lệ với nồng độ hoặc hàm lợng các cấu tử.
Tín hiệu ở đây thờng là chiều cao pic, diện tích pic. Để đạt đợc hiệu quả phân tích đúng, điều cần
thiết là phải tách các cấu tử cần nghiên cứu một cách hoàn chỉnh, không có sự xen phủ pic này với
pic khác.
ứng dụng của phơng pháp sắc ký:
Phân tích sắc ký đợc ứng dụng để tách phân li, phân tích nhiều hợp chất khác nhau, vô cơ
cũng nh hữu cơ, đặc biệt là phân tích các hợp chất hữu cơ. Phơng pháp này có thể tách và phân tích
nhiều hỗn hợp phức tạp.
Made in o0KyoShiRo0o
15
Chơng 3: Phân tích, đánh giá môi trờng nớc
3.1. Khái quát chung về tài nguyên n ớc
- Thuỷ quyển - một trong các thành phần cơ bản của môi trờng nớc, bao gồm toàn bộ các đại dơng,
sông suối, ao, nớc ngầm, băng tuyết, hơi ẩm trong đất và trong không khí.
- Khối lợng các loại nguồn nớc rất khác nhau (94% nớc trên trái đất là nớc mặn)
- Tầm quan trọng:
+ Là môi trờng sống

+ Điều hoà khí hậu
- Chu trình nớc tuần hoàn: nớc trên trái đất đợc tuần hoàn theo chu trình, tuỳ theo loại nguồn nớc mà
thời gian luân hồi cơ thể rất ngắn (một vài tuần hoặc kéo dài hàng ngàn năm).
- Thực trạng chung của nguồn tài nguyên nớc:
+ Trữ lợng: dồi dào, phong phú. Việt Nam là một trong những quốc gia có trữ lợng nớc hàng đầu thế
giới.
+ Chất lợng: thiếu nguồn nớc sạch (nớc có thể uống đợc).
+ Xu thế biến đổi: Có dấu hiệu ô nhiễm ở các khu đô thị, khu công nghiệp,
3.1.2. Thành phần hoá học của nguồn nớc
Các hợp chất vô cơ, hữu cơ trong nớc tự nhiên có thể tồn tại ở dạng ion hoà tan, khí hoà tan,
dạng rắn hoặc lỏng. Chính sự phân bố các chất này quyết định bản chất của nớ tự nhiên: ngọt, mặn,
giàu hoặc nghèo dinh dỡng, cứng hoặc mềm, bị ô nhiễm nặng hoặc nhẹ,
a. Các ion hoà tan
Trong nớc tự nhiên có các ion hoà tan: Cl
-
, Na
+
, SO
4
2-
, Mg
2+
,Ca
2+
,HCO
3
,
Hàm lợng các nguyên tố hoá học phân bố phụ thuộc vào
+ Đặc điểm khí hậu
+ Địa chất, địa hình

+ Độ dốc của lu vực
+ Nguồn thải chất ô nhiễm
Để xác định các ion hoà tan trong nớc: dùng chỉ số TDS (tổng chất rắn hoà tan = Total
dislove sodid)
b. Các khí hoà tan
Hầu hết các khí đều ho tan hoặc phản ứng với n ớc (trừ metan): O
2
, CO
2
, NH
3
, H
2
S,
O
2
: Độ bảo ho phụ thuộc chủ yếu v o nhiệt độ n ớc, áp suất khí quyển trên bề mặt v một
phần v o độ mặn.
NH
3
, H
2
S: do sự phân huỷ các hợp chất hữu cơ.
c. Chất rắn hoà tan
Bao gồm vô cơ, hữu cơ v sinh vật:
Chúng đợc phân th nh 02 loại, phụ thuộc v o kích th ớc
+ Loại chất rắn có thể lọc đợc d 10-6m: dạng keo: 10-9 - 10-6m, dạng ho tan: < 10-9m.a
+ Loại chất rắn không lọc đợc: d 10-6m tảo, d: 10-5 - 10-6m hạt bùn (lơ lửng), d > 10-5m
cát, sạn (lắng đợc)
- Chất rắn có thể phân loại theo độ bay hơi ở nhiệt độ sấy (103

0
C 105
0
C)
+ Chất rắn bay hơi
+ Chất rắn không bay hơi
d. Chất hữu cơ
- Chất hữu cơ dễ b phân huỷ sinh học: đờng, chất béo, protein ,
- Chất hữu cơ khó bị phân huỷ sinh học: PCB, Dioxin,
3.1.3. Thnh phần sinh học của nguồn nớc tự nhiên
- Chỉ thị cho độc tính sinh thái của nguồn nớc
Một số loài sinh vật gây ô nhiễm hoặc làm sạch nguồn nớc tự nhiên
- Vi khuẩn và nấm
- Siêu vi trùng ( Virut)
- Tảo
- Các loại thực vật và vi sinh vật khác
3.2. Các thông số đánh giá chất lợng nguồn nớc
3.2.1. Các chỉ tiêu vt lý
a. Nhiệt độ
Nhit ca nc thi sinh hot thng cao hn nhit ca nc cp do vic x cỏc dũng
nc núng hoc m t cỏc hot ng sinh hot, thng mi hay cụng nghip v nhit ca nc
thi thng thp hn nhit ca khụng khớ.
Nhit ca nc thi l mt trong nhng thụng s quan trng bi vỡ phn ln cỏc s
cụng ngh x lý nc thi u ng dng cỏc quỏ trỡnh x lý sinh hc m cỏc quỏ trỡnh ú thng b
nh hng mnh bi nhit .
Made in o0KyoShiRo0o
16
Nhiệt độ của nước thải ảnh hưởng đến đời sống của thủy sinh vật, đến sự hòa tan oxy trong
nước. Nhiệt độ còn là một trong những thông số công nghệ quan trọng liên quan đến quá trình lắng
các hạt cặn.

Nhiệt độ của nước thải thường thay đổi theo mùa và vị trí địa lý. Ở những vùng khí hậu
lạnh, nhiệt độ của nước thải có thể thay đổi từ 7 ÷ 180C, trong khi đó ở những vùng có khí hậu ấm
hơn, nhiệt độ của nước thải có thể thay đổi từ 13 đến 24 oC.
- Phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường (nước mặt)
- Nhiệt độ nước ngầm it thay đổi
- Xác định nhiệt độ bằng nhiệt độ bằng nhiệt kế

Màu của nước thải là do các chất thải sinh hoạt, công nghiệp, thuốc nhuộm hoặc do các sản
phẩm được tạo ra từ các quá trình phân hủy các chất hữu cơ.
Độ màu là thông số thường mang tính chất định tính, có thể được sử dụng để đánh giá trạng
thái chung của nước thải. Nước thải sinh hoạt để chưa quá 6h thường có màu nâu nhạt. Màu xám
nhạt đến trung bình là đặc trưng của các loại nước thải đã bị phân hủy một phần. Nếu xuất hiện màu
xám sẫm hoặc đen, nước thải coi như đã bị phân hủy hoàn toàn bởi các vi khuẩn trong điều kiện
yếm khí.
Hiện tượng nước thải ngả màu đen thường là do sự tạo thành các sulfide khác nhau, đặc biệt
là sulfide sắt. Điều này xảy ra khi khi hydro sulfua được sản sinh ra dưới điều kiện yếm khí kết hợp
với một kim loại hóa trị 2 có trong nước.
- Phụ thuộc vào các chất hoà tan trong môi trường nước
- Phụ thuộc vào sự phát triển của các thực vật trong nước, vi sinh vật trong nước
- Xác định màu → so với thang màu chuẩn: Pt - Co;Cr – Co
Điển hình:
* Nước có sắt Fe3+ → có màu nâu đỏ
* Các hợpc chất hữu cơ dạng humic → màu vàng
* Tảo lam → xanh
* Nước thải SH, CN: màu xám → màu đen

Việc xác định mùi của nước thải ngày càng trở nên quan trọng, đặc biệt là các phản ứng gây
gắt của dân chúng đối với các công trình xử lý nước thải không được vận hành tốt. Mùi của nước
thải còn mới thường không gây ra các cảm giác khó chịu nhưng một loạt các hợp chất gây mùi khó
chị sẽ được tỏa ra khi nước thải bị phân hủy sinh học dưới điều kiện yếm khí.

- Phụ thuộc vào sản phẩm phân huỷ các chất hữu cơ
Ví dụ:
+ H2S → mùi trứng thối
+ NH3 → mùi khai,…
- Phụ thuộc sự phát triển hệ động thực vật trong nước
- Phương pháp xác định:
+ Ở nhiệt độ thường: lắc mạnh, mỡ nhanh nút → dùng khứu giác để xác định
+ Đun nóng 40 - 500C, sau khi lắc nhẹ → dùng khứu giác để xác định
Chú ý: Chỉ xác định đối với những nguồn nước không có dấu hiệu ô nhiễm

Độ đục của nước là do các chất lơ lửng và các chất dạng keo chứa trong nước thải tạo nên.
Đơn vị đo độ đục thông dụng là NTU.
Giữa độ dục và hàm lượng chất lơ lửng trong nước thải ban đầu (chưa xử lý) chưa có mối
quan hệ đáng kể nào, tuy nhiên mối quan hệ này thể hiện rõ ở nước sau khi ra khỏi bể lắng 2 và
được tính bằng công thức: Chất lơ lững, SS (mg/l) = (2.3 ÷ 2.4)* độ đục (NTU) Phụ thuộc vào khả
năng xuyên suốt của ánh sáng
 Phụ thuộc vào hàm lượng các ion hoà tan trong nước
 !"#$ %
Made in o0KyoShiRo0o
17
a. DO
- Rất quan trọng đối với nước mặt
- Sơ bộ đánh giá được chất lượng nguồn nước:
* DO cao → nguồn nước sạch
* DO thấp → nguồn nước bị ô nhiễm
- Với hệ thống xử lý nước thải → dùng giá trị DO để kiểm tra, đánh giá hiệu quả quá
trình làm sạch
- Sự phụ thuộc của DO vào các yếu tố:
* Nhiệt độ: nhiệt độ cao → DO thấp
* Áp suất

* Diện tích bề mặt
* Nồng độ muối (nồng độ muối cao → DO giảm)
* Sự phát triển của hệ động thực vật (DO biến thiên theo thời gian)
* Hàm lượng các chất hữu cơ
- Phương pháp xác định:
* Phương pháp Winkler
* Đo bằng điện lực
b. Fe
- Tiêu chuẩn:
* Nước cấp sinh hoạt : 0,3mg/l (tiêu chuẩn cũ), 0,5mg/l (tiêu chuẩn mới)
* Nước mặt: 1mg/l
* Nước ngầm: 1-5mg/l
- Sự phụ thuộc hàm lượng Fe: Trong nước ngầm tồn tại ở dạng Fe2+ nhưng khi ra
ngoài không khí tồn tại ở dạng Fe3+. Nồng độ Fe phụ thuộc vào nguồn nước
c. Mn
-Đối với nguồn thải người ta thường ít quan tâm.
-Quan tâm ở nguồn nước cấp
-Tiêu chuẩn: [Mn] ≤ 0.1mg/l (tiêu chuẩn cũ), ≤ 0,5mg/l (tiêu chuẩn mới)
d. Ca – Mg
- Trong nước mặt, thông thường hàm lượng Ca, Mg tương đương với tiêu chuẩn cho
phép
- Trong nước ngầm giá trị (Hàm lượng) Ca, Mg thay đổi tuỳ thuộc vào địa chất,
vùng.
e. NH3 - NH4+
- Cần khảo sát, phân tích đối với nước ngầm
- Đối với trạm xử lý cần phải khử các muối ammôni
- Phụ thuộc vào giá trị pH. Với các khoảng pH khác nhau thì thông thường chúng tồn
tại ở các dạng khác nhau ( hoặc là NH3 hoặc là NH4+).
f. NO2-, NO3-
- Là sản phẩm trung gian của quá trình của quá trình oxi hoá các hợp chất ammoni

- Theo tiêu chuẩn:
* Nước cấp sinh hoạt: NO3- ≤ 30mg/l (tiêu chuẩn cũ), ≤ 50mg/l (tiêu chuẩn mới);
NO2- = 0 (tiêu chuẩn cũ), 00,1 mg/l (tiêu chuẩn mới)
* Chất lượng nước mặt: N-NO3- : 10 - 15mg/l; N-NO2-: 0,01 - 0,05mg/l
g. PO43-
- Đối với nước ngầm thì không cần quan tâm, thông thường giá trị của nó rất nhỏ.
- Thông qua thông số (chỉ tiêu) PO43- để đánh giá sự phú dưỡng nguồn nước
 !"#%
- Nhóm coliform đặc trưng là Escherichia coli (E.coli): Chọn E.coli vì nó phổ biến, đặc
trưng cho nguồn nước có bị ô nhiễm phân không, có khả năng tồn tại cao trong các môi trường.
Made in o0KyoShiRo0o
18
- Cỏc loi rong to: c trng cho s nhim bn cỏc cht hu c, s phỳ dng ngun nc
(Eutrofication).
&'&()*+&',-
,-".*"/
- Ngun gc: t hot ng sinh hot v dch v hng ngy ca con ngi
- c im ngun thi: ngun thi nh, phõn tỏn
- Lu lng thi
* Ph thuc vo tp quỏn sinh hot
* Ph thuc vo thit b v sinh
* Ph thuc vo tiờu chun cp nc
- Ch thi: khụng n nh
- Tớch cht, thnh phn:
* Tớnh cht:
Cú mu t trng c n xỏm en
Cú mựi hụi.
* Thnh phn:
Cha nhiu hp cht h c khụng bn vng, d b phõn hu sinh hc
(cacbon hydrat, protein, lipit, thc n d tha,) gõy mựi hụi, mu.

Cha cỏc cht dinh dng N, P
Cha cỏc vi trựng, vi khun gõy bnh.
,-".*&&01
- Ngun gc: Nc thi t cỏc nh mỏy, xớ nghip, c s sn xut,
- c im thi: tp trung
- Lu lng thi v ch thi: ph thuc vo qui trỡnh cụng ngh
- Tớnh cht, thnh phn: ph thuc vo qui trỡnh cụng ngh, c thự ca tng nh mỏy, xớ
nghip hay c s sn xut.
,-,2.)"3
- Ngun gc: do nc ma chy trn trờn mt t
- c im ngun thi: ph thuc vo mựa, lng ma.
- Tớnh cht, thnh phn: Cha cht rn (vụ c, hu c), thuc tr sõu, phõn bún, du m,
hoỏ cht, vi trựng, vi khun,
45$6"&"")78 $6"&9
- Nc thi t cỏc hot ng sinh hot
- Nc thi t cỏc hot ng khỏc: nc ma, t cỏc vựng x lý CTR.
4:;).$<.88)=,-
3.4.1. Lựa chọn vị trí lấy mẫu
Tuỳ vào mục đích (đánh giá hiện trạng, đánh giá tác động của nguồn thải) mà ngời ta lựa
chọn các vị trí lấy mẫu khác nhau và sử dụng một số phơng pháp lấy mẫu nớc thải khác nhau.
Tuy nhiên dù vị trí lấy mẫu hay phơng pháp lấy mẫu khác nhau nhng mẫu lấy phải đại diện cho
nguồn nớc cần đợc xem xét, đánh giá.
a. Sự phân bố các chất ô nhiễm
Sự phân bố các chất ô nhiễm trong các vùng khác nhau:
- Theo diện tích: ở các vị trí khác nhau nồng độ các chất ô nhiễm khác nhau.
- Theo chiều sâu: Trên bề mặt xảy ra quá trình oxy hóa sinh hóa hiếu khí chất lợng nớc
sạch hơn.
- Vùng giáp ranh.
b. Các yếu tố liên quan
Cần xem xét ảnh hởng của một số yếu tố đến sự pha loãng các chất ô nhiễm trong lu vực

đang xem xét.
- Vận tốc dòng chảy: liên quan đến lợng oxy hòa tan ảnh hởng đến hàm lợng chất hữu cơ
trong môi trờng nớc.
- Thành phần địa chất trong lu vực: lu ý đến khi số liệu khảo sát bất thờng.
c. Các số liệu đặc trng cơ bản
- Các số liệu về lòng dẫn: chiều dài, diện tích.
Made in o0KyoShiRo0o
19
- Lu lợng
- Các nguồn gây ô nhiễm :
* Xác định số điểm lấy mẫu
* Làm cơ sở giải thích kết quả đo
* Xác định các chỉ tiêu cần phân tích
Riêng đối với nớc thải công nghiệp phải xem xét chế độ thải
3.4.2. Các dạng mẫu
Có 02 loại mẫu: Mẫu đơn và mẫu tổ hợp
a. Mẫu đơn
Loại mẫu đợc lấy tại 1 điểm, ở thời điểm cụ thể, chỉ đại diện cho thành phần của nguồn tại
thời điểm và địa điểm đó.
Có thể đại diện cho chất lợng nguồn nớc ở lu vực nếu ở khu vực đó có sự xáo trộn mảnh liệt
theo diện tích, theo chiều sâu đợc coi là đồng nhất.
Lấy mẫu đơn là cách đơn giản nhất để quan trắc các dòng thải. Tuy nhiên phơng pháp này
chỉ đa ra một bức tranh riêng lẻ và tức thời về đối tợng quan trắc. Phơng pháp lấy mẫu này chỉ thích
hợp ở một số điều kiện nhất định khi các đặc trng của dòng thải không biến đổi trong một khoảng
thời gian dài.
b. Mẫu tổ hợp
Mẫu tổ hợp cung cấp thông tin chính xác hơn mẫu đơn vì đặc tính của dòng thải thờng dao
động và rất khó dự đoán.
Có 03 loại mẫu tổ hợp:
1. Tổ hợp theo không gian: Bao gồm các mẫu đơn có thể tích bng nhau và đợc lấy đồng thời

tại các địa điểm khác nhau. Thờng sử dụng để lấy giá trị trung bình cho các mặt cắt ngang hoặc mặt
cắt dọc của dòng nớc. Mẫu đại diện cho chất lợng nớc tại mặt cắt đó, đợc lấy ở thời điểm nớc đứng,
dòng chảy ổn định.
Chú ý: Khi sử dụng mặt cắt trong quá trình khảo sát, phân tích cần phải thu gọp các điểm lấy
mẫu lại để tiết kiệm chi phí cho quá trình khảo sát, phân tích. Cần sử dụng mặt cắt ở các nơi khác
biệt.
2. Mẫu tổ hợp theo thời gian
Bao gồm những mẫu đơn có thể tích bằng nhau và đợc lấy ở các khoảng thời gian bằng nhau
trong một chu kỳ.
Lấy mẫu tổ hợp theo thời gian thờng đợc áp dụng để nghiên cứu chất lợng trung bình của
nguồn nớc theo chu kỳ (ngày đêm, chu kỳ triều,)
3. Mẫu tổ hợp theo l u l ợng
- Khi lu lợng thay đổi thì chất lợng nớc thay đổi.
- Bao gồm các mẫu đơn ở các khoảng thời gian bằng nhau nhng theo tỷ lệ lu lợng dòng thải
- Dùng để khảo sát dòng thải công nghiệp
Chú ý:
Đối với mẫu tổ hợp, từng mẫu đơn cần lấy với thể tích 50ml. Thờng chọn khoảng 200
300ml. Tất cả các mẫu đơn phải đợc lấy với thể tích 1 2 lít. Mẫu tổ hợp từ n mẫu thờng đợc lấy 1
2 lít/n.
Hình 4 : Cách thu mẫu nuớc tổ hợp
3.4.3. Kỹ thuật lấy mẫu
Tùy theo mục đích chúng ta có thể lựa chọn vị trí lấy mẫu, thời điểm lấy mẫu, thời gian lấy
Made in o0KyoShiRo0o
20
mẫu để tránh sự khác biệt của các thành phần trong mẫu nớc.
a. Lấy mẫu nớc sông
- Điểm lấy mẫu thờng là các địa danh dễ nhớ, hoặc thuận tiện cho việc lấy mẫu.
- Điểm lấy mẫu chọn nơi dòng chảy có sự xáo trộn mạnh nhất (chọn vị trí giữa dòng đối với
dòng chảy nhỏ)
* Đối với dòng chảy hẹp: 01 vị trí

* Đối với dòng chảy rộng: 03 vị trí (trái, phải, giữa dòng: tại các vị trí này có trờng vận tốc
khác nhau).
- Nếu dòng chảy không có gì đặc biệt, mẫu đợc lấy cách mặt nớc 20 - 30 cm, là các mẫu đơn
hay mẫu tổ hợp.
Khi nhiệt độ khác nhau thì các quá trình xảy ra cũng khác nhau dẫn đến giá trị các thông số
cũng khác nhau.
- Khi nghiên cứu tác động của dòng nhánh, nguồn thải tới chất lợng nớc trong dòng chính thì
xác định 02 điểm: thợng lu và hạ lu.
Điểm hạ lu phải đủ xa để có sự xáo trộn hoàn toàn, L khoảng 1km. Điểm thợng lu phải đủ xa
để nguồn thải không ảnh hởng đến địa điểm đo.
- Đối với sông chịu ảnh hởng của thủy triều (cửa sông). Khi xác định điểm lấy mẫu cần có
bảng thủy triều để xác định thời điểm lấy mẫu
b. Lấy mẫu nớc ao, hồ (các nguồn nớc đứng)
Tùy theo độ sâu, hình dáng, tùy theo điều kiện cụ thể mà lấy mẫu đơn hay mẫu tổ hợp.
Khi lấy mẫu tổ hợp có sự thay đổi theo độ sâu:
- Điểm 1: cách mặt nớc 10 - 30cm.
- Điểm 2: cách đáy 100cm.
Nếu lấy mẫu theo độ sâu cần xác định độ giảm nhiệt:
- ở bề mặt lấy mẫu
- ở tầng suy nhiệt lấy mẫu
- ở tầng đáy lấy mẫu
c. Lấy mẫu nớc ngầm (nớc giếng)
- Lấy mẫu bằng bơm: lấy sau khi bơm 20 ữ 30 phút.
- Lấy theo chiều sâu: tơng tự nh lấy mẫu theo các độ sâu khác.
d. Lấy mẫu nớc thải
Địa điểm phải đại diện cho dòng thải cần khảo sát
Có 02 loại nớc thải:
- Nớc thải công nghiệp
- Nớc thải đô thị.
Với nớc thải công nghiệp: cần phải xem xét qui trình công nghệ xác định thời gian lấy

mẫu
lựa chọn thời điểm lấy mẫu.
Với nớc thải đô thị: các khoảng thời gian lấy mẫu khác nhau.
Có 02 vị trí lấy mẫu thờng chọn:
- Lấy mẫu tại các cống thải, kênh thải và hố ga
- Lấy mẫu tại đầu vào của trạm xử lý.
Các lu ý khi lấy mẫu tại hiện trờng
Chơng trình lấy mẫu, lựa chọn vị trí lấy mẫu thích hợp và lên kế hoạch chi tiết cho việc lấy
mẫu là hết sức quan trọng nhằm lấy đợc mẫu đại diện. Các yêu cầu tối thiểu khi lấy mẫu đại diện:
1. Lu ý khi lấy mẫu đại diện:
Yếu tố xem xét Yêu cầu
Lấy mẫu hchc bay hơi
hoặc không bay hơi
- Đối với thành phần không bay hơi, lấy ở điểm dòng thải trộn đều
nhất. Tuy nhiên không nên lấy mẫu ở những điểm chảy rối mạnh hay
tại các góc cạnh của đờng ống hay kênh dẫn vì sẽ không đảm bảo tính
đại diện. Mẫu trên kênh dẫn thờng đợc lấy ở độ sâu 1/3 tính từ đáy
kênh, ở điểm giữa theo tiết diện ngang của kênh dẫn giữa vị trí chảy
rối mạnh và thành kênh.
- Đối với hợp chất hữu cơ bay hơi: lấy mẫu ở khu vực dòng ít chảy rối
để giảm sự xâm nhập của khí vào mẫu.
Lấy mẫu chất rắn - Tránh lấy mẫu ở những khu vực yên lặng nơi mà tốc độ dòng chảy
giảm, chất rắn bị lắng chỉ còn những mảnh vụn nổi.
- Tránh lấy mẫu chất rắn lắng không đại diện đợc lắng đọng trên kênh
hay thành ống dẫn
Thống nhất vị trí lấy
mẫu
- Lấy mẫu dòng thải công nghiệp cần phải cố định ở một vị trí nhất
định. Sự biến đổi trong kết quả quan trắc không thể quy cho sự thay
đổi vị trí lấy mẫu. Vị trí lấy mẫu cần phải thống nhất và ghi lại trong

báo cáo khảo sát cũng nh báo cáo kết quả cuối cùng.
Made in o0KyoShiRo0o
21
Khả năng lấy đợc mẫu
và vấn đề an toàn
Các điểm lấy mẫu cần đợc tiếp cận một cách dễ dàng nhằm tránh rơi
ngã gây thơng tích hay nguy hiểm do các hơi khí độc.
Đờng ống lấy mẫu (ống
PVC nối giữa bộ phận
hút và thiết bị)
- Vệ sinh đờng ống trớc khi lấy mẫu nhằm làm sạch các vật liệu còn
lại trong đờng ống để loại trừ sự nhiễm bẩn.
- Thay thế đờng ống theo qui định nhằm tránh sự đóng cặn, sự tồn lu
các chất hóa học hay hoạt động của vi sinh vật.
- ống lấy mẫu càng ngắn càng tốt vì dễ dàng vệ sinh cũng nh ngăn
cản quá trình biến đổi màu.
Chai lấy mẫu - Làm sạch trớc khi lấy mẫu
- Dán nhãn chai lấy mẫu và ghi các lu ý cũng nh phơng pháp lấy mẫu
để tránh xảy ra nhầm lẫn giữa các chai. (Ví dụ nh tên chơng trình,
ngày lấy mẫu, vị trí lấy mẫu, ngời thực hiện, )
Bảo trì thiết bị lấy mẫu Cần vệ sinh thờng xuyên và kiểm tra thiết bị lấy
mẫu theo qui trình đề ra của nhà cung cấp cũng nh trớc khi tiến hành
các hoạt động quan trắc.
2. Phân tích tại hiện trờng và ý nghĩa của kết quả:
Một vài thông số nh: pH, độ dẫn và tổng chất rắn hoà tan (TDS), độ muối, độ đục và nhiệt độ
có thể phân tích trực tiếp tại hiện trờng bằng các thiết bị xách tay. Trong các thông số này chỉ có pH
là thông số đợc quy định theo TCVN. Các thông số còn lại có thể cho thông tin thêm về thành phần
của nớc thải. Độ dẫn và TDS cho phép xác định nhanh các chất ô nhiễm dới dạng ion.
Độ dẫn của nớc sạch tự nhiên vào khoảng 150 - 300àS/cm, giá trị cao hơn có thể chỉ thị cho
nớc bị ô nhiễm bởi các ion. Giá trị độ đục thờng tỉ lệ với hàm lợng chất rắn lơ lững. Độ muối cho

biết hàm lợng clorua là chủ yếu.
Tóm lại những thông số đo nhanh bằng các thiết bị xách tay giúp kỹ thuật viên hiện trờng dự
báo đợc gần đúng các đặc trng ô nhiễm của dòng thải (đặc biệt là các dòng thải công nghiệp).
Trớc khi tiến hành phân tích tại hiện trờng, tất cả các thiết bị phải đợc kiểm tra độ ổn định, các linh
kiện kèm theo cũng nh dự phòng và hiệu chuẩn.
3. Quan sát tại hiện trờng:
Hoạt động quan trắc tại hiện trờng phải đợc các kỹ thuật viên đã đợc đào tạo thực hiện. Sự
thành công của chơng trình quan trắc phụ thuộc vào những mẫu đại diện và độ chính xác của phép
đo. Đồng thời việc quan sát và ghi lại các điều kiện hiện trờng cũng là những thông tin quan trọng
trong quá trình phân tích cũng nh đánh giá kết quả.
3.4.4. Bảo quản và vận chuyển mẫu
Mẫu đợc bảo quản theo TCVN 5993 1995.
Đối với quan trắc dòng thải công nghiệp, lấy một số lợng lớn các mẫu tổ hợp trong thời gian
dài có độ tin cậy cao hơn một mẫu riêng lẻ.
Mẫu thờng đợc bảo quản lạnh ở 40C trong suốt quá trình quan trắc. Tuy nhiên các mẫu cần
đợc chuyển đến phòng thí nghiệm để bảo quản trong tủ lạnh chuyên dụng trong càng sớm càng tốt
và tối đa là sau 24h.
Với chơng trình quan trắc dòng thải công nghiệp, biên bản quan trắc tại hiện trờng cần phải
chuyển cùng với mẫu tới phòng thí nghiệm nhằm cung cấp thông tin về những điều kiện lấy mẫu tại
hiện trờng để phân tích chính xác các mẫu thu đợc. Các dữ liệu hiện trờng sẽ giúp cho việc chuẩn bị
mẫu tổ hợp và lý giải các kết quả phân tích sau này.
Các công việc chuẩn bị trộn mẫu thành mẫu tổ hợp phải tiến hành càng sớm càng tốt. Sau đó,
các mẫu tổ hợp sẽ đợc phân loại theo các chai lu giữ với các biện pháp bảo quản riêng lẻ đối với
từng thông số phân tích.
3.5. Ph ơng pháp xác định, đánh giá chất l ợng môi tr ờng n ớc
3.5.1. Nhiệt độ
Nhiệt độ của nớc là một đại lợng phụ thuộc vào điều kiện môi trờng và khí hậu.
Sự thay đổi nhiệt độ của nớc phụ thuộc vào từng loại nguồn nớc. Nớc mặt (sông, hồ) nớc
mạch nông có nhiệt độ dao động rất lớn, từ 4 đến 40
o

C, phụ thuộc vào thời tiết và độ sâu nguồn nớc.
Nớc ngầm có nhiệt độ tơng đối ổn định từ 17 đến 31
o
C, không thay đổi theo mùa. Nơc thải thải th-
ờng có nhiệt độ cao hơn nớc cấp.
Nhiệt độ có ảnh hởng lớn đến quá trình xử lý sinh học do tác động đến đời sống thủy sinh và
nồng độ oxy hoà tan. Ngoài ra, nhiệt độ ảnh hởng đến độ nhớt và lực cản trong quá trình lắng ù.
Đơn vị đo:
o
C.
Phơng pháp phân tích: Đo bằng nhiệt kế.
3.5.2. Độ màu
Độ màu của nớc gây bởi các hợp chất hữu cơ trong mọi giai đoạn phân hủy của các loại thực
vật nh tanin, axit humic, humat; các hợp chất keo sắt; nớc thải công nghiệp hoặc do sự phát triển của
rong, rêu, tảo. Nớc có các hợp chất sắt III không tan có màu nâu đỏ. Các chất mùn humic gây ra
Made in o0KyoShiRo0o
22
màu vàng cho nớc. Các loài thủy sinh, rong tảo làm cho nớc có màu xanh lục. Nớc bị nhiễm bẩn bởi
nớc thải sinh hoạt hay công nghiệp nh nớc thải dệt nhuộm có thể làm nớc nguồn có màu đỏ, xanh,
đen
-ảnh hởng, tác động
Độ màu ảnh hởng đến giá trị cảm quan đối với ngời dùng nớc. Khi nớc có màu, giá trị thẩm
mỹ của nớc giảm. Mặt khác, các chất hữu cơ có màu trong nớc có thể tác dụng với clo trong quá
trình khử trùng nớc bằng clorin tạo ra những hợp chất có tính độc nh clorofooc
Độ màu là một trong hai yếu tố quyết định công nghệ xử lý và liều lợng phèn sử dụng.
Đơn vị đo: độ màu là Pt-Co.
- Phơng pháp phân tích
Nguyên tắc phép đo độ màu là dựa vào sự hấp thu ánh sáng của hợp chất màu có trong dung
dịch trên máy quang phổ kế. Từ dung dịch màu chuẩn 500 Pt-Co, xây dựng đờng chuẩn độ màu và
độ hấp thu ánh sáng. Đo độ hấp thu của mẫu trên máy quang phổ ở bớc sóng thích hợp. Dựa vào đ-

ờng chuẩn xác định độ màu của mẫu.
Các yếu tố ảnh hởng đến phép đo màu xác định độ màu gồm độ đục, giấy lọc, pH mẫu nớc.
Do đó, trong khi thao tác phân tích không dùng giấy lọc để tách phần chất lơ lửng khi đo độ màu
thực. Kết quả phân tích cũng cần ghi nhận pH của mẫu.
Phơng pháp xử lý: keo tụ, lắng lọc
3.5.3. Độ đục
Độ đục của nớc là mức độ ngăn cản ánh sáng xuyên qua nớc.
Độ đục của nớc có thể do nhiều loại chất lơ lửng bao gồm những loại có kích thớc hạt keo
đến những hệ phân tán thô gây nên nh các chất huyền phù, các hạt cặn đất cát, các vi sinh vật. Về
thành phần hóa học, các chất gây đục có thể là vô cơ hoặc hữu cơ, hoặc cả hai, do nguồn gốc tự
nhiên hay nhân tạo.
Nớc mặt thờng có độ đục 20 100 NTU, mùa lũ có khi cao đến 500 600 NTU.
- ảnh hởng, tác động
Độ đục cao biểu thị độ nhiễm bẩn trong nớc cao. Độ đục cao còn ảnh hởng đến quá trình lọc
vì lỗ thoát nớc sẽ nhanh chóng bị bít kín do vậy ngời ta có thể keo tụ trớc khi lọc. Khử trùng bị ảnh
hởng bởi độ đục. Khi nớc có độ đục cao, do chất rắn trong nớc thải sinh hoạt, các vi sinh gây bệnh
có thể bị bọc bởi các chất rắn và bảo vệ nó không tiếp xúc đợc với chất khử trùng.
Đơn vị độ đục là 1JTU = 1 NTU = 1 mg SiO
2
/L = 1 đơn vị độ đục.
Trong công nghệ xử lý nớc, độ đục ảnh hởng đến quá trình. Do vậy cần kiểm soát thông số
này. Đối với nớc cấp, độ đục là một trong những thông số quan trọng để xác định sự cần thiết có
công đoạn xử lý keo tụ hoá học và lọc trong quy trình xử lý.
+ Phơng pháp phân tích
Đơn vị đo phụ thuộc vào phơng pháp đo:
- Đo bằng máy quang phổ (spectrophotometer): đơn vị NTU, FTU
- Đo bằng trực quan: đơn vị JTU.
Nguyên tắc cơ bản của phơng pháp đo độ đục trên máy quang phổ là dựa trên sự hấp thu ánh
sáng của các cặn lơ lửng có trong dung dịch. Thang độ đục chuẩn đợc xây dựng trên chất chuẩn là
hydrazine sulfate và hexamethylene tetramine.

Mẫu đợc lắc kỹ, lấy một thể tích xác định đo màu trên máy quang phổ ở bớc sóng thích hợp
và giống với đo màu của dãy chuẩn.
Phân tích xác định độ đục gặp một số khó khăn. Cặn lơ lửng lớn có khả năng lắng nhanh,
làm sai lệch kết quả đo. Mẫu có nhiều bọt khí và độ màu thực của mẫu là những nguyên nhân ảnh h-
ởng tới kết quả độ đục bằng phơng pháp so màu.
- Phơng pháp xử lý : Lắng, lọc, keo tụ
3.5.5. pH
pH là đại lợng toán học biểu thị nồng độ hoạt tính ion H+ trong nớc, pH đợc sử dụng để
đánh giá tính axit hay tính kiềm của dung dịch (nớc). pH = - lg{H
+
}.
Tính chất của nớc đợc xác định theo các giá trị khác nhau của pH
pH 5,5 6,5 7,0 7,5 10,5
Axit mạnh axit yếu trung tính kiềm yếu kiềm mạnh
- ảnh hởng, tác động
pH ảnh hởng đến các hoạt động sinh học trong nớc, có liên quan đến tính ăn mòn, độ hòa
tan. pH của nớc ngầm thờng thấp (4-5) ảnh hởng đến quá trình khử sắt.
pH có ý nghĩa rất quan trọng trong xử lý nớc cấp. Thông số này cần đợc giám sát trong các
quá trình xử lý nh: keo tụ, làm mềm nớc, khử trùng, khử sắt và các kim loại khác. Trong xử lý nớc
thải pH đợc giám sát và điều chỉnh ở môi trờng tối u có lợi cho sự tham gia của vi sinh vật trong xử
lý sinh học.
+ Phơng pháp phân tích
Hai phơng pháp thông thờng để xác định pH là phơng pháp so màu và phơng pháp điện thế
kế.
- Phơng pháp so màu: xây dựng dãy màu tơng ứng với khoảng pH rộng, sau đó dùng chỉ thị
màu chuyên biệt (để đổi màu pH trong một khoảng giới hạn pH thay đổi hẹp).
- Phơng pháp đo điện thế kế: dựa trên nguyên tắc chênh lệch điện thế giữa điện cực chuẩn
Made in o0KyoShiRo0o
23
calomel và điện cực H

+
, phơng pháp này có độ chính xác cao. Chuẩn máy bằng dung dịch chuẩn pH
4 và pH 10 trớc khi đo mẫu.
Nớc có độ màu, độ đục cao ảnh hởng đến kết quả phân tích pH trên phơng pháp so màu.
Nhiệt độ có ảnh hởng đến pH của mẫu.
- Phơng pháp xử lý : Trung hoà bằng hoá chất.
3.5.6. Độ axit
Độ axit là khả năng nhờng proton. Độ axit của nớc đợc tạo ra bởi các axit yếu nh H
2
CO
3
,
H
2
S, CH
3
COOH; các muối do axit mạnh baz yếu hợp thành nh muối hợp thành của các ion NH
4
+
,
Fe
3+
, Al
3+
và axit mạnh. Khi nớc có pH nhỏ hơn 4,5 thì độ axit còn do các axit mạnh gây nên nh
HCl, H
2
SO
4
, HNO

3
.
Trong nớc thiên nhiên, độ axit là do sự có mặt của CO
2
. Chúng xâm nhập vào nớc do: (1)
khuyếch tán từ không khí vào nớc theo định luật Henry, hoặc (2) quá trình oxy hóa sinh hóa chất
hữu cơ trong nớc thải ô nhiễm.
Axit vô cơ này thờng có trong nớc ngầm khi chảy qua các vùng mỏ hoặc lớp khoáng có chứa
các hợp chất của lu huỳnh nh FeS
2
.
Nớc ngầm và nớc trong vùng yếm khí của các hồ phân tầng nhiệt thờng chứa lợng CO
2
đáng
kể do quá trình oxy hóa sinh học đối với chất hữu cơ. ở điều kiện đó, cacbonic sinh ra không thể
thoát vào không khí. Cacbonic là sản phẩm cuối cùng của quá trình oxy hóa yếm khí và hiếu khí,
nên không phụ thuộc vào lợng oxy hoà tan ban đầu. Nớc ngầm thờng có nồng độ CO
2
30-50 mg/l.
Đây là những loại nớc đã thấm qua lớp đất chứa lợng CaCO
3
hay MgCO
3
không đủ để trung hòa
CO
2
hình thành bicacbonat:
CO
2
+ CaCO

3
+ H
2
O = Ca(HCO
3
)
2
.
Axit vô cơ có trong nhiều loại chất thải công nghiệp, đặc biệt là công nghiệp luyện kim và
một số loại thải ra từ dây chuyển sản suất chất hữu cơ. Nớc thải từ hầm mỏ và nơi đổ quặng có chứa
lợng đáng kể là axit sunhuaric và muối sunphat, sunphua hay pyrit sắt. Muối của các kim loại nặng
hóa trị III nh Fe và Al bị thuỷ phân tạo thành axit
FeCl
3
+ 3H
2
O Fe(OH)
3
+ 3H
+
+ 3Cl
-
.
Axit hữu cơ xác định bằng phơng pháp chuẩn độ tĩnh điện hay sắc ký khí.
Quá trình đốt nhiên liệu hoá thạch trong các nhà máy nhiệt điện, động cơ tạo thành oxit nitơ
và oxit lu huỳnh phát tán vào không khí. Khi hoà tan trong nớc ma, chúng chuyển thành axit vô cơ
và gây axit hoá cho các nguồn nớc mặt.
- ảnh hởng, tác động
Độ axit không gây ảnh hởng lớn đến sức khỏe con ngời nhng nớc có độ axit cao thờng có vị
chua. Độ axit cao gây ăn mòn thiết bị và đờng ống. Trong quá trình xử lý sinh học, pH cần duy trì ở

mức giới hạn 6,0 9,5, nên cần xác định độ axit để tính lợng hoá chất chiều chỉh pH. Độ axit có
ảnh hởng đến hầu hết các quá trình xử lý nớc cấp và nớc thải.
Độ axit trong nớc thấp làm tan các kim loại nhôm, sắt, silic từ trong đất.
- Phơng pháp phân tích:
Phân tích xác định độ axit bằng phơng pháp định phân bằng thuốc thử NaOH 0,02N.
- Độ axit metyl da cam: chuẩn độ tới pH = 4,5 bằng chỉ thị metyl da cam.
- Độ axit phenolphtalein: chuẩn độ tới pH = 8,3 với chỉ thị phenolphtalein.
Các chất khí hòa tan nh CO
2
, H
2
S, NH
3
có thể bị mất đi hoặc hòa tan vào mẫu trong quá trình
lu trữ hoặc định phân mẫu làm ảnh hởng đến kết quả phân tích. Có thể khắc phục bằng cách định
phân nhanh, tránh lắc mạnh và giữ nhiệt độ mẫu ổn định.
Đối với mẫu nớc cấp, hàm lợng clorin d cao, có tính tẩy màu làm ảnh hởng đến kết quả định
phân. Trong trờng hợp mẫu có độ màu và độ đục cao, phải xác định độ axit bằng phơng pháp chuẩn
độ điện thế.
- Phơng pháp xử lý : Trung hoà.
3.5.7. Độ kiềm
Độ kiềm của nớc là khả năng tiếp nhận proton của nớc đó.
- Độ kiềm hydroxit.
- Độ kiềm cacbonat
- Độ kiềm bicacbonat
Độ kiềm của nớc tự nhiên chủ yếu do các ion sau (1) hydroxit (OH-), (2) cacbonat (CO
3
2-
),
(3) bicacbonat (HCO

3
-
). Ngoài ra có thể kể đến nguyên nhân do các muối của axit yếu khác nh
SiO
3
2-
, PO
4
3-
; các bazơ yếu nh NH
3
và các baz mạnh.
Muối bicacbonat là thành phần gây độ kiềm chủ yếu trong nớc tự nhiên do tác dụng của CO
2
lên các thành phần có tính kiềm trong đất:
CO
2
+ CaCO
3
+ H
2
O Ca(HCO
3
)
2
Trong nhiều kiện xác định, nớc tự nhiên có thể có độ kiềm cao. Ví dụ trờng hợp nguồn nớc
mặt có tảo phát triển, sử dụng hết cacbonic tự do và kết hợp trong nớc làm tăng pH đến 9-10.
- ảnh hởng, tác động
Độ kiềm ảnh hởng ít nhiều đến sức khỏe. Độ kiềm cao gây khó chịu cho ngời sử dụng nên
phải thay nguồn nớc khác. Độ kiềm cao ảnh hởng đến sự sống của vi sinh vật trong nớc, là nguyên

nhân gây nên độ cứng của nớc. Trong kiểm soát ô nhiễm nớc, độ kiềm là thông số để xác định lợng
hoá chất trung hoà, làm mềm nớc, hoặc làm dung dịch đệm trung hoà axit trong quá trình đông tụ.
Made in o0KyoShiRo0o
24
- Phơng pháp phân tích
Độ kiềm đợc xác định bằng cách chuẩn độ với dung dịch H
2
SO
4
- Độ kiềm phenolphthalein: chuẩn độ đến pH bằng 8,3 với chỉ thị phenolphtalein.
- Độ kiềm tổng cộng: chuẩn độ đến pH bằng 4,5 với chỉ thị bromocresol lục.
Phản ứng chuẩn độ:
OH
-
+ H+ H
2
O. pH = 12,5
CO
3

2-
+ H
+
HCO
3-
. Kết thúc chuẩn độ ở pH = 8,3.
HCO
3-
+ H
+

H
2
CO
3
. Kết thúc chuẩn độ ở pH = 4,5.
- Tính toán các loại độ kiềm
Độ kiềm tổng cộng và độ kiềm phenol xác định dựa trên số liệu phân tích chuẩn độ bằng
axit. Tính toán các độ kiềm hydroxit, cacbonat, bicacbonat dựa vào các phơng pháp (1) tính toán từ
chỉ số đo độ kiềm, (2) tính toán từ số đo độ kiềm và pH, (3) tính từ phơng trình cân bằng.
- Độ kiềm phenol : chuẩn độ bằng axit đến pH = 8,3 với chỉ thị pp.
- Độ kiềm tổng cộng: chuẩn độ bằng axit đến pH 4- 5 với chỉ thị bromocresol lục hay chỉ thị
metyl da cam, hay chỉ thị hỗn hợp.
- Độ kiềm hydroxit (OH
-
)
- Độ kiềm cacbonat (CO
3
2-
)
- Độ kiềm bicacbonat (HCO
3
-
)
- Phơng pháp xử lý: Trung hoà.
Bảng 2. Tóm tắt các nguyên tắc chuẩn độ xác định độ axit và độ kiềm
3.5.8. Độ cứng
Độ cứng là đại lợng biểu thị hàm lợng các ion kim loại hoá trị II, chủ yếu là Ca
2+
và Mg
2+

.
- Phân loại theo mức độ cứng
mg/lit CaCO
3
75 150 300
Mềm Cứng trung bình Cứng Rất cứng
- Phân loại theo ion kim loại tạo nên độ cứng tính toán lợng hoá chất làm mềm nớc
+ Độ cứng canxi
+ Độ cứng magiê
- Phân loại theo anion tạo nên độ cứng lựa chọn phơng pháp làm mềm nớc
+ Độ cứng cacbonat (độ cứng tạm thời): là tổng nồng độ các muối bicacbonat, cacbonat của
Ca
2+
, Mg
2+
trong nớc. Nhng vì hàm lợng cacbonat trong nớc thiên nhiên rất nhỏ, cho nên nói chung
coi độ cứng cacbonat là muối bicacbonat của Ca
2+
, Mg
2+
.
+ Độ cứng phicacbonat (vĩnh cửu): là tổng nồng độ các muối clorua, sunfat, nitrat của Ca
2+
,
Mg
2+
trong nớc.
Độ cứng khi đun sôi nớc không thể khử đi gọi là độ cứng vĩnh viễn, nó gần bằng độ cứng
phicacbonat.
+ Độ cứng tổng cộng = độ cứng cacbonat + độ cứng phicacbonat.

- Nguồn gốc, nguyên nhân: Các ion gây độ cứng cho nớc chủ yếu là Ca
2+
, Mg
2+
, Sr
2+
, Fe
2+
,
Mn
2+
, và các anion kết hợp với chúng là HCO
3
-
, SO
4
2-
, Cl
-
, NO
3
-
, SiO
3
2-
.
Các ion Fe
3+
, Al
3+

đôi khi cũng góp phần làm tăng độ cứng của nớc. Tuy nhiên, độ hòa tan
của các hydroxit của chúng ở những giá trị pH của nớc thiên nhiên rất thấp nên nồng độ của các ion
này có thể bỏ qua.
- ảnh hởng, tác động: Nớc có độ cứng cao (nớc cứng) làm nớc có vị chát và ảnh hởng đến
chất lợng nớc.
- Phơng pháp phân tích: Đơn vị đo độ cứng là: mg/l CaCO
3
. 1 mđlg CaCO
3
/l = 50 mg/l
CaCO
3
.
Made in o0KyoShiRo0o
25