Bài giảng thí nghiệm phân tích môi trường phần 2

42

Bài giảng thí nghiệm phân tích môi trường

Bài 7
XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG F- TRONG MẪU NƯỚC MẶT
1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1. Giới thiệu chung
Hàm lượng ion florua trong nước bề mặt thường rất nhỏ và thay đổi trong khoảng rộng. Trong
nước ngầm, tùy thuộc vào điều kiện và cấu tạo địa chất, hàm lượng flo có thể cao tới 10 mg/l.
Trong nước thải công nghiệp hóa học và thủy tinh, hàm lượng flo cũng khá cao.
Hàm lượng flo trong nước sinh hoạt có ảnh hưởng rất lớn tới răng. Ở nồng độ lớn hơn
1,5 mg.l-1, các bệnh về răng do flo tăng (răng trở nên mất màu, dòn, dễ gẫy và có vết chấm). Mặt
khác, nồng độ florua giảm lại liên quan tới việc tăng các trường hợp bị mục xương (như phá hoại
răng). Nồng độ xấp xỉ 1 mg.l-1 được coi là tối ưu cho răng. Vì vậy, ở những vùng nước có hàm
lượng flo thấp người ta phải bổ sung flo vào nước cấp.
Theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia Việt Nam về chất lượng nước mặt (QCVN
08:2008/BTNMT) - hàm lượng flo trong mẫu nước cấp cho sinh hoạt nằm trong giới hạn 1 – 1,5
mg l-1, nhưng phải được xử lý theo qui định. Hàm lượng giới hạn từ 1,5 - 2 mg l-1 áp dụng đối với
tưới tiêu thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lượng nước tương tự.

1.2 Phương pháp xác định
Có nhiều phương pháp phân tích xác định hàm lượng flo. Trong tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN
6494-1999), hàm lượng ion florua được xác định bằng phương pháp sắc kí lỏng ion. Ngoài
phương pháp trên, hàm lượng flo còn được xác định xác định bằng phương pháp đo quang với
thuốc nhuộm ziriconium đỏ.

1.2.1 Phương pháp sắc kí lỏng ion theo TCVN 6494 – 1999
Trong phương pháp sắc kí lỏng ion theo TCVN 6494 – 1999, ion florua được tách bằng cột
tách. Dùng chất trao đổi anion dung lượng thấp làm pha tĩnh và các dung dịch nước thông thường
của các muối chứa các axit yếu bậc một hoặc bậc hai làm pha động (dung dịch rửa giải). Dùng

detector đo độ dẫn để xác định hàm lượng mẫu. Qui trình phân tích theo phương pháp này cho
phép xác định nồng độ florua trong nước từ 0,01 mg – 10 mg/l. (Xem chi tiết trong mục 1.2.1 bài
thí nghiệm số 6).

1.2.2. Phương pháp đo nhanh số 10225 của HACH
Hàm lượng F- trong mẫu nước cũng được xác định theo phương pháp đo nhanh số 10225 của
công ty Hach (Mỹ). Phương pháp đo nhanh xác định flo dựa trên phản ứng của flo với dung dịch
thuốc nhuộm zirconium đỏ. Flo phản ứng với một phần zirconium tạo thành phức không màu,
màu đỏ của thuốc nhuộm đã bị hấp thụ theo nồng độ flo. Với các mẫu nước biển và nước thải cần
phải chưng cất trước khi đo. Bước sóng đo hàm lượng flo là 580 nm.


Phần 2: Các bài thí nghiệm phân tích môi trường

43

Phạm vi áp dụng
Phương pháp đo nhanh số 10225 áp dụng để phân tích mẫu nước mặt, nước thải và nước biển
với hàm lượng florua trong khoảng từ 0,02 – 2,0 mg/l. Nếu mẫu có hàm lượng vượt ngoài khoảng
đo, cần pha loãng mẫu với nước cất khử ion.

2. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ
2.1 Hóa chất và thiết bị cho phương pháp sắc kí lỏng ion theo TCVN
6494 – 1999
- Thiết bị gồm:
+

Máy sắc kí lỏng ion;

+

Tủ sấy;

+

Bình hút ẩm;

+

Thiết bị lọc hút chân không với màng lọc cỡ lỗ trung bình 0,45µm;

- Natri hiđrocacbonat (NaHCO3);
- Natri hiđrocacbonat (Na2CO3);
- Kali hiđro phtalat (C8H5O4K);
- Natri florua (NaF).

2.2 Phương pháp số 10225 của HACH


Dung dịch SPADNS: 4 ml;



Nước cất: 10 ml;



Pipet, thể tích 2-ml: 1 cái;



Pipet, thể tích 10-ml: 1 cái;



Pipet bầu: 1 cái;



Cuvet: 2 cái;



Máy ổn nhiệt: 1 máy;



Máy đo quang DR 2700 hoặc DR 5000: 1 máy.

3. CÁCH TIẾN HÀNH
3.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu
Mẫu được lấy vào chai thủy tinh hoặc chai plastic sạch ít nhất 7 ngày trước khi phân tích, bảo
quản mẫu ở nhiệt độ 4oC hoặc thấp hơn.
Mẫu phân tích và nước cất được đưa về nhiệt độ phòng (± 1°C) trước khi tiến hành đo.


44

Bài giảng thí nghiệm phân tích môi trường

3.2 Qui trình phân tích
3.2.1 Qui trình theo phương pháp sắc kí lỏng ion
Pha các dung dịch rửa giải giống như trong mục 3.2.1 của bài thí nghiệm số 6.
Dung dịch gốc: Chuẩn bị dung dịch gốc chứa 1000 mg/l F- (cân 2,2100 g NaF đã sấy khô ở
105 C trong 1 giờ pha bằng nước cất trong bình định mức tới thể tích 1000 ml). Dung dịch này
bền được vài tháng nếu bảo quản lạnh.
o

Từ dung dịch gốc, pha loãng ra thành 5 - 10 dung dịch chuẩn khác nhau có nồng độ cần xác
định từ 0,1 mg/l tới 1 mg/l . Các dung dịch này chỉ bền trong khoảng từ 1- 2 ngày.
Lắp cột sắc kí lỏng ion vào máy. Điều chỉnh máy sắc kí theo hướng dẫn của nhà sản xuất,
máy bắt đầu sử dụng được để bơm mẫu khi đường nền ổn định.
Tiến hành bơm các dung dịch chuẩn có nồng độ khác nhau để tiến hành lập đường chuẩn cho
máy. Thiết lập hàm chuẩn cho cho việc xác định ion cần phân tích theo phương trình sau:
y = ax + b
Trong đó:
y là giá trị đo được (độ lớn của tín hiệu) tính theo chiều cao pic, mm hoặc diện
tích pic mm2;
a là độ dốc của đường chuẩn, ví dụ mml/mg hoặc mm2l/mg;
b là điểm cắt của đường chuẩn với trục hoành (dung dịch trắng) theo đơn vị
mm hoặc mm2.
x là nồng độ khối lượng của ion cần phân tích, mg/l.
Định tính hàm lượng ion cần phân tích bằng cách so sánh với thời gian lưu, chiều cao pic của
dung dịch tiêu chuẩn. Nếu mẫu có hàm lượng cao vượt quá khoảng phân tích, cần tiến hành pha
loãng mẫu. Sau khoảng 10 – 20 lần đo, cần đo lại nồng độ của 1 -2 dung dịch chuẩn. Tính toán lại
nồng độ dung dịch chuẩn, nếu có sự sai lệch cần tiến hành lập lại đường chuẩn mới.

Tính toán kết quả
Xác định hàm lượng anion (x) trong dung dịch mẫu dựa trên diện tích hoặc chiều cao pic và
đường chuẩn như sau:

x = yb/a
Trong đó:
y là giá trị đo được (tín hiệu) tính theo chiều cao pic, mm hoặc diện tích pic
mm2;
a là độ dốc của đường chuẩn, ví dụ mml/mg hoặc mm2l/mg;
b là điểm cắt của đường chuẩn với trục hoành (dung dịch trắng) theo đơn vị
mm hoặc mm2.


Phần 2: Các bài thí nghiệm phân tích môi trường

45

3.2.2 Phương pháp số 10225 của HACH

1. Chọn chỉ tiêu phân
tích số 190.

2. Chuẩn bị mẫu: Dùng
pipet hút 10 ml nước
mẫu vào cuvet khô
thứ nhất.

3. Chuẩn bị mẫu trắng:
Dùng pipet hút 10 ml
nước cất vào cuvet khô
thứ hai

4. Thêm cẩn thận 2 ml
hóa chất SPADNS vào

mỗi cuvet. Lắc đều để
trộn lẫn.

5. Đặt thời gian phản
ứng là 1 phút.

6. Khi hết thời gian, đo
mẫu trắng.

7. Chỉnh giá trị về 0

8. Đo mẫu, đọc kết quả
đo theo đơn vị mg/l F

0,00 mg/l F-

Chú ý:
Nếu máy báo nồng độ mẫu nằm ngoài khoảng cho phép, pha loãng mẫu với một thể tích
nước cất tương đương và tiến hành thao tác lại, dùng dung dịch này trong bước 2 và nhân kết quả
đo lên 2 lần.

4. NHẬN XÉT KẾT QUẢ
- So sánh kết quả phân tích mẫu của nhóm với Qui chuẩn Việt Nam về hàm lượng flo
trong từng loại nước; đánh giá chất lượng nước máy nơi lấy mẫu về chỉ tiêu flo.
- Thu thập các kết quả phân tích flo tại cùng điểm lấy mẫu của các nhóm khác trong lớp.
Tính toán độ lệch chuẩn của bộ số liệu thu thập và thảo luận kết quả thu được dựa vào các kiến
thức về hóa nước.
- Từ hàm lượng florua phân tích được, hãy cho biết nếu mẫu nước mặt được sử dụng để
xử lý làm nguồn nước cấp: a) có cần thiết phải florua hóa nguồn nước đó không, biết rằng mọi
người dùng kem đánh răng có chứa florua; b) thêm hoặc loại bỏ florua trong nhà máy xử lý nước;

c) Liệu có nguy hiểm do có quá nhiều florua đối với những người vừa dùng kem đánh răng có
chứa florua và nước florua hóa.


46

Bài giảng thí nghiệm phân tích môi trường

Bài 8
XÁC ĐỊNH ĐỘ MÀU TRONG MẪU NƯỚC MẶT
1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1. Giới thiệu chung
Nước thiên nhiên sạch thường không có màu sắc. Nhưng trong thực tế, nước tinh khiết quan
sát được khi có ánh sáng truyền qua ở độ sâu vài mét cho màu lam nhẹ, nhưng có thể biến đổi khi
trong nước có các chất ô nhiễm tạo nên nhiều màu khác nhau. Nước tự nhiên phần lớn có màu nâu
hơi vàng do chứa các thành phần đặc thù như sắt, các hạt sét, các chất mùn (hoặc màu xanh lá cây
do trong nước có tảo) và màu có thể không quan sát được do các chất hòa tan hoàn toàn.
Màu sắc của nước là đặc tính quang học về sự thay đổi thành phần quang phổ của ánh sáng
trông thấy được truyền qua.
Màu sắc bên ngoài (màu biểu kiến) của nước là màu sắc do các chất hòa tan và huyền phù
không hòa tan được xác định trong mẫu nước ban đầu khi chưa lọc hoặc li tâm.
Màu sắc thực của nước là màu chỉ do các chất hòa tan, được xác định sau khi lọc mẫu nước
qua màng lọc có cỡ lỗ 0,45µm..
Nước thải từ các nguồn khác nhau thường có màu sắc khác nhau. Trong nhiều trường hợp,
màu của nước còn bị ảnh hưởng bởi hoạt động của các vi sinh vật, các hạt bùn, đất lơ lửng, thực
vật, tảo sống trong nước cũng như do các muối kết tủa gây nên.

1.2. Phương pháp xác định
Việc xác định chính xác và hoàn toàn khách quan màu sắc của nước tương đối khó, nên trong
một số trường hợp, người ta còn phải mô tả về sắc thái và cường độ màu bằng lời có kèm theo các

con số định lượng.
Màu sắc của nước có thể xác định một cách định tính bằng mắt thường dựa vào việc so sánh
với một mẫu chuẩn. Tuy nhiên, cách này cho kết quả không được chính xác, chỉ cho biết được sắc
thái và màu sắc cơ bản của mẫu nước.

1.2.1 Phương pháp trắc phổ theo TCVN 6185 – 1996
Để mô tả chính xác màu sắc của mẫu nước người ta tiến hành đo phổ hấp thụ của mẫu nước
trong vùng khả kiến. Cách này cho phép đo được tương đối chính xác về cường độ gần đúng của
màu sắc, và việc so sánh được thực hiện trên máy so màu quang điện.
Phương pháp mô tả đặc điểm về cường độ màu của mẫu nước bằng cách đo độ giảm cường
độ (độ hấp thụ) của ánh sáng. Các màu khác nhau tạo ra độ hấp thụ cực đại ở các bước sóng khác
nhau của bức xạ tới và bước sóng có độ hấp thụ cực đại phải được xác định khi đo độ giảm cường
độ (độ hấp thụ) ở bước sóng đó.


Phần 2: Các bài thí nghiệm phân tích môi trường

47

Quang phổ hấp thụ của nước tự nhiên có màu nâu vàng nhạt thông thường cho thấy độ hấp
thụ chỉ ở đoạn cuối bước sóng ngắn của quang phổ nhìn thấy được. Nếu không chọn được bước
sóng ở độ hấp thụ cực đại thì chọn các bước sóng gần với 400 nm trong vùng có sự hấp thụ thích
hợp. Trong vùng này, bước sóng của tia thủy ngân ở 436 nm là thích hợp nhất để đo màu của
nước tự nhiên về độ tái lập.
Nước công nghiệp có thể có màu cho độ hấp thụ mạnh ở các vùng khác của quang phổ nhìn
thấy được. Do vậy sẽ thu được những kết quả tốt nhất nếu phép đo được thực hiện ở bước sóng có
độ hấp thụ cực đại của bức xạ tới của mẫu thử.
Các phép đo màu ở các bước sóng khác không thể so sánh với phép đo ở 435 nm.

1.2.2. Phương pháp số 8025 của HACH

Ngoài phương pháp xác định theo TCVN 6185 - 1996, độ màu của mẫu nước còn được đo
bằng phương pháp đo nhanh số 8025 do công ty Hach, Mỹ nghiên cứu và phát triển (tương đương
với phương pháp chuẩn 253 của Cục Bảo vệ Môi trường Mỹ).
Chương trình đo độ màu được chuẩn theo đơn vị màu theo tiêu chuẩn APHA đã được đề cập.
Một đơn vị độ màu tương đương với 1 mg/l platin theo ion cloroplatinat. Phép đo được tiến hành
ở chỉ tiêu số 120 và 125 với các bước sóng riêng biệt lần lượt là 455 và 465 nm.

2. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ
2.1 Phương pháp trắc phổ theo TCVN 6185 – 1996


Quang phổ kế (A), có các bộ chọn lọc biến đổi liên tục (dạng lăng kính hoặc lưới sắt) có
khả năng làm việc trong giải bao trùm vùng quang phổ có thể nhìn thấy được, tức là từ
350 nm đến 780 nm) và thích hợp nhất là thiết bị ghi có chùm tia kép.



Quang phổ kế (B), có các bộ chọn lọc biến đổi không liên tục (dạng lọc), ở các bước sóng
càng gần 436 nm càng tốt và các bước sóng khác. Nếu sự hấp thụ ở các vùng khác nhau
của quang phổ nhìn thấy cần đo và giải càng hẹp càng tốt.

2.2. Phương pháp đo nhanh số 8025 của HACH


Dung dịch axit clohidric 1N;



Dung dịch NaOH 1N;



Nước cất;



Bộ dụng cụ lọc nước cất với các màng lọc có đường kính lỗ là 0,45µm được nối với bơm
hút chân không;



Cuvet: 2 cái;



Máy ổn nhiệt: 1 máy;



Máy đo quang DR 2700: 1 máy.


48

Bài giảng thí nghiệm phân tích môi trường

3. CÁCH TIẾN HÀNH
3.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu


Mẫu được lấy vào chai nhựa hoặc chai thủy tinh sạch. Tiến hành đo độ màu càng sớm thì
kết quả đo độ màu của mẫu càng chính xác. Nếu không phân tích được ngay, cần nắp chặt
chai mẫu tránh để khoảng trống chứa không khí trong chai.



Tránh để mẫu tiếp xúc với không khí trong một thời gian dài



Mẫu được bảo quản trong vòng 24 giờ ở nhiệt độ 4oC.



Đưa mẫu tới nhiệt độ phòng trước khi đo.

3.2 Qui trình phân tích
3.2.1 Qui trình theo phương pháp trắc phổ (TCVN 6185 – 1996)
Nếu mẫu nước phân tích đục, cần lọc qua màng lọc có kích thước lỗ là 0,45µm. Nếu trong
mẫu có đất sét hoặc các chất phân tán mịn thì có thể không thu được dịch lọc trong. Trong trường
hợp này, chỉ có thể đo được màu sắc bên ngoài.
Nếu cần thiết, phải pha loãng mẫu với lượng xác định nước tinh khiết dùng để phân tích
quang học.

Xác định bước sóng của độ hấp thụ cực đại đối với nước công nghiệp
Bước sóng của độ hấp thụ cực đại được xác định bằng quang phổ của mẫu thử thu được từ
một trong các phương pháp sau:
 Dùng quang phổ kế (A) theo hướng dẫn sử dụng của nhà sản xuất đo các chỉ số hấp thụ
qua suốt dải từ 350 nm đến 780 nm và vẽ đồ thị hấp thụ dựa vào bước sóng, tính theo nm.
 Dùng quang phổ kế tự ghi (A) để ghi quang phổ trực tiếp;

 Dùng quang phổ kế (B) để tiến hành đo với các bộ chọn ánh sáng khác nhau.
Xác định màu sắc


Đối với nước tự nhiên, đo độ hấp thụ của mẫu trong cuvet có kích cỡ thích hợp ở bước
sóng 436 nm.



Đối với nước công nghiệp, đo độ hấp thụ của mẫu trong cuvet có kích cỡ thích hợp ở bước
sóng có độ hấp thụ cực đại như đã xác định ở phần trên.

Báo cáo kết quả
Tính toán hệ số hấp thụ quang phổ a(λ), tính theo giá trị nghịch đảo của mét ở bước sóng λ
theo công thức:

a ( ) 
Trong đó:

A
 1000
l


Phần 2: Các bài thí nghiệm phân tích môi trường

49

A - độ hấp thụ của mẫu ở λ nm;
l - độ dày của cuvet sử dụng, tính theo mm.

Đối với nước tự nhiên, λ có giá trị 436 nm. Quang phổ của các chất hòa tan tự nhiên trong
nước phụ thuộc vào độ pH. Do vậy, người ta cho rằng độ pH của mẫu thử liên quan đến màu sắc.
Trong trường hợp sự phát xạ không phải là đơn sắc, phải ghi rõ bước sóng và giải quang phổ (ví
dụ λ = 436 nm và Δ λ = 21 nm).

3.2.2. Qui trình theo phương pháp 8025 của HACH
Qui trình sử dụng thuốc thử NCASI cần điều chỉnh pH của mẫu nước tới giá trị 7,6 bằng
dung dịch HCl 1N hoặc NaOH 1N. Khi điều chỉnh pH, nếu tổng thể tích của mẫu vượt quá 1%,
thì cần sử dụng axit hoặc bazơ đậm đặc hơn. Đặt chương trình đo số 125 khi tiến hành đo theo
qui trình này
Trong phép đo độ màu, bỏ qua bước số 3 – 5 và bước 7. Dùng nước không khử ion trong
bước 6 và mẫu không lọc trong bước 8.

1. Chọn chỉ tiêu phân
tích số 125

2. Lấy 200 ml nước
mẫu vào một cốc thủy
tinh dung tích 400 ml.
Điều chỉnh pH tới giá
trị 7,6

3. Lọc mẫu qua màng
lọc có đường kính lỗ
là 0,45µm.

4. Lọc khoảng 50 ml
nước cất khử ion để
làm sạch dụng cụ,
sau đó đổ lượng nước

này đi.

5. Lọc tiếp 50 ml
nước cất qua màng
lọc.

6. Chuẩn bị mẫu trắng:
lọc và đong 10 ml nước
cất khử ion như trong
bước 5 vào cuvet thứ
nhất. Đổ bỏ lượng
nước dư trong bình lọc.

7. Lọc khoảng 50 ml
nước mẫu qua màng
lọc.

8. Chuẩn bị mẫu thử:
Lấy chính xác 10 ml
mẫu thử đã lọc vào
cuvet.


50

Bài giảng thí nghiệm phân tích môi trường

9. Đặt cuvet chứa
mẫu trắng vào máy để
hiệu chỉnh.

10. Chỉnh máy về giá trị
0. Trên màn hình hiển
thị giá trị là 0 đơn vị
Pt -Co.

11. Chuyển cuvet chứa
mẫu vào máy và đo.

12. Đọc kết quả hiển
thị trên máy theo hàm
lượng mg/l Pt –Co.

4. NHẬN XÉT KẾT QUẢ
- So sánh kết quả phân tích của nhóm với QCVN 02 – 2009 của Bộ Y tế. Nhận xét bằng cảm
quan về màu sắc của mẫu nước.
- Màu sắc của mẫu nước bị ảnh hưởng bởi những nguyên nhân nào? Những ion phổ biến nào
thường gây nên màu sắc của mẫu nước.


Phần 2: Các bài thí nghiệm phân tích môi trường

51

Bài 9
XÁC ĐỊNH CHẤT RẮN LƠ LỬNG
1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1. Giới thiệu chung
Chất rắn lơ lửng là các chất không tan trong nước hoặc nước thải. Chất rắn có thể gây ảnh
hưởng xấu tới chất lượng nước theo nhiều con đường khác nhau. Chúng phân hủy trong nước

uống và làm giảm khả năng dùng nước cho mục đích tưới và công nghiệp. Nước có hàm lượng
chất rắn cao cần các xử lí cơ học và hóa học.
Việc xác định chất rắn lơ lửng là rất cần thiết trong việc đánh giá ô nhiễm nước. Nó được
dùng rộng rãi để xác định mức độ của nước thải sinh hoạt và hiệu suất của quá trình xử lí nước.
Việc xác định chất rắn ổn định cũng quan trọng trong phân tích nước thải. Thông số này dùng để
quyết định liệu quá trình lắng sơ cấp có cần thiết cho xử lí nước.
Mẫu đo cần phải được lấy vào các chai nhựa sạch, sau khi lấy mẫu cần đo càng sớm càng tốt.
Mẫu có thể bảo quản trong vòng 7 ngày tại nhiệt độ 4oC.
Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) trong nước có thể là các hạt chất vô cơ, hữu cơ. Chất rắn lơ lửng
thường có trong nước mặt do hoạt động xói mòn nhưng ít có trong nước ngầm do khả năng tách
lọc tốt của đất. Ngoài các hạt chất rắn lơ lửng có nguồn gốc tự nhiên, nhiều chất rắn lơ lửng xuất
phát từ các hoạt động sinh hoạt, sản xuất của con người.

1.2. Phương pháp xác định
1.2.1. Phương pháp xác định theo TCVN 6625-2000
Mẫu nước được lọc qua màng lọc sợi thủy tinh đã biết trước khối lượng. Giấy lọc được sấy ở
105 C và đem cân lại. Tổng lượng chất rắn lơ lửng được xác định từ khối lượng tăng của giấy lọc
và thể tích mẫu lọc. Giới hạn dưới của phép đo là 2 mg/l.
o

1.2.2. Phương pháp số 8006 của HACH
Phạm vi áp dụng
Phương pháp 8006 của công ty HACH (Mỹ) dùng để xác định TSS trong nước máy và nước
thải với hàm lượng TSS từ 5 – 750 mg/l tại bước sóng 810 nm.

2. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ
2.1. Hóa chất và thiết bị theo TCVN 6625-2000


Bình hút ẩm;

52

Bài giảng thí nghiệm phân tích môi trường



Tủ sấy;



Cân phân tích, có thể cân đến 0,1 mg;



Phễu Buchner và bình hút chân không hoặc bình lọc Millipore;



Giấy lọc sợi thủy tinh, Whatman GF/C hoặc tương tự.

2.2. Hóa chất và thiết bị theo phương pháp 8006 của HACH


Cốc nhựa dung tích 600 ml: 1 chiếc;



Máy khuấy;



Cylinder nhựa dung tích 500 ml: 1 chiếc;



Cuvet đo mẫu: 1 chiếc.

3. CÁCH TIẾN HÀNH
3.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu
- Mẫu có thể được lấy vào chai nhựa hoặc thủy tinh.
- Cần phân tích mẫu sau khi lấy càng sớm càng tốt.
- Có thể bảo quản mẫu ở 4oC trong vòng 7 ngày.

3.2. Qui trình phân tích
3.2.1. Qui trình phân tích theo TCVN 6625:2000
Rửa màng lọc trong bình lọc ở điều kiện chân không với một lượng nhỏ nước cất. Lấy giấy
lọc khỏi thiết bị lọc, đặt trong đĩa làm bằng nhôm hoặc thép không gỉ và sấy trong tủ sấy ở 105oC
trong 1 giờ. Làm nguội trong bình hút ẩm và cân. Lặp lại việc sấy, hút ẩm và cân cho đến khi thu
được khối lượng cân không đổi hoặc sai lệch nhỏ hơn 0,5 mg. Đặt giấy lọc vào thiết bị lọc và
thấm ướt bằng nước cất. Đo chính xác thể tích mẫu (100 – 500 ml) đã được trộn đều và lọc mẫu
qua màng lọc ở điều kiện chân không nhẹ. Rửa các chất rắn còn bám trên ống. Thao tác rửa lặp lại
3 lần, mỗi lần dùng 10 ml nước cất. Lọc nước rửa qua màng lọc. Lấy giấy lọc và sấy khô trong tủ
sấy ở 105oC trong 1 giờ. Làm nguội trong bình hút ẩm và cân. Tính toán hàm lượng chất rắn lơ
lửng (SS) theo công thức:

SS (mg .l 1 ) 

1000.( M t  M d )

V

Trong đó:
Mt là khối lượng của giấy lọc sau khi lọc (mg),
Md là khối lượng của giấy lọc trước khi lọc (mg) và
V là thể tích mẫu (ml).


Phần 2: Các bài thí nghiệm phân tích môi trường

53

3.2.2. Qui trình theo phương pháp 8006 của HACH
Các bước tiến hành bao gồm:

1. Chọn chương trình
phân tích chỉ tiêu đo
chất rắn lơ lửng trên
máy đo quang.

2. Chuyển mẫu vào
máy khuấy ở tốc độ
cao trong 2 phút.

3. Chuyển mẫu vào cốc
600 ml.

4. Rót mẫu vào cuvet
10 ml.

5. Chuẩn bị mẫu trắng:
hút 10 ml nước cất cho
vào cuvet.

6. Lau sạch cuvet và
chuyển vào máy đo.

7. Chỉnh zero cho máy.

8. Xoáy cuvet để loại
bỏ bọt khí .

9. Lau sạch và đưa cuvet
mẫu vào máy đo.

10. Đọc kết quả đo
TSS (mg/l).

4. NHẬN XÉT KẾT QUẢ
- So sánh kết quả phân tích mẫu của nhóm với các tiêu chuẩn ngành của Việt Nam về hàm
lượng cặn lơ lửng; đánh giá chất lượng nước máy nơi lấy mẫu về hàm lượng cặn lơ lửng.
- Thu thập các kết quả phân tích clo dư tại cùng điểm lấy mẫu của các nhóm khác trong lớp.
Tính toán độ lệch chuẩn của bộ số liệu thu thập và thảo luận kết quả thu được dựa vào các kiến
thức về hóa nước.


54

Bài giảng thí nghiệm phân tích môi trường

Bài 10
XÁC ĐỊNH NITRAT
1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1. Giới thiệu chung
Trong nước tự nhiên luôn tồn tại một lượng nitrat đáng kể. Ion nitrat trong nước mặt không ô
nhiễm chủ yếu do các quá trình biến đổi hóa học trong nước, như quá trình nitrat hóa. Quá trình
này là sự oxi hóa ion amôni thành nitrat do vi khuẩn hoạt động ở điều kiện hiếu khí. Vi khuẩn
nitrosomonas oxi hóa NH4+ thành nitrit:
NH4+ + OH- + 1,5O2 → H+ + NO2- + 2H2O
trong khi vi khuẩn nitrobacter oxi hóa nitrit thành nitrat:
NO2- + 0,5O2 → NO3Ngoài ra, sự sa lắng từ không khí cũng là một nguồn quan trọng của ion nitrat trong nước
mặt. Hàm lượng nền của NO3- - N từ sa lắng không khí khoảng 0,9 – 1,0 mg l -1 nhưng ở nhiều nơi
trên thế giới, giá trị này tăng đến 5 – 10 mg l-1 do nhiều quá trình phát thải. Nước thải công
nghiệp, đô thị và nông nghiệp chứa hàm lượng cao đến 50 – 100 mg NO3- - N l-1 có thể thải lượng
lớn nitrat vào nước mặt và nước ngầm, cuối cùng là vào nước cấp.
Hàm lượng nitrat trong nước uống đang tăng lên như một cảnh báo với những nước phát
triển cũng như đang phát triển, phần lớn do việc xử lí nước thải chưa hợp lý dùng dư phân bón.
Qui định hiện hành của WHO trong nước uống là 50 mg NO 3- l-1 (hoặc 11 mg N l-1). Không
thấy có ảnh hưởng nào đến sức khỏe đối với nước có hàm lượng NO3- - N nhỏ hơn 20 – 30 mg
NO 3- – N l-1, ngoại trừ tạo ra methemoglobin ở trẻ nhỏ.

1.2. Phương pháp xác định
Có nhiều phương pháp phân tích nitrat trong nước một cách trực tiếp hoặc gián tiếp,
nhưng mỗi phương pháp đều có hạn chế riêng. Trong tài liệu này sẽ giới thiệu hai phương
pháp phân tích.

1.2.1 Phương pháp sắc kí lỏng ion theo TCVN 6494 – 1999
Tách sắc kí lỏng ion bằng cột tách. Dùng chất trao đổi anion dung lượng thấp làm pha tĩnh và
các dung dịch nước thông thường của các muối chứa các axit yếu bậc một hoặc bậc hai làm pha
động (dung dịch rửa giải). Dùng detector đo độ dẫn để xác định hàm lượng mẫu. Qui trình phân

tích theo phương pháp này cho phép xác định nồng độ nitrat trong nước từ 0,1 mg – 50 mg/l.
(Xem chi tiết trong mục 1.2.1 bài thí nghiệm số 6).


Phần 2: Các bài thí nghiệm phân tích môi trường

55

1.2.2 Phương pháp số 8171 của HACH
Dựa theo phương pháp 8171 của hãng HACH (Mỹ). Kim loại cadimi có trong thuốc thử sẽ
khử nitrat trong mẫu nước thành nitrit, sau đó ion nitrit sẽ phản ứng với một axit trung bình là axit
sulfanic tạo muối diazonium. Hai muối trong mẫu kết hợp với axit tạo ra dung dịch có màu hổ
phách. Mật độ quang của dung dịch được đo ở bước sóng 400 nm.
Phương pháp này dùng để xác định hàm lượng nitrat trong nước máy, nước thải và nước biển
với hàm lượng NO3- - N từ 0,1 – 10,0 mg/l.
Trong quá trình đo, các yếu tố được liệt kê trong bảng sau đây có thể gây ảnh hưởng tới kết
quả phép đo hàm lượng nitrat của mẫu.
Bảng 10.1 Các chất gây ảnh hưởng đến xác định hàm lượng nitrat
Chất gây ảnh hưởng

Mức độ ảnh hưởng

Clorua

Clorua với hàm lượng trên 100 mg/l có thể gây ảnh hưởng
tới phép đo, do đó với mẫu nước biển cần sử dụng phương
pháp hiệu chỉnh để hạn chế sai số của phép đo.

Ion sắt

Gây ảnh hưởng ở mọi mức độ

Nitrit

Gây ảnh hưởng ở mọi mức độ

Các chất khử và oxi hoá

Gây ảnh hưởng ở mọi mức độ

2. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ
2.1 Hóa chất và thiết bị cho phương pháp sắc kí lỏng ion theo TCVN
6494 – 1999


Máy sắc kí lỏng ion;



Tủ sấy;



Bình hút ẩm;



Bình định mức các loại;



Thiết bị lọc hút chân không với màng lọc cỡ lỗ trung bình 0,45 µm;



Natri hiđrocacbonat (NaHCO3);



Natri hiđrocacbonat (Na2CO3);



Kali hiđro phtalat (C8H5O4K);



Natri nitrat (NaNO3).

2.2. Phương pháp số 8171 của HACH


Máy đo quang DR 2700 – HACH;



Bột thuốc thử Nitra®Ver 5: 1 gói;



Cuvet đo mẫu thể tích 10 ml có nút đậy: 2 chiếc.


56

Bài giảng thí nghiệm phân tích môi trường

3. CÁCH TIẾN HÀNH
3.1 Lấy mẫu và bảo quản mẫu
Kết quả phân tích sẽ tin cậy hơn khi ion nitrat được xác định trong mẫu mới lấy. Để bảo quản
trong thời gian ngắn tối đa đến 1 ngày, mẫu cần được lưu trữ trong tủ ở 4oC. Nếu không thể phân
tích trong thời gian như trên, cho 0,5 – 1,0 ml H2SO4 đặc/1 lít mẫu và bảo quản ở 4oC.
Trước khi phân tích, đưa nhiệt độ của mẫu tới nhiệt độ phòng sau đó điều chỉnh pH tới 7 bằng
dung dịch natri hiđroxit tiêu chuẩn 5,0 N. Không dùng chất bảo quản có chứa thủy ngân.
Để có kết quả chính xác lấy tổng thể tích (axit + bazơ + mẫu) cho thể tích thực của mẫu và
nhân kết quả với hệ số đó.

3.2 Qui trình phân tích
3.2.1 Qui trình theo phương pháp sắc kí lỏng ion
Pha các dung dịch rửa giải giống như trong mục 3.2.1 của bài thí nghiệm số 6.

Dung dịch gốc
Chuẩn bị dung dịch gốc chứa 1000 mg/l NO 3- (cân 1,3707 g NaNO3 đã sấy khô ở 105oC trong
24 giờ pha bằng nước cất trong bình định mức tới thể tích 1000 ml). Dung dịch này bền được vài
tháng nếu bảo quản lạnh.
Từ dung dịch gốc, pha loãng ra thành 5 - 10 dung dịch chuẩn khác nhau có nồng độ cần xác
định từ 1 mg/l tới 10 mg/l . Các dung dịch này chỉ bền trong khoảng từ 1 - 2 ngày.
Lắp cột sắc kí lỏng ion vào máy. Điều chỉnh máy sắc kí theo hướng dẫn của nhà sản xuất,
máy bắt đầu sử dụng được để bơm mẫu khi đường nền ổn định.
Tiến hành bơm các dung dịch chuẩn có nồng độ khác nhau để tiến hành lập đường chuẩn cho

máy. Thiết lập hàm chuẩn cho cho việc xác định ion cần phân tích theo phương trình sau:
y = ax + b
Trong đó:
y là giá trị đo được (độ lớn của tín hiệu) tính theo chiều cao pic, mm hoặc diện
tích pic mm2;
a là độ dốc của đường chuẩn, ví dụ mml/mg hoặc mm2l/mg;
b là điểm cắt của đường chuẩn với trục hoành (dung dịch trắng) theo đơn vị
mm hoặc mm2.
x là nồng độ khối lượng của ion cần phân tích, mg/l.
Định tính hàm lượng ion cần phân tích bằng cách so sánh với thời gian lưu, chiều cao pic của
dung dịch tiêu chuẩn. Nếu mẫu có hàm lượng cao vượt quá khoảng phân tích, cần tiến hành pha
loãng mẫu. Sau khoảng 10 – 20 lần đo, cần đo lại nồng độ của 1 - 2 dung dịch chuẩn. Tính toán lại
nồng độ dung dịch chuẩn, nếu có sự sai lệch cần tiến hành lập lại đường chuẩn mới.


Phần 2: Các bài thí nghiệm phân tích môi trường

57

Tính toán kết quả
Xác định hàm lượng anion (x) trong dung dịch mẫu dựa trên diện tích hoặc chiều cao pic và
đường chuẩn như sau:
x = yb/a
Trong đó:
y là giá trị đo được (tín hiệu) tính theo chiều cao pic, mm hoặc diện tích pic mm2;
a là độ dốc của đường chuẩn, ví dụ mml/mg hoặc mm2l/mg;
b là điểm cắt của đường chuẩn với trục hoành (dung dịch trắng) theo đơn vị
mm hoặc mm2.

3.2.1 Phương pháp số 8171 của HACH

1. Chọn chương trình
đo chỉ tiêu nitrat số 353
trên máy đo quang.

2. Chuyển 10 ml nước
mẫu vào cuvet đo.

5. Đặt tiếp thời gian
6. Chuẩn bị mẫu trắng:
phản ứng là 5 phút. Để Hút 10 nước mẫu cho
yên cuvet chứa mẫu,
vào cuvet sạch thứ hai.
không lắc. Màu hổ
phách sẽ xuất hiện nếu
trong mẫu có mặt nitrat.

3. Đổ 1 gói bột thuốc
thử Nitra®Ver 5 vào
cuvet chứa mẫu, đậy
nắp và lắc đều.

4. Đặt thời gian phản
ứng trên máy là 1 phút.
Lắc mạnh cuvet chứa
mẫu trong thời gian là 1
phút. Chú ý: lượng chất
rắn trong thuốc thử thêm
vào có thể không phản
ứng hết.

7. Khi máy báo hết thời
gian phản ứng, lau khô
cuvet chứa mẫu trắng
và chuyển vào máy đo.

8. Chỉnh hàm lượng
nitrat trong mẫu trắng
về 0. Màn hình sẽ
hiển thị 0,0 mg/l
NO3 -N


58

Bài giảng thí nghiệm phân tích môi trường

9. Trong vòng 2 phút
sau khi thời gian phản
ứng kết thúc, lau sạch
cuvet chứa mẫu và
chuyển vào máy đo.

10. Ấn phím đọc kết
quả hàm lượng mg/l
NO3 - N.

Chú ý:
- Để có được kết quả đo chính xác, cần xác định giá trị của mẫu trắng với mỗi lô thuốc thử
mới. Làm theo đúng trật tự như với mẫu nhưng thay bằng nước cất. Trừ kết quả đo của mẫu với

kết quả của mẫu trắng hoặc dùng mẫu trắng để hiệu chỉnh. Phần kim loại chưa oxi hoá hết sẽ nằm
lại trong đáy cuvet sau khi hoà tan NitraVer®5, nhưng kết tủa này không làm ảnh hưởng tới kết
quả đo.
- Phương pháp đo này rất nhạy cảm do thời gian và kỹ thuật lắc có ảnh hưởng đến quá trình
tạo màu.

4. NHẬN XÉT KẾT QUẢ
- So sánh kết quả phân tích mẫu của nhóm với Qui chuẩn Việt Nam về hàm lượng nitrat trong
từng loại nước; đánh giá chất lượng nước nơi lấy mẫu về chỉ tiêu nitrat. Thực hiện một phân tích
thống kê đơn giản đối với kết quả của bạn; ví dụ tính giá trị trung bình và độ lệch chuẩn của mỗi
dạng N; tính hệ số tương quan giữa các cặp (NH3 và NO3-; NO3- và NO 2-...). Dùng các bảng thống
kê (phụ lục E – giáo trình phân tích môi trường) để xem liệu có mối quan hệ nào là đáng kể về
mặt thống kê không.
- Thu thập các kết quả phân tích nitrat tại cùng điểm lấy mẫu của các nhóm khác trong lớp.
Tính toán độ lệch chuẩn của bộ số liệu thu thập và thảo luận kết quả thu được dựa vào các kiến
thức về hóa nước.
- Mô tả sự biến đổi của N trong nước và vai trò của các quá trình hóa học, sinh hóa và địa hóa
tới các quá trình biến đổi này.


Phần 2: Các bài thí nghiệm phân tích môi trường

59

Bài 11
XÁC ĐỊNH NITRIT
1.CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1 Giới thiệu chung
Hàm lượng của nitrit trong nước không ô nhiễm và nước ngầm là rất nhỏ, thông thường nhỏ
hơn 0,01 – 0,02 mg NO2- l-1. Các nồng độ tương tự được tìm thấy trong nước biển không ô nhiễm.

Hàm lượng nitrit cao hơn có thể gặp ở đầu ra của dòng thải nhiều nhà máy (thực phẩm, công
nghiệp luyện kim...). Nitrit độc hơn đáng kể so với amôni hoặc nitrat, vì vậy ô nhiễm nitrit là vấn
đề môi trường do độc tính của nó với thực vật trong nước cũng như ảnh hưởng đến sức khỏe con
người. Giới hạn của EU cho nước uống là 0,1 mg NO2- - N /l.
Sự có mặt của ion nitrit trong nước thường được coi là dấu hiệu của sự nhiễm bẩn. Đối với
nước mặt, đặc biệt là nước ở các vùng nông thôn, nơi có đông dân cư sinh hoạt từ nguồn nước chủ
yếu là ao, hồ thì thường có mặt ion nitrit. Tuy nhiên, hàm lượng của nó không lớn lắm. Nguồn
chính của ion nitrit trong nước không ô nhiễm là từ quá trình khoáng hóa các chất hữu cơ và nitrit
hóa bởi vi khuẩn Nitrosomonas. Quá trình khác tạo thành nitrit trong nước không ô nhiễm là đề
nitrat, ví dụ:
C6H12O 6 + 12NO3- → 12NO2- + 6CO2 + 6H2O

1.2 Phương pháp xác định
1.2.1 Phương pháp sắc kí lỏng ion theo TCVN 6494 – 1999
Tách sắc kí lỏng ion bằng cột tách. Dùng chất trao đổi anion dung lượng thấp làm pha tĩnh và
các dung dịch nước thông thường của các muối chứa các axit yếu bậc một hoặc bậc hai làm pha
động (dung dịch rửa giải). Dùng detector đo độ dẫn để xác định hàm lượng mẫu. Qui trình phân
tích theo phương pháp này cho phép xác định nồng độ nitrit trong nước từ 0,05 mg – 20 mg/l.
(Xem chi tiết trong mục 1.2.1 bài thí nghiệm số 6).

1.2.2 Phương pháp số 8507 của HACH
Ngoài ra, sử dụng phương pháp đo nhanh số hiệu 8507 của DR2700 – HACH (Mỹ) với hóa
chất chuẩn cho phép xác định hàm lượng của nitrit trong nước máy, nước thải và nước biển trong
khoảng từ 0,002 – 0,300 mg/l NO2 - - N.
Các yếu tố được liệt kê trong bảng sau đây có thể gây ảnh hưởng tới kết quả phép đo hàm
lượng nitrit của mẫu.


60

Bài giảng thí nghiệm phân tích môi trường
Bảng 11.1 Các chất gây ảnh hưởng đến xác định hàm lượng nitrit
Chất gây ảnh hưởng

Mức độ ảnh hưởng

Ion vàng, bismut, đồng, sắt,
chì, thủy ngân, bạc.

Gây ảnh hưởng do tạo kết tủa

Các chất khử và oxi hoá

Gây ảnh hưởng ở mọi mức độ

Nitrat

Lượng nitrat lớn (>100 mg/l –N) có thể bị khử thành nitrit

2. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ
2.1. Hóa chất và thiết bị theo TCVN 6494 – 1999


Máy sắc kí lỏng ion;



Tủ sấy;



Bình hút ẩm;



Bình định mức các loại;



Thiết bị lọc hút chân không với màng lọc cỡ lỗ trung bình 0,45µm;



Natri hiđrocacbonat (NaHCO3);



Natri hiđrocacbonat (Na2CO3);



Kali hiđro phtalat (C8H5O4K);



Natri nitrit (NaNO2).

2.2. Hóa chất và thiết bị theo phương pháp số 8507 của HACH


Máy đo quang DR 2700;



Nitriver ® 3 Nitrit Reagent Powder Pillows: 1 gói;



Cuvet đo mẫu, 10 ml: 2 chiếc.

3. CÁCH TIẾN HÀNH
3.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu


Lấy mẫu bằng chai nhựa hoặc thủy tinh sạch



Bảo quản mẫu ở 4oC hoặc thấp hơn. Mẫu cần được phân tích ngay trong vòng 24 đến 48
giờ sau khi lấy mẫu để ngăn ngừa vi sinh vật chuyển hóa NO2- thành NO 3- hoặc NH3.



Làm ấm mẫu tới nhiệt độ phòng trước khi tiến hành đo mẫu.



Không bảo quản mẫu bằng axit.

Phần 2: Các bài thí nghiệm phân tích môi trường

61

3.2 Qui trình phân tích
3.2.1 Qui trình theo phương pháp sắc kí lỏng ion
Pha các dung dịch rửa giải giống như trong mục 3.2.1 của bài thí nghiệm số 6.

Dung dịch gốc
Chuẩn bị dung dịch gốc chứa 1000 mg/l NO 3- (cân 1,4998 g NaNO2 đã sấy khô ở 105oC trong
1 giờ pha bằng nước cất trong bình định mức tới thể tích 1000 ml). Dung dịch này bền được vài
tháng nếu bảo quản lạnh.
Từ dung dịch gốc, pha loãng ra thành 5 - 10 dung dịch chuẩn khác nhau có nồng độ cần xác
định từ 0,1 mg/l tới 1 mg/l . Các dung dịch này chỉ bền trong khoảng từ 1- 2 ngày.
Lắp cột sắc kí lỏng ion vào máy. Điều chỉnh máy sắc kí theo hướng dẫn của nhà sản xuất,
máy bắt đầu sử dụng được để bơm mẫu khi đường nền ổn định.
Tiến hành bơm các dung dịch chuẩn có nồng độ khác nhau để tiến hành lập đường chuẩn cho
máy. Thiết lập hàm chuẩn cho việc xác định ion cần phân tích theo phương trình sau:
y = ax + b
Trong đó:
y là giá trị đo được (độ lớn của tín hiệu) tính theo chiều cao pic, mm hoặc diện
tích pic mm2;
a là độ dốc của đường chuẩn, ví dụ mml/mg hoặc mm2l/mg;
b là điểm cắt của đường chuẩn với trục hoành (dung dịch trắng) theo đơn vị
mm hoặc mm2.
x là nồng độ khối lượng của ion cần phân tích, mg/l.
Định tính hàm lượng ion cần phân tích bằng cách so sánh với thời gian lưu, chiều cao pic của
dung dịch tiêu chuẩn. Nếu mẫu có hàm lượng cao vượt quá khoảng phân tích, cần tiến hành pha
loãng mẫu. Sau khoảng 10 - 20 lần đo, cần đo lại nồng độ của 1 - 2 dung dịch chuẩn. Tính toán lại
nồng độ dung dịch chuẩn, nếu có sự sai lệch cần tiến hành lập lại đường chuẩn mới.

Tính toán kết quả
Xác định hàm lượng anion (x) trong dung dịch mẫu dựa trên diện tích hoặc chiều cao pic và
đường chuẩn như sau:
x = yb/a
Trong đó:

y là giá trị đo được (tín hiệu) tính theo chiều cao pic, mm hoặc diện tích
pic mm2;
a là độ dốc của đường chuẩn, ví dụ mml/mg hoặc mm2l/mg;
b là điểm cắt của đường chuẩn với trục hoành (dung dịch trắng) theo đơn vị
mm hoặc mm2.


62

Bài giảng thí nghiệm phân tích môi trường

3.2.2 Qui trình theo phương pháp số 8507 của HACH
Sử dụng gói thuốc thử có sẵn Nitriver® 3 Nitrit Reagent Powder Pillows:

1. Chọn chương trình
số 371 cho chỉ tiêu nitrit
trên máy đo quang.

5. Đặt thời gian phản
ứng 20 phút trên máy
đo.

2. Chuyển 10 ml nước

mẫu vào cuvet đo.

3. Cho 1 gói bột
thuốc thử Nitriver® 3
vào cuvet chứa mẫu.

6. Chuẩn bị mẫu trắng:
hút 10 ml nước mẫu
vào cuvet thứ hai.

7. Khi máy báo hết thời
gian phản ứng, lau khô
cuvet chứa mẫu trắng
và đưa vào máy.

4. Lắc tròn cho tan hết
hoá chất. Nếu có mặt
nitrit mẫu sẽ chuyển
sang màu hồng.

8. Chỉnh zero cho
máy. Máy sẽ hiển thị
0.000 mg/l NO2 - N

®
9. Lau khô cuvet chứa
mẫu và chuyển vào máy
đo

10. Đọc kết quả đo mẫu

trên máy theo hàm lượng
mg/l NO2 - N

4. NHẬN XÉT KẾT QUẢ
- So sánh kết quả phân tích mẫu của nhóm với Qui chuẩn Việt Nam về hàm lượng nitrit trong
từng loại nước; đánh giá chất lượng nước nơi lấy mẫu về chỉ tiêu nitrit.
- Thu thập các kết quả phân tích nitrit tại cùng điểm lấy mẫu của các nhóm khác trong lớp.
Tính toán độ lệch chuẩn của bộ số liệu thu thập và thảo luận kết quả thu được dựa vào các kiến
thức về hóa nước.


Phần 2: Các bài thí nghiệm phân tích môi trường

63

Bài 12
XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG ĐỒNG TRONG MẪU NƯỚC MẶT
1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1. Giới thiệu chung
Hàm lượng của đồng trong các loại nước thiên nhiên và trong các nguồn nước sinh hoạt
thường không cao, chỉ dao động trong khoảng từ 0,001 mg/l đến 1 mg/l. Trong nước, đồng tồn tại
dưới dạng các cation hóa trị II hoặc dưới dạng phức với xianua, tactrat,...
Theo Qui chuẩn kỹ thuật quốc gia Việt Nam về chất lượng nước mặt (QCVN 08:
2008/BTNMT). Hàm lượng đồng nhỏ hơn 0,1 mg/l đối với mục đích cấp nước sinh hoạt, nhỏ hơn
0,2 mg/l có thể dùng cấp nước cho sinh hoạt nhưng phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp. Với
mục đích tưới tiêu thủy lợi hoặc các mục đích khác hàm lượng nằm trong giới hạn 0,5 mg/l.

1.2. Phương pháp xác định
Để xác định hàm lượng đồng trong nước, có rất nhiều phương pháp có thể thực hiện được tùy
thuộc vào hàm lượng đồng và độ nhạy trong từng phương pháp.

1.2.1 Phương pháp trắc phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa
Hàm lượng đồng trong mẫu nước được xác định theo phương pháp trắc phổ hấp thụ nguyên
tử ngọn lửa theo TCVN 6193 – 1996 (ISO 8288 – 1986). Phương pháp cho phép xác định nồng độ
Cu trong khoảng từ 0,05 – 6 mg/l. Nếu mẫu thử có hàm lượng Cu cao hơn giới hạn trên, có thể
pha loãng mẫu bằng nước cất đến giới hạn đo được.
Nguyên tắc: Mẫu nước đã lọc và axit hóa được hút vào ngọn lửa của phổ kế hấp thụ nguyên
tử. Xác định trực tiếp nồng độ của Cu hoặc là từ độ hấp thụ đặc trưng của nguyên tố dùng phổ kế
được gắn với hệ thống điều chỉnh nền liên tục, hoặc nếu không có hệ thống như vậy, tiến hành xác
định sau khi đã điều chỉnh độ hấp thụ không đặc trưng.

1.2.2. Phương pháp số 8056 của HACH
Ngoài phương pháp phân tích theo TCVN 6193 – 1996, hàm lượng đồng còn được xác định
theo phương pháp đo nhanh số 8056 của công ty Hach, Mỹ. Trong phương pháp này, đồng có
trong mẫu nước sẽ phản ứng với muối của axit bicincloric chứa trong thành phần của thuốc thử
CuVer 1 và CuVer 2 để hình thành phức chất màu tím. Cường độ màu của phức chất sẽ được đo
bằng máy đo quang để từ đó xác định ra hàm lượng đồng trong mẫu. Phép đo được tiến hành ở
bước sóng 560 nm.


64

Bài giảng thí nghiệm phân tích môi trường

Phạm vi áp dụng
Phương pháp số 8506 cho phép xác định được hàm lượng đồng trong nước ngọt, nước thải và
nước biển với giới hạn từ 0,04 – 5,0 mg/l.

2. HÓA CHẤT VÀ THIẾT BỊ
2.1 Phương pháp trắc phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa



Axit nitric nồng độ khoảng 1,5 M: thêm 100 ml axit nitric đặc vào 600 ml nước và pha
loãng bằng nước tới thể tích 1000 ml.



Axit nitric nồng độ 0,03 M: thêm 1 ml axit đặc vào 400 ml nước và pha loãng với nước tới
thể tích 500 ml.



Dung dịch chuẩn gốc chứa 1 gam kim loại trên một lít: cân 1 gam kim loại Cu tinh khiết
và hòa tan trong axit nitric đặc, đun nóng đến khi tan hoàn toàn. Để nguội và chuyển sang
bình định mức 1000 ml, pha loãng tới vạch và lắc đều. Ngoài phương pháp trên có thể pha
dung dịch chuẩn từ các muối chứa kim loại với thành phần chính xác biết trước. Bảo quản
dung dịch chuẩn trong chai polyetylen hoặc bằng thủy tinh bo silicat. 1ml dung dịch
chuẩn chứa 1 mg kim loại Cu tương ứng.



Các thiết bị của phòng thí nghiệm thông thường.



Phổ kế hấp thụ nguyên tử được gắn với các đèn catot rỗng kim loại thích hợp hoặc là đèn
nạp không điện cực và có các bộ phận phù hợp để cho phép điều chỉnh độ hấp thụ không
đặc trưng và có đèn phun khí với ngọn lửa axetylen – không khí. Điều chỉnh tất cả các
thông số của thiết bị theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

2.2 Phương pháp số 8056 của HACH


Thuốc thử phân tích đồng (CuVer® 1- Copper Reagent powder pillow);



Cuvet: 2 cái;



Cốc thủy tinh 50 hoặc 100 ml;



Nắp cuvet: 1 cái;



Máy DR2700 với bước sóng phù hợp.

3. CÁCH TIẾN HÀNH
3.1. Lấy mẫu và bảo quản mẫu


Lấy mẫu vào chai thủy tinh được tráng bằng axit hoặc chai nhựa.



Điều chỉnh tới pH bằng 2 hoặc thấp hơn bằng axit nitric đặc (khoảng 2 ml axit/1 lít

nước mẫu).



Mẫu có thể bảo quản được tới 6 tháng ở nhiệt độ phòng.


Phần 2: Các bài thí nghiệm phân tích môi trường

65



Trước khi phân tích theo phương pháp đo nhanh, điều chỉnh pH tới giá trị 4 – 6 bằng dung
dịch NaOH. Không điều chỉnh tới pH lớn hơn 6 vì đồng có thể bị kết tủa.



Tính toán thể tích mẫu chính xác trừ lượng thể tích axit hoặc bazơ thêm vào.



Nếu chỉ phân tích hàm lượng Cu, cần lọc mẫu trước khi thêm axit.



Nếu đo mẫu theo phương pháp trắc phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa, cần lọc mẫu qua
màng lọc kích thước lỗ 0,45µm và axit hóa mẫu tới pH từ 1 – 2.



Rửa tất cả dụng cụ thủy tinh bằng dung dịch HNO3 1,5M và tráng bằng nước cất khử ion
trước khi dùng.



Để kết quả đo chính xác hơn, cần xác định giá trị của mẫu trắng cho mỗi lượt hóa chất
mới. Tuân theo đúng qui trình dùng nước cất khử ion thay cho mẫu. Trừ đi giá trị đo được
của mẫu trắng từ kết quả đo cuối cùng.



Nếu Cu có mặt trong mẫu nước, dung dịch sẽ chuyển sang màu tím khi trộn lẫn mẫu nước
với thuốc thử.



Độ chính xác không ảnh hưởng bởi hóa chất không bị hòa tan hết trong phương pháp đo
nhanh.

3.2. Qui trình phân tích
3.2.1 Qui trình theo phương pháp trắc phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa


Mẫu thử: lấy một thể tích mẫu đã lọc và axit hóa vào bình định mức dung tích 100 ml sao
cho mẫu thử chứa từ 0,2 mg đến 1 mg kim loại, thêm nước cất cho tới vạch.



Mẫu trắng: tiến hành thử mẫu trắng song song với việc xác định mẫu thử theo cùng một

trình tự. Sử dụng cùng một lượng tất cả các thuốc thử như trong khi lấy mẫu và xác định,
nhưng thay phần mẫu thử bằng nước cất.



Chuẩn bị dãy dung dịch hiệu chuẩn: trước mỗi đợt đo mẫu, chuẩn bị từ dung dịch chuẩn
gốc bốn dung dịch hiệu chuẩn có các nồng độ khác nhau trong khoảng cần xác định. Pha
loãng dung dịch chuẩn gốc bằng dung dịch HNO3 0,03M.



Trước khi thực hiện phép đo, bật phổ kế theo hướng dẫn của nhà sản xuất bằng việc hút
dung dịch hiệu chuẩn. Tối ưu hóa việc hút và điều kiện ngọn lửa (tốc độ hút, bản chất
ngọn lửa, vị trí của thấu kính quang học trong ngọn lửa). Điều chỉnh độ nhạy của thiết bị
với độ hấp thụ zero bằng nước cất. Đối với kim loại Cu, đo ở bước sóng 324,7 nm và sử
dụng ngọn lửa axetilen – không khí được oxi hóa.



Hút dãy dung dịch hiệu chuẩn và dung dịch thử trắng làm thành phần zero. Vẽ đồ thị có
hàm lượng kim loại của dung dịch hiệu chuẩn theo đơn vị mg/l trên trục hoành và các giá
trị độ hấp thụ trên trục tung. Sau đó hút mẫu thử đã chuẩn bị vào ngọn lửa của dầu đốt.
Sau mỗi lần đo, tráng hệ thống ống dẫn bằng dung dung dịch HNO 3 0,03M.



Chú ý: Nếu phổ kế được sử dụng không phù hợp với hệ thống điều chỉnh nền cung cấp tự
động tín hiệu tương ứng với độ hấp thụ đặc trưng A của kim loại đồng, cần phải đo độ hấp
thụ không đặc trưng Ao. Tiến hành đo như sau: Chọn vạch phổ trong trạng thái gần của

66

Bài giảng thí nghiệm phân tích môi trường
phổ kim loại cần xác định để khẳng định rằng sự khác nhau giữa các bước sóng của 2
vạch phổ không vượt quá 1nm. Sử dụng vạch phổ của khí chứa trong đèn catot rỗng
(argon hoặc neon), hoặc vạch phổ được phát ra từ đèn catot rỗng zirconi hoặc deuteri. Đo
độ hấp thụ Ao tương ứng với vạch phổ này bằng cách hút lại phần mẫu thử. Tính toán độ
hấp thụ đặc trưng như sau:
A = A1 – Ao

Trong đó:
A1 là độ hấp thụ tổng ở bước sóng phân tích. Điều kiện ngọn lửa và năng
lượng qui định trên đèn phải giữ nguyên trong suốt quá trình đo độ hấp thụ A1
và Ao.
Bảng 12.1 Bước sóng đo A1 và Ao
Nguyên tố

Bước sóng đo A1, nm

Bước sóng đo Ao, nm

Cu

324,75

325 (Zirconi)

Tra đồ thị hiệu chuẩn đối với mỗi kim loại, xác định nồng độ tương ứng với độ hấp thụ của
phần mẫu thử và của mẫu trắng theo đơn vị mg/l theo công thức sau:

( pt  pb ) 

100
V

Trong đó:
pt là nồng độ kim loại tương ứng với độ hấp thụ của phần mẫu thử, tính
bằng mg/l;
pb là nồng độ kim loại tương ứng với độ hấp thụ của mẫu thử trằng, tính
bằng mg/l;
V là thể tích của mẫu thử đã axit hóa được lấy để phân tích, tính bằng ml.

3.2.2 Phương pháp số 8056 của HACH

1. Chọn chỉ tiêu phân
tích số 135.

2. Chuẩn bị mẫu: Lọc
vào cuvet 10 ml mẫu.

3. Đổ một gói thuốc
thử vào cuvet chứa
mẫu, lắc đều cho tan

4. Đặt thời gian là 2
phút từ khi hòa tan đến
khi đo trên máy.