tiểu luận môn học phân tích môi trường NO2

Trường Đh Thủ Dầu Một
Khoa Tài Nguyên Môi Trường

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH
NO2
TRONG MÔI TRƯỜNG


Mục lục

Giới thiệu
Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường
1. Phương pháp đo quang với thuốc thử Griess.
2. Phương pháp phát quang hóa học.
TCVN 6138 : 1996 (ISO 7996 : 1985)

3. Phương pháp Griss – Saltzman cải biên.
TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998)

Kết luận


Giới thiệu

Nitrogen dioxide (NO2), ở nhiệt độ thường, là khí
có màu nâu đỏ, nặng hơn không khí, mùi khó
chịu và độc.
Tồn tại ở nhiều trạng thái ở các điều kiện khác
nhau

Giới thiệu

Phá hủy tầng ozon
Gây nhiều triệu chứng, bệnh nguy hiểm như hen suyễn, gây
nguy hiểm đến bộ máy hô hấp, tim, phổi, gan.
Giảm vân chuyển oxi trong máu
Nồng độ trên 100ppm gây chết người động vật sau 10 phút.


Giới thiệu
Hàm lượng cho phép của NO2 theo qui chuẩn quốc gia.
Đơn vị: Microgam trên mét khối (µg/m3)
T
T

Thông số

1

SO2

2
3

CO
NO2

4
5
6

Trung
Trung
Trung bình Trung bình
bình 1 giờ bình 3 giờ
24 giờ
năm
350
125
50
30000
200

10000
-

5000
100

40

O3

180

120

80

-

Bụi lơ lửng(TSP)
Bụi ≤ 10
μm(PM10)

300
-

-

200
150

140
50

-

1,5

0,5

7 Pb
Ghi chú: Dấu (-) là không quy định

Bảng: Giá trị giới hạn các thông số cơ bản trong không khí xung quanh


Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường
1. Phương pháp đo quang với thuốc thử Griess.

Phạm vi áp dụng.
Tiêu chuẩn này trình bày phương pháp so mầu xác định hàm
lượng đioxit nitơ ở khu vực sản xuất trong khoảng nồng độ từ 1
đến 10 mg/m3.
Bản chất phương pháp.
a) Nitơ đioxít tác dụng với Natri hiđrôxít tạo thành muối Natri
nitrít. Ở pH từ 2,0 đến 2,5; ion nitrit tạo phức mầu hồng với Axít
sunfanilic đã diazô hoá với α-Naphtylamin. Đo mầu ở bước sóng
530nm. Cuvét 10mm.
b) Clo cản trở phép xác định cần được loại trừ.


Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường
2. Phương pháp phát quang hóa học.
TCVN 6138 : 1996 (ISO 7996 : 1985)

Phạm vi áp dụng
xác định nồng độ khối lượng của nitơ oxit, trong không khí xung
quanh cho tới xấp xỉ 12,5 mg/m3 và của nitơ dioxit cho tới xấp xỉ
19 mg/m3 ở nhiệt độ 250oC và áp suất 101,3 kPa.


Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường
2. Phương pháp phát quang hóa học.
TCVN 6138 : 1996 (ISO 7996 : 1985)

Nguyên tắc
Cho mẫu được hỗn hợp với một lượng dư ozôn. Lọc bức xạ phát
ra và chuyển đổi thành tín hiệu điện bằng một ống nhân quang,

bức xạ phát ra tỉ lệ với lượng nitơ oxit có trong mẫu thử.
Đo nitơ dioxit trong mẫu khí sau khi khử nó thành nitơ oxit bằng
cách cho đi qua lò chuyển hóa trước khi đi vào buồng phản ứng.
Tín hiệu điện thu được tỉ lệ với tổng lượng các nitơ oxit còn
lượng của nitơ oxit là hiệu giữa giá trị này và giá trị đo riêng nitơ
oxit khi mẫu khí không đi qua lò chuyển hóa.


Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường
2. Phương pháp phát quang hóa học.
TCVN 6138 : 1996 (ISO 7996 : 1985)

Phát quang là một đặc tính của nhiều chất khi chúng bị kích thích. Hiện
tượng này được gọi là phát quang hóa học, khi nó được sinh ra do kết
quả của một phản ứng hóa học.
Phương pháp phát quang hóa học này dựa trên phản ứng
NO + O3  NO2* + O2
NO2*  NO2 + Hv
Nitơ oxit bị kích thích phát ra bức xạ ở quang vùng hồng ngoại gần
(1200 nm).


Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường
3. Phương pháp Griss – Saltzman cải biên.
TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998)

1. Phạm vi ứng dụng
2. Nguyên lý của phương pháp
3. Thuốc thử
4. Thiết bị, dụng cụ

5. Lấy mẫu
6. Cách tiến hành
7. Biểu thị kết quả
8. Báo cáo kết quả


Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường
3. Phương pháp Griss – Saltzman cải biên.
TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998)

1. Phạm vi ứng dụng

Xác định nồng độ khối lượng của NO2 có mặt trong không khí
xung quanh trong khoảng nồng độ từ 0,003 mg/m3 đến 2 mg/m3
với thời gian lấy mẫu từ 10 min đến 2 h.
Phương pháp này không thích hợp cho lấy mẫu khí ở vùng thở
của cá nhân.


Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường
3. Phương pháp Griss – Saltzman cải biên.
TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998)

2. Nguyên lý của phương pháp

Nitơ điôxit có mặt trong mẫu khí được hấp thụ bằng cách cho đi
qua thuốc thử tạo phẩm màu azo trong khoảng thời gian xác định,
kết quả là tạo thành màu hồng trong vòng 15 min.
Độ hấp thu của dung dịch mẫu sau đó được đo ở bước sóng giữa
540 nm và 550 nm bằng phổ quang kế phù hợp. Nồng độ khối

lượng tương ứng của nitơ điôxit được xác định từ đường chuẩn
của độ hấp thụ ứng với nồng độ đã được chuẩn bị dùng dung dịch
natri nitrit với các nồng độ đã biết.


Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường
3. Phương pháp Griss – Saltzman cải biên.
TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998)

3. Thuốc thử
1. Nước không nitrit
2. N-(1-naphty)etylendiamin dihydroclorua, dung dịch gốc
0,5 g/l
3. Dung dịch hấp thụ: axit sulfanilic (C6H4SO3HNH2) trong
nước không nitrit và axit axetic, dung dịch N-(1-naphty)etylendiamin dihydroclorua, được bảo quản trong lọ thủy tinh
màu nâu nút kín ở nhiệt độ dưới 50C.
4. Hỗn hợp khí
5. Thuốc thử dùng để chuẩn bị đồ thị chuẩn
1. Dung dịch nitrit, ρNO2 = 250 mg/l
2. Dung dịch nitrit, ρNO2 = 2,5 mg/l


Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường
3. Phương pháp Griss – Saltzman cải biên.
TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998)

4. Thiết bị, dụng cụ
1. Thiết bị lấy mẫu:
a. Đầu lấy mẫu
b. Cái lọc bông xơ

c. Bình hấp thụ
d. Bẫy
e. Cái lọc màng
f. Bơm lấy mẫu và hệ thống điều chỉnh
g. Dụng cụ đo không khí
2. Máy quang phổ hấp thụ ở bước sóng 540 nm đến 550 nm
3. Cuvét, có độ dài truyền quang 10 mm đến 50 mm.
4. Pipet một vạch, cóHình
dung1 tích
10
ml;
15 ml;
20
25
ml và 50
- Các5Hình
víml;
dụ2
về- Ví
dãy
cóml;
khả
năng
dụlấy
vềmẫu
các bình
hấp
thụ xác
phù định
ml.

nồng độ khốihợp
lượng
nitơ điôxit
trong không khí xung
để của
lấy mẫu
nitơ điôxit
quanh


Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường
3. Phương pháp Griss – Saltzman cải biên.
TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998)

5. Lấy mẫu
Lắp hệ thống lấy mẫu phù hợp. Dùng đầu nối bằng thủy tinh nhám ở trước ống
thủy tinh sục khí hoặc bằng thủy tinh nối với nhau bằng ống nối polyvinyl
clorua hay polytetrafloetylen.
Dùng các pipet để lấy một thể tích dung dịch hấp thụ phù hợp vào bình hấp thụ
khô. Nối các bình hấp thụ với hệ thống lấy mẫu.
Ghi số đọc trên lưu lượng kế ướt và thời gian, rồi bật bơm lấy mẫu. Điều chỉnh
thiết bị điều tiết dòng khí với tốc độ hút khoảng 0,4 l/min đến 0,6 l/min.
Khoảng thời gian là 10 min đến 2 h. Cần bảo vệ dung dịch hấp thụ khỏi ánh
sáng.
Khi kết thúc, ghi số đọc được trên lưu lượng kế ướt và thời gian. Tháo bình
hấp thụ. Trộn lẫn thể tích dung dịch mẫu bên ngoài màng thủy tinh với lượng
nhỏ dung dịch mẫu bên trong ống sục khí bằng cách hút một phần vừa đủ qua
ống thủy tinh của bình sục khí và sau đó thả ra. Lặp đi lặp lại động tác này vài
lần.
Đậy bình hấp thụ bảo vệ tránh ánh sáng. Để yên dung 15 min.

Khoảng thời gian không quá 20 h.


Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường
3. Phương pháp Griss – Saltzman cải biên.
TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998)

6. Cách tiến hành
1. Kiểm tra bình hấp thụ
1.1. Kiểm tra hiệu quả hấp thụ
Lắp hệ thống lấy mẫu có 2 bình hấp thụ cùng loại và được mắc nối tiếp nhau.
Lắp đầu vào của hệ thống lấy mẫu vào đầu ra của thiết bị thấm (hoặc sử dụng
phương pháp tương đương) có khả năng tạo ra hỗn hợp khí ở tốc độ dòng cao
hơn tốc độ mong đợi tại vùng đầu vào của hệ thống lấy mẫu. Chuẩn bị hỗn
hợp khí có nồng độ khối lượng nitơ điôxit khoảng 1 mg/m3. Tránh nồng độ
khối lượng nitơ điôxit cao hơn 2 mg/m3.
Lựa chọn khoảng thời gian lấy mẫu đủ gây ra sự hấp thụ một lượng nitơ điôxit
khoảng 0,5 µg/ml ở dung dịch hấp thụ trong bình hấp thụ thứ nhất và tiến hành
lấy mẫu.
Tính hiệu suất hấp thụ bằng cách chia độ hấp thụ của dung dịch mẫu ở bình
hấp thụ thứ nhất cho tổng giá trị độ hấp thụ của dung dịch mẫu trong bình hấp
thụ thứ nhất và thứ hai.
Hiệu quả hấp thụ phải ít nhất là 0,95.
7.1.2. Kiểm tra bình hấp thụ
Các ống thủy tinh cần được kiểm tra


Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường
3. Phương pháp Griss – Saltzman cải biên.
TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998)

6. Cách tiến hành
2.1. Chuẩn bị dãy dung dịch hiệu chuẩn
Chuẩn bị dãy dung dịch hiệu chuẩn có nồng độ khối lượng iôn nitrit 0,0 µg/ml; 0,25
µg/ml; 0,5 µg/ml; 0,75 µg/ml; và 1,0 µg/ml bằng cách hút 0 ml; 5 ml; 10 ml; 15 ml; và 20
ml dung dịch nitrit tương ứng cho vào dãy bình định mức dung tích 50 ml, thêm dung
dịch hấp thụ đến vạch mức và lắc đều.
Để yên dung dịch này trong 15 min
2.2. Đo quang phổ
Kiểm tra máy quang phổ theo bản hướng dẫn của nhà sản xuất và sau khi để máy ổn
định, thực hiện các điều chỉnh cần thiết và đặt bước sóng ở một giá trị cố định trong
khoảng 540 nm đến 550 nm.
Chuyển một phần dung dịch vừa đủ từ một trong bốn dung dịch hiệu chuẩn vào cuvét
và đọc độ hấp thụ của từng dung dịch hiệu chuẩn so với độ hấp thụ của cuvét chứa một
phần vừa đủ dung dịch hấp thụ.


Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường
3. Phương pháp Griss – Saltzman cải biên.
TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998)

6. Cách tiến hành
2.3. Vẽ đường chuẩn
Vẽ đồ thị độ hấp thụ A.
Lưu ý rằng độ dốc của đồ thị được tính theo công thức:

phải là (0,992 ± 0,030) ml/µg
với cuvet 10 mm.
Hình 3 - Đồ thị chuẩn đặc trưng

Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường
3. Phương pháp Griss – Saltzman cải biên.
TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998)

6. Cách tiến hành
3. Xác định
Đo độ hấp thụ của dung dịch mẫu không nên tiến hành sớm hơn
15 min hoặc muộn hơn 20 h sau khi hoàn thành việc lấy mẫu.
Cho một lượng vừa đủ dung dịch mẫu vào cuvet và đo độ hấp thụ
của mẫu như qui định trong, nhưng dùng một cuvet đối chứng
chứa một phần vừa đủ dung dịch hấp thụ để so sánh. Khối lượng
nitơ điôxit chứa trong mẫu khí chia cho thể tích dung dịch mẫu để
so sánh với đường chuẩn.


Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường
3. Phương pháp Griss – Saltzman cải biên.
TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998)

6. Cách tiến hành
4. Các chất cản trở
Nồng độ khối lượng của nitơ oxit; sulfua điôxit; hydro sulfua;
hydro clorua và các hợp chất flo không có ảnh hưởng đến phép
xác định.
Ozon ảnh hưởng nhẹ nếu như nồng độ khối lượng của ozon
trong không khí cao hơn 0,20 mg/m3. Ảnh hưởng cản trở này có
thể tránh được bằng cách dùng cái lọc bông xơ)..
Peroxyacylnitrat (PAN) có thể cho kết quả xấp xỉ từ 15% đến 35%
khi có cùng nồng độ với nitơ điôxit. Tuy nhiên trong không khí

xung quanh, nồng độ khối lượng của peroxyacylnitrat thông
thường quá thấp để gây ra bất cứ sai số đáng kể nào.
Nitrit và axit nitrơ có thể có mặt trong mẫu khí, sinh ra màu hồng
trong dung dịch hấp thụ giống như nitơ điôxit.


Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường
3. Phương pháp Griss – Saltzman cải biên.
TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998)

7. Biểu thị kết quả
1. Tính kết quả
Nồng độ khối lượng của nitơ điôxit ρNO2 trong mẫu, tính bằng
microgam trên mét khối, theo công thức:

Trong đó:
fNO2 nghịch đảo của độ dốc của đường chuẩn, tính bằng microgam trên mililit ứng
với cuvet 10 mm;
As độ hấp thụ của dung dịch mẫu.
Aa độ hấp thụ của dung dịch hấp thụ
b độ dài đường quang của cuvet, tính bằng milimet
V1 thể tích của dung dịch hấp thụ đưa vào bình hấp thụ, tính bằng mililit
V2 thể tích của mẫu khí, tính bằng mét khối


Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường
3. Phương pháp Griss – Saltzman cải biên.
TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998)

7. Biểu thị kết quả

2. Các đặc tính
2.1. Giới hạn phát hiện dưới
Giới hạn phát hiện dưới của phương pháp này có thể kỳ vọng ở
mức nồng độ khối lượng nitơ điôxit là 3 µg/m3.
2.2. Độ chính xác
2.2.1. Độ lặp lại
Độ lặp lại của phương pháp này đạt được trong khoảng 5% ở
nồng độ khối lượng nitơ điôxit khoảng 100 µg/m3.
2.2.2. Độ tái lập
Độ tái lập của phương pháp đạt được trong khoảng 5% ở nồng
độ khối lượng nitơ điôxit khoảng 100 µg/m3.


Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường
3. Phương pháp Griss – Saltzman cải biên.
TCVN 6137 : 2009 (ISO 6768 : 1998)

8. Báo cáo kết quả
Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm ít nhất các thông tin sau:
a) Mô tả đầy đủ tình trạng của mẫu khí;
b) Viện dẫn tiêu chuẩn này;
c) Các kết quả thu được;
d) Mọi hiện tượng bất bình thường ghi nhận được trong quá trình
xác định;
f) Mọi thao tác nào đã được thực hiện mà không có quy định
trong tiêu chuẩn này hoặc trong tiêu chuẩn viện dẫn khác, hoặc
được coi như tùy chọn.


Kết luận

Có nhiều phương pháp để phân tích xác định một chất
khí bất kỳ trong một môi trường nào đó, điều quan
trọng là ta cần gì ở mẫu muốn phân tích. Để xác định
hàm lượng khí NO2 cả 3 phương pháp đều có thể sử
dụng được, tuy nhiên, cần xác định xem ta có những
thuận lợi gì khi phân tích theo các phương pháp tương
ứng. (Tất cả đều cần phải thực hiện thật chi tiết và
đồng bộ thì ta mới có được một kết quả thỏa yêu cầu
phân tích.


Cám ơn CÔ và các bạn đã
lắng nghe!!!

Tài liệu tham khảo
•Tiểu luận Các phương pháp phân tích NO2 trong môi trường,
SV Hoàng Anh Huy, trường Đh Bách Khoa tpHCM.
• />• />•TCVN 6137 : 1996 ISO 6768 : 1985
•TCVN 6138 : 1996 ISO 7996 : 1985
•TCVN 6137 : 2009 ISO 6768 : 1998
•QCVN 05 : 2009/BTNMT