BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP: KHẢO SÁT MỘT SỐ ĐIỀU KIỆN CHO PHÂN TÍCH PHOTPHAT TRONG NƯỚC MẶT BẰNG PHƯƠNG PHÁP MOLIPDAT

BÁO CÁO THỰC TẬP TỐT NGHIỆP
Giáo viên hướng dẫn: Phạm Thị Thanh Yên
Sinh viên thực hiện: Trần Thị Hồng Thương
Khóa: 2012-2016
Địa điểm thực tập: Phòng Giải Pháp Công Nghệ và Cải Thiện Môi Trường Nhà A30 - Viện Công Nghệ Môi Trường.
Đề tài: KHẢO SÁT MỘT SỐ ĐIỀU KIỆN CHO PHÂN TÍCH

PHOTPHAT TRONG NƯỚC MẶT BẰNG PHƯƠNG PHÁP
MOLIPDAT

........................................................................................................................................... 5
1


Trong quá trình sinh hoạt hàng ngày, dưới tốc độ phát triển như hiện nay con người vô
tình làm ô nhiễm nguồn nước bằng các hóa chất, chất thải từ các nhà máy, xí nghiệp.
Các loại chất thải và nước thải công nghiệp được thải ra lưu vực các con sông mà chưa
qua xử lý đúng mức, các loại phân bón hóa học và thuốc trừ sâu ngấm vào nguồn nước
ngầm và nước ao hồ, nước thải sinh hoạt được thải ra từ các khu dân cư ven sông.
Ngoài ra, các nhà máy xí nghiệp xả khói bụi công nghiệp vào không khí làm ô nhiễm
không khí, khi trời mưa, các chất ô nhiễm này sẽ lẫn vào trong nước mưa cũng góp phần
làm ô nhiễm nguồn nước....................................................................................................6
Hàm lượng Photphat trong nước cũng là nguyên nhân gây ô nhiễm nước đáng được
quan tâm hiện nay. Trong thiên nhiên, photphat được coi là sản phẩm của quá trình lân
hóa, thường gặp ở dạng vết đối với nước tự nhiên. Khi hàm lượng photphat tăng cao sẽ
làm cho rong rêu phát triển. Do đó, chỉ tiêu photphat được ứng dụng trong việc kiểm soát
mức độ ô nhiễm của nguồn nước.Bởi vậy nên việc xác định photphat rất cần thiết trong
vận hành các trạm xử lý nước thải và trong ô nhiễm dòng chảy của nhiều vùng vì hàm
lượng photphat có thể coi như một lượng chất ding dưỡng trong xử lý nước. Xuất phát từ
thực tế đó, em chọn đề tài: “Khảo sát một số điều kiện phân tích photphat trong nước
mặt”.................................................................................................................................... 6

Nội dung nghiên cứu:......................................................................................................... 7
Nghiên cứu quy trình xác định PO43- trong nước mặt bằng phương pháp Molipdat..........7
Khảo sát một số điều kiện phân tích của phương pháp Molipdat để đánh giá tính chất đặc
trưng của phương pháp sử dụng phân tích:.......................................................................7
Khảo sát thời gian bền màu của dug dịch...........................................................................7
Khảo sát bước sóng tối ưu.................................................................................................7
Khảo sát khoảng nồng độ làm việc.....................................................................................7
Đề xuất quy trình phân tích xác định hàm lượng PO43- trong nước bằng phương pháp
Molipdat.............................................................................................................................. 7
Đánh giá hàm lượng PO43- trong mẫu nước phân tích......................................................7
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ VIỆN CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG....................................8
1.1.Sơ lược về sự hình thành và phát triển........................................................................8
Các chất hấp thụ bức xạ đơn sắc môôt cách chọn lọc, giá trị A lớn nhất đo được gọi là mâôt
đôô quang cực đại, lúc này kết quả phân tích cho đôô nhạy và đôô chính xác cao nhất, bước
sóng tương ứng với mâôt đôô quang cực đại đó gọi là bước sóng tối ưu λmax..................29
Ta tiến hành khảo sát như sau:.........................................................................................30
Hút 5ml dung dịch Photphat chuẩn làm việc 2.5 mgP/l vào ống nghiệm, thêm 0,8 ml thuốc
thử hỗn hợp. Lắc đều và để yên 15 phút..........................................................................30
Mẫu trắng chuẩn bị tương tự mẫu chuẩn nhưng ta thay dung dịch chuẩn bằng nước cất.
......................................................................................................................................... 30
Tiến hành so màu với mẫu trắng, quét phổ trong khoảng λ= 410 – 1000 nm ta được giá
trị mật độ quang như bảng 4.2 dưới đây:.........................................................................30
Bảng 4.2. Giá trị mật độ quang của dung dịch PO43- ở các bước sóng khác nhau.........30
Có nhiều hợp chất phức có đôô hấp thụ UV – VIS tăng theo thời gian và đến môôt khoảng
thời gian nào đó thì không tăng nữa và ổn định. Nhưng có môôt số chất sau môôt thời gian
thì đôô hấp thụ giảm mạnh. Có chất vừa sinh ra thì hấp thụ tốt, nhưng chỉ môôt thời gian thì
đôô hấp thụ giảm. Để tránh ảnh hưởng này ta cần khảo sát đôô bền của phức theo thời
gian................................................................................................................................... 31

2

Như vâôy thời gian tối ưu là khoảng thời gian phức đạt giá trị mâôt đôô quang lớn nhất và ổn
định................................................................................................................................... 31
Tiến hành khảo sát như sau:............................................................................................31
Hút 5ml dung dịch Photphat chuẩn làm việc 2.5 mgP/l vào ống nghiệm, thêm 0,8 ml thuốc
thử hỗn hợp. Lắc đều và để yên 15 phút, đem so màu trên máy đo quang ở bước sóng
880 nm............................................................................................................................. 31
Mẫu trắng chuẩn bị tương tự mẫu chuẩn nhưng ta thay dung dịch chuẩn bằng nước cất.
......................................................................................................................................... 31
Tiến hành đo giá trị mật độ quang của phức tại các khoảng thời gian khác nhau lần lượt
ở các thời điểm 5,10,15,…..320 phút ta được giá trị mật độ quang như bảng 4.3 dưới đây:
......................................................................................................................................... 31
Bảng 4.3: Giá trị mật độ quang của dung dịch PO43- ở các thời gian khác nhau.............31
Chuẩn bị dung dịch chuẩn có khoảng nồng độ từ 0.1 – 2,5 mgP/L. Sau đó, hút 5ml dung
dịch chuẩn ở các nồng độ trên cho vào các ống nghiệm khác nhau, lần lượt thêm 0,8 ml
thuốc thử hỗn hợp vào các ống nghiệm. Lắc đều và để yên 15 phút, đem so màu trên
máy đo quang ở bước sóng 880 nm.................................................................................32
Mẫu trắng chuẩn bị tương tự mẫu chuẩn nhưng ta thay dung dịch chuẩn bằng nước cất.
......................................................................................................................................... 32
4.4: Giá trị mật độ quang của dung dịch PO43- ở các nồng độ khác nhau.......................32
Bảng 4.6: Giá trị mật độ quang và nồng độ của mẫu thực................................................36
Lần đo.............................................................................................................................. 36
D...................................................................................................................................... 36
C (mg/L)........................................................................................................................... 36
1....................................................................................................................................... 36
0,4624.............................................................................................................................. 36
0,72.................................................................................................................................. 36
2....................................................................................................................................... 36
0,3798.............................................................................................................................. 36

0,59.................................................................................................................................. 36
3....................................................................................................................................... 36
0,4751.............................................................................................................................. 36
0,74.................................................................................................................................. 36
4....................................................................................................................................... 36
0,4497.............................................................................................................................. 36
0,7.................................................................................................................................... 36
5....................................................................................................................................... 36
0,437................................................................................................................................ 36
0,68.................................................................................................................................. 36
6....................................................................................................................................... 36
0,4941.............................................................................................................................. 36
0,77.................................................................................................................................. 36
7....................................................................................................................................... 36
3


0,5259.............................................................................................................................. 36
0,82.................................................................................................................................. 36
8....................................................................................................................................... 36
0,4052.............................................................................................................................. 36
0,63.................................................................................................................................. 36
9....................................................................................................................................... 36
0,5068.............................................................................................................................. 36
0,79.................................................................................................................................. 36
10..................................................................................................................................... 36
0,3925.............................................................................................................................. 36
0,61.................................................................................................................................. 36
Nồng độ trung bình của mẫu: Xtb = X1 + X2 +....X10 = 0,705 (mg/L)...............................36
10.................................................................................................................................... 36

Độ lệch chuẩn: S = ∑(xi – xtb)2 = 0,078...........................................................................36
n- 1.................................................................................................................................. 36
Xtb................................................................................................................................... 36
Do nồng độ PO43- nhỏ (0,705 mg/L) nên giá trị RSD tương đối lớn................................36
KẾT LUẬN........................................................................................................................ 37
Quá trình nghiên cứu đề tài “ Khảo sát một số điều kiện cho phân tích photphat trong
nước mặt bằng phương pháp molipdat”, đã giúp em có những hiểu biết về cách phân tích
chỉ tiêu này và biết cách sử dụng máy quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS. Từ kết quả
nghiên cứu tìm điều kiện thích hợp cho phép đo ta rút ra được phương pháp phù hợp với
điều kiện bước sóng đo là 880nm, trong khoảng nồng độ làm việc của dung dịch từ 0,2-1
mgP/L và thời gian ổn định màu của phức chất là 4h. Đồng thời quá trình phân tích cũng
đánh giá được mức độ ô nhiễm của sông Đăm. Từ đó có đưa ra những biện pháp để xử
lý, cải tạo giảm thiếu ô nhiễm cho con sông này...............................................................37
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................................38

4


LỜI CẢM ƠN
Qua thời gian thực tập ở viện môi trường, chúng em đã học hỏi được nhiều
kinh nghiệm và nâng cao kĩ năng làm việc. Từ đó giúp chúng em có thêm sự
tự tin,tác phong làm việc của người phân tích.
Trước hết em xin chân thành cảm ơn tới TS. Nguyễn Thành Đồng đã nhiệt
tình giúp đỡ, gợi ý chi tiết những ý tưởng khoa học, thông tin tư liệu, những
kinh nghiệm thực nghiệm và luôn động viên em trong quá trình thực hiện
hoàn thành bài luận văn tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn các anh, các chị và tập thể cán bộ nhân viên
phòng Giải pháp và Công nghệ cải thiện Môi trường đã tạo điều kiện về cơ sở
vật chất, rèn luyện kỹ năng tư duy giúp em trong thời gian qua.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô Phạm Thị Thanh Yên luôn tận

tình dạy dỗ và tạo điều kiện cho em học tập, nghiên cứu để hoàn tất bài luận
văn tốt nghiệp này.
Mặc dù đã hoàn thành báo cáo thực tập, song do hạn chế về tài liệu, hạn chế
về thời gian cũng như kinh nghiệm thực tế, nên em không tránh khỏi những
thiếu sót. Em mong được sự góp ý của thầy cô trong khoa để em có thể hoàn
thành tốt bài báo cáo thực tập này.
Em xin chân thành cám ơn!
Hà Nội, ngày....tháng....năm 2016
Sinh viên
Trần Thị Hồng Thương

5


LỜI MỞ ĐẦU
Nước là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá, không thể thiếu được trong đời
sống con người cũng như các loài sinh vật trên Trái Đất. Trong quá trình hình
thành sự sống thì nước và môi trường nước đóng vai trò đặc biệt quan trọng.
Nước tham gia vào vai trò tái sinh thế giới hữu cơ (tham gia quá trình quang
hợp). Trong quá trình trao đổi chất nước đóng vai trò trung tâm. Những phản
ứng lý hóa học diễn ra với sự tham gia bắt buộc của nước.
Nước phục vụ cho mục đích sinh hoạt của con người và đóng vai trò cực kì
quan trọng trong sản xuất. Đối với cây trồng, nước là nhu cầu thiết yếu, đồng
thời có vai trò điều tiết các chế độ nhiệt, ánh sáng, chất dinh dưỡng, vi sinh
vật, độ thoáng khí trong đất…..Tuy nhiên, do hoạt động của con người mà
hiện nay môi trường nước ngày càng bị ô nhiễm.
Trong quá trình sinh hoạt hàng ngày, dưới tốc độ phát triển như hiện nay con
người vô tình làm ô nhiễm nguồn nước bằng các hóa chất, chất thải từ các nhà
máy, xí nghiệp. Các loại chất thải và nước thải công nghiệp được thải ra lưu
vực các con sông mà chưa qua xử lý đúng mức, các loại phân bón hóa học và

thuốc trừ sâu ngấm vào nguồn nước ngầm và nước ao hồ, nước thải sinh hoạt
được thải ra từ các khu dân cư ven sông. Ngoài ra, các nhà máy xí nghiệp
xả khói bụi công nghiệp vào không khí làm ô nhiễm không khí, khi trời mưa,
các chất ô nhiễm này sẽ lẫn vào trong nước mưa cũng góp phần làm ô nhiễm
nguồn nước.
Tất cả những điều này đã dẫn đến sự ô nhiễm trầm trọng đến môi trường
sống, ảnh hưởng đến sự phát triển toàn diện của đất nước, sức khỏe, đời sống
của nhân dân cũng như vẻ mỹ quan của khu vực. Cùng với sự phát triển của
nền công nghiệp nước ta, tình hình ô nhiễm môi trường cũng gia tăng đến
mức báo động đặc biệt là môi trường nước.
Hàm lượng Photphat trong nước cũng là nguyên nhân gây ô nhiễm nước đáng
được quan tâm hiện nay. Trong thiên nhiên, photphat được coi là sản phẩm
6


của quá trình lân hóa, thường gặp ở dạng vết đối với nước tự nhiên. Khi hàm
lượng photphat tăng cao sẽ làm cho rong rêu phát triển. Do đó, chỉ tiêu
photphat được ứng dụng trong việc kiểm soát mức độ ô nhiễm của nguồn
nước.Bởi vậy nên việc xác định photphat rất cần thiết trong vận hành các trạm
xử lý nước thải và trong ô nhiễm dòng chảy của nhiều vùng vì hàm lượng
photphat có thể coi như một lượng chất ding dưỡng trong xử lý nước. Xuất
phát từ thực tế đó, em chọn đề tài: “Khảo sát một số điều kiện phân tích
photphat trong nước mặt”
Nội dung nghiên cứu:
Nghiên cứu quy trình xác định PO 43- trong nước mặt bằng phương pháp
Molipdat.
Khảo sát một số điều kiện phân tích của phương pháp Molipdat để đánh giá
tính chất đặc trưng của phương pháp sử dụng phân tích:
-

Khảo sát thời gian bền màu của dug dịch

-

Khảo sát bước sóng tối ưu

-

Khảo sát khoảng nồng độ làm việc

Đề xuất quy trình phân tích xác định hàm lượng PO 43- trong nước bằng
phương pháp Molipdat.
Đánh giá hàm lượng PO43- trong mẫu nước phân tích.

7


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ VIỆN CÔNG NGHỆ MÔI
TRƯỜNG
1.1.Sơ lược về sự hình thành và phát triển
Viện Công nghệ môi trường là đơn vị sự nghiệp Khoa học trực thuộc Trung
tâm khoa học tự nhiên và Công nghệ Quốc gia ( nay là viện Hàn lâm Khoa
học và Công nghệ Việt Nam) được thành lập theo quyết định số
148/2002/QĐ-TTg ngày 30/10/2002 của Thủ tướng Chính phủ. Tên giao dịch
quốc tế: Institude of Environmental Technology, tên viết tắt là:IET.
Viện Công nghệ Môi trường chịu sự lãnh đạo trực tiếp của Chủ tịch viện Hàn
lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, đồng thời chịu sự quản lý Nhà nước
của các cơ quan, Bộ, ngành về các lĩnh vực công tác có liên quan theo quy
định của pháp luật hiện hành.
Viện Công nghệ môi trường tổ chức và hoạt động theo điều lệ này và các quy

định của viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam và pháp luật Nhà
nước.
Khi mới thành lập, viện Công nghệ môi trường có 01 phòng quản lý, 05
phòng nghiên cứu, với tổng số 70 cán bộ, viên chức.
Năm 2006, trung tâm phát triển Công nghệ cao, thuộc viện Khoa học vật liệu,
viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam (KH&CN Việt Nam) ,thành lập cuối
năm 1993 đã chuyển về viện Công nghệ Môi trường, trở thành một đơn vị
triển khai ứng dụng khoa học công nghệ của Viện. Đến năm 2012, thực hiện
nghị định 115/2005/CP ngày 5/9/2005 của Chính phủ quy định cơ chế tự chủ,
tự chịu trách nhiệm của các tổ chức khoa học và công nghệ công lập, Trung
tâm đã chuyển đổi thành doanh nghiệp khoa học thuộc quyền quản lý của Sở
Khoa học và Đào tạo Hà Nội.
Trung tâm Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ môi trường
(NC&ƯDCNMT),tiền thân là trung tâm Nghiên cứu, Đào tạo và Tư vấn môi
trường, trực thuộc viện cơ học, Viện KH&CN Việt Nam thành lập năm 1998.
8


Năm 2003, trung tâm chuyển về Viện Công nghệ môi trường, đến năm 2004
đổi tên thành Trung tâm Triển khai Công nghệ môi trường và năm 2007 đổi
tên thành Trung tâm NC&ƯDCNMT.
Năm 2012, thực hiện nghị định 115, Trung tâm đã chuyển đổi thành tổ chức
KH&CN cấp phòng,thuộc viện Công nghệ môi trường, tự trang trải kinh phí
hoạt đông thường xuyên, giữ nguyên tên gọi là trung tâm NC&ƯDCNMT.
Đầu năm 2009, Viện Công nghệ môi trường khánh thành trụ sở chính trong
khuôn viên của Viện KH&CN Việt Nam tại tòa nhà A30,số 18, đường Hoàng
Quốc Việt, Hà Nội, quy tụ được hầu hết lực lương cán bộ và trang thiết bị từ
tất cả các đơn vị trực thuộc Viện mà lâu nay còn nằm rải rác ở các viện
chuyên ngành. Tháng 5 năm đó, trung tâm Hợp tác KH&CN Việt- Nga thuộc
Viện Công nghệ môi trường được thành lập, làm đầu mối thúc đẩy hợp tác

chuyển giao công nghệ giữa viện KH&CN Việt Nam với các cơ quan nghiên
cứu, triển khai công nghệ của Liên Bang Nga. Cũng trong năm 2009, hai
trung tâm công nghệ môi trường trưc thuộc viện, tương ứng tại TP.Đà Nẵng
và TP.Hồ Chí Minh được thành lập.
1.2.Cơ sở làm việc và chức năng nhiệm vụ
Cơ sở làm việc
Trụ sở chính của viện: Nhà A30, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, Hà
Nội.
Trung tâm Công nghệ môi trường tại Thành Phố Hồ Chí Minh: Số Mạc
Đĩnh Chi, Tp. Hồ Chí Minh.
Trung tâm Công nghệ môi trường tại Tp. Đà Nẵng: Tòa nhà thí nghiệm
phục vụ cho môi trường trong “ Khu nghiên cứu và triển khai công nghệ Đà
Nẵng”, Phường Hòa Hải, Quận Ngũ Hành Sơn, Tp.Đà Nẵng.
Chức năng nhiệm vụ
-

Nghiên cứu khoa học công nghệ trong lĩnh vực môi trường: nghiên cứu

các công nghệ mới, công nghệ tiên tiến trong lĩnh vực ngăn ngừa và xử lý
phục vụ công tác bảo vệ môi trường.
Triển khai, ứng dụng các kết quả nghiên cứu vào thực tiễn.
Dịch vụ khoa học và công nghệ: tư vấn lập dự án, thiết kế kỹ thuật,
chuyển giao công nghệ, cung cấp thiết bị và thi công các công trình môi
9


trường rắn, lỏng, khí; quy hoạch môi trường, đánh giá tác động môi trường,
giám sát, quan trắc và phân tích môi trường, kiểm toán môi trường; xây dựng
cơ sở dữ liệu môi trường, xây dựng và thực hiện các chiến lược, chương trình
bảo vệ môi trường vùng và quốc gia; đào tạo cán bộ nghiệp vụ chuyên môn

trong lĩnh vực môi trường.
1.3.Phòng giải pháp công nghệ và cải thiện môi trường
Phòng Giải pháp Công nghệ Cải thiện Môi trường được thành lập theo quyết
định số 16/QĐ-VCNMT ngày 12/2/2007 của Viện trưởng Viện Công nghệ
môi trường.
Chức năng nhiệm vụ của phòng:
-

Nghiên cứu biến đổi chất và lượng của chất ô nhiễm trong môi trường.
Nghiên cứu và xây dựng các giải pháp công nghệ nhằm phòng

ngừa/giảm thiểu và khắc phục từng phần hay triệt để ô nhiễm (phạm vi cục
bộ, vùng, lãnh thổ).
Triển khai áp dụng vào thực tiễn các giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao
chất lượng môi trường.
Tham gia đào tạo đại học và sau đại học.
Hợp tác quốc tế.

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
2.1. Tổng quan về nguồn nước mặt ở Việt Nam
2.1.1. Khái niệm về nguồn nước mặt [1]
Nước mặt là nước phân bố trên mặt đất, nước trong các đại dương, sông
suối,ao hồ, đầm lầy. Đặc điểm của nước mặt là chịu ảnh hưởng lớn từ điều
kiện khí hậu và tác động khác do hoạt động kinh tế của con người; nước mặt
10


dễ bị ô nhiễm và thành phần hóa lý của nước dễ bị thay đổi; khả năng hồi
phục trữ lượng của nước nhanh nhất ở vùng có mưa.
Tổng lượng dòng chảy sông ngòi trung bình hàng năm của nước ta bằng

khoảng 847 km3, trong đó tổng lượng ngoài vùng chảy vào là 507 km3 chiếm
60% và dòng chảy nội địa là 340 km3, chiếm 40%.
Nếu xét chung cho cả nước, thì tài nguyên nước mặt của nước ta tương đối
phong phú, chiếm khoảng 2% tổng lượng dòng chảy của các sông trên thế
giới, trong khi đó diện tích đất liền nước ta chỉ chiếm khoảng 1,35% của thế
giới. Tuy nhiên, một đặc điểm quan trọng của tài nguyên nước mặt là những
biến đổi mạnh mẽ theo thời gian (dao động giữa các năm và phân phối không
đều trong năm) và còn phân bố rất không đều giữa các hệ thống sông và các
vùng.
Tổng lượng dòng chảy năm của sông Mê Kông bằng khoảng 500 km3, chiếm
tới 59% tổng lượng dòng chảy năm của các sông trong cả nước, sau đó đến hệ
thống sông Hồng 126,5 km3 (14,9%), hệ thống sông Đồng Nai 36,3 km3
(4,3%), sông Mã, Cả, Thu Bồn có tổng lượng dòng chảy xấp xỉ nhau, khoảng
trên dưới 20 km3 (2,3 - 2,6%), các hệ thống sông Kỳ Cùng, Thái Bình và
sông Ba cũng xấp xỉ nhau, khoảng 9 km3 (1%), các sông còn lại là 94,5 km3
(11,1%).
Một đặc điểm quan trọng nữa của tài nguyên nước sông của nước ta là phần
lớn nước sông (khoảng 60%) lại được hình thành trên phần lưu vực nằm ở
nước ngoài, trong đó hệ thống sông Mê Kông chiếm nhiều nhất (447 km3,
88%). Nếu chỉ xét thành phần lượng nước sông được hình thành trong lãnh
thổ nước ta, thì hệ thống sông Hồng có tổng lượng dòng chảy lớn nhất (81,3
km3) chiếm 23,9%, sau đó đến hệ thống sông Mê Kông (53 km3, 15,6%), hệ
thống sông Đồng Nai (32,8 km3, 9,6%).

11


2.1.2. Hiện trạng ô nhiễm nước mặt ở Việt Nam hiện nay [1]
Hiện nay ở Việt Nam, mặc dù các cấp, nghành đã có nhiều cố gắng
trong việc thực hiện chính sách và pháp luật về bảo vệ môi trường, nhưng tình

trạng ô nhiễm nước vẫn là vấn đề đáng lo ngại.
Tốc độ công nghiệp hóa và đô thị hóa khá nhanh và sự gia tăng dân số
gây áp lực ngày càng nặng nề đối với tài nguyên nước trong vùng lãnh thổ.
Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô
nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn. Ở các thành phố lớn, hàng trăm
cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường nước do không có
công trình và thiết bị xử lý chất thải hoặc có mà không đạt tiêu chuẩn quy
định.Ô nhiễm nước do sản xuất công nghiệp là rất nặng. Ví dụ: ở ngành công
nghiệp dệt may, ngành công nghiệp giấy và bột giấy, nước thải thườn có độ
pH trung bình từ 9-11; chỉ số nhu cầu oxy sinh hóa (BOD), oxy hóa học
(COD) cóa thể lên đến 700mg/l và 2500mg/l; hàm lượng chất rắn lơ lửng cao
gấp nhiều lần cho phép...
Tình trạng ô nhiễm nước ở các đô thị thể hiện rõ nhất là ở thành phố Hà Nội
và thành phố Hồ Chí Minh.Ở các thành phố này, nước thải sinh hoạt thường
không có hệ thống xử lý tập trung mà trực tiếp xả ra nguồn tiếp nhận ( sông,
hồ, kênh, mương).Mặt khác, còn rất nhiêu cơ sở sản xuất không xử lý nước
thải, phần lớn là các bệnh viện và cơ sở y tế lớn chưa có hệ thống xử lý nước
thải; một lượng rác thải rắn lớn trong thành phố chưa thu gom hết được...là
những nguồn quan trọng gây ô nhiễm nước.
Hiện nay, mức độ ô nhiễm trong các kênh,sông,hồ ở các thành phố lớn là rất
nặng.
Ở thành phố Hà Nội, tổng lượng nước thải của thành phố lên tới 300.000400.000 m3/ngày; hiện mới chỉ có 5/31 bệnh viện có hệ thống xử lý nước
thải, chiếm 25% lượng nước thải bệnh viện; 36/400 cơ sở sản xuất có xử lý
nước thải; lượng rác thải sinh hoạt chưa được thu gom khoảng 1200 m 3/ngày
xả vào các khu đất ven hồ, kênh, mương trong nội thành; chỉ số BOD, oxy
12


hòa tan, PO43-, NH4, NO2 ...ở các sông nội thành đều vượt quá quy định cho
phép.

Hình 2.1: Tình trạng ô nhiễm nước nghiêm trọng ở Hồ Tây
Ở thành phố Hồ Chí Minh lượng rác thải lên tới gần 4000 tấn/ngày; chỉ có
24/142 cơ sở y tế lớn có xử lý nước thải; khoảng 3000 cơ sở sản xuất gây ô
nhiễm thuộc diện phải di dời.
Ngoài ra, ở các đô thị khác như: Hải Phòng, Huế, Đà Nẵng, Nam Định, Hải
Dương...nước thải sinh hoạt cũng không được xử lý; độ ô nhiễm nguồn nước
nơi tiếp nhận nước thải đều vượt quá tiêu chuẩn cho phép, các thông số chất
lơ lửng, BOD,COD, PO43-, oxy hòa tan đều vượt 5-10 lần, thậm chí 20 lần tiêu
chuẩn cho phép.
Trong sản xuất nông nghiệp,do lạm dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật, các
nguồn nước ở sông , hồ, kênh, mương bị ô nhiễm, ảnh hưởng lớn đến môi
trường nước và sức khỏe người dân. Theo thống kê của Bộ thủy sản, tổng
diện tích mặt nước sử dụng cho nuôi trồng thủy sản đến năm 2001 của cả
nước là 751.999 ha. Do nuôi trồng thủy sản ồ ạt, thiếu quy hoach , không tuân
13


theo quy trình kỹ thuật nên đã gây nhiều tác động tiêu cực tới môi trường
nước.
2.1.3. Nguyên nhân gây ô nhiễm [2]
Có nhiều nguồn gây ô nhiễm nước bề mặt. Hầu hết các nguồn gây ô nhiễm
là do hoạt động sản xuất công nghiệp, thủ công nghiệp, nông nghiệp, ngư
nghiệp, giao thông vận tải, dịch vụ du lịch và sinh hoạt của con người tạo nên.
Ô nhiễm nước do yếu tố tự nhiên có thể là nghiêm trọng nhưng không thường
xuyên mà nguyên nhân chính gây suy thoái chất lượng nước toàn cầu là do
các nguồn nhân tạo.
Do các hoạt động sống của con người:
Hiện nay, mỗi ngày thành phố vẫn phải tiếp nhận khoảng 1 triệu m 3 nước thải
•

sinh hoạt, gần 400.000 m3 nước thải công nghiệp, 4000-5000 tấn rác thải sinh
hoạt...thải trực tiếp xuống kênh rạch. Do vậy phần lớn các kênh rạch của
thành phố đều bị bùn lắng rất nhanh và ô nhiễm nghiêm trọng, hầu hết đều có
màu đen và hôi thối làm suy giảm chất lượng nguồn nước, gây ảnh hưởng đến
và môi trường và cuộc sống của người dân xung quanh.Bên cạnh đó,sinh hoạt
đô thị cũng thải ra một lượng nước thải tương đối lớn, khoảng 80% lượng
nước cấp. Lượng nước thải này xả trực tiếp ra nguồn tiếp nhận mà không có
bất kỳ một biện pháp xử lý nào. Nước thải sinh hoạt chủ yếu chứa các chất ô
nhiễm hữu cơ. Tình trạng lấn chiếm lòng, bờ sông kênh rạch đẻ sinh sống, xả
rác và nước thải trực tiếp trên bề mặt gây ô nhiễm nước, cản trở lưu thông của
dòng chảy, tắc nghẽn cống rãnh tạo nước tù. Môi trường yếm khí gia tăng
phân hủy các hợp chất hữu cơ, không những gây mùi hôi thối, ô nhiễm nguồn
nước mà còn gây khó khăn trong việc lấy nguồn nước mặt đẻ xử lý thành
nước sạch cấp cho nhu cầu xã hội.
Chúng ta chưa có bất cứ công trình xử lý nước thải đúng nghĩa nào cho các
khu dân cư. Nhiều xí nghiệp không đủ khả năng đầu tư để lắp đặt hệ thống xử
lý nước thải. Các sự cố gây thất thoát nước cho đường ống dẫn nước cũ gẫy
lâu ngày, rò rỉ nước từ van cũ.
•
Do các hoạt động nông nghiệp:
14


-

Việc nuôi cá bè, tôm trực tiếp trên các dòng nước mặt sông rạch đã làm

ô nhiễm nguồn nước do: thức ăn của cá dư thừa, sự khuấy động nguồn nước,
sự cản trở lưu thông dòng mặt.

Tình trạng sử dụng bừa bãi, tùy tiện các loại hóa chất trong phân bón,
các loại thuốc kích hoạt phát triển cây...Nhiều hệ thống kênh mương tưới tiêu
nội đồng bị ô nhiễm nguồn nước và phát tàn rộng.
Hệ thống tưới tiêu và hình thức tưới tiêu không hợp lý là nguyên nhân
gây thất thoát lượng nước lớn trong nghành trồng trọt.
•
Do các hoạt động công nghiệp:
Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô
nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn. Ở các thành phố lớn hàng trăm
cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường nước do không có
công trình và thiết bị xử lý chất thải.
Nước thải từ các cơ sở công nghiệp, thủ công nghiệp đều chưa qua xử lý hoặc
chỉ xử lý sơ bộ. Các chất ô nhiễm trong nước thải công nghiệp rất đa dạng, có
cả chất hữu cơ, dầu mỡ, kim loại nặng…Nồng độ COD,BOD,DO, tổng
coliform đều không đảm bảo yêu cầu cho phép đối với nước thải xả ra nguồn.
Vấn đề xử lý nước thải, công trình xử lý nước thải còn khá mới đối với thực
tế ở nước ta, kể cả trong công tác tư vấn, thiết kế, xây dựng cũng như vận
hành quản lý,…
Các hiểu biết về cấu tạo công trình và vận hành quản lý nhìn chung chỉ mới
giới hạn trong khuôn khổ lý thuyết, tài liệu tham khảo, sách giáo khoa,…
•
Do các tác nhân khác:
Hệ thống kênh rạch không được nạo vét dẫn đến tích tụ một khối lượng
lớn các hợp chất hữu cơ từ nước thải, rác thải gây bồi lắng và ảnh hưởng đến
việc tiêu thoát của dòng nước.
Các bãi chôn rác không đạt yêu cầu kỹ thuật, nước rỉ ra từ rác cho chảy
chàn trên mặt đất vào kênh rạch.
Các dòng nước mặt trên sông, kênh rạch bị ô nhiễm do xăng dầu của
các tàu bè đi lại, hoặc các sự cố vận chuyển khác trên sông,biển.
Ảnh hưởng do chưa có ý thức về sử dụng và bảo vệ nguồn nước như sử

dụng bừa bãi, hoang phí, không đúng mục đích sử dụng.
Nước mưa chảy tràn, đặc biệt là nước mưa đợt đầu, cuốn theo các chất
ô nhiễm trên mặt đất.
15


Trong nước thải đô thị luôn chứa một lượng lớn các ion Cl -, SO42-, PO43-, Na+,
K+. Trong nước thải công nghiệp, ngoài các ion kể trên còn có thể có các chất
vô cơ có độc tính rất cao như các hợp chất của Hg, Pb, Cd, As, Sb, Cr, F...
2.1.4. Khái quát về sông Đăm
Sông Đăm thuộc địa phận làng Đăm, nay là xã Tây Tựu, huyện Từ Liêm, Hà
Nộị. Sông Đăm là một nhánh của sông Nhuệ, xưa kia nối với sông Hồng từ
Gối xuống với sông Nhuệ, nhưng nay đã bị cắt nên gọi là đầm Đăm (sông
Đăm). Khúc sông dài khoảng 1000 mét, rộng khoảng 5-6 mét, không có nhiều
chỗ uốn khúc. Sông nằm cạnh ruộng hoa sản xuất nông nghiệp, gần khu dân
cư. Hiện nay, nước sông Đăm đang dần bị ô nhiễm do chưa có các biện pháp
xử lý, vệ sinh sông thường xuyên. Mặt sông thường có các vẩn đục, chất rắn
lơ lửng…bèo và rác thải nổi trên mặt nước. Ngoài ra các hoạt động của con
người cũng gây ra những ảnh hương xấu tới nước sông như: xả rác thải bừa
bãi xuống sông,thuyền máy đi lại trên sông…Do đó, nước sông Đăm đã bị ô
nhiễm hay nói cách khác là chất lượng nước sông đang bị suy giảm dần. Bởi
vậy, nước sông Đăm cần được phân tích, đánh giá mức độ ô nhiễm để từ đó
đưa ra các biện pháp khắc phục, xử lý phù hợp.
2.2. Tổng quan về ion PO432.2.1. Nguồn gốc và dạng tồn tại [3,7]
Photpho tồn tại trong nước với các dạng: H 2PO4-, HPO42-, PO43- , các
polyphotphat như Na5P3O10 có nhiều trong các chất tẩy rửa, chất phụ gia trong
thực phẩm và photpho hữu cơ có nhiều trong phân súc vật, trong nước thải
của một số ngành sản xuất phân lân và thực phẩm. Photpho bị kết tủa dưới
dạng muối sắt, canxi, nhôm sau đó chúng được giải phóng rất chậm. Đây là
nguồn dinh dưỡng cho thực vật dưới nước, chúng cũng gây ô nhiễm và góp

phần thúc đẩy hiện tượng phú dưỡng ở các ao, hồ.
Nguồn dinh dưỡng khác tạo nên sự dư thừa này từ nông nghiệp là các
trang trại chăn nuôi, đặc biệt là nuôi tăng sản. Lượng photpho do gia súc thải
ra gấp bốn lần lượng photpho do con người thải ra.

16


Ngoài ra các ngành công nghiệp chế biến thực phẩm nói chung và
những ngành công nghiệp len yêu cầu nhiều công đoạn rửa, nước thải chứa
nhiều polyphotphat là thành phần chính của các chất tẩy rửa.
Photpho xâm nhập vào nước có nguồn gốc từ nước thải đô thị, phân hóa học
cuốn trôi từ đất, nước mưa hoặc photpho trầm tích tan trở lại.

Hình 2.3. Sơ đồ chu trình photpho
PO43- tồn tại trong hợp chất dưới dạng octhophotphat hay các
hidrophotphat, dihidrophotphat. Anion PO43- có cấu tạo tứ diện đều.
Phân tử H3PO4 có P ở trạng thái lai hóa sp 3 nên gốc PO43- có cấu tạo tứ
diện, trong dung dịch tứ diện đó nó được bảo vệ, giữ nguyên nhờ liên kết
hidrô với nước.
Điều đó ngăn cản P5+ trong H3PO4 không thể tham gia oxi hóa.
Khi đun nóng H3PO4 đến 2600C thì hai phân tử H3PO4 mất một phân tử
nước và biến thành axit điphotphoric.
Axit điphotphoric được đun nóng đến 300 0C thì chuyển hóa thành axit meta
photphoric, dạng thủy tinh polyme (HPO3)3.
Quá trình chuyển hóa có thể tóm tắt như sau:
17


2600C

2nH3PO4 nH4P2O7

3000C
2(HPO3)n

+H2O

+ H2 O
+H2O

Các muối photphat nói chung không màu. Tất cả các đihidrophotphat đều dễ
tan trong nước còn trong các muối monohidrophotphat và photphat trung tính
chỉ muối kim loại kiềm là dễ tan.

Hình 2.4: Cấu trúc phân tử của ion PO432.2.2. Tác hại của PO43Photphat không thuộc loại hóa chất độc hại đối với con người và động vật,
nhưng sự tồn tại của chất này với hàm lượng cao trong nước sẽ gây cản trở
cho quá trình xử lý, đặc biệt là hoạt chất của các bể lắng. Đối với những
nguồn nước có hàm lượng chất hữu cơ, nitrat và photphat cao, các bông cặn
kết cặn ở bể tạo bông sẽ không lắng được ở bể mà có khuynh hướng tạo thành
đám nổi lên trên mặt nước dẫn đến sự phú dưỡng hóa nguồn nước. Nước
không ô nhiễm có nồng độ photphat nhỏ hơn 0.01mg/l. Ở các nguồn nước bị
ô nhiễm do nước thải đô thị và công nghiệp có thể có nồng độ photphat đến
0.5mg/l.

18


2.2.3. Các phương pháp xử lý PO432.2.3.1. Loại bỏ photphat bằng kết tủa [12]
Các hợp chất orthophotphat bị kết tủa khi lượng photphat kim loại hòa tan
kém và sự có mặt của các hóa chất tạo lắng (muối sắt, nhôm, vôi sữa). Các

muối này lắng xuống và lưu lại trong bùn thải. Các chất tạo kết tủa có thể
được cho vào ở quá trình xử lý sơ bộ ( trước kết tủa), trong bể khí hay tại bể
phản ứng phụ cuối dòng của bể hiếu khí (sau kết tủa). Hiệu quả nhất là tại quá
trình kết tủa đồng thời và tiết kiệm chi phí nhất.
Do ô nhiễm đại lượng nên xử lý photpho trong đất ít được quan tâm. Một số
kĩ thuật được sử dụng để xử lý là: kỹ thuật bùn nhão, kỹ thuật trải đất,…
2.2.3.2. Sử dụng phương pháp sinh học [12]
Phương pháp sinh học dựa trên hiện tượng một số loài vi sinh vật tích lũy
lượng photpho nhiều hơn mức cơ thể chúng cần trong điều kiện hiếu khí.
Thông thường hàm lượng photpho trong tế bào chiếm 1,5-2,5% khối lượng tế
bào thô, một số loại có thể hấp thụ cao hơn từ 6-8%. Trong điều kiện yếm khí
chúng lại thải ra phần photpho tích lũy dư thừa dưới dạng photphat đơn PO 43-.
Quá trình loại bỏ photpho dựa trên hiện tượng này gọi là loại bỏ photpho tăng
cường. Photpho được tách ra khỏi nước thông qua thải bùn dư ( vi sinh chứa
nhiều photpho) hoặc tách ra dưới dạng muối không tan sau khi xử lý yếm khí
với một hệ kết tủa kèm theo (ghép hệ thống phụ).
Nhiều loại vi sinh vật tham gia vào quá trình hấp thụ - tang trữ - thải photpho
được quy chung về nhóm vi sinh bio-P mà vi sinh vật Acinetobacter là chủ
yếu. Dưới điều kiện hiếu khí (O 2) vi sinh vật bio-P tích lũy photphat trùng
ngưng trong cơ thể chúng từ photphat đơn tồn tại trong nước thải.
C2H4O2 + 0,16 NH4+ + 1,2 O2 + 0,2 PO43- => 0,16 C5H7NO2 + 1,2 CO2 +
0,2( HPO3) + 0,44 OH- + 1,44 H2O
Trong điều kiện yếm khí, vi sinh vật trên hấp thu chất hữu cơ, phân hủy
photphat trùng ngưng trong tế bào và thải ra môi trường dưới dạng photphat
đơn.
2C2H4O2 + (HPO3) + H2O => (C2H4O2)2 + PO43- + 3H+
19


Trong đó (C2H4O2)2 là chất hữu cơ tích lũy trong cơ thể vi sinh vật được hấp

thu từ ngoài vào.
2.2.3.3. Hấp phụ và trao đổi ion [12]
Hấp phụ và trao đổi ion là những phương pháp xử lý photphat rất có triển
vọng, để thu hồi photphat một cách có chọn lọc, thu hồi lại từ dung dịch tái
sinh và tái sử dụng.
Trao đổi ion cũng cho phép thu hồi các thành phần có ích khác như K +, NH4+
để tạo ra struvite MgNH4PO4 hau kali trucvite MgKPO4 dùng làm phân nhả
chậm. Sơ đồ công nghệ gồm hai cột trao đổi ion: cột clinoptiolit thu hồi
amoni, cột aniolit thu hồi photphat.
Dung dịch sau khi tái sinh từ hai cột chứa NH 4+, PO43- được kết tủa dưới dạng
struvite.
Vật liệu hấp phụ để loại bỏ photphat trong nước đã được nghiên cứu nhiều
trong phòng thí nghiệm. Ưu điểm và triển vọng của phương pháp là không
phát sinh bùn thải, không làm thay đổi pH của dung dịch được xử lý. Rất
nhiều vật liệu đã được nghiên cứu hấp phụ photphat như: tro bay, bùn đỏ
( bùn thải của quá trình khai thác quặng bauxite), nhôm hoạt tính, sắt oxit,…
ngoài ra còn nhiều vật liệu khác được nghiên cứu có bản chất là các kim loại
như: La, Mg,…sử dụng zirconi làm chất hấp phụ photphat là một trong những
lĩnh vực mới được nghiên cứu và rất có triển vọng.
Ngoài ra còn có thể loại bỏ photphat bằng cách tách loại photphat đồng thời
với các tạp chất khác thông qua quá trình màng thích hợp ( màng nano, màng
thẩm thấu ngược hoặc điện thẩm tích). Về nguyên tắc hiệu quả lọc qua màng
có hiệu suất cao nhưng do giá thành quá đắt nên hầu như chưa thấy ứng dụng
trong thực tế.
2.2.4. Các phương pháp xác định PO43- bằng quang phổ hấp thụ phân tử
UV-VIS [4,8]
2.2.4.1. Khái quát chung về một số phương pháp sử dụng
Quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS là một trong những phương pháp nhanh
nhạy nhất của phép xác định photphat trong nước. Trong phương pháp này,
20

ion octhophotphat kết hợp với amonimolipdat trong môi trường axit tạo ra
hợp chất dị đa axit photphoromolipdat (NH4)3P(Mo3O10)4, hợp chất này có thể
khử bằng nhiều thuốc thử như hidroquynon, thiếc (II), sắt (II), đồng kim loại
với sự tạo ra một chất màu mạnh gọi là Xanh molipden. Có thể đo nồng độ
của chất này bằng phương pháp phổ trắc quang, từ đó cho ta khả năng xác
định hàm lượng của photphat.
Xanh molipden là một polime phức tạp, nó cấu tạo từ hỗn hợp của molipden
(V) và molipden (VI). Tuy nhiên, cần phải lưu ý rằng hợp chất này chứa cùng
một nguyên tố trong hai mức oxi hóa khác nhau, có màu mạnh đặc trưng và
có khả năng hấp thụ ánh sáng cao. Hai phản ứng cơ bản trong phương pháp
chính là sự tạo ra photphoromolipdatamoni và sự khử tiếp theo đến Xanh
molipden có thể cho ta các sản phẩm phụ không mong muốn. Do vậy, những
phản ứng này cần được tiến hành ở các điều kiện tối ưu như độ axit dung
dịch, lượng amonimolipdat (chất này được dùng làm thuốc thử), lượng tác
nhân khử và thời gian tiến hành phản ứng. Việc sử dụng các tác nhân khử
khác nhau cho ta các phương pháp phân tích khác nhau.
Dưới đây là một số phương pháp phân tích cụ thể:
a. Phương pháp Molipdat:
Nguyên tắc: Amonimolipdat phản ứng với octhophotphat trong môi trường
axit tạo thành dị đa axit photphoromolipdic. Axit dị đa này bị khử thành hợp
chất Xanh molipden bằng axit ascorbic với sự có mặt của kali antimonyl
tactrat. Đo mật độ quang của dung dịch ở 880nm để xác định hàm lượng
photphat.
b. Phương pháp axit Vanadomolipdo photphoric:
Nguyên tắc: Trong dung dịch ion octhophotphat phản ứng với amonimolipdat
cho ra dị đa axit molipdophotphoric, sau đó axit này phản ứng với
NH4VO3 tạo thành phức màu vàng. Đo mật độ quang của dung dịch tại bước
sóng 400nm để xác định nồng độ ion octhophotphat trong mẫu theo phương

pháp đường chuẩn hoặc thêm chuẩn.
c. Phương pháp thiếc diclorua:
21


Nguyên tắc: Dị đa axit photphoromolipdic được hình thành như phản ứng trên
rồi bị khử bởi thiếc diclorua tạo hợp chất màu mạnh là Xanh molipden. Độ
đậm màu của dung dịch (độ hấp thụ hay mật độ quang) tỉ lệ với hàm lượng
photphat có trong dung dịch phân tích. Phương pháp này nhạy hơn và nồng
độ tối thiểu có thể phân tích nhỏ hơn phương pháp axit Vanadomolipdo
photphoric. Độ nhạy của phương pháp là 0.01 mg/l
2.2.4.2. Xác định PO43- bằng phương pháp Molipdat
•
Phạm vi áp dụng
Phương pháp này áp dụng với tất cả các loại nước kể cả nước thải.
•
Tiêu chuẩn trích dẫn
Ascorbic Acid Method, 4500 P-E, Standard Methods for the Exammination of
Water and Wastewater 21st Edition.
•
Nguyên tắc của phương pháp
Phản ứng giữa ion octophotphat và dung dịch axit molipdat và antimon sẽ tạo
ra phức chất antimon photphomolipdat. Khử phức chất bằng axit ascorbic tạo
thành phức chất molipden màu xanh đậm.
•
Các giai đoạn phản ứng:
-

Giai đoạn 1: Phá mẫu bằng cách oxi hóa để chuyển các dạng photpho

về dạng octhophotphat.
Mẫu có photpho + H2SO4 + HNO3 => H3PO4 + …….
-

Giai đoạn 2: Xác định photphat trên cơ sở các phản ứng.

H3PO4 + 12MoO42- + 3NH4+ + 21H+ => (NH4)3H4[P(Mo2O7)6] + 10H2O
(NH4)3H4[P(Mo2O7)6] + C6H8O6 => Xanh molipden + C6H6O6
Màu vàng

axit ascorbic

axit đehidro ascorbic

22


CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP
QUANG PHỔ HẤP THỤ PHÂN TỬ UV-VIS
3.1. Nguyên tắc của phương pháp [5]
Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS là một trong những
phương pháp tiêu chuẩn để phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước. Cơ sở của
phép định lượng là dựa trên định luật Lambert-Beer như sau:
Khi chiếu một chùm tia đơn sắc với cường độ ánh sáng I 0 đi qua dung dịch
có nồng độ xác định thì một phần ánh sáng bị hấp thụ (Ih) và một phần ló ra
khỏi dung dịch (Il).
I0 = Il + Ih
Khi đó : D = lg I0 / It = ε.l.C
Trong đó: I0: cường độ ánh sáng tới.
Il: cường độ ánh sáng sau khi đi qua dung dịch.

ε: hệ số tắt phân tử hay hệ số hấp thụ phân tử, ε là đại lượng xác
định, phụ thuộc vào bản chất của chất hấp thụ, vào bước sóng λ của bức xạ
đơn

sắc và vào nhiệt độ.
l: chiều dày của dung dịch mà ánh sáng đi qua (cm).
C: nồng độ dung dịch màu (mol/l).
D: mật độ quang.

Vậy: Với một dung dịch xác định, đo trong một cuvet có bề dày nhất định.
D = K.C
Vậy nguyên tắc chung của phương pháp là: để phân tích xác định một chất
người ta đưa chúng về dạng phức màu bằng thuốc thử thích hợp rồi đo mật độ
quang của dung dịch, từ đó có thể xác định nồng độ của chất phân tích.
3.2. Điều kiện tối đa cho phương pháp [6]
Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS là dựa trên định luật
Lambert-Beer nêu trên. Tuy nhiên, để có được phép đo chính xác phải tuân
thủ các điều kiện sau:
23


•

Tính đơn sắc của ánh sáng

Do tính chất đặc trưng của các chất màu chỉ hấp thụ những bức xạ đơn sắc có
bước sóng thích hợp nên định luật Lambert – Beer chỉ đúng khi dùng ánh
sáng đơn sắc để nghiên cứu. Các máy đo quang cần có thiết bị để cung cấp
được dải sóng tập trung quanh một bước sóng nhất định hay ánh sáng phải là
ánh sáng đơn sắc.

•

Ảnh hưởng của nồng độ
Thực nghiệm đã chứng minh rằng quan hệ giữa mật độ quang D và

nồng độ
dung dịch C chỉ tuyến tính trong một khoảng giá trị nồng độ xác định gọi là
khoảng tuyến tính của định luật Lambert-Beer, người ta quan sát được độ lệch
khỏi sự phụ thuộc tuyến tính giữa nồng độ và độ hấp thụ

Hình 3.2: Khoảng tuyến tính của định luật Lamber-Bia
Khoảng tuyến tính là khác nhau đối với các máy đo khác nhau và với các đối
tượng phân tích khác nhau. Do đó phải xác định khoảng tuyến tính cho từng
phép phân tích cụ thể.
•

Bước sóng tối ưu λmax

Các chất hấp thụ bức xạ đơn sắc một cách chọn lọc, giá trị D lớn nhất ta đo
dược gọi là mật độ quang cực đại D max lúc này kết quả phân tích cho độ nhạy
và độ
24


chính xác cao nhất. Bước sóng tương ứng với D max gọi là bước sóng tối ưu
λmax.
•

Ảnh hưởng của pH

Nếu thuốc thử là axit mạnh thì giá trị pH của môi trường không ảnh hưởng
đến độ bền của phức. Chỉ cần một lượng axit vừa đủ để tạo phức và ion kim
loại khỏi phân hủy là được.
Nếu thuốc thử là những axit yếu thì giá trị pH lúc bắt đầu tạo phức phải
khác so với giá trị pH mà phức bắt đầu đổi màu. Biến động pH càng lớn thì
càng tốt.
Mỗi loại thuốc thử thích hợp với một môi trường pH nhất định.
•

Ảnh hưởng của ion lạ
Trong mẫu nước thường chứa nhiều ion lạ gây ảnh hưởng đến kết quả

phân tích.
Ion lạ có thể tác dụng với chất phân tích hoặc tương tác với thuốc thử phân
tích. Do đó, phải tìm cách loại trừ.
Trong thực tế để loại trừ ảnh hưởng các ion lạ, người ta sử dụng phương
pháp che, chiết, tách….
•

Ảnh hưởng của thời gian

Một số phức màu có độ bền màu phụ thuộc vào thời gian, vì vậy thời gian
chuẩn bị mẫu và thời gian tiến hành đo mẫu ảnh hưởng rất lớn đến kết quả
phân tích. Do đó, phải tiến hành khảo sát thời gian thích hợp cho mỗi quy
trình phân tích các chất cụ thể. Phép đo mật độ quang phải được thực hiện khi
dung dịch màu ổn định.
3.3. Sơ đồ máy quang phổ hấp thụ phân tử
Không phụ thuộc vào vùng phổ, các máy đo độ truyền quang và độ hấp thụ
(mật độ quang) của dung dịch bao gồm 5 bộ phận cơ bản :
-

Nguồn bức xạ có năng lượng ổn định.

-

Bộ phận tạo bức xạ đơn sắc cho phép ta chọn bước sóng của bức xạ

đơn sắc thích hợp với chất nghiên cứu.
25