PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU Ô NHIỄM NƯỚC THẢI CAO SU

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU Ô NHIỄM
NƯỚC THẢI CAO SU:
Xác Định pH
Xác định giá trị pH là yêu cầu cần thiết để biết nước thải có tính axit hay
kiềm. Thường những dòng nước thải từ các nhà máy Cao su có tính axit vì người
ta sử dụng axit để làm đông tụ mủ nước.

1. Thiết bị:
pH kế với điện cực thuỷ tinh.

2. Hoá chất:
Dung dịch đệm chuẩn với pH4, pH7, pH9 trong 100 ml nước cất để có các
dung dịch chuẩn có pH = 4, pH = 7, pH = 9. Có thể dùng các dung dịch chuẩn pha
sẵn.

3. Quy trình:
Hiệu chỉnh pH kế theo chỉ dẫn của nhà chế tạo, với ít nhất là 2 dung dịch
đệm chuẩn có pH khác nhau.
Thường xuyên giữ điện cực thuỷ tinh trong dung dịch KCl 3M khi không
sử dụng. trước khi đo giá trị pH của nước thải phải rửa điện cực bằng nước cất và
thấm bằng khăn giấy mềm. Chú ý không được chà xát điện cực.
Lấy 50ml dung dịch nước thải, cho điện cực vào ngập 2 cm và đọc giá trị
pH hiện lên trên màn hình.

1


NHU CẦU OXY HOÁ HỌC
Phép đo COD cho chúng ta một số đương lượng oxy của chất hữu cơ trong
mẫu thử, mà mẫu này dễ bị oxy hoá bởi một chất oxy hố mạnh. Nó là một thơng
số đo nhanh quan trọng để nghiên cứu nước và nước thải công nghiệp cũng kiểm

tra nước thải của các nhà máy.
Phương pháp hồi lưu đicrômat đã được lựa chọn để xác định hàm lượng
COD vì nó thuận lợi về khả năng oxy hoá, áp dụng rộng rãi cho nhiều mẫu khác
nhau và dễ thao tác. Phép đo này có ích cho việc kiểm tra chất lượng nước thải ở
các nhà máy.
Mẫu sau khi lấy về nên tiến hành càng sớm càng tốt và không để quá 5
ngày. Nếu mẫu cần phải được bảo quản trước khi phân tích thì thêm 10 ml axit
sulphuric 4 mol/l cho một lít mẫu.

1. Thiết bị:
Bộ cơng phá COD bao gồm: nguồn nhiệt, ống phá mẫu hoặc bình cầu, ống
ngưng tụ.

2. Hố chất:
2.1 Dung dịch chuẩn K2Cr2O7 0,0417 M:
Hoà tan 12,259g K2Cr2O7, đã sấy ở 103oC trong 2 giờ, trong nước cất và
định mức đến 1 lít.
2.2 Axit sulphuric, trọng lượng riêng 1,84.
2.3 Dung dịch axit sunphuric 4 mol/l
Thêm từ từ và cẩn thận 220ml a xít Sulphuric đậm đặc vào khoảng 500ml
nước cất. Để nguội và định mức thành 1 lít.
2.4 Dung dịch Ag2SO4
Hồ tan Ag2SO4 trong H2SO4 đậm đặc với tỷ lệ 5,5 g Ag 2SO4 /Kg H2SO4.
Để 1-2 ngày cho hoà tan hoàn toàn.
2.5 Dung dịch chỉ thị ferroin:
Hoà tan 0,695g FeSO4.7H2O và 1,485g 1:10 Phenanthrolin monohydrate
trong nước cất và định mức đến 100 ml.
2

2.6 Dung dịch chuẩn ferrous ammonium sulfate (FAS), chừng 0,25M:
Hoà tan 98 g Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O trong nước cất. Thêm 20ml H2SO4 đậm
đặc, để nguội và định mức thành 1 lít.
Chuẩn độ dung dịch này hằng ngày bằng dung dịch chuẩn K 2Cr2O7, như
sau:
Pha loãng 10ml dung dịch chuẩn K2Cr2O7 thành khoảng 100ml. Thêm 30ml
H2SO4 đậm đặcvà để nguội. Chuẩn độ bằng dung dịch FAS, dùng 0,1-0,15ml (2-3
giọt) chất chỉ thị ferroin.
Nồng độ phân tử gam của dung dịch FAS

Thể tích dung dịch K2Cr2O7, mL
(M) =

x 0,25.
Thể tích dung dịchFAS đã dùng, mL

3. Qui trình:
3.1 Cho 20 mL mẫu vào ống phá mẫu hoặc bình cầu duing tích 500ml.
3.2 Cho vào vài hạt thuỷ tinh. Thêm vào 10ml dung dịch K2Cr2O7 0,0417M
3.3 Thêm từ từ 30mL dung dịch Ag2SO4 vào theo thành bình, vừa thêm vừa lắc
trịn nhẹ bình cầu. Khuấy đều hỗn hợp trước khi đun nóng để ngăn ngừa đốt nóng
cục bộ và sơi trào.
3.4 Lắp ống ngưng tụ vào bình cầu và mở nước làm mát. Đậy đầu trên ống ngưng
tụ bằng một cái cốc nhỏ để ngăn chặn vật liệu từ bên ngồi vàodịng hồi lưu và
đun trong 2 giờ. Nhiệt độ của hỗn hợp phản ứng phải đạt 148 oC  30C. Để nguội
và rửa ống ngưng tụ cho chảy xuống bằng nước cất. Tháo ống ngưng tụ và tăng
thể tích thu được lên gấp đơi bằng nước cất.
3.5 Để nguội đến nhiệt độ phòng và chuẩn lượng dư K 2Cr2O7 bằng FAS, dùng
0,1-0,15ml (2-3 giọt) dung dịch chỉ thị ferroin. Lấy điểm dừng là dấu hiệu chuyển
màu đầu tiên từ xanh lá cây – xanh dương sang nâu đỏ. Màu xanh lá cây-xanh

dương có thể xuất hiện lại.

3


3.6 Tiến hành mẫu thử không với cùng các bước như trên, thay mẫu bằng một thể
tích nước cất tương đương.

4. Cơng thức tính
COD (mg O2/l) =
Trong đó:

( A  B) xMx8000
mL Mẫu

A = mL FAS dùng cho mẫu thử không .
B = mL FAS dùng cho mẫu.
M = Nồng độ phân tử gam của FAS

NHU CẦU OXY HOÁ SINH (BOD)
BOD là một phép thử sinh học theo kinh nghiệm, mơ phỏng q trình làm
sạch hợp chất hữu cơ trong tự nhiên bởi q trình oxy hố xãy ra ở sơng hoặc suối,
nơi mà oxy hồ tan trong nước được vi sinh vật sử dụng để oxy hoá hợp chất hữu
cơ.
Mẫu phải được lấy đầy chai và giữ lạnh. Tiến hành phân tích càng sớm
càng tốt và khơng để mẫu quá 24 giờ.

1. Thiết bị:
Chai BOD 250-300m L. Rửa chai với chất tẩy rửa, súc sạch trước khi dùng.
Để tránh lọt khí vào chai trong thời gian ủ, làm kín bằng nước. Làm kín đạt yêu

cầu bằng cách lật ngược chai trong bồn cách thuỷ, hoặc thêm nước trên miệng loe
của loại chai BOD chuyên dùng. Đặt một cốc bằng giấy, nhựa hoặc dùng băng
nhựa bao phủ miệng loe của chai để hạn chế bay hơi nước làm kín trong quá trình
ủ.
Tủ ấm hoặc bồn cách thuỷ, điều chỉnh nhiệt độ trong khoảng 20 10C.
Loại trừ ánh sáng để ngăn sự tạo thành oxy do quang hợp.
Máy đo Oxy hoà tan (DO)
2. Hoá chất:
2.1 Dung dịch đệm phosphat

4


Hoà tan 8,5g KH2PO4; 21,75g K2HPO4, 33,4g Na2HPO4.7H2O và 1,7g NH4CL
trong khoảng 500mL nước cất và pha loãng thành 1L. pH sẽ phải là 7,2 mà không
cần điều chỉnh thêm. Huỷ bỏ dung dịch này và dung dịch dưới đây khi khơng có
dấu hiệu của sự sinh trưởng vi sinh vật trong chai đựng nó.
2.2 Dung dịch MgSO4: Hồ tan 22,5g MgSO4.7H2O trong nước cất và pha
loãng thành 1L.
2.3 Dung dịch CaCl2: Hoà tan 27,5g CaCl2 trong nước cất và pha lỗng thành
1L.
2.4 Dung dịch FeCl3: Hịa tan 0,25g FeCl3.6H2O trong nước cất và pha loãng
thành 1L.
2.5 Dung dịch axit và kiềm, 1N (để trung hồ mẫu có tính kiềm hoặc axit):
Dung dịch axit: cho vào nước cất từ từ vào trong khi khuấy 28mL H 2SO4
đậm đặc và pha lỗng thành 1L.
Dung dịch kiềm: Hồ tan 40g NaOH trong nước cất và pha lỗng thành 1L.

3. Quy trình:
3.1 Chuẩn bị nước pha loãng:

Cho nước cất với số lượng cần vào chai thích hợp và thêm dung dịch đệm
phosphat, dung dịch MgSO4, dung dịch CaCl2, dung dịch FeCl3, mỗi dung dịch
trên với thể tích 1mL/L nước cất. Nước pha lỗng này khơng được có BOD 5 q
0,2mg/L, và tốt nhất khơng q 0,1mg/L. Vì sự nitrat hố vi sinh vật có tính đến
trong phép đo BOD, khơng nên trữ nước pha lỗng vì vi khuẩn nitrate hố sẽ phát
triển trong thời gian lưu trữ.
Trước khi dùng, đưa nước pha loãng đến 20oC. Làm bão hoà DO bằng cách
lắc trong chai lưng hay bơm khơng khí khơng có chất hữu cơ vào. Cách khác, chứa
nước pha lỗng trong chai nút bơng gịn một thời gian để bão hồ DO. Các vật
chứa phải sạch.

3.2 Chuẩn bị mẫu và pha lỗng
Trung hồ mẫu bằng dung dịch axit hoặc kiềm để có pH từ 6,5 đến 7,5. Dùng các
dung dịch trên với nồng độ sao cho chúng khơng làm lỗng mẫu q 0,5%.

5


Đưa mẫu về 20 10C. Pha loãng mẫu bằng nước pha loãng đã chuẩn bị. Tỷ
lệ pha loãng cho kết quả đáng tin cậy nhất là sao cho mẫu đã được pha lỗng có
lượng dư DO ít nhất 1mg/L và có BOD 5 thấp nhất là 2mg/L. Kết quả đo COD có
thể dùng để ước tính tỷ lệ pha lỗng cần thiết.

3.3 Xác định DO ban đầu:
Hiệu chỉnh máy đo DO theo chỉ dẫn của nhà chế tạo. Tổng quát: hiệu chỉnh
điện cực đo DO bằng cách đọc DO của khơng khí hay của một mẫu đã biết DO,
cũng như đọc DO của mẫu có DO bằng khơng (cho vào một lượng dư thừa sodium
sulfite Na2SO3 và một ít cobalt chloride CoCl2 để có DO của mẫu bằng khơng).
Cho mẫu đã pha loãng vào chai BOD chuyên dùng và đo DO ngay lập tức
bằng máy đo DO. Đậy nút chai và làm kín bằng nước, trong chai khơng được có

khoảng trống. Đặt chai vào tủ ấm đã có nhiệt độ 20 1oC.

3.4 Tiến hành một mẫu thử không tương tự.
3.5 Xác định DO sau cùng:
Sau 5 ngày, lấy chai ra, đo DO của mẫu và mẫu thử không bằng máy đo.

4. Cơng thức tính:
BOD5 (mg/L) =
Trong đó:

D1 – D2
P

D1: DO ban đầu của mẫu pha loãng, mg/L;
D2: DO sau 5 ngày của mẫu pha lỗng,mg/L;
P: Thể tích của mẫu đã sử dụng.

6


CHẤT RẮN LƠ LỮNG TỔNG SỐ (TSS)
Chất rắn lơ lửng trong nước thải cao su chủ yếu là những hạt cao su chưa
đơng tụ bởi axít. Phương pháp được thừa nhận để xác định hàm lượng chất rắn lơ
lửng là lọc qua giấy lọc sợi thuỷ tinh.
Cần phân tích chất rắn lơ lững càng nhanh càng tốt sau khi lấy mẫu, nên
làm trong vịng 4 giờ. Nếu khơng được thì phải giữ mẫu dưới 8 oC trong tối. Nhưng
không được để mẫu đông lạnh.
1. Thiết bị:
Bộ lọc vi sinh
Tủ sấy

Ống đong
Bình hút ẩm
Bơm chân khơng.
2. Quy trình:
2.1 Chuẩn bị giấy lọc sợi thuỷ tinh (Whatman GF/C) đã sấy ở 103-105 oC trong
một giờ, để nguội trong bình hút ẩm. Cân trước khi cho vào bầu lọc.
2.2 Trộn đều mẫu. Nên dùng thể tích mẫu tối đa chừng nào cịn có thể đi qua lọc
mà không bị nghẹt. Lọc mẫu qua bộ lọc với sức hút nhẹ từ bơm chân không.
2.3 Tráng bên trong cốc lọc bằng 10mL nước cất và tiếp tục hút bằng bơm chân
không cho đến khi bề mặt giấy lọc khô ráo.
2.4 Tháo bầu lọc, dùng kẹp gấp giấy lọc ra, sấy khô giấy lọc trong đĩa peptri ở
103-105oC trong một giờ, để nguội trong bình hút ẩm và cân.
3. Cơng thức tính:
Hàm lượng chất rắn lơ lững tổng số (mg/L) =

A-B x106
C

Trong đó:
A: trọng lượng của giấy lọc + cặn khô, g.

7


B: trọng lượng của giấy lọc, g.
C: thể tích của mẫu đã lấy, mL.

TỔNG NITƠ KJELDAHL (TKN)
Đây là số đo tổng lượng nitơ dưới dạng NH 3 và nitơ hữu cơ. Trong nước
thải cao su thì lượng nitơ dưới dạng NH3 chiếm phần rất lớn trong tổng lượng nitơ,

do người ta sử dụng một lượng lớn Ammonia để bảo quản mủ nước.
Tổng lượng nitơ có trong nước thải cao su thường được xác định bằng
phương pháp semi-micro Kjeldahl. Cơ bản phương pháp này bao gồm sự chuyển
biến của nitơ liên kết ban đầu dưới dạng hoá trị III thành Ammonium
hydrosulphate dưới tác động của H2SO4 có mặt chất xúc tác. Ammonia thu được
sẽ được xác định bằng chuẩn độ sau khi chưng cất.

1. Thiết bị:
Bếp công phá
ống nghiệm borosilicate Kjeldahl 100m.
Bộ chưng cất Kjeldahl Vapodest 20.

2. Hoá chất:
2.1 H2SO4 AR s.g 1,84
2.2 H2SO4 0.01N Pha tù dung dịch chuẩn H 2SO4 1N, hoặc chuẩn độ bằng Na 2CO3
(AR)
2.3 Dung dịch NaOH 32% w/v: Hoà tan 320g NaOH trong nước cất và định mức
thành 1L.
2.4 Chất xúc tác: Chuẩn bị một hỗn hợp nghiền kỹ, trộn đều bởi 15 phần
anhydrous potassium sulphate AR, 2 phần copper sulphate và một phần selenium
powder AR.
2.5 Chất chỉ thị screened methyl đỏ: Hoà tan 0,1 methyl red và 0,05 g methylene
blue trong 100ml ethyl alcohol AR
2.6 Dung dịch H3BO3 2%: Hòa tan 40g H3BO3 (AR) trong nước cất và định mức
thành 2lít.

3. Quy trình:

8

3.1 Dùng pipette hút một thể tích mẫu được trộn kỹ theo yêu cầu ( chứa 0,15-3mg
nitơ) cho vào ống nghiệm micro Kjeldahl và thêm khoảng 0,65g chất xúc tác và
2,5ml H2SO4 đậm đặc.
3.2 Đun nhẹ bằnd bếp công phá và tiếp tục nấu sôi ở nhiết độ 365-380 oC cho đến
khi dung dịch có màu xanh trong khơng cịn vết vàng lơ (thường cả q trình cơng
phá địi hỏi 1,5 giờ)
3.3 Để nguội và pha loãng với 10ml nước cất. Chuyển và tráng vài lần, mỗi lần
bằng 2 hoặc 3 ml nước cất đến thiết bị chưng cất đã sẵn sàng cấp hơi ước.
3.4 Cho 10ml dung dịch H3BO3 và 2-3 giọt chất chỉ thị screened methyl đỏ vào
bình tam giác có dung tích 100ml, để đầu của ống ngưng tụ dưới bề mặt dung dịch
H3BO3.
3.5 Chạy chương trình chưng cất với thời gian cấp NaOH = 1 giây (20mL dung
dịch NaOH 32% w/v), thời gian chưng cất 300 giây, và công suất hơi nước P =
50%.
3.6 Chuẩn độ ngay lập tức dung dịch đã thu được bằng H 2SO4 0,01N chuẩn. Điểm
dừng chỉ định là khi màu thay đổi từ xanh lá cây sang tím lợt.
3.7 Tiến hành mẫu thử khơng bằng tiến trình tương tự, dùng tất cả các hoá chất
nhưng bỏ qua giai đoạn thêm mẫu.
4 Cơng thức tính
Kết quả được biểu thị bằng mg/L của tổng số N chưa bị Oxy hố có trong mẫu.
1mL dung dịch H2SO4 0,01 N tương đương 0,14 mg nitơ dưới dạng NH3.
Tổng N (mg/L) =
Trong đó:

0,14.V1.1000
V2

V1: thể tích của H2SO4 0,01N đã chuẩn, ml.
V2: thể tích của mẫu thử, mL.

9


ĐẠM AMƠNI (AN)
Đạm amơni bao gồm tổng amơni tự do và liên kết hiện diện trong nước thải
Cao su. Amôni liên kết có được từ phản ứng của amơni và axit ( thường là axit
formic) trong suốt quá trình sản xuất cao su để tạo thành muối amôni tương ứng.
Lượng đạm amơni có trong nước thải cao su khá cao, phương pháp chưng cất và
chuẩn độ thường được sử dụng để ước lượng nó.

1. Thiết bị:
Thiết bị chưng cất.

2. Hố chất.
2.1 H2SO4 0,01N
2.2 Dung dịch H3BO3 2% w/v.
2.3 NaOH 0,1N.
2.4 Chất chỉ thị screened methyl đỏ:
Hoà tan 0,1 methyl đỏ và 0,05g methylene xanh vào 100ml ethyl alcohol AR.
2.5 MgO
2.6 Dung dịch Borate:
Thêm 88ml NaOH 0,1N vào 500mL dung dịch Na 2B4O7 0,025 và định mức
thành 1lít. dung dịch Na2B4O7 0,025 được pha từ 9,5g Na2B4O7.10H2O thành 1 lít.

3. Quy trình:
3.1 Dùng pipete hút vào bình chưng cất một thể tích mẫu được u cầu (trung
hồ trước đến pH khoảng 9,5 bằng dung dịch NaOH 32% w/v chứa 0,15-3g đạm
Amôni.
3.3 Cho vào bình chưng cất 25mL dung dịch Borate.

3.4 Cho thêm 0,25g (nữa muỗng nhỏ) MgO.
3.5 Cho vào vài hạt thuỷ tinh để tránh sơi trào. Nối bình với ống ngưng tụ.
3.6 Đặt bình tam giác đã chứa 2mL H3BO3 2% và 2-3 giọt dung dịch chỉ thị bên
dưới ống ngưng tụ để sao cho phần cuối của ống ngưng tụ ngập trong dung dịch
H3BO3.
10


3.7 Cất với tốc độ 5-10mL/1 phút cho tới khi thu được ít nhất 150mL.
3.8 Dùng 1 burette có mức chia độ nhỏ để chuẩn độ nước cất thu được bằng
dung dịch chuẩn H2SO4 0,01N cho đến khi dung dịch trong bình tam giác chuyển
từ màu xanh lá cây sang màu tím lợt.
4. Cơng thức:
1mL H2SO4 0,01N tương đương với 0,14 mg đạm Amơni.
Đạm Amơni (mg/L) =

0,14x V1x1000
V2

Trong đó:
V1: thể tích của dung dịch H2SO4 0,01N đã sử dụng để chuẩn,mL
V2: thể tích của mẫu thử, mL.

11