MÔN QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TPHCM
Khoa môi trường
Lớp 10CMT

Quan trắc môi trường

PHÂN
PHÂN TÍCH
TÍCH NƯỚC
NƯỚC MƯA
MƯA
GVHD Tô Thị Hiền
Danh sách nhóm 6

1.

Chu Thế Dũng

1022053

2.

Lương Thái Hòa

1022112

3.

Kim Châu Long

1022161

4.

Võ Nguyễn Ngọc Quỳnh1022243

5.

Trần Hoài Thanh

1022261


2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA
2.1. Mưa acid

Nước mưa có pH dao động giữa 3 và 9
Độ pH của nước trong trạng thái cân bằng với CO2 trong khí quyển là khoảng 5.6
Các cơn mưa có độ pH thấp hơn 5.6 gọi là "mưa acid"
 Ngày nay, thuật ngữ "mưa acid" bao gồm không chỉ có nước mưa mà là sự lắng đọng của tất cả các chất ô
nhiễm có tính acid như , sương mù, mây, sương, tuyết, các hạt bụi hoặc khí


2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA
2.1. Mưa acid
2.1.1 Nguyên nhân gây mưa acid

SO2 là nguyên nhân gây ra mưa acid
Sự hiện diện của NOx đã làm cho mưa acid tăng lên
Nguồn gốc:

 Các ống khói của nhà máy than
 Dầu của các nhà máy phát điện
 Lò nung
 Nhà máy lọc dầu nhà máy hóa chất
 Xe có động cơ


Nhà máy nhiệt điện
Xe có động cơ

Nhà máy lọc dầu


2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA
2.1. Mưa acid
2.1.1 Nguyên nhân gây mưa acid


2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA
2.1. Mưa acid
2.1.1 Nguyên nhân gây mưa acid

Khoảng một nửa lượng khí thải toàn cầu như SO2 và NOxcó nguồn gốc do con người

Khoảng 68% phát thải do con người như SO2 và NOx, có nguồn gốc ở châu Âu và Bắc Mỹ

Sự phát thải của các nước đang phát triển, đặc biệt là ở châu Á đang tăng lên


2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA

2.1. Mưa acid

2.1.1 Nguyên nhân gây mưa acid

- Luồng chất gây ô nhiễm có thể di chuyển hàng trăm hoặc thậm chí hàng ngàn km từ một nguồn nào đó trước
khi được chuyển thành mưa acid

→ Trở thành một vấn đề chính trị quan trọng vì sự chuyển động xuyên biên giới của các chất ô nhiễm qua các
quốc gia


2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA
2.1. Mưa acid
2.1.1 Nguyên nhân gây mưa acid
Hợp chất sunfua được tách ra khỏi bầu khí quyển bằng quá trình lắng đọng

Lắng đọng

Khô

Ướt


2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA
2.1. Mưa acid
2.1.2 Tác động của mưa acid

Tác động

Cơ chế

Bằng chứng

Cá 

Nhôm được giải phóng từ trầm tích, gây ra tắc nghẽn mang với dịch

Cá hồi và cá hồi nâu đã biến mất trong các hồ và sông ở Bắc Âu, Canada,

chết

nhầy.

Hoa Kỳ và lochs ở Scotland

Suy
rừng

giảm Mưa acid giải phóng A1 từ đất gây tổn thương rễ, cản trở sự hấp thu các Gần 25% tất cả các cây ở châu Âu đã bị thiệt hại. Cây xân sam Na Uy trở
chất dinh dưỡng. Nguyên nhân khác: hạn hán, lạnh, bệnh tật và ô nhiễm nên thưa hơn và lá chuyển sang màu nâu
khác như:O3)

Thiệt hại xây SO2 phản ứng với đá vôi (CaCO 3) để tạo thành thạc cao (CaSO 4.H20) Ô nhiễm không khí gây tác hại đến các di tích lịch sử châu Âu, Bắc Mỹ và
dựng

trong đó quá trình hòa tan và có thể dễ dàng được rửa sạch bởi nước châu Á. Trường hợp đáng chú ý là (thành phố Cracow - Ba Lan, Acropolis
mưa

- Athens và đền Taj Mahal - Ấn Độ)

2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA
2.1. Mưa acid
2.1.3 Kiểm soát mưa acid

• Chuyển đổi nhiên liệu.
• Nhiên liệu khử lưu huỳnh.
• Công nghệ đốt mới.
• Khí thải khử lưu huỳnh.
• Khử NO thành N2
x
• 3 cách chuyển đổi xúc tác để giảm NO , khí thải từ động cơ xe.
x


2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA
2.2. Lấy mẫu và phân tích
Bảng 2.2 Các kỹ thuật để phân tích nước mưa:

Kỹ thuật phân tích
Sắc ký Ion (IC)

Chất phân tích
2+
+ +
2 +
2+
Cl , NO3 , SO 4, NH 4, Na , K , Mg
, Ca
,

formate, acetate.

Quang phổ hấp thụ nguyên tử ngọn lửa (FAAS)

+ +
2+
2+
Na , K , Mg , Ca .

Quang phổ phát xạ nguyên tử ngọn lửa(FAES)

+ +
2+
2+
Na , K , Mg , Ca .

 Lò hấp thụ nguyên tử Graphite

Kim loại vết.

Quang phổ (GFAAS)

Một số kim loại vết.


2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA
2.2. Lấy mẫu và phân tích
Bảng 2.3 Nồng độ ion trong nước mưa
Ion
Chlorid

-1
Nồng độ (mg L )
0,02 - 60

Nitrat

0,1 - 20

Sulfat

0,1 - 30

Sodium (Na)

0,02 - 30

Potassium (K)

0,02 - 2

Magnesium (Mg)

0,005 - 2

Calcium (Ca)

0,02 - 4

Ammonium (Al)

0,03 - 4


2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA
2.2. Lấy mẫu và phân tích
Các lỗi thường gặp trong phân tích nước mưa:

 Ô nhiễm bởi các vật liệu sinh học (ví dụ như côn trùng) trong quá trình lấy mẫu
 Bốc hơi từ mẫu
 Sự hấp thu/ giải hấp của các chất khí trong quá trình lấy mẫu hoặc trong phòng thí nghiệm
 Các phản ứng hóa học hoặc phản ứng sinh học xảy ra trong quá trình lấy mẫu hoặc lưu trữ mẫu
 Tương tác với vật liệu chứa mẫu
 Do sơ suất nhiễm bẩn trong quá trình xử lý, phân tích mẫu


2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA
2.2. Lấy mẫu và phân tích
Bảng 2.4 Các nghiên cứu kết hợp lớp điện cực pH trong 10

-4

mol/L HCL (nguồn: Cục Tiêu chuẩn Quốc

gia, Washington)
Ghi giá trị pH
Điện cực

Yên tĩnh

Khuấy động

Sự khác biệt

1

3.944

3.816

0.128

2

3.864

3.661

0.203

3

3.908

3.741

0.167

4

3.899

3.841

0.058

5

3.875

3.755

0.120

Phạm vi

0.080

0.180

0.145


2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA
2.2. Lấy mẫu và phân tích

Nếu tất cả các thành phần của dung dịch được phân tích chính xác thì tổng các cation và tổng anion
tương đương nhau

∑cations = ∑anions

Nếu tỷ lệ của tổng cation/ tổng anion nhỏ hơn 0.85 hoặc lớn hơn 1.15 Dữ liệu cần được xem xét lại


2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA
2.3 Sự phân tích và giải thích dữ liệu:
Tính toán tính dẫn điện của mẫu trên cơ sở nồng độ đo được:

K = ∑λ C
c
i i

-1
K : độ dẫn (µmho.cm )
c

λ :Độ dẫn đương lượng của ion thứ i dùng để điều chỉnh (cho trong bảng 2.5)
i
-1
C : nồng độ µeq.L của ion thứ i
i


2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA
2.3 Sự phân tích và giải thích dữ liệu:

Bảng 2.5 Độ dẫn đương lượng tại 250C và pha loãng vô hạn dùng để điều chỉnh cho mỗi đơn vị được quy định

Ion
+

H
Cl

0.35

-

0.076

NO3
2SO4
+
NH4
+
Na
+
K

0.071
0.08
0.074
0.050
0.074

Mg
Ca

-1
-1)
Độ dẫn đương lượng((µmho.cm )/ µeq.L

2+

2+

HCO3

0.053
0.060
0.044


2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA
2.3 Sự phân tích và giải thích dữ liệu:
Độ dẫn tính toán được so sánh với giá trị đo, Km, cho ta sự chênh lệch độ dẫn, %CD:

%CD= 100(Kc-Km)/Km

Bảng 2.6.Tiêu chuẩn Mỹ EPA để phân tích lại mẫu:
Đo độ dẫn µmho cm

-1

%CD

<5

> ± 50

5 - 30

> ± 30

>30

> ± 20


2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA
2.3 Sự phân tích và giải thích dữ liệu:
Mối quan hệ ngược chiều giữa nồng độ ion và lượng mưa:

Hình 2.4.Nồng độ so với lượng mưa.


2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA
2.3 Sự phân tích và giải thích dữ liệu:

Lượng mưa ít mẫu thu được có nồng độ cao, trong khi mưa lớn kết quả ngược lại do hiện tượng pha loãng

Giai đoạn ban đầu của lượng mưa có nồng độ ion cao hơn so với giai đoạn sau do sự rửa trôi ban đầu của
bụi và khí trong khí quyển


2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA
2.3 Sự phân tích và giải thích dữ liệu:

Hình 2.5. Nồng độ của một số ion trong nước mưa trong một cơn mưa nhiệt đới stormas một hàm của thời gian từ
đầu của trận mưa rào.

2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA
2.3 Sự phân tích và giải thích dữ liệu:

Ví dụ 2.2
-1
+
+
Một mẫu nước mưa được phân tích và nồng độ sau đây ngăn chặn khai thác (mg L ): 0.34 Na , 0.14 K , 0.08
2
2+
2+
Mg + , 0.44 Ca , 0.78Cl , 0.72 NO , 0.86 SO
và 0.015 NH . Độ pH là 5.03 và độ dẫn 10.9 µmho cm
3
4
4
1

. Tính độ dẫn và so sánh với độ dẫn đo được. Mẫu có cần phân tích lại hay không?


2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA
2.3 Sự phân tích và giải thích dữ liệu:
Trước hết, chuyển đổi nồng độ theo đơn vị của µeq L

-1

như sau:

-1
-1
(µeq L ) = 1000 x (mg L )/khối lượng đương lượng

Bảng minh họa khối lượng đương lượng
+
H

+
Na

+
K

Mg

-

0.34

0.14

0.08

0.44

0.78

0.72

0.86

0.015

Eq mass

1.01

22.99

39.10

12.15

20.04

35.45

62.01

48.04

18.05

-1
µeq L

9.33

14.79

3.58

6.58

21.96

22.00

11.61

17.90

0.83

Mg L

-1

2+

Ca

2+

Cl

-

NO3

-

SO4

2-

NH4

+


2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA
2.3 Sự phân tích và giải thích dữ liệu:

Tính độ dẫn điện, K bằng cách nhân nồng độ µeq L
C
K
c

-1

với các yếu tố thích hợp trong Bảng 2.5.

= ∑λ x C
i
i
=
(6.58
(11.61

(9.33
×

×

0.053)
×

0.35)
+

0.071)

+

(14.79

(21.96
+

(17.9

×
×

×

0.05)
0.06)

0.08)

+

+

(3.58

(22.00
+

(0.83

-1
= 9.93 µmho cm

So với giá trị đo được chúng ta có thể tính toán sự khác biệt độ dẫn theo%:
%CD = 100(Kc –Km)/Km = 100(9.93 – 1.09)/1.09 = -8.9%

Kết quả có thể được chấp nhận là hợp lệ

×
×

0.074)
0.076)

×

+

+

0.074)


2. PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA
2.4 pH, độ dẫn và các anion chính:
2.4.1 Phương pháp:

 pH và độ dẫn được xác định ngay lập tức với mẫu vừa được lấy lên bằng cách sử dụng phương pháp
điện hóa

 nồng độ của Cl-,NO3- và SO42- thì được xác định bằng phương pháp sắc kí ion (IC) cùng thời gian
như đo pH và đo độ dẫn.

 Mẫu thì được bảo quản tại 40C trong tủ lạnh cho việc phân tích các cation tiếp theo bằng phương pháp
phổ hấp thu nguyên tử (ASS).