PHÂN TÍCH các CHỈ TIÊU NO2, NO3 , NH4 TRONG nước THẢI và bƣớc đầu tìm HIỂU PHưƠNG PHÁP xử lý

TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HĨA HỌC
BỘ MƠN HĨA CƠ SỞ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP




PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU NO 2 , NO3 , NH4
TRONG NƢỚC THẢI VÀ BƢỚC ĐẦU TÌM HIỂU
PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ

GVHD: GVC.THS ĐỒN THỊ MINH PHƢƠNG
LỚP: 02DHLHH
SVTH:

MSSV:

Nguyễn Hồi Lộc

2204115073

Nguyễn Thị Ngọc Phƣợng

2204115027

Vũ Thị Ý Quỳnh

2204115065

TPHCM, 01/2014


Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

LỜI CẢM ƠN
-----Qua khoảng thời gian học tại trƣờng Đại Học Công nghiệp thực phẩm Tp.HCM,
chúng tôi muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tất cả các thầy cô trong nhà trƣờng đã
truyền đạt cho chúng tơi những kiến thức bổ ích về khoa học công nghệ, kỹ thuật và xã
hội.
Chúng tôi xin chân thành cám ơn các thầy cô trong khoa Công nghệ Hóa Học đã
truyền đạt cho chúng tơi những kiến thức chuyên môn, các kinh nghiệm trong các buổi
học trong suốt thời gian qua.
Đặc biệt, chúng tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS.Đoàn Thị Minh Phƣơng,
là ngƣời đã tận tình trực tiếp hƣớng dẫn chúng tơi từng bƣớc một và ln khuyến
khích động viên chúng tơi trong suốt thời gian làm đồ án tốt nghiệp.
Cuối cùng, lời cảm ơn xin đƣợc gửi tới gia đình và bạn bè thân u, là nguồn động
viên tích cực, đã ln chia sẻ và hỗ trợ chúng tơi hồn thành đồ ánnày.
Một lần nữa chúng tôi xin chân thành cảm ơn!
Tp.HCM, ngày tháng năm
Nguyễn Hoài Lộc
Nguyễn Thị Ngọc Phƣợng
Vũ Thị Ý Quỳnh

i


Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN



Tp.HCM, ngày tháng

năm

ii


Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN


Tp.HCM, ngày tháng

năm

iii


Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... i
DANH MỤC BẢNG .......................................................................................................... vi
LỜI MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN .............................................................................................. 2
1.1. Tổng quan về amoni ...................................................................................................... 2
1.1.1. Tính chất chung của amoni ...................................................................................... 2

1.1.2. Nguồn phát thải và ảnh hƣởng từ amoni ................................................................. 2
1.1.3. Phƣơng pháp xác định amoni .................................................................................. 3
1.2. Tổng quan về nitrat ........................................................................................................ 4
1.2.1. Tính chất chung của nitrat ....................................................................................... 4
1.2.2. Nguồn phát thải và ảnh hƣởng từ nitrat ................................................................... 4
1.2.3. Phƣơng pháp xác định nitrat .................................................................................... 5
1.3. Tổng quan về nitrit ........................................................................................................ 5
1.3.1. Tính chất chung của nitrit ........................................................................................ 5
1.3.2. Nguồn phát thải và ảnh hƣởng từ nitrit.................................................................... 5
1.3.3. Phƣơng pháp xác định nitrit..................................................................................... 5
CHƢƠNG 2: NỘI DUNG PHÂN TÍCH........................................................................... 6
2.1. Cách lấy mẫu và bảo quản ............................................................................................. 6
2.1.1. Cách lấy mẫu ........................................................................................................... 6
2.1.2. Bảo quản mẫu .......................................................................................................... 6
2.2. Một số phƣơng pháp xác định các chỉ tiêu amoni, nitrat, nitrit trong nƣớc thải ........... 6
2.2.1. Xác định amoni trong nƣớc thải .............................................................................. 6
2.2.2. Xác định nitrat trong nƣớc thải .............................................................................. 13
2.2.3. Xác định nitrit trong nƣớc thải .............................................................................. 17
CHƢƠNG 3: PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ ......................................................................... 22
3.1. Phƣơng pháp khử ion amoni........................................................................................ 22
3.1.1. Phƣơng pháp Clo hóa nƣớc đến điểm đột biến...................................................... 22
3.1.2. Phƣơng pháp làm thoáng ....................................................................................... 22
3.1.3. Phƣơng pháp trao đổi ion....................................................................................... 22
3.1.4. Phƣơng pháp Ozon hoá với xúc tác Bromua Br-) ................................................. 23
3.1.5. Phƣơng pháp sinh học xử lý amoni ....................................................................... 23
3.2. Khử nitrate NO3- .......................................................................................................... 28
3.3. Đánh giá ....................................................................................................................... 29
KẾT LUẬN ....................................................................................................................... 31
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 32
PHỤ LỤC .......................................................................................................................... 33

iv


Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

DANH MỤC HÌNH
STT
1
2
3
4
5

HÌNH
Hình2.1. Hệ thống chƣng cất
Hình 3.1 Vi khuẩn NitrosomonasII (Yuichi
Suwa) và Vi khuẩn Nitrobacter
Hình 3.2 Vi khuẩn Bacillus
Hình 3.3 Cơ chế sinh hố giả thiết của phản ứng
Anammox
Hình 3.4 Vi khuẩn Anammox Candidatus
Brocadia (John Fuerst/Rick Webb)

TRANG
12
35
37
41
42

v


Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

DANH MỤC BẢNG
STT
1
2

3
4
5
6
7
8

HÌNH
Bảng 1.1 Tiêu chuẩn cho phép thải với chỉ tiêu tổng Nitơ
Bảng 1.2 Giá trị giới hạn các thông số và nồng độ các
chất ô nhiễm trong nƣớc thải công nghiệp vào vùng nƣớc
biển ven bờ dùng cho mục đích thể thao và giải trí
Bảng 1.3 Giá trị giới hạn các thơng số và nồng độ các
chất ô nhiễm trong nƣớc thải công nghiệp
Bảng 1.4 Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính tốn
giá trị tối đa cho phép trong nƣớc thải sinh hoạt
Bảng 1.5 Giá trị các thông số ơ nhiễm làm cơ sở tính tốn
giá trị tối đa cho phép trong nƣớc thải sinh hoạt
Bảng 2.1. Thể tích mẫu lấy xác định hàm lƣợng amoni

Bảng 2.2 Chiều dài đƣờng quang của cuvet ứng với thể
tích NO2- 1 ppm (mL)
Bảng 3.1 Các phƣơng pháp xử lý nitơ trong nƣớc thải

TRANG
4
4

4
5
7
11
31
43

vi


Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

LỜI MỞ ĐẦU
-----Nƣớc - một thành phần quan trọng trong cuộc sống. Nó cần thiết trong mọi lĩnh
vực kinh tế xã hội nhƣ: sinh hoạt, sản xuất, công nghệ, công nghiệp, nông
nghiệp,…Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nền công nghiệp nƣớc
ta, cuộc sống ngƣời dân đã dần đƣợc cải thiện rõ rệt, đồng thời tình hình ơ nhiễm mơi
trƣờng cũng gia tăng đến mức báo động.
Do đặc thù của nền cơng nghiệp mới phát triển, chƣa có sự quy hoạch tổng thể và
còn nhiều nguyên nhân khác nhau nhƣ: Điều kiện kinh tế của nhiều xí nghiệp cịn khó
khăn, hoặc do chi phí xử lý ảnh hƣởng đến lợi nhuận nên hầu nhƣ chất thải công
nghiệp của nhiều nhà máy chƣa đƣợc xử lý mà thải thẳng ra môi trƣờng. Mặt khác

nƣớc ta là một nƣớc đơng dân, có mật độ dân cƣ cao, nhƣng trình độ nhận thức của
con ngƣời về mơi trƣờng cịn chƣa cao, nên lƣợng chất thải sinh hoạt cũng bị thải ra
môi trƣờng ngày càng nhiều. Điều đó dẫn tới sự ơ nhiễm trầm trọng của môi trƣờng
sống, ảnh hƣởng đến sự phát triển toàn diện của đất nƣớc, sức khỏe, đời sống của nhân
dân cũng nhƣ vẻ mỹ quan của khu vực, trong đó, ơ nhiễm nguồn nƣớc là một trong
những thực trạng đáng ngại nhất của sự hủy hoại môi trƣờng tự nhiên do nền văn minh
đƣơng thời. Đối với môi trƣờng sống nói chung, vấn đề bảo vệ và cung cấp nƣớc sạch
là vô cùng quan trọng. Đồng thời với việc bảo vệ và cung cấp nƣớc sạch, việc thải và
xử lý nƣớc thải trƣớc khi đổ vào nguồn là một vấn đề bức xúc đối với toàn thể loài
ngƣời.
Ngày nay vấn đề xử lý nƣớc và cung cấp nƣớc sạch đang là một mối quan tâm lớn
của nhiều quốc gia, nhiều tổ chức xã hội và chính bản thân mỗi cộng đồng dân cƣ.Và
đây cũng là một vấn đề cấp bách cần giải quyết của nƣớc ta trong quá trình cơng
nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nƣớc.
Nhằm mục đích tìm hiểu góp phần vào việc bảo vệ mơi trƣờng sống của con ngƣời,
chúng tơi chọn đề tài “PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU NO 2 , NO3 , NH4 TRONG
NƢỚC THẢI VÀ BƢỚC ĐẦU TÌM HIỂU PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ”. Qua đó, chúng
tơi trình bày một cách cơ đọng những hiểu biết về thực trạng ô nhiễm nguồn nƣớc, một
số phƣơng pháp xử lý nƣớc hiện nay.Hy vọng với những thông tin trong đề tài của
chúng tôi sẽ giúp mọi ngƣời hiểu rõ hơn về thực trạng ô nhiễm của các chỉ tiêu và từ
đó đề ra biện pháp xử lý.
Với sự cố gắng thực sự khi nghiên cứu một vấn đề nhƣng khơng thể tránh khỏi
những thiếu sót, chúng tơi rất mong đƣợc sự hƣớng dẫn và đóng góp ý kiến quý báu
của quý Thầy Cô và các bạn.

1


Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về amoni
1.1.1. Tính chất chung của amoni

 Dễ tan trong nƣớc. Các muối amoni trong nƣớc điện ly gần nhƣ hoàn toàn thành
ion (khi ở dạng muối amoni gồm cation amoni NH4+và amoni gốc acid).
 Hằng số phân ly acid (pKa) của NH4+ là 9,25.
 Ion NH4+ trong nƣớc khi tác dụng dung dịch kiềm sẽ tạo khí NH3 bay ra.
NH4+ + OH- NH3 + H2O
 Ion NH4+ nhƣờng H+ vậy ion NH4+ có tính acid.
 Theo chu trình Nitơ, khi có tác dụng nhiệt muối amoni trong nƣớc sẽ tham gia các
phản ứng sau
NH4Cl NH3+ HCl
(NH4)2CO3NH4 + NH4HCO3
NH4HCO3NH3 + H2O + CO2
NH4NO3N2 + 2H2O
NH4NO2N2O + 2H2O
1.1.2. Nguồn phát thải và ảnh hƣởng từ amoni
1.1.2.1. Nguồn phát thải
Amoini có mặt trong mơi trƣờng từ các q trình chuyển hóa, nơng nghiệp, cơng
nghiệp và từ sự khử trùng nƣớc bằng cloramin.
Ơ nhiễm amoni ngày càng tăng do:Chăn ni gia súc qui mơ lớn, sử dụng phân
bón hữu cơ, thuốc bảo vệ thực vật.
1.1.2.2. Ảnh hƣởng từ amoni
Những nguyên nhân trên đã gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến nguồn nƣớc.
Đối với con ngƣời: Amoni không gây ảnh hƣởng nhiều đến sức khỏe, tác hại của
amoni xuất hiện khi tiếp xúc với liều lƣợng khoảng trên 200 mg/Kg thể trọng. Tuy
nhiên amoni gây hại khi chuyển thành các dạng nitrat (1.2.2.2), nitrit (1.3.2.2).
Đối với môi trƣờng: Làm mất mỹ quan môi trƣờng, tạo mùi khó chịu.
1.1.2.3. Tiêu chuẩn hàm lƣợng amoni trong nƣớc

Bảng 1.1 Tiêu chuẩn cho phép thải với chỉ tiêu tổng Nitơ (*)

Khu vực

Tiêu chuẩn thải tổng Nitơ mg/L)

Khu vực tinh khiết

< 30

Khu vực A

< 60

Khu vực B

< 60

Khu vực đặc biệt
< 60
(*) Trích bảng 1.3 – phần phụ lục
Bảng 1.2 Giá trị giới hạn các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm trong nƣớc thải công
nghiệp vào vùng nƣớc biển ven bờ dùng cho mục đích thể thao và giải trí (**).
2


Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

Mức độ
Thơng số

Nitơ tổng số, mg/L

F1

F2

F3

20

15

10

Chú thích –
F là thải lƣợng, m3/ngày (24 giờ)
F1 từ 50 m3/ngày đến dƣới 500 m3/ngày
F2 từ 500 m3/ngày đến dƣới 5000 m3/ngày
F3 bằng hoặc lớn hơn 5000 m3/ngày
(**) Trích bảng 1.4 - phần phụ lục
Bảng 1.3 Giá trị giới hạn các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm trong nƣớc thải công
nghiệp (***).

STT Thông số

Đơn
vị

TCVN 5945: 1995

Dự thảo TCVN 5945:
2005

Gía trị giới hạn

Gía trị giới hạn

A

B

C

A

B

C

1

Amoniac (tính mg/L
theo Nitơ)

0.1

1

1

1

2

10

2

Tổng Nitơ

30

60

60

15

30

60

mg/L

(***) Trích bảng 1.5 – phần phụ lục
Bảng 1.4 Giá trị các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính tốn giá trị tối đa cho phép trong
nƣớc thải sinh hoạt.Cmax = C x K (****)

Giá trị C
Thơng số

Amoni (tính theo N)

Đơn vị

mg/L

A

B

5

10

(****) Trích bảng 1.6 – phần phụ lục
Giá trị hệ số K ứng với loại hình cơ sở dịch vụ, cơ sở cơng cộng và chung cƣ Bảng
7.1 – phần phụ lục).
1.1.3. Phƣơng pháp xác định amoni
Việc xác định amoni có nhiều phƣơng pháp.Tùy vào hàm lƣợng của amoni có
trong mẫu, ảnh hƣởng của các cấu tử nhiễu cũng nhƣ kỹ năng và điều kiện phịng thí
nghiệm mà ta lựa chọn phƣơng pháp xác định hợp lý.Việc xác định trực tiếp chỉ áp
dụng đối với trƣờng hợp amoni tƣơng đối thấp với các loại nƣớc uống, nƣớc bề mặt
sạch và nƣớc thải đã đƣợc xử lý sơ bộ. Trong các trƣờng hợp khác, khi ảnh hƣởng của
3


Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

các cấu tử nhiễu là đáng kể thì mẫu cần đƣợc chƣng cất lại trƣớc khi tiến hành phân

tích.
Có thể xác định amoni bằng phƣơng pháp chƣng cất chuẩn độ, trắc quang với
thuốc thử nessler, phƣơng pháp điện cực chọn lọc,phƣơng pháp trắc quang indophenol
blue, phƣơng pháp phenat hoặc phƣơng pháp sắc ký lỏng.
1.2. Tổng quan về nitrat
1.2.1. Tính chấtchung của nitrat

 Tan tốt trong nƣớc. Các muối nitrat trong nƣớc điện ly gần nhƣ hoàn toàn thành
ion.
 Phản ứng nhiệt phân tạo ion NO2-và khí oxi vì vậy nitrat có tính oxi hóa trong môi
trƣờng acid.
NO3- NO2- + O2
 Trong nƣớc nitrat là sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy các chất chứa nitơ có
trong chất thải Chu trình Nitơ).Các phản ứng trong chu trình nitơ bao gồm:
N2 NH3 NH4+ NO2- NO31.2.2. Nguồn phát thải và ảnh hƣởng từ nitrat
1.2.2.1. Nguồn phát thải
Nguồn phát sinh nitrat chủ yếu từ việc môi trƣờng ô nhiễm lâu ngày hoặc qua việc
sử dụng dƣ thừa các loại phân bón NPK trong nơng nghiệp.
Các nguồn thải từ một số ngành cơng nghiệp hố chất, cơng nghiệp thực phẩm
chứa acid nitric hoà tan trong nƣớc mƣa tạo HNO3) cũng đƣa vào nƣớc một lƣợng khá
lớn NO3-rồi ngấm dần vào nguồn nƣớc ngầm.
Do các quá trình biến đổi trong chu trình nitơ:
 Q trình nitrat hóa: Oxi hóa tất cả các dạng nitơ vô cơ thành ion nitrat.
 Q trình khử nitrat: Chuyển hóa lại thành dạng nitơ.
 Q trình cố định nitơ: Q trình nitơ trong khơng khí đƣợc cố định vào hệ sinh
học thơng qua dạng amoni. Cần năng lƣợng để chuyển hóa nitơ khơng khí thành dạng
amon.
1.2.2.2. Ảnh hƣởng từ nitrat
Các ion nitrat trong nƣớc thải chảy ra sông và biển ở hàm lƣợng lớn, kích thích sự
phát triển động vật thủy sinh và làm ô nhiễm khi chúng chết.

Nitrat tạo chứng thiếu vitamin, gây ung thƣ ở ngƣời cao tuổi, gây kích ứng đối với
trẻ em. Thức ăn vào cơ thể dƣới tác dụng vi khuẩn đƣờng ruột chuyển nitrat thành
nitrit, nitrit sẽ tranh oxy với hồng cầu làm Hemoglobin không lấy đƣợc oxy dẫn đến
tình trạng thiếu máu, da xanh…
2HbFe2+(O2) + NO2- + H2O → 2HbFe3+ + 2OH- + NO3- + O2
1.2.2.3. Tiêu chuẩn hàm lƣợng nitrat trong nƣớc
Bảng 1.5 Giá trị các thơng số ơ nhiễm làm cơ sở tính tốn giá trị tối đa cho phép trong
nƣớc thải sinh hoạt.Cmax = C x K (*****)

Thông số

Đơn vị

Giá trị C

4


Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

Nitrat (NO3-) (tính theo N)

mg/L

A

B

30

50

(*****)Trích bảng 1.6 – phần phụ lục
1.2.3. Phƣơng pháp xác định nitrat
Xác định nitrat khó khăn hơn vì q trình tiến hành tƣơng đối phức tạp và khả
năng bị ảnh hƣởng bởi nhiễu cao. Thƣờng sử dụng phƣơng pháp trắc quang để xác
định nitrat với các thuốc thử nhƣ 2,4 – disunfophenic, acid salisilic, dimethylphenol, 4fluorophenol, thuốc thử brucine.
1.3. Tổng quan về nitrit
1.3.1. Tính chấtchung của nitrit

 Tan tốt trong nƣớc. Các muối nitrit trong nƣớc điện ly gần nhƣ hồn tồn thành ion.
 Đa số các muối nitrit khơng màu.
 Trong mơi trƣờng acid, muối nitrit có tính oxi hố và tính khử nhƣ acid nitrơ. Acid
nitrơ cũng nhƣ muối NaNO2 đƣợc dùng rộng rãi trong cơng nghiệp hố học, nhất là
cơng nghiệp phẩm nhuộm azo.
 Nhờ có cặp electron tự do ở nitơ mà ion NO2- có khả năng tạo liên kết cho nhận
với ion kim loại. Một phức chất thƣờng gặp là natricobantinitrit Na3[Co(NO2)6], đây là
thuốc thử dùng để phát hiện ion K+ nhờ tạo thành kết tủa K3[Co(NO2)6] màu vàng.
 Nitrit kim loại kiềm bền với nhiệt, chúng khơng phân hủy khi nóng chảy mà chỉ
phân hủy trên 500ºC. Nitrit của kim loại khác kém bền hơn bị phân hủy khi đun nóng
nhƣ AgNO2 phân hủy ở 140ºC….
1.3.2. Nguồn phát thải và ảnh hƣởng từ nitrit
1.3.2.1. Nguồn phát thải
Từ nƣớc thải của các nhà máy sản xuất phân bón, hóa chất, nƣớc thải sinh hoạt…
Do các quá trình biến đổi trong chu trình nitơ.
1.3.2.2. Ảnh hƣởng từ nitrit
Là sản phẩm trung gian trong quá trình phân hủy các chất hữu cơ nên các vết nitrit
đƣợc dùng để đánh giá sự ô nhiễm hữu cơ.Trong nƣớc NO2- thƣờng chuyển thành NO3.
Gây tổn thƣơng tế bào, sinh khối u trong gan, phổi, vịm họng…
Gián tiếp gây đến tình trạng thiếu máu, da xanh cơ chế ảnh hƣởng 1.2.2.2).

Ion nitrit nguy hiểm hơn nitrat.Acid nitơ đƣợc hình thành từ nitrit trong dung dịch acid,
có thể phản ứng với các amin thứ cấp (RR'NH) để hình thành chất nitrosamine (RR'N NO).Chúng gây hại đến sức khỏe con ngƣời do tạo hợp chất gây ung thƣ.
1.3.3. Phƣơng pháp xác định nitrit
Nitrit đƣợc xác định bằng nhiều phƣơng pháp nhƣ: Phƣơng pháp trắc quang với
thuốc thử Griss, phƣơng pháp với thuốc thử sulfuanilamide và N-(1-naphthyl)ethylenediamine dihydrochloride, phƣơng pháp chuẩn độ với thuốc thử KMnO4,
phƣơng pháp động học xúc tác trắc quang, phƣơng pháp sắc ký…. Tùy theo hàm
lƣợng mẫu, phạm vi áp dụng của phƣơng pháp, cùng nhiều yếu tố khác mà lựa chọn
phƣơng pháp sử dụng.
5


Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

CHƢƠNG 2: NỘI DUNG PHÂN TÍCH
2.1.Cách lấy mẫu và bảo quản
Trong q trình phân tích, lấy mẫu là khâu quan trọng đầu tiên.Nếu lấy mẫu khơng
đúng quy cách thì sẽ dẫn đến kết quả phân tích sai lệch làm ảnh hƣởng đến việc đánh
giá chất lƣợng nƣớc thải. Do đó,để tránh đƣợc điều này địi hỏi ngƣời phân tích tn
thủ đầy đủ kỹ thuật lấy mẫu.
2.1.1.Cách lấy mẫu
Trƣớc khi lấy mẫu dụng cụ lấy mẫu phải sạch và đƣợc tráng rửa kỹ bằng nƣớc cất.
Khi lấy mẫu cần tráng rửa bình lấy mẫu 2 đến 3 lần bằng dung dịch mẫu. Tùy thuộc vị
trí mẫu lấy mà có cách lấy mẫu khác nhau:
 Lấy mẫu trên đƣờng ống dẫn: Mở vòi nƣớc chảy mạnh 5 ÷ 10 phút, sau đó mở nút
dụng cụ cho miệng dụng cụ vào đầu vòi nƣớc và để chảy tràn 2 ÷ 3 phút. Vặn nút bình
mẫu lại.
 Lấy mẫu nơi ao, hồ, giếng, ruộng: Lấy mẫu ở các điểm khác nhau với độ nơng sâu
khác nhau. Có thể lấy mẫu trực tiếp hoặc bằng dụng cụ lấy mẫu riêng theo chế độ nơng
sâu độ sâu có thể từ mức 0,5m; 1m; 1,5m; 2m) nếu là nƣớc bề mặt thì lấy điểm giữa,
xung quanh và những điểm bất kỳ.

2.1.2. Bảo quản mẫu
Lấy mẫu xong cần phải đƣa ngay về phịng thí nghiệm.
Sắp xếp mẫu sao cho các chai, lọ, bình tránh va chạm vào nhau tránh dao động
mẫu. Nếu thời gian vận chuyển quá 2 giờ thì mẫu phải đƣợc bảo quản nơi thoáng mát,
tránh nhiệt độ trực tiếp.Vận chuyển mẫu không quá 24 giờ.
2.2. Một số phƣơng pháp xác định các chỉ tiêu amoni, nitrat, nitrit trong nƣớc
thải
2.2.1. Xác định amoni trong nƣớc thải
2.2.1.1. Phƣơng pháp chƣng cất chuẩn độ (Phƣơng pháp Kjeldahl)
a. Nguyên tắc
Phân giải amoni trong một thể tích chính xác mẫu bằng dung dịch NaOH, lƣợng
amoni sinh ra sẽ đƣợc hấp thu vào dung dịch acid dƣ HCl, H2SO4 hoặc H3BO3).
Chuẩn lại lƣợng acid dƣ bằng dung dịch chuẩn NaOH (nếu dung dịch hấp thu là HCl
hay H2SO4) hoặc HCl (hay H2SO4 nếu dung dịch hấp thu là H3BO3).
Xác định điểm tƣơng đƣơng:
 Nếu dung dịch hấp thu là HCl hay H2SO4: Lƣợng acid HCl dƣ hay H2SO4 dƣ đƣợc
xác định thông qua việc chuẩn độ bằng NaOH với chỉ thị Phenolphtalein hoặc Tashiro
cho đến khi dung dịch chuyển từ hồng sang màu xanh.
 Nếu dung dịch hấp thu là H3BO3: Muối tạo thành (NH4H2BO3) do H3BO3 tác dụng
với amoni đƣợc xác định thông qua việc chuẩn độ bằng HCl hay H2SO4 với chỉ thị
Tashiro cho đến khi dung dịch chuyển từ xám bẩn sang màu hồng tím.
 Phƣơng trình phản ứng khi sử dụng HCl hay H2SO4 là dung dịch hấp thu:
(NH4)2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O + 2NH3
2NH3 + H2SO4= (NH4)2 SO4
H+ + OH- =H2O
 Phƣơng trình phản ứng khi sử dụng H3BO3 là dung dịch hấp thu:
(NH4)2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + H2O + 2NH3
H3BO3+ NH4OH → NH4H2BO3+ 2H2O2
NH4H2BO3+ H2SO4→ 2H3BO3+ (NH4)2SO4
6

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

b. Yếu tố ảnh hƣởng
Chất gây cản trở cho phép phân tích là ure vì ure cũng bị chƣng cất dƣới dạng
amoniac trong điều kiện tƣơng tự làm hàm lƣợng xác định tăng cao. Các amin dễ bay
hơi cũng bị chƣng cất và phản ứng với acid trong quá trình chuẩn độ sẽ làm sai kết quả.
Nếu trong mẫu chứa clo cần phải loại trừ bằng cách cho vài giọt Na2S2O3 0,1N vì
khi phân giải clo sẽ bay hơi theo và vào dung dịch hấp thu. Cho Na2S2O3 vào để
chuyển clo tự do thành Cl-để giảm sự bay hơi của clo.
Trong quá trình chƣng cất, nguồn cung cấp nhiệt phải ổn định để tránh dung dịch
trong bình cất khơng bị hút trở lại vào bình phân giải.
c. Dụng cụ - Thiết bị
 Các dụng cụ thủy tinh thơng thƣờng: Phục vụ q trình phân tích.
 Hệ thống chƣng cất: Phân giải amoni.
 Bếp điện: Gia nhiệt, tăng vận tốc phân giải.
d. Hóa chất
 Dung dịch chuẩn HCl hay H2SO4: Là dung dịch hấp thu và là dung dịch chuẩn hóa
khi dùng dung dịch hấp thu là H3BO3.
 Dung dịch NaOH 40%: Dung dịch phân giải amoni. Dùng nồng độ cao giúp cho
việc hạn chế số mL dung dịch vào bình chƣng cất. Nếu dung dịch pha lỗng hơn thì sẽ
tốn thể tích nhiều hơn gây sôi trào. Bảo quản trong chai nhựa do NaOH ăn mòn thủy
tinh.
 Chỉ thị Phenolphthalein (PP) 1%:Nhận biếtđiểm tƣơng đƣơng trong quá trình hấp
thu và chuẩn độ.
Cách pha chế: Cân 1 g phenolphtalein vào cốc chứa 100 mL cồn, khuấy đều. Bảo
quản trong chai màu tối.
 Chỉ thị Tashiro:Nhận biếtđiểm tƣơng đƣơng trong quá trình hấp thu và chuẩn độ.
Cách pha chế: Là sự kết hợp của chỉ thị metyl red (MR) và metyl blue (MB).

 Metyl red (MR): Cho chỉ thị vào cốc chứa cồn 60o, khuấy cho tan hoàn toàn. Bảo
quản trong chai màu tối.
 Metyl blue (MB): Hòa tan 0,1 g MB và 50 g NaH2PO4 với 41 mL H2SO4 6N thêm
nƣớc thành 1 lít.
e. Quy trình xác định
 Lấy mẫu, bảo quản mẫu.
 Vị trí lấy mẫu: Tại nơi cần xác định amoni.
 Thể tích mẫu lấy: Tùy vào hàm lƣợng Amoni có trong mẫu và phƣơng pháp sử
dụng.Lấy thể tích mẫu theo bảng 2.1
Bảng 2.1. Thể tích mẫu lấy xác định hàm lƣợng amoni

Hàm lƣợng Amoni trong mẫu (mg/L)

Thể tích mẫu (mL)

5 - 10
250
10 - 20
100
20 - 50
50
50 - 100
25
 Dụng cụ lấy mẫu: Có thể lấy mẫu bằng bình thủy tinh hay bình nhựa.
 Bảo quản mẫu: Để bảo quản mẫu lâu (khoảng 24 giờ) thì ta cần acid hóa mẫu (pH
< 3) bằng acid H2SO4 và làm lạnh ở 2 - 5oC. Việc acid hóa mẫu giúp cho NH3 khơng
bay hơi, khơng bị thất thốt cho đến khi tiến hành phân tích.Do NH3 hoặc NH4+ có
7

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

trong nƣớc cùng với photphat sẽ thúc đẩy quá trình phú dƣỡng của nƣớc nên cần làm
lạnh xuống 2 - 5 oCkhi khơng có điều kiện phân tích ngay.
 Lắp ráp, rửa sạch và kiểm tra hệ thống chƣng cất.
 Lắp ráp hệ thống.

Hình2.1. Hệ thống chƣng cất
1. Bình hứng
2. Bình cất
3.6.9. Khóa
4. Phểu
5. Bếp điện
7. Bình phân giải
8. Bình rửa
10. Ống sinh hàn
 Kiểm tra nƣớc hoàn lƣu và chạy mẫu trắng trƣớc khi chƣng cất.
 Hệ thống chƣng cất phải kín.
 Trong bình cất cho vào vài hạt đá bọt để sơi đều.
 Bình hấp thu:
 Đầu ống sinh hàn phải ngập trong dung dịch hấp thu. Gia tăng hiệu quả hấp thu.
 Chuẩn bị trƣớc hoặc đồng thời với bình chƣng cất để khi cho NaOH vào bình
chƣng cất thì amoni bay ra sẽ đƣợc hấp thu ngay.
 Chú ý màu sắc dung dịch hấp thu: Do dung dịch hấp thu có nồng độ nhất định cịn
mẫu nƣớc ta khơng biết hàm lƣợng amoni nhiều hay ít. Trƣờng hợp hàm lƣợng amoni
trong mẫu nhiều mà nồng độ dung dịch hấp thu khơng đủ thì sẽ gây thất thốt làm q
trình tính tốn khơng cịn chính xác.
 Dung dịch hấp thu: Cho dung dịch hấp thu với thể tích chính xác vào bình tam giác,
cho thêm vài giọt chỉ thị tashiro. Chú ý màu dung dịch hấp thu trong quá trình chƣng
cất.

 Nhúng đầu ống sinh hàn của bộ chƣng cất ngập hẳn trong dung dịch của bình hấp
thu.
 Mở nƣớc vào ống sinh hàn.
 Cho mẫu và dung dịch NaOH vào bình phân giải, cho thêm vài viên đá bọt để
dung dịch sôi đều.
8


Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

 Tiến hành chƣng cất.
 Nhận màu dung dịch hấp thu: Thông qua chỉ thị Tashiro.
 Dung dịch hấp thu là HCl hay H2SO4: Trong quá trình hấp thu dung dịch giữ
nguyên màu hồng. Nếu dung dịch chuyển sang xanh thì cần bổ sung một lƣợng chính
xác acid hấp thu.
 Dung dịch hấp thu là H3BO3: Trong quá trình hấp thu dung dịch phải có màu xám
bẩn. Nếu dung dịch chuyển sang màu xanh thì cần bổ sung H3BO3 vào bình hấp thu.
 Kiểm tra kết thúc quá trình hấp thu: Nâng đầu ống sinh hàn lên khỏi mặt dung dịch
trong bình hứng (bình tam giác chứa dung dịch sau hấp thu), dùng bình tia rửa đầu ống
sinh hàn, kiểm tra giọt nƣớc chảy ra ở đầu ống bằng giấy quỳ nếu không làm đổi màu
giấy quỳ thì kết thúc quá trình hấp thu.
 Chuẩn độ:
 Dung dịch hấp thu là HCl hay H2SO4: Dung dịch đƣợc chuẩn lại bằng dung dịch
NaOH tiêu chuẩn với chỉ thị phenolphtalein hoặc tashiro. Điểm tƣơng đƣơng nhận
đƣợc khi dung dịch chuyển từ hồng sang xanh.
 Dung dịch hấp thu là H3BO3: Dung dịch đƣợc chuẩn lại bằng dung dịch chuẩn HCl
hay H2SO4 với chỉ thị tashiro. Điểm tƣơng đƣơng nhận đƣợc khi dung dịch chuyển từ
xám bẩn sang hồng tím.
f. Tính tốn kết quả
 Khi dùng dung dịch hấp thu là HCl hay H2SO4.

mĐ NH  NVOH  NVH 1000  f
mg/L NH 3 
Vm
Trong đó




3



mĐNH3 

17
1000

N H  VH 

,
: là nồng độ đƣơng lƣợng (N), thể tích dung dịch acid H2SO4 đem đi hấp
thu (mL).
N OH  VOH

,
: là nồng độ đƣơng lƣợng N), thể tích NaOH tiêu tốn cho việc chuẩn
độ lƣợng H2SO4 dƣ sau khi hấp thụ NH3 (mL).
 f: hệ số pha loãng (mL).
 Khi dùng dung dịch hấp thu là H3BO3.
mg/L NH 3 

mĐ NH3  NVH   NVOH 1000  f
Vm

Trong đó


mĐNH3 

17
1000

N H  VH 

,
: là nồng độ đƣơng lƣợng (N), thể tích dung dịch acid H3BO3 đem đi hấp
thu (mL).
N OH  VOH

,
: là nồng độ đƣơng lƣợng N), thể tích NaOH đem phân giải (mL).
 f: hệ số pha loãng (mL).
2.2.1.2. Phƣơng pháp so màu với thuốc thử Nessler
a. Nguyên tắc
9


Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

Amoni trong một thể tích chính xác mẫu nƣớc tác dụng với thuốc thử Nessler

(K2HgI4) trong mơi trƣờng kiềm tạo phức có màu vàng đến nâu sẫm, cƣờng độ màu
phụ thuộc vào hàm lƣợng amoni có trong nƣớc.
2K2HgI4 + NH3 + KOH → NH2Hg2I3 + 5KI + H2O
Hay
2K2HgI4 + NH4OH + 3NaOH → OHg2NH2I + 4KI + 3H2O + 3NaI
Màu vàng có đƣợc khi hàm lƣợng amoni tƣơng đối thấp (0,4 – 5,0 mg/L) có thể đo
ở bƣớc sóng 400 – 450 nm. Với nồng độ amoni cao hơn vào khoảng 10 mg/L) dung
dịch có màu đỏ nâu, có thể đo cƣờng độ màu đo ở bƣớc sóng 450 – 500 nm.
b. Yếu tố ảnh hƣởng
 Độ đục và độ màu của nƣớc sẽ ảnh hƣởng đến quá trình đo quang và làm nhiễu tín
hiệu đo. Để khắc phục thì phải lọc mẫu qua than hoạt tính để loại bỏ màu.
 Loại bỏ các ion Ca2+, Mg2+, Mn2+, Fe3+ và các hợp chất hữu cơ vì chúng sẽ tạo tủa,
tạo màu trong mơi trƣờng kiềm. Có thể loại bằng kỹ thuật che với dung dịch
Seinhephay dung dịch complexon Ш hoặc loại các ion dƣới dạng kết tủa hydroxit
bằng NaOH, các hydroxit này sẽ hấp phụ các huyền phù hữu cơ ở trong nƣớc sau đó ly
tâm để tách tủa ra khỏi mẫu, tốc độ ly tâm là 2500 vòng/phút.
 Clo dƣ trong nƣớc đƣợc loại trừ bằng dung dịch natrithiosunfat 5%
 Sulfur gây kết tủa với thuốc thử nessler nên cần loại bỏ bằng cacbonat chì.
c. Dụng cụ - Thiết bị
 Các dụng cụ thủy tinh dùng trong phân tích.
 Cuvet.
 Máy đo quang và các dụng cụ thủy tinh thông thƣờng trong phân tích trắc quang.
d. Hóa chất
 Dung dịch NH4+ tiêu chuẩn:
 Dung dịch chuẩn lƣu trữ (dung dịch A): Hòa tan 0,2965g NH4Cl tinh khiết đã sấy
khô đến khối lƣợng không đổi ở 105-110oC trong 2 giờ bằng nƣớc cất 2 lần trong bình
định mức dung tích 100 mL, thêm 1mL cloroform để bảo vệ) và thêm nƣớc cất đến
vạch.
 Dung dịch chuẩn NH4+10 ppm: Lấy 10 mL dung dịch A cho vào bình định mức
dung tích 1000 mLvà thêm nƣớc cất đến vạch.

 Dung dịch muối Seinhep: Hòa tan 50 g KNaC4H4O6.4H2O trong nƣớc cất và thêm
đến 100 mL. Dung dịch cần lọc, sau đó thêm 5 mL dung dịch NaOH 5% và đun nóng
một thời gian để đuổi NH3, thể tích dung dịch sau khi đun cịn khoảng 100 mL.
 Dung dịch Nessler: Hòa tan 80 g KI + 115 g HgI2 bằng 500 mL nƣớc cất 2 lần
(không có NH3) vào cốc 1L, sau đó trộn đều và thêm 500 mL dung dịch NaOH 6N. Để
lắng tủa vài ngày trong chỗ tối, gạn lấy phần dung dịch trong suốt vào lọ có nút cao su,
để chỗ tối.Thuốc thử có màu vàng yếu, tủa lắng xuống khơng làm hƣ thuốc thử. Khi
phân tích thì nên lấy phần dung dịch trong phía trên mặt hoặc có thể lọc qua giấy lọc
để sử dụng.
 Bảo quản dung dịch trong chai thủy tinh màu nâu và tránh ánh sáng (nếu sử dụng
thời gian ngắn) hoặc chai nhựa nếu để lâu.
 Thuốc thử Nessler phải pha đúng cách và bảo quản thích hợp nếu không thuốc thử
sẽ bị hƣ và cho màu với amoni khơng tuyến tính.
 Lƣu ý trong q trình pha chế các muối thủy ngân rất độc.
 Dung dịch Na2S2O3: Hòa tan 3,5 g Na2S2O3.5H2O trong nƣớc cất 2 lần đến 1L.
10


Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

 Dung dịch ZnSO4.7H2O: Pha thành dung dịch 10% tinh khiết.
 Dung dịch NaOH 6N: tạo môi trƣờng kiềm khi pha thuốc thử Nessler.
Cách pha chế: Cân 24 g NaOH khan hòa tan trong 100 mL nƣớc cất, khuấy đều
bảo quản trong bình có nắp đậy, dán nhãn .
 Dung dịch ZnSO4 1%: Cân10g ZnSO4 hòa tan trong 100 mL nƣớc cất, khuấy đều
bảo quản trong chai có nắp đậy, dán nhãn .
e. Qui trình xác định:
 Lấy mẫu, bảo quản mẫu.
 Mẫu lấy phân tích amoni phải phân tích ngay. Nếu khơng phải cố định mẫu bằng 2
 4 mL CHCl3 (tránh tác dụng của vi sinh vật) cho 100 mL mẫu nƣớc và bảo quản ở

4oC nhƣng không đƣợc quá một tuần hoặc có thể acid hóa mẫu bằng H2SO4 đến pH < 3,
làm lạnh từ 2 – 5oC.
 Thể tích mẫu để phân tích khơng đƣợc nhỏ hơn 250 mL.
 Rửa, tráng các dụng cụ thủy tinh.
 Xây dựng đƣờng chuẩn: Chuẩn bị lần lƣợt 6 bình định mức loại 50mL, đánh số thứ
tự từ 1 - 6 rồi tiến hành cho lần lƣợt vào bình định mức các hóa chất: Dung dịch chuẩn
amoni 10 ppm theo thể tích tăng dần, cho tiếp 2 mL dung dịch thuốc thử Nessler, định
mức nƣớc cất đến vạch.
 Màu của amoni với thuốc thử Nessler phụ thuộc vào độ kiềm, nhiệt độ, thời gian
và cách pha cũng nhƣ thời gian và bảo quản Nessler. Vì thế phải đồng nhất giữa quá
trình xác định mẫu với việc xây dựng đƣờng chuẩn.
 Khi nồng độ N > 5 ppm, phải pha mẫu nhiều lần vì phức NH2Hg2OI sẽ tăng cao và
tạo tủa gây đục dung dịch và khơng đo đƣợc.
 Chuẩn bị mẫu đo: Thể tích mẫu đem phân tích tùy hàm lƣợng amoni có trong mẫu.
Thơng thƣờng nếu hàm lƣợng mẫu ít thì sẽ tiến hành lấy 50 mL mẫu và tiến hành cô
cạn mẫu rồi thực hiện cùng điều kiện với chuẩn nhƣng thêm 1mL dung dịch Seinhep.
 Đậy nắp bình định mức lắc trộn đều để yên khoảng 10 phút tiến hành đo độ hấp thu
của dãy chuẩn và mẫu trên máy quang phổ ở bƣớc sóng 425 nm ta đƣợc giá trị mật độ
quang là Y.
f. Tính tốn
Tìm phƣơng trình hồi quy tuyến tính từ đƣờng chuẩn có dạng:
Y = BX + A (r > 95%)
 Y: Biểu diễn giá trị của mật độ quang A ABS) trên đồ thị
 X: Biểu diễn giá trị nồng độ NH4+ trên đồ thị
 A, B: giá trị có đƣợc khi thiết lập phƣơng trình hồi quy.
Dựa trên đồ thị ta suy ra mg/L NH4

+

YA

= B = (mg/L)
Vm

- Vm: Thể tích mẫu lấy đi phân tích.
2.2.1.3. Phƣơng pháp Indophenol
Phƣơng pháp này đƣợc áp dụng cho phân tích mẫu nƣớc thải với độ cứng tổng cộng
nhỏ hơn 400 mg/L và nồng độ nitrit nhỏ hơn 5 mg/L.
a. Nguyên tắc:

11


Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

Amoni phản ứng với hypocloric trong mơi trƣờng kiềm tạo thành monochloramine.
Khi có mặt phenol và một lƣợng dƣ Hypocloric cho phức Indophenol màu xanh với
xúc tác nitropruside.
Trong môi trƣờng kiềm NH4+ biến thành NH3 sẽ phản ứng với hypocloric.
NH3 + Clo- NH2Cl + OH-

Cƣờng độ màu tùy thuộc vào nồng độ hiện diện của amoni và natri nitroprusside đƣợc
thêm vào để làm tăng cƣờng độ hiện màu trong dung dịch và đƣợc đo ở bƣớc sóng 630
– 640 nm.
b. Yếu tố ảnh hƣởng
 Nếu mẫu đục thì phải lọc mẫu, nếu mẫu nƣớc có màu thì phải lọc qua than hoạt
tính để loại màu.
 Loại bỏ các ion: Ca2+, Mg2+, Mn2+, Fe3+ và các hợp chất hữu cơ vì chúng sẽ tạo tủa,
tạo màu trong mơi trƣờng kiềm. Có thể loại bằng kỹ thuật che với dung dịch Seinhep
hay dung dịch complexon Ш.
 Clo dƣ trong nƣớc đƣợc loại trừ bằng Na2S2O3 hay NaAsO3.

c. Dụng cụ - Thiết bị
 Các dụng cụ thủy tinh dùng trong phân tích.
 Cuvet.
 Máy đo quang và các dụng cụ thủy tinh thơng thƣờng trong phân tích trắc quang.
d. Hóa chất
 Thuốc thử mix I, phenol nitropurside: Cân 5 g phenol và 0,025 g nitropurside
Na2[Fe(CN)5NO].2H2O, hòa tan trong 100 mL nƣớc cất 2 lần. Bảo quản trong tối 2
tuần.
 Thuốc thử mix II, Alkali Hypochlorite (NaOCl): Cân 2,5 g NaOH và 0,21 g
Clo(khoảng 6 mL dung dịch Sodium hypochlorite thƣơng mại trong 100 mL nƣớc cất
2 lần). Bảo quản trong 2 tháng.
 Dung dịch gốc amoni 100 mg/L: Sấy khô NH4Cl ở 1000C trong 1 giờ sau đó làm
nguội trong bình hút ẩm. Cân chính xác 0,3819 g NH4Cl vào bình định mức 1000 mL.
Hịa tan trong khoảng 300 mL nƣớc cất rồi định mức tới vạch. Bảo quản trong 1 năm.
 Dung dịch chuẩn amoni 1 mg/L: Dùng micropipetlấy 0,5 mL dung dịch gốc amoni
100 mg/L vào bình định mức 50 mL, định mức bằng nƣớc cất. Chuẩn bị hằng ngày khi
tiến hành phân tích.
e. Quy trình xác định
 Lấy mẫu, bảo quản mẫu: Mẫu lấy để phân tích ammoni phải phân tích ngay. Nếu
khơng phải cố định mẫu bằng 2 – 4 mL CHCl3 (tránh tác dụng của vi sinh vật) cho 100
mL mẫu nƣớc và bảo quản ở 40C nhƣng không đƣợc quá 1 tuần hoặc có thể axit hóa
mẫu bằng H2SO4 đến pH<3, làm lạnh từ 2 – 50C. Thể tích mẫu phân tích khơng đƣợc
nhỏ hơn 250 mL.
 Rửa, tráng các dụng cụ thủy tinh.
12


Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

 Tất cả dung dịch đƣợc chuẩn bị trong bình định mức 25 mL và định mức bằng

nƣớc cất.
 Dựng đƣờng chuẩn: Cho dung dịch chuẩn amoni 1 mg/L, tiếp đến cho dung dịch
thuốc thử mix I (tùy thể tích dung dịch chuẩn nhiều hay ít mà lƣợng thuốc thử cho vào
để phù hợp) kế tiếp cho thuốc thử mix II. Định mức đến vạch.
 Chuẩn bị mẫu đo: Dùng pipet lấy một thể tích mẫu phù hợp cho vào bình định mức
25 mL thêm các thuốc thử nhƣ đối với đƣờng chuẩn, định mức đến vạch.
 Tiến hành đo độ hấp thu: Các mẫu sau khi chuẩn bị, để trong tối 24 giờ, đem đo
trên máy so màu ở bƣớc sóng 635 nm, cuvet 1 cm. Dung dịch so sánh là nƣớc cất.
f. Cơng thức tính
Sử dụng phần mềm AAS tính theo cơng thức đƣờng chuẩn hay công thức:
C

B Am
(A c  A t )

Trong đó:
 Am: Độ hấp thu của mẫu.
 Ac: Độ hấp thu của chuẩn.
 At: Độ hấp thu của mẫu trắng.
 B: Lƣợng amoni tính theo N trong dung dịch chuẩn thƣờng là 10 µg).
 C: Nồng độ amoni tính theo N có trong mẫu, mg.
2.2.2. Xác định nitrat trong nƣớc thải
2.2.2.1. Phƣơng pháp so màu với thuốc thử phenoldisunfonic
 Phƣơng pháp này đơn giản và cho độ nhạy khá cao (0,05 ppm).
 Phƣơng pháp đơn giản dễ thực hiện và rẻ tiền.
a. Nguyên tắc
Xác định hàm lƣợng nitrat bằng phƣơng pháp trắc quang, dựa trên phản ứng ion
nitrat với acid phenol 2,4 disunfonic tạo thành hợp chất không màu
nitrophenoldisunfonic. Trong mơi trƣờng kiềm, hợp chất này có màu vàng và đƣợc đo
bằng máy đo quang tại bƣớc sóng 410 nm. Cƣờng độ màu tỷ lệ với nồng độ nitrat có

trong mẫu phân tích. Hàm lƣợng nitrat tối đa phát hiện đƣợc theo phƣơng trình này là
10 mg/L.

b. Các yếu tố ảnh hƣởng
13


Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

 Khi trong mẫu có chất hữu cơ có màu có thể loại trừ bằng cách oxy hóa với H2O2
trƣớc khi làm khơ mẫu.
 Trong mơi trƣờng acid đƣợc tạo bởi H2SO4, nếu có mặt Cl- (nồng độ Cl-> 10 ppm )
có thể khử nitrat thành oxyt nitơ dễ bay hơi. Có thể loại trừ ảnh hƣởng này bằng cách
pha loãng dung dịch hoặc dùng Ag2SO4 để tạo tủa AgCl với liều lƣợng thích hợp.
 Nitrit cũng gây ảnh hƣởng đến kết quả phân tích. Có thể loại bỏ ảnh hƣởng này
bằng cách thêm vào đó natri nitrua NaN3) hoặc xác định nitrit có trong mẫu, sau đó
oxy hóa để chuyển tồn bộ sang dạng nitrat với H2O2, xác định lƣợng nitrat tổng và
suy ra lƣợng nitrat có trong mẫu.
 Muối tạo thành bền trong mơi trƣờng kiềm. Vì vậy dung dịch dễ bị vẩn đục làm
ảnh hƣởng đến kết quả đo quang do sự hình thành kết tủa các muối canxi và magie, để
tránh sựkết tủa dùng dung dịch EDTANa (Dinatri dihidro etylendinitrilotetraaxetat).
c. Dụng cụ - Thiết bị
 Các thiết bị phịng thí nghiệm thông thƣờng.
 Máy quang phổ kế
 Nồi cách thủy
d. Hóa chất
 Dung dịch chuẩn gốc đƣợc pha từ KNO3 (hoặc NaNO3) rắn tinh khiết, bảo quản
trong chai thuỷ tinh, thêm vào đó CHCl3 để hạn chế ảnh hƣởng của vi sinh vật. Thời
gian bảo quản không quá 2 tháng. Dung dịch chuẩn sử dụng là 10ppm.
 Cách pha chế: Hịa tan 0,722 g KNO3 tinh khiết đã sấy khơ tới khối lƣợng không

đổi ở 105 – 1100C trong 2 giờ bằng nƣớc cất trong bình định mức dung tích 1 L thêm
nƣớc cất đến vạch. Trộn đều dung dịch, thu đƣợc dung dịch tiêu chuẩn có nồng độ 100
mg/L (100 ppm), pha lỗng tiếp 10 lần có dung dịch tiêu chuẩn nitrat 10 ppm.
 Thuốc thử phenol 2,4 – disunfophenic dạng tinh thể, dễ bị chảy rữa, dễ phân hủy ở
nhiệt độ 100oC. Tan trong nƣớc, rƣợu etylic, không tan trong ete. Thuốc thử này đƣợc
tạo thành bằng cách sunfo hóa phenol khơng loại H2SO4 dƣ sau phản ứng. Đƣợc bảo
quản trong lọ thủy tinh tối, đóng nút kỹ.
 Dung dịch acid phenoldisunfonic (C6H6O7S2): Hoà tan 3 g phenol tinh khiết vào 20
mL H2SO4 đặc, bảo quản trong lọ màu tối.
 Dung dịch H2SO4: chỉnh môi trƣờng.
 Dung dịchCa(OH)2 bão hịa: chỉnh mơi trƣờng.
 Dung dịch Ag2SO4 0,01M: loại bỏ ion Cl Dung dịch amoniac đặc 25%): chỉnh pH.
e. Quy trình xác định
 Mẫu xác định nitrat đƣợc lấy vào chai thuỷ tinh và tiến hành phân tích càng sớm
càng tốt ngay sau khi lấy mẫu. Có thể bảo quản mẫu ở nhiệt độ 2-50C trong vịng 1
ngày. Khơng bảo quản mẫu bằng acid vì khơng thể xác định riêng phần nitrat và nitric
vì NO2- sẽ chuyển thành NO3- kết quả sai.
 Nitrat kết hợp với thuốc thử ở dạng khô nên cần phải cô cạn mẫu nƣớc trƣớc khi
thực hiện các giai đoạn tiếp theo.
 Mẫu phải đƣợc đƣa về pH= 7- 8,5 để cố định toàn bộ nitrat. Nếu pH thấp q thì
nitrat sẽ bay hơi, cịn pH cao thì sẽ tạo thành muối. Để điều chỉnh pH có thể sử dụng
H2SO4 lỗng (0,05 M) hoặc dung dịch Ca(OH)2 bão hịa.
 Các mẫu thí nghiệm chứa chất lơ lửng phải đƣợc để lắng hoặc lọc qua giấy lọc sợi
thủy tinh trƣớc khi lấy phần mẫu thử.
14


Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

 Mẫu xác định: Lấy 5mL mẫu cho vào cốc, đun cạn. Thêm 0,5 mL acid

phenoldisunfonic, lắc đều. Thêm khoảng 10 mL nƣớc cất, lắc đều. Chuyển tất cả sang
bình định mức 25 mL và định mức tới vạch. Sau đó để yên10 phút và đem đo mật độ
quang ở bƣớc sóng 410 nm.
 Dựng dãy chuẩn
Chuẩn bị 6 bình chuẩn với các thể tích chuẩn (dung dịch NO3- 10 ppm) lần lƣợt là: 0
mL; 0,1 mL; 0,2 mL; 0,3 mL; 0,4 mL; 0,5 mL. Thêm 0,5mL acid phenoldisunfonic,
lắc đều.Sau đó cho 5 mL amoniac, để yên 10 phút rồi đem đo quang ở bƣớc sóng 410
nm.
f. Tính tốn kết quả
Trong đó:
 C: hàm lƣợng nitrat theo đƣờng chuẩn, mg
 V: thể tích nƣớc lấy phân tích, mL
2.2.2.2. Phƣơng pháp so màu với thuốc thử acid sunfosalixylic
Phƣơng pháp sử dụng đơn giản và có độ nhạy cao.
a. Nguyên tắc
Trong môi trƣờng acid, nitrat phản ứng với natrisalixylat tạo thành hợp chất có
màu của muối nitrosalixylic. Ở mơi trƣờng baz mạnh hợp chất này có màu vàng và
đƣợc đo bằng máy đo quang tại bƣớc sóng λ = 410 nm. Cƣờng độ màu tỉ lệ với nồng
độ ion NO3- có trong mẫu phân tích.Phƣơng pháp này có thể xác định hàm lƣợng nitrat
từ 0,1 – 20 ppm.

b. Các yếu tố ảnh hƣởng
 Những chất hữu cơ dạng keo và có màu trong nƣớc thƣờng gây cản trở cho việc
xác định. Có thể loại bỏ bằng cách tạo tủa với huyền phù nhôm.
 Trong môi trƣờng acid đƣợc tạo bởi H2SO4, nếu có mặt Cl- (nồng độ Cl-> 10 ppm )
có thể khử nitrat thành oxyt nitơ dễ bay hơi. Có thể loại trừ ảnh hƣởng này bằng cách
pha loãng dung dịch hoặc dùng Ag2SO4 để tạo tủa AgCl với liều lƣợng thích hợp.
 Nitrit cũng gây ảnh hƣởng đến kết quả phân tích cần loại bỏ ảnh hƣởng này bằng
cách thêm vào đó natri nitrua NaN3) hoặc xác định nitrit có trong mẫu, sau đó oxy hóa
để chuyển tồn bộ sang dạng nitrat với H2O2, xác định lƣợng nitrat tổng và suy ra

lƣợng nitrat có trong mẫu.
 Muối tạo thành bền trong môi trƣờng kiềm. Vì vậy dung dịch dễ bị vẩn đục làm
ảnh hƣởng đến kết quả đo quang do sự hình thành kết tủa các muối canxi và magie, để
tránh sự kết tủa dùng dung dịch EDTANa (Dinatri dihidro etylendinitrilotetraaxetat).
c. Dụng cụ - Thiết bị
Máy đo quang và các dụng cụ thủy tinh thơng thƣờng.
d. Hố chất

15


Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

 Dung dịch chuẩn gốc đƣợc pha từ KNO3 (hoặc NaNO3) rắn tinh khiết, bảo quản
trong chai thuỷ tinh, thêm vào đó CHCl3 để hạn chế ảnh hƣởng của vi sinh vật. Thời
gian bảo quản không quá 2 tháng. Dung dịch chuẩn sử dụng là 10ppm.
 Cách pha chế: Hòa tan 0,722 g KNO3 tinh khiết đã sấy khô tới khối lƣợng không
đổi ở 105 – 1100C trong 2 giờ bằng nƣớc cất trong bình định mức dung tích 1 L thêm
nƣớc cất đến vạch. Trộn đều dung dịch, thu đƣợc dung dịch tiêu chuẩn có nồng độ 100
mg/L (100 ppm), pha lỗng tiếp 10 lần có dung dịch tiêu chuẩn nitrat 10 ppm.
 Thuốc thử natri salixylat rắn ở dạng tinh thể màu trắng, dễ hút ẩm, hay kết tinh
thành khối, dễ tan trong nƣớc, rƣợu, ete.
 Cách pha chế: Hòa tan 1 g ± 0,1 g natrisalixylat (HO-C6H4-COONa) trong 100mL
± 1mL nƣớc. Bảo quản trong chai thuỷ tinh hoặc chai polyetylen. Chuẩn bị dung dịch
mới trong ngày làm thí nghiệm.
 Dung dịch NaOH: loại bỏ ảnh hƣởng các muối canxi và magie
 Cách pha chế: Hòa tan cẩn thận 200 g natri hidroxit dạng hạt trong 800 mL nƣớc.
Thêm 50 g dinatri dihidro etylendinitrilotetraaxetat ngậm 2 phân tử nƣớc (EDTANa)
và hòa tan. Để nguội đến nhiệt độ phòng và thêm nƣớc tới 1 lít. Bảo quản trong chai
polyetylen. Thuốc thử này có thể bền trong thời gian dài.

 Huyền phù nhôm Al(OH)3: Loại bỏ chất hữu cơ dạng keo và có màu trong nƣớc
 Cách pha chế: Cân 12,5 g AlNH4(SO4)2.12H2O hòa tan trong 1000 mL nƣớc, đun
nóng đến 60oC. Thêm vào đó 5,5 mL dung dịch NH4OH đậm đặc, lắc đều. Để yên 45
phút, rửa gạn với nƣớc cất cho đến thật sạch ion Cl-.
 Dung dịch natri nitrua: Loại bỏ ảnh hƣởng của nitrit
 Cách pha chế: Hòa tan cẩn thận 0,05 g natri nitrua vào khoảng 100 mL. Bảo quản
trong chai thủy tinh. Thuốc thử này có thể bền trong thời gian dài.
e. Quy trình xác định
 Mẫu xác định nitrat đƣợc lấy vào chai thuỷ tinh và tiến hành phân tích càng sớm
càng tốt ngay sau khi lấy mẫu. Có thể bảo quản mẫu ở nhiệt độ 2-50C trong vịng 1
ngày.
 Các mẫu thí nghiệm chứa chất lơ lửng phải đƣợc để lắng hoặc lọc qua giấy lọc sợi
thủy tinh trƣớc khi lấy phần mẫu thử.
 Vì nitrat kết hợp với thuốc thử ở dạng khô nên cần phải cô cạn mẫu nƣớc trƣớc khi
thực hiện các giai đoạn tiếp theo.
 Mẫu phải đƣợc đƣa về pH= 7- 8,5 để cố định toàn bộ nitrat. Nếu pH thấp q thì
nitrat sẽ bay hơi, cịn pH cao thì sẽ tạo thành muối. Để điều chỉnh pH có thể sử dụng
H2SO4 lỗng (0,05 M) hoặc dung dịch Ca(OH)2 bão hịa. Nếu bảo quản mẫu bằng acid
thì khơng thể xác định riêng phần nitrat và nitric vì NO2- sẽ chuyển thành NO3- kết
quả sai.
 Khi trong mẫu có chất hữu cơ có màu có thể loại trừ bằng cách oxy hóa với H2O2
trƣớc khi làm khô mẫu.
 Mẫu xác định: Dùng pipet lấy 10 mL mẫu cho vào cốc (mẫu đã đƣợc chỉnh về mơi
trƣờng trung tính). Thêm 0,5 mL dung dịch natri nitrua và 0,2 mL acid axetic. Sau đó
để bay hơi hỗn hợp cho đến khô trong nồi cách thuỷ đang sôi. Thêm 1 mL dung dịch
natri salixylat, trộn đều và cho bay hơi hỗn hợp đến khô lần nữa. Lấy cốc ra khỏi nồi
cách thuỷ và để nguội cốc đến nhiệt độ phòng.
 Thêm 1 mL acid sunfuric đặc và hoà tan cặn trên cốc bằng cách lắc nhẹ. Để hỗn
hợp lắng trong 10 phút. Sau đó thêm 10 mL nƣớc, tiếp theo là 10 mL dung dịch kiềm.
16

Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

 Chuyển hỗn hợp sang bình định mức dung tích 25 mL và định mức tới vạch bằng
nƣớc cất. Sau 15 phút đem đo độ hấp thu cùng với dãy chuẩn ở  = 410 nm.
 Dựng dãy chuẩn: Chuẩn bị 6 bình tam giác chuẩn với các thể tích chuẩn (dung
dịch NO3- 10 ppm) lần lƣợt là 0 mL; 0,1 mL; 0,2 mL; 0,3 mL; 0,4 mL; 0,5 mL. Các
bƣớc tiếp theo tiến hành tƣơng tự nhƣ mẫu phân tích.
f. Tính tốn kết quả
Trong đó:
C: hàm lƣợng nitrat theo đƣờng chuẩn, mg
V: thể tích nƣớc lấy phân tích, mL
2.2.3. Xác định nitrit trong nƣớc thải
2.2.3.1. Phƣơng pháp trắc quang với thuốc thử sunfanilic và 𝛂 – naphthylamin
Nitrit trong nƣớc đƣợc xác định, nếu hồn tồn khơng có chất cản trở thì nồng độ
phát hiện tối thiểu của phƣơng pháp là 10 µg/L NO2-, tùy thuộc vào thiết bị sử dụng
trong quá trình phân tích. Thơng thƣờng hệ màu tn theo định luật Beer khi nồng độ
nitrit >180 µg/L. Đối với mẫu có nồng độ cao thì cần phải pha lỗng mẫu.
a. Ngun tắc
Nitrit trong một thể tích chính xác mẫu nƣớc tham gia vào phản ứng diazo hóa với
sunfanilic và – naphthylamin để tạo thành phẩm màu hồng tím azo tại pH từ 2 – 2.5,
hấp thu cực đại ở bƣớc song 520 nm. Tiến hành đo độ hấp thu của mẫu và dãy chuẩn
đƣợc dụng trong cùng điều kiện từ đó xác định đƣợc hàm lƣợng nitrit có trong mẫu.
Phƣơng trình phản ứng:
SO3H-C6H4-NH2 + NO2- + 2H+  HO3S-C6H4-N+ N + 2H2O
HO3S-C6H4-N+ N + -C10H7NH2  HO3S-C6H4-N=N- C10H6NH2 + H+

b. Các yếu tố ảnh hƣởng
Phƣơng pháp này có độ chọn lọc rất cao, chỉ khi có một lƣợng rất lớn thƣờng gấp

100 lần) của cloramin, clo, thiosunfat, natripolyphotphat và Sb, Fe3+, Pb2, Hg2+, Ag+
thì mới gây ra sai số khoảng 10%, loại bỏ ảnh hƣởng của chúng bằng cách pha loãng.
Nhƣng chỉ với một lƣợng nhỏ chất lơ lửng cũng làm sai lệch kết quả. Do đó, trƣớc khi
phân tích cần thiết phải lọc. Nƣớc chứa những chất keo, phải làm trong bằng alumin
hydroxit.
c. Dụng cụ - thiết bị
Pipet các loại, bình định mức 25 mL, máy quang phổ.
d. Hóa chất
17


Khoa Cơng Nghệ Hóa Học - Chun ngành Kỹ thuật phân tích và quản lý chất lƣợng

 Dung dịch NO2- 250 ppm: Hòa tan 1,232g NaNO2 tinh khiết trong 1000 mL. chuẩn
lại nồng độ bằng dung dịch KMnO4 0.05N (KMnO4 0,05N: cân 1,6g KMnO4 + nƣớc
cất = 1lít).
 Dung dịch NO2- 10 ppm: Pha loãng dung dịch NO2- 250 ppm. (Dung dịch chuẩn
đƣợc pha từ NaNO2 rắn tinh khiết. khi pha dung dịch chuẩn gốc cần cho thêm
CHCl3để tránh ảnh hƣởng của vi sinh vật. Nồng độ sử dụng 10 ppm. Nitrit rất dễ bị
chuyển hóa thành nitrat nên chỉ pha và sử dụng ngay trong ngày.)
 Dung dịch acid sunfanilic 1% (Griess A): Hòa tan 5 g acid sunfanilic trong 32,5
mL HCl đậm đặc và nƣớc cất đến 500 mL.Acid sunfanilic là chất rắn, bị phân hủy khi
để trong khơng khí, mất nƣớc ở 100ºC. Độ hịa tan trong 100g nƣớc: 0,8g (10ºC); 1 g
(20ºC); 1,45 g (30ºC); 1,99 g (40ºC); 6,6g (100ºC). Hầu nhƣ không tan trong rƣợu
etylic, ete, benzen. Hòa tan trong dung dịch cacbonat và kiềm. Tác dụng với nitrit tạo
thành acid diazosunfanilic, acid này đƣợc sử dụng rộng rãi để tìm amin, amoniac,
phenol và naphtol.
 Thuốc thử α-naphthylamin (Griess B): Hòa tan 0,6g α-naphthylamin trong 100 mL
CH3COOH 6M để trong chai nâu nơi thoáng mát.Thuốc thử α-naphthylamin (1aminonaphtalen) ở dạng hình kim nhỏ, màu trắng, có mùi khó chịu. Trong khơng khí
có màu đỏ nhạt, rất dễ thăng hoa. Độ hòa tan trong 100g nƣớc là 0,17g. Dễ tan trong

rƣợu etylic, ete và acid clohydric lỗng, dễ bị sẫm màu do oxy hóa.
 Lƣu ý: thuốc thử Griess A và Griess Bđƣợc pha riêng trong mơi trƣờng acid và bảo
quản trong chai kín, tối màu.
 Dung dịch CH3COOH 5N.
e. Quy trình xác định
 Mẫu xác định nitrit có thể đƣợc lấy và chứa trong bình nhựa hoặc bình thủy tinh,
khơng cần cho thêm chất bảo quản, chỉ cần làm lạnh ở 2-5ºC hoặc đông lạnh ở -20ºC
để hạn chế hoạt động của vi sinh vật chuyển nitrit thành nitrat hoặc amoni) nếu khơng
có điều kiện phân tích ngay. Thời gian bảo quản khơng q 1 ngày.Lƣợng mẫu lấy để
phân tích khơng nhỏ hơn 200 mL.
 Nếu mẫu bị đục, có chất rắn lơ lửng, có thể lọc mẫu, sau đó lấy thể tích chính xác
để lên màu cùng dãy chuẩn đƣợc dụng trong bình định mức 25 mL.
 Mẫu phân tích: Lấy một thể tích mẫu thích hợp, thêm 1 mL dung dịch CH3COOH
5N. Thêm 0,5 mL Griess A, để yên 5 phút. Thêm 0,5 mL Griess B. Thêm nƣớc cất 2
lần đến vạch. Để yên 10 phút, sau đó đem đo ở bƣớc sóng 520 nm.
 Mẫu chuẩn: chuẩn bị 5 bình chuẩn với các thể tích chuẩn (dung dịch NO2- 10 ppm)
lần lƣợt là 0 mL; 0,1 mL; 0,2 mL; 0,5 mL; 1 mL. Các bƣớc tiếp theo tiến hành tƣơng
tự nhƣ mẫu phân tích.
f. Tính tốn kết quả
Lập đồ thị chuẩn trong hệ tọa độ A –C. Từ đó suy ra hàm lƣợng của NO2- trong
mẫu.
Trong đó:
C: hàm lƣợng nitrit theo đƣờng chuẩn, mg
V: thể tích nƣớc lấy phân tích, mL

18