intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Đề tài: Các thông số chất lượng môi trường nước

Chia sẻ: Duy Tân | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:37

Thêm vào BST
Báo xấu
200
lượt xem 51
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo luận văn - đề án 'đề tài: các thông số chất lượng môi trường nước', luận văn - báo cáo, công nghệ - môi trường phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Đề tài: Các thông số chất lượng môi trường nước

  1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC YERSIN ĐÀ LẠT KHOA KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG Các thông số chất lượng môi trường nước Sinh viên thực hiện : Đoàn Duy Tân. Mssv: 10902016 Giảng viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Thị Thùy Minh Đà Lạt, 2013 MỤC LỤC Chương 1 TỔNG QUAN MÔI TRƯỜNG NƯỚC.........................................................................4 Chương 2 CÁC CHỈ TIÊU VẬT LÝ CỦA NƯỚC........................................................................5 2.1 Độ pH ..............................................................................................................5
  2. Các thông số chất lượng môi trường nước……………………….…………………………Nhóm 1 2.2 Nhiệt độ............................................................................................................8 2.3 Màu sắc.............................................................................................................8 2.4 Độ đục...............................................................................................................9 2.5 Tổng hàm lượng chất rắn (TS) ........................................................................11 2.6 Tổng hàm lượng chất rắn lơ lững (SS) ............................................................13 2.7 Tổng hàm lượng chất rắn hòa tan (DS) ...........................................................13 2.8 Tổng hàm lượng các chất dễ bay hơi (VS) ......................................................14 Chương 3 CÁC CHỈ TIÊU HÓA HỌC CỦA NƯỚC...................................................................16 3.1 Độ kiềm toàn phần.................................................................................................16 3.2 Độ cứng của nước..................................................................................................17 3.2.1 Tác hại của nước cứng..................................................................................19 3.2.2 Độ cứng của nước trong tự nhiên..................................................................20 3.2.3 Các phương pháp làm mềm nước..................................................................21 3.3 Hàm lượng oxigen hòa tan (DO) ...........................................................................22 3.4 Nhu cầu oxigen hóa học (COD) ............................................................................23 3.5 Nhu cầu oxigen sinh hóa (BOD)............................................................................24 3.6 Một số chỉ tiêu hóa học khác trong nước................................................................25 3.6.1 Sắt................................................................................................................25 3.6.2 Các hợp chất clorur.......................................................................................25 3.6.3 Các hợp chất sulfat.......................................................................................26 3.6.4 Các hợp chất Nitơ.........................................................................................27 3.6.5 Phosphorus & Phosphate..............................................................................27 3.6.6 Các hợp chất Silic........................................................................................30 3.6.7 Các hợp chất mangan...................................................................................30 3.6.8 Nhôm...........................................................................................................31 3.6.9 Khí hòa tan...................................................................................................31 3.6.10 Hóa chất bảo vệ thực vật.............................................................................32 3.6.11 Chất hoạt động bề mặt................................................................................32 Chương 4 CÁC CHỈ TIÊU VI SINH CỦA NƯỚC......................................................................34 Các chỉ tiêu vật lý.......................................................................................................34 TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................36
  3. Các thông số chất lượng môi trường nước……………………….…………………………Nhóm 1 Chương 1 TỔNG QUAN MÔI TRƯỜNG NƯỚC Nước chiếm 70% diện tích quả đất. Trong lượng nước có mặt trên quả đất, nước đại dương chiếm khoảng 97%, nước đóng băng ở các cực quả đất chiếm khoảng 2%, còn lại khoảng 1% là “nước ngọt” (ao hồ, sông, nước ngầm…). Thành phần nguồn nước trên trái đất Nước đóng vai trò rất quan trọng trong các hệ sinh học. Có hai tính chất rất quan trọng khiến cho nước đóng vai trò hết sức độc đáo trong tự nhiên : nước là một phân tử phân cực và giữa các phân tử nước có liên kết hidrogen rất mạnh. Chương 2 CÁC CHỈ TIÊU VẬT LÝ
  4. Các thông số chất lượng môi trường nước……………………….…………………………Nhóm 1 2.1 Độ pH 2.1.1 Giới thiệu chung. Thuật ngữ pH được sử dụng rộng rãi để biểu diễn tính acid hoặc tính kiềm của dung dịch. pH là chỉ số biểu diễn nồng độ của ion – hydro, hay nói chính xác hơn là nồng độ hoạt tính của ion – hydro. pH có vai trò quan trọng trong hầu hết các quá trình của lĩnh vực kỹ thuật môi trường. Trong lĩnh vực cấp nước, pH là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình keo tụ hóa học, khử trùng, làm mềm và kiểm soát tính ăn mòn của nước. Trong xử lý nước thải bằng các quá trình sinh học, pH phải được duy trì trong giới hạn tối ưu cho sự phát triển của vi sinh vật. Các quá trình hóa học sử dụng để keo tụ nước thải, làm khô bùn hoặc oxy các hợp chất như ion cyanua, thường đòi hỏi pH phải được duy trì trong một giới hạn hẹp. Vì những lý do trên và vì các mối quan h ệ cơ bản giữa pH, độ acid và độ kiềm, cần phải hiểu biết về lý thuyết cũng như thực tế pH. 2.1.2 Lý thuyết pH Khái niệm về pH được phát triển từ hàng loạt các nghiên cứu dẫn đến hiểu biết đầy đủ hơn về acid và base. Với sự khám phá của Cavendish năm 1366 về hydro, ngay sau đó mọi người đều biết tất cả acid chứa nguyên tố hydro. Các nhà hóa học đã tìm thấy
  5. Các thông số chất lượng môi trường nước……………………….…………………………Nhóm 1 rằng các phản ứng trung hòa giữa acid và base luôn luôn tạo thành nước. Từ khám phá trên và các thông tin liên quan, người ta kết luận rằng base chứa các nhóm hydroxyl. Năm 1887 Arrhenius thông báo lý thuyết của ông về sự phân ly thành ion (ionization). Từ đó đến nay acid được coi là các chất khi phân ly tạo thành ion – hydro và base khi phân ly tạo thành ion hydroxyl. Theo khái niệm của Arrhenius, trong dung dịch, acid mạnh và base mạnh có khả năng phân ly cao, acid yếu và base yếu có khả năng phân ly kém trong dung dịch nước. Sự ra đời và phát triển các thiết bị thích hợp đo nồng đ ộ hoặc hoạt tính của ion – hydro đã chứng minh lý thuyết trên. Điện cực hydro là thiết bị thích hợp để đo độ hoạt tính của ion – hydro. Cùng với việc sử dụng điện cực hydro, người ta tìm thấy rằng nước tinh khiết phân ly cho nồng độ ion hydro cân bằng khoảng 10-7 mol/l. H2O H+ +OH- (1 – 1) Vì nước phân ly tạo thành một ion – hydroxyl và một ion – hydro nên rõ ràng r ằng có khoảng 10-7 mol/l ion – hydroxyl cũng được tạo thành. Thay thế vào phương trình cân bằng ta có (1 – 2) Nhưng vì nồng độ của nước là rất lớn ([6,02 x 1023 x 1.000/18] mol/l) và giảm đi rất ít do bị phân ly nên có thể được xem là hằng số (hoạt tính của nó tương đương với 1,0) và phương trình (1 – 2) có thể được viết thành: {H+} {OH-} = Kn (1 – 3) và đối với nước tinh khiết ở 200C, {H+} {OH-} = 10-7 x 10-7 = 10-14 Hằng số này là tích ion hoặc hằng số phân ly của nước. Khi cho vào nước một acid, nó phân ly trong nước và hoạt tính ion – hydro tăng lên; tiếp theo, hoạt tính ion – hydroxyl phải giảm xuống tuân theo hằng số phân ly. Ví d ụ, nếu acid được cho vào nước để tăng nồng độ hoạt tính {H+} đến 10-1 thì nồng đ ộ hoạt tính {OH-} phải giảm đến 10-13, để có: 10-1 x 10-13 = 10-14 Ngược lại, nếu base được cho vào nước để tăng nồng độ {OH-} đến 10-3 thì nồng độ {H+} giảm đến 10-11. Và một ghi nhớ quan trọng là {OH-} và {H+} không bao giờ
  6. Các thông số chất lượng môi trường nước……………………….…………………………Nhóm 1 giảm đến zero. Khái niệm cơ bản pH Việc biểu diễn hoạt tính ion – hydro dưới dạng nồng độ mol là không thuận tiện. Để khắc phục khó khăn này, năm 1909 Sorenson kiến nghị biểu diển nồng độ hoạt tính của ion – hydro dưới dạng logarithm âm và kí hiệu là pH+. Ký hiệu của ông được thay thế bằng ký hiệu đơn giản hơn là pH và được biểu diển bằng pH = - log{H+} hoặc pH = log (1 – 5) và pH thường nằm trong dãy từ 0 đến 14, với pH 7 ở 250C biểu diễn tính trung hòa tuyệt đối. Vì hằng số Kn thay đổi theo sự thay đổi nhiệt độ, nên pH của tính trung hòa cũng thay đổi cùng với nhiệt độ, là 7,5 ở 00C và 6,5 ở 600C. Tính acid tăng khi giá tr ị pH giảm và tính kiềm tăng khi giá trị pH tăng. 2.1.3 Đo pH Điện cực hydro là tiêu chuẩn tuyệt đối để đo pH. Nhưng nó không thuận lợi và không thích ứng được việc sử dụng rộng rãi, đặc biệt trong các nghiên cứu ngoài hi ện trường hoặc đối với các dung dịch có chứa các chất hấp phụ lên platin đen. S ự thay đổi của các chất chỉ thị được chuẩn độ với điện cực để xác định tính chất độ màu của chúng ở các mức độ thay đổi của pH. Từ những nghiên cứu này, có thể xác đ ịnh một cách chính xác việc chọn chất chỉ thị có khả năng thay đổi độ màu một cách đáng kể trong dãy pH có liên quan. Việc sử dụng chất chỉ thị được thay thế bằng việc phát triển điện cực thủy tinh. Khoảng năm 1925, người ta đã tìm thấy điện cực có thể được chế tạo bằng thủy tinh và có khả năng đo được hoạt tính của ion – hydro mà không bị ảnh hưởng của hầu hết các ion khác. Việc sử dụng nó trở thành phương pháp tiêu chuẩn để đo pH. Đo bằng điện cực thủy tinh Các loại máy đo pH sử dụng điện cực thủy tinh do nhiều công ty chế tạo. Chúng thay đổi từ các loại máy pH công trường sử dụng pin với giá vài trăm USD đ ến các loại thiết bị có độ chính xác cao với giá hơn ngàn USD. Các loại máy đo pH sử dụng điện 110V được chế tạo từ những năm 1940 và đáp ứng được hầu hết các yêu cầu của
  7. Các thông số chất lượng môi trường nước……………………….…………………………Nhóm 1 phòng thí nghiệm, chúng có khả năng đo được pH với độ chính xác 0,1 đơn vị. Các máy đo pH di động sử dụng pin thích hợp với việc đi công trường. Việc đo pH có thể được thực hiện trong rất nhiều loại vật liệu và ở các điều kiện rất khác nhau, điều này cho thấy phải lưu ý đến loại điện cực. Việc đo các giá trị pH cao hơn 10 và ở nhiệt độ cao tốt nhất được thực hiện với các điện cực thủy tinh đặc biệt. Các thiết bị đo pH thường được chuẩn độ bằng các dung dịch pH chuẩn. 2.2 Nhiệt độ Nhiệt độ ảnh hưởng đến độ pH, đến các quá trình hóa học và sinh hóa xảy ra trong nước. Nhiệt độ phụ thuộc rất nhiều vào môi trường xung quanh, vào thời gian trong ngày, vào mùa trong năm…Nhiệt độ cần được xác định tại chỗ (tại nơi lấy mẫu). 2.3 Màu sắc
  8. Các thông số chất lượng môi trường nước……………………….…………………………Nhóm 1 Nước nguyên chất không có màu. Màu sắc gây nên bởi các tạp chất trong nước (thường là do chất hữu cơ (chất mùn hữu cơ – acid humic), một số ion vô cơ (s ắt…), một số loài thủy sinh vật…Màu sắc mang tính chất cảm quan và gây nên ấn tượng tâm lý cho người sử dụng. Độ màu thường được so sánh với dung dịch chuẩn trong ống Nessler, thường dùng là dung dịch K2PtCl6 + CaCl2 (1 mg K2PtCl6 tương đương với 1 đơn vị chuẩn màu). Độ màu của mẫu nước nghiên cứu được so sánh với dãy dung dịch chuẩn bằng phương pháp trắc quang. Nước thiên nhiên sạch thường không màu, màu của nước mặt chủ yếu do chất mùn, các chất hòa tan, keo hoặc do thực vật thối rửa. Sự có mặt của một số ion kim loại (Fe, Mn), tảo, than bùn và các chất thải công nghiệp cũng làm cho nước có màu. Độ màu của nước được xác định theo thang màu tiêu chuẩn tính bằng đơn vị Pt-Co. Trong thực tế, độ màu có thể phân thành hai loại: độ màu thực và độ màu biểu kiến. Độ màu biểu kiến bao gồm cả các chất hòa tan và các chất huyền phù tạo nên, vì thế màu biểu kiến được xác định ngay trên mẫu nguyên thủy mà không cần loại bỏ chất lơ lửng. Độ màu thực được xác định trên mẫu đã ly tâm và không nên lọc qua giấy lọc vì một phần cấu tử màu dễ bị hấp thụ trên giấy lọc. Ý nghĩa môi trường
  9. Các thông số chất lượng môi trường nước……………………….…………………………Nhóm 1 Đối với nước cấp, độ màu biểu thị giá trị cảm quan, độ sạch của nước. Riêng với nước thải, độ màu đánh giá phần nào mức độ ô nhiễm nguồn nước. Phương pháp xác định Nguyên tắc xác định độ màu dựa vào sự hấp thu ánh sáng của hợp chất màu có trong dung dịch , phương pháp xác định là phương pháp so màu. Các yếu tố ảnh hưởng Độ đục ảnh hưởng đến việc xác định độ màu thật của mẫu. Khi xác định độ màu thực, không nên sử dụng giấy lọc vì một phần màu thực có thể bị hấp thụ trên giấy. Độ màu phụ thuộc vào pH của nước, do đó trong bảng kết quả cần ghi rõ pH lúc xác định độ màu. 2.4 Độ đục Độ đục gây nên bởi các hạt rắn lơ lửng trong nước. Các chất lơ lửng trong nước có thể có nguồn gốc vô cơ, hữu cơ hoặc các vi sinh vật, thủy sinh vật có kích thước thông thường từ 0,1 – 10 m. Độ đục làm giảm khả năng truyền sáng của nước, ảnh hưởng tới quá trình quang hợp.1 đơn vị độ đục là sự cản quang gây ra bởi 1 mg SiO2 hòa trong 1 lít nước cất. Độ đục được đo bằng máy đo độ đục (đục kế – turbidimeter). Đơn vị đo độ đục theo các máy do Mỹ sản xuất là NTU (Nephelometric Turbidity Unit). Thang đo độ đục
  10. Các thông số chất lượng môi trường nước……………………….…………………………Nhóm 1 Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN), độ đục được xác định bằng chiều sâu lớp nước thấy được (gọi là độ trong) mà ở độ sâu đó người ta vẫn đọc được hàng chữ tiêu chuẩn. Độ đục càng thấp chiều sâu của lớp nước còn thấy được càng l ớn. Nước được gọi là trong khi mức độ nhìn sâu lớn hơn 1 m (hay đ ộ đ ục nhỏ hơn 10 NTU). Theo qui định của TCVN, độ đục của nước sinh hoạt phải lớn hơn 30cm. 2.5 Tổng hàm lượng các chất rắn (TS) Chất rắn trong nước thải bao gồm các chất rắn lơ lửng, chất rắn có khả năng lắng, các hạt keo và chất rắn hòa tan. Tổng các chất rắn (Total solid, TS) trong nước thải là phần còn lại sau khi đã cho nước thải bay hơi hoàn toàn ở nhiệt độ từ 103  105oC. Các chất bay hơi ở nhiệt độ này không được coi là chất rắn. Tổng các chất rắn được biểu thị bằng đơn vị mg/L. Tổng các chất rắn có thể chia ra làm hai thành phần: chất rắn lơ l ửng (có th ể l ọc được) và chất rắn hòa tan (không lọc được). Chất rắn lơ lửng là các hạt nhỏ (hữu cơ hoặc vô cơ) trong nước thải. Khi vận tốc của dòng chảy bị giảm xuống (do nó chảy vào các hồ chứa lớn) phần lớn các chất r ắn l ơ lửng sẽ bị lắng xuống đáy hồ; những hạt không lắng được sẽ tạo thành độ đ ục (turbidity) của nước. Các chất lơ lửng hữu cơ sẽ tiêu thụ oxy để phân hủy làm giảm DO của nguồn nước. Các cặn lắng sẽ làm đầy các bể chứa làm giảm thể tích hữu dụng của các bể này.
  11. Các thông số chất lượng môi trường nước……………………….…………………………Nhóm 1 Để xác định hàm lượng các chất rắn lơ lửng phải tiến hành phân tích chúng bằng cách lọc qua giấy lọc bằng sợ thủy tinh Whatmann 934AH và 948H (Whatmann GF/C) có kích thước các lổ khoảng 1,2 micrometter (μm) hoặc của Đức loại A/E. Lưu ý là các giấy lọc cấu tạo bằng Polycarbonate cũng có thể sử dụng được, tuy nhiên các số liệu có thể chênh lệch do cấu trúc của các loại giấy này khác nhau. Các chất rắn lơ lửng bị giữ lại ở giấy lọc. Đem giấy lọc này sấy khô tuyệt đối ở nhiệt độ 105 oC. Hàm lượng chất rắn lơ lửng sẽ được tính bằng công thức: trong đó TSS: tổng các chất rắn lơ lửng (mg/L) A: trọng lượng của giấy lọc và các chất rắn lơ lửng sau khi sấy khô tuyệt đối (mg) B: trọng lượng ban đầu của giấy lọc (mg) V: thể tích mẫu nước thải qua lọc (L) Hàm lượng chất rắn lơ lửng phụ thuộc chủ yếu vào lượng nước sử dụng hàng ngày của một người. Lượng nước tiêu thụ càng lớn thì hàm lượng các chất rắn lơ lửng nói riêng và các chất gây ô nhiễm nói chung càng nhỏ và ngược lại. Tùy theo kích thước hạt, trọng lượng riêng của chúng, tốc độ dòng chảy và các tác nhân hóa học mà các chất lơ lửng có thể lắng xuống đáy, nổi lên mặt nước hoặc ở trạng thái lơ lửng. Để xác định hàm lượng các chất rắn có khả năng lắng (settable solid) ngưới ta dùng một dụng cụ thủy tinh gọi là nón Imhoff có chia vạch thể tích. Cho 1 lít nước thải vào nón Imhoff để cho lắng tự nhiên trong vòng 45 phút, sau đó khuấy nhẹ sát thành nón rồi để cho lắng tiếp trong vòng 15 phút. Sau đó đọc thể tích chất lơ lửng lắng đ ược bằng các vạch chia bên ngoài. Hàm lượng chất rắn lơ lửng lắng được biểu thị bằng đơn vị mL/L. Chỉ tiêu chất rắn có khả năng lắng biểu diễn gần đúng lượng bùn có thể loại bỏ được bằng bể lắng sơ cấp. Ngoài các chất lắng được, trong nước thải còn chứa các tạp chất nổi (floating solid) có trọng lượng riêng nhỏ hơn trọng lượng riêng nước. Khi lắng các chất này nổi lên b ề mặt công trình. Theo các tính toán của Sở KHCN & MT Cần Thơ lượng chất rắn l ơ lửng tổng cộng do một người ở khu vực Cần Thơ thải ra trong một ngày đêm là 200 g. Các chất rắn hòa tan (không lọc được bao gồm các hạt keo và các chất hòa tan. Các hạt keo có kích thước từ 0,001  1 mm, các hạt keo này không thể loại bỏ bằng
  12. Các thông số chất lượng môi trường nước……………………….…………………………Nhóm 1 phương pháp lắng cơ học. Các chất hòa tan có thể là phân tử hoặc ion của chất hữu cơ hay vô cơ. Để xác định hàm lượng hữu cơ của các chất rắn lơ l ửng người ta s ử dụng chỉ tiêu VSS (volatile suspended solid) bằng cách đem hóa tro các chất rắn ở 550  50oC trong 1 giờ. Phần bay hơi là các chất hữu cơ (VSS), phần còn lại sau khi hóa tro là các chất vô cơ FSS (Fixed suspended solid). Lưu ý hầu hết các muối vô cơ đ ều không bị phân hủy ở nhiệt độ dưới 825oC, chỉ trừ magnesium carbonate bị phân hủy thành MgO và CO2 ở nhiệt độ 350oC. Chỉ tiêu VSS của nước thải thường được xác định để biết rõ khả năng phân hủy sinh học của nó. 2.6 Tổng hàm lượng các chất lơ lửng (SS) Các chất rắn lơ lửng (các chất huyền phù) là những chất rắn không tan trong nước. Hàm lượng các chất lơ lửng (SS : Suspended Solids) là lượng khô của phần chất r ắn còn lại trên giấy lọc sợi thủy tinh khi lọc 1 lít nước mẫu qua phễu l ọc rồi sấy khô ở 105oC cho tới khi khối lượng không đổi. Đơn vị tính là mg/L. 2.7 Tổng hàm lượng chất rắn hòa tan (DS)
  13. Các thông số chất lượng môi trường nước……………………….…………………………Nhóm 1 Tổng chất rắn hoà tan - Total Dissolved Solids (TDS) là tổng số các ion mang điện tích, bao gồm khoáng chất, muối hoặc kim loại tồn tại trong một khối lượng nước nhất định, thường được biểu thị bằng hàm số mi/L hoặc ppm (phân ngìn). TDS thường được lấy làm cơ sở ban đầu để xác định mức độ sạch/ tinh khiết của nguồn nước. Chất rắn hoà tan đang nói đến ở đây tồn tại dưới dạng các ion âm và ion dương. Do nước luôn có tính hoà tan rất cao nên nó thường có xu hướng lấy các ion từ các vật mà nó tiếp xúc. Ví dụ, khi chảy ngầm trong lòng nói đá, nước sẽ lấy các ion Can-xi, các khoáng chất. Khi chảy trong đường ống, nước sẽ lấy các ion kim loại trên bề mặt đường ống, như sắt, đồng, chì (ống nhựa) Theo các quy định hiện hành của WHO, US EPA, và cả Việt Nam, TDS không đ ược vượt quá 500 đối với nước tinh khiết và không vượt quá 1000 đối với nước sinh hoạt TDS càng nhỏ chứng tỏ nước càng tinh khiết. Một số ứng dụng trong ngành sản xuất điện tử yêu cầu TDS không vượt quá 5. Tuy nhiên, điều ngược lại không phải luôn đúng. Nguồn nước có TDS cao chưa chắc đã không an toàn, có thể do nó chứa nhiều ion có lợi. Các loại nước khoáng th ường không bị giới hạn về TDS. Khi đo thấy chỉ số TDS cao, cần tiếp tục phân tích mẫu nước để xác định thành phần các ion chủ yếu và đối chiếu với các ứng dụng thực tế để quyết đ ịnh có c ần gi ảm TDS hay không. Ví dụ đối với nước dùng cho nồi hơi, nước cho máy giặt công nghiệp phải không có các ion can-xi, ma-giê, tránh tình trạng nổ lò hơi hoặc giảm tuổi tho máy giặt... Nếu TDS cao do nhiều ion can-xi, magiê, bắt buộc phải loại bỏ hết ... Đối với nước khoáng, cũng cần xác định thành phần khoáng để có biện pháp lựa chọn giữ lại hoặc giảm bớt. Khi biết thành phần chính của TDS sẽ có thể áp những phương pháp thích hợp:
  14. Các thông số chất lượng môi trường nước……………………….…………………………Nhóm 1 Trao đổi ion Khử ion Thẩm thấu ngược Chưng cất 2.8 Tổng hàm lượng các chất dễ bay hơi (VS) Để đánh giá hàm lượng các chất hữu cơ có trong mẫu nước, người ta còn sử dụng các khái niệm tổng hàm lượng các chất không tan dễ bay hơi (VSS: Volatile Suspended Solids), tổng hàm lượng các chất hòa tan dễ bay hơi (VDS: Volatile Dissolved Solids). Hàm lượng các chất rắn lơ lửng dễ bay hơi VSS là lượng mất đi khi nung lượng chất rắn huyền phù (SS) ở 5500C cho đến khi khối lượng không đổi (thường được qui định trong một khoảng thời gian nhất định). Hàm lượng các chất rắn hòa tan dễ bay hơi VDS là lượng mất đi khi nung lượng chất rắn hòa tan (DS) ở 5500C cho đến khi khối lượng không đổi (thường được qui định trong một khoảng thời gian nhất định).
  15. Các thông số chất lượng môi trường nước……………………….…………………………Nhóm 1 Chương 3 CÁC CHỈ TIÊU HÓA HỌC 3.1 Độ kiềm toàn phần Độ kiềm toàn phần (Alkalinity) là tổng hàm lượng các ion HCO3-, CO32-, OH- có trong nước. Độ kiềm trong nước tự nhiên thường gây nên bởi các muối của acid yếu, đặc biệt là các muối carbonat và bicarbonat. Độ kiềm cũng có thể gây nên bởi sự hiện diện của các ion silicat, borat, phosphat… và một số acid hoặc baz hữu cơ trong nước, nhưng hàm lượng của những ion này thường rất ít so với các ion HCO3-, CO32-, OH- nên thường được bỏ qua. Khái niệm về độ kiềm (alkalinity – khả năng trung hòa acid) và độ acid (acidity – khả năng trung hòa baz) là những chỉ tiêu quan trọng để đánh giá động thái hóa học của một nguồn nước vốn luôn luôn chứa carbon dioxid và các muối carbonat. Xét một dung dịch chỉ chứa các ion carbonat HCO 3- và CO32-. Ở các giá trị pH khác nhau, hàm lượng carbonat sẽ nằm cân bằng với hàm lượng CO 2 (cân bằng carbonat) vì trong nước luôn diễn ra quá trình: 2HCO3- CO32- + H2O + CO2 ; CO32- + H2O 2OH- + CO2 Giả sử ngoài H+, ion dương có hàm lượng nhiều nhất là Na + thì ta luôn luôn có cân bằng sau: [H+] + [Na+] = [HCO3-] + 2[CO32-] + [OH-] Độ kiềm được định nghĩa là lượng acid mạnh cần để trung hòa để đưa tất cả các dạng carbonat trong mẫu nước về dạng H2CO3. Như vậy ta có các biểu thức:
  16. Các thông số chất lượng môi trường nước……………………….…………………………Nhóm 1 [Alk] = [Na+] Hoặc [Alk] = [HCO3-] + 2[CO32-] + [OH-] + [H+] Người ta còn phân biệt độ kiềm carbonat (còn gọi là độ kiềm m hay độ kiềm tổng cộng T vì phải dùng metyl cam làm chất chỉ thị chuẩn độ đến pH = 4,5; liên quan đến hàm lượng các ion OH-, HCO3- và CO32-) với độ kiềm phi carbonat (còn gọi là độ kiềm p vì phải dùng phenolphtalein làm chất chỉ thị chuẩn độ đến pH = 8,3; liên quan đến ion OH- . Hiệu số giữa độ kiềm tổng m và độ kiềm p được gọi là độ kiềm bicarbonat. Trên sơ đồ cân bằng carbonat trong nước cho thấy, ở pH = 6,3, nồng độ CO2 hòa tan trong nước và nồng độ ion HCO3- bằng nhau, còn ở pH = 10,3 thì nồng độ các ion HCO3- và CO32-sẽ bằng nhau. Ở pH < 6,3 các ion carbonat chuyển sang dạng CO 2 hòa tan, ở pH > 10,3 dạng tồn tại chủ yếu là dạng CO32-, còn trong khoảng 6,3 < pH < 10,3 dạng tồn tại chủ yếu là HCO3-. Tùy từng nước qui định, độ kiềm có những đơn vị khác nhau, có thể là mg/L, đlg/L (Eq/L) hoặc mol/L. Trị số độ kiềm cũng có thể qui đổi về một hợp chất nào đó, ví dụ Đức thường qui về CaO, Mỹ thường qui về CaCO 3. Khi tính theo CaCO3, cách tính được thực hiện như sau: mg CaCO3/L = đương lượng gam CaCO3/đương lượng gam ion (mg ion/L) Ví dụ, nếu hàm lượng các ion CO32- và HCO3- lần lượt là 80 và 90 mg/L thì khi qui đổi về CaCO3 chúng lần lượt có giá trị là: mg CO32- theo CaCO3/L = 80mg/L×50/30 = 133,3 mg/L mg HCO3- theo CaCO3/L = 90mg/L×50/61 = 73,7 mg/L 3.2 Độ cứng của nước Nước cứng là loại nước tự nhiên chứa trên 3 mili đương lượng gam cation canxi (Ca2+) và magie (Mg2+) trong một lít. Nước chứa nhiều Mg2+ có vị đắng. Tổng hàm lượng ion Ca2+ và Mg2+ đặc trưng cho tính chất cứng của nước. Độ cứng của nước thiên nhiên dao động rất nhiều và đặc trưng lớn ở nước ngầm.
  17. Các thông số chất lượng môi trường nước……………………….…………………………Nhóm 1 Đặc điểm Nước cứng không được phép dùng trong nồi hơi vì khi đun sôi nước cứng thì canxi cacbonat (CaCO3) và magie cacbonat (MgCO3) sẽ kết tủa bám vào phía trong thành nồi hơi supde (nồi cất, ấm nước, bình đựng...) tạo thành một màng cặn cách nhiệt, làm giảm hệ số cấp nhiệt, có khi còn làm nổ nồi hơi. Nước cứng cũng không dùng để pha chế thuốc vì có thể gây kết tủa làm thay đổi thành phần của thuốc. Khi dùng nước cứng nấu làm rau, thịt khó chín; làm mất vị của nước chè. Giặt bằng nước cứng tốn xà phòng do Ca2+ làm kết tủa gốc axit trong xà phòng và làm xà phòng không lên bọt. Nhiều công nghệ hóa học cũng yêu cầu nước có độ cứng nhỏ. Nếu độ cứng vượt giới hạn cho phép (tuỳ mục đích sử dụng) thì phải làm mềm hóa nước cứng bằng cách cho kết tủa Mg2+ và Ca2+ với sođa (Na2CO3), photphat hoặc tách chúng bằng nhựa trao đổi ion hoặc đun sôi. Độ cứng của nước: một mili đương lượng gam của độ cứng tương đương với hàm lượng 20,04mgCa2+ và 12,16mgMg2+. Độ cứng của nước gây nên bởi các ion đa hóa trị có mặt trong nước. Chúng phản ứng với một số anion tạo thành kết tủa. Các ion hóa trị 1 không gây nên độ cứng của nước. Trên thực tế vì các ion Ca2+ và Mg2+ chiếm hàm lượng chủ yếu trong các ion đa hóa trị nên độ cứng của nước xem như là tổng hàm lượng của các ion Ca2+ và Mg2+.
  18. Các thông số chất lượng môi trường nước……………………….…………………………Nhóm 1 Đơn vị đo độ cứng được dùng khác nhau ở nhiều nước. 1 độ cứng Đức: 1dH = 10mgCaO/L; 1 độ cứng Anh: 1eH = 10mgCaCO3/0,7L; 1 độ cứng Pháp: 1fH = 10mgCaCO3/L; 1 độ cứng Mỹ: 1aH = 1mgCaCO3/L. Qui đổi: 1mEq/L = 5fH (mEq: mili đương lượng gam); 1fH = 0,56dH = 0,7eH = 10mg CaCO3/L; 1dH =1,786fH =1,25eH = 17,86mgCaCO3/L = 10mgCaO/L; 1eH = 1,438fH = 0,8dH = 14,38mgCaCO3/L; 1mgCaCO3/L = 0,1fH = 0,056dH = 0,7eH Một đơn vị khác cũng hay được dùng để đánh giá độ cứng là ppm (Parts Per Million). 1dH = 17ppm. Phân loại nước theo độ cứng Các ion Ca2+ và Mg2+ có thể tạo kết tủa với một số chất khóang có trong nước, tạo lắng cặn trong nồi hơi, bình đun nước hoặc hệ thống dẫn nước. Người ta còn phân biệt các loại độ cứng khác nhau : - Độ cứng carbonat (thường được ký hiệu CH: Carbonate Hardness): là độ cứng gây ra bởi hàm lượng Ca2+ và Mg2+ tồn tại dưới dạng HCO3-. Độ cứng carbonat còn được gọi là độ cứng tạm thời vì sẽ mất đi khi bị đun sôi. - Độ cứng phi carbonat (thường được ký hiệu là NCH : Non-Carbonate Hardness) là độ cứng gây ra bởi hàm lượng Ca2+ và Mg2+ liên kết với các anion khác ngoài HCO3- như SO42-, Cl-…Độ cứng phi carbonat còn được gọi là độ cứng thường trực hay đ ộ cứng vĩnh cữu. 3.2.1 Tác hại của nước cứng
  19. Các thông số chất lượng môi trường nước……………………….…………………………Nhóm 1 Độ cứng vĩnh viễn của nước ít ảnh hưởng đến sinh vật trừ phi nó quá cao, ngược lại, độ cứng tạm thời (ĐCTT) lại có ảnh hưởng rất lớn. Nguyên nhân là vì thành phần chính tạo ra ĐCTT là các muối bicarbonat Ca và Mg: Ca(HCO3)2 và Mg(HCO3)2, chúng là các muối hòa tan hoàn toàn nhưng không ổn định, không bền. Chúng dễ dàng bị phân hủy thành CaCO3, MgCO3 là các muối kết tủa: Ca(HCO3)2 => CaCO3 + H2O + CO2 Mg(HCO3)2 => MgCO3 + H2O + CO2 Khi phản ứng phân hủy xảy ra trong cơ thể sinh vật, các muối này kết tủa trong cơ thể sinh vật sẽ gây hại không nhỏ. Ở con người, chúng là nguyên nhân gây ra sỏi thận và 1 trong các nguyên nhân gây tắc động mạch do đóng cặn vôi ở thành trong của động mạch. Lưu ý là các muối CaCO3 và MgCO3 là các muối kết tủa và chúng không thấm qua niêm mạc hệ tiêu hóa của chúng ta được, chỉ các muối hòa ta mới thấm được thôi. Vì vậy nước cứng chỉ có tác hại do các muối bicarbonat. 3.2.2 Độ cứng của nước trong tự nhiên
  20. Các thông số chất lượng môi trường nước……………………….…………………………Nhóm 1 Trong tự nhiên có rất nhiều nguồn nước có độ cứng thấp, ví dụ như nước mưa - đ ộ cứng của nước mưa gần như bằng 0. Ngoài ra, độ cứng của nước sông, và phần l ớn ao hồ ở đồng bằng cũng rất thấp vì nguồn nước của chúng là nước mưa (có l ẽ đó cũng là nguyên nhân làm cho phần lớn sinh vật thủy sinh kém thích nghi với nước cứng). Ngược lại suối và ao hồ ở những vùng núi đá vôi lại có độ cứng khá cao. Hầu như tất cả nước ngầm đều có độ cứng rất cao.Nước máy ở Hà nội có độ cứng tạm thời từ 250-320ppm, tức là 5-6,4 mEq/l hay 14-18 dH; Nước giếng khoan (chưa xử lý) ở HN có độ cứng tạm thời từ 250-450ppm, tức là 5-9 mEq/l hay 14-25dH 3.2.3 Các phương pháp làm mềm nước
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.01: Bộ Luận Văn Thạc Sĩ Quản Trị Kinh Doanh MBA
165 tài liệu
2070 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2