Luận văn Thạc sĩ Hóa học: Nghiên cứu và khảo sát một số thành phần dinh dưỡng trong mẫu nước thuộc thôn Đông Cao, xã Tiến Xuân, huyện Thạch Thất, Hà Nội

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

VŨ TỐNG CHUNG

NGHIÊN CỨU KHẢO SÁT VÀ PHÂN TÍCH MỘT SỐ THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG TRONG MẪU NƯỚC THUỘC THÔN ĐÔNG CAO, XÃ TIẾN XUÂN, HUYỆN THẠCH THẤT, HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC

Thái Nguyên - 2013

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM

VŨ TỐNG CHUNG

NGHIÊN CỨU VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ THÀNH PHẦN DINH DƯỠNG TRONG MẪU NƯỚC THUỘC THÔN ĐÔNG CAO, XÃ TIẾN XUÂN, HUYỆN THẠCH THẤT, HÀ NỘI

Chuyên ngành: Hoá phân tích

Mã số: 60.440.118

LUẬN VĂN THẠC SĨ HOÁ HỌC

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS. TS. Lê Lan Anh

Thái Nguyên - 2013

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

LỜI CẢM ƠN

Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành cảm ơn cô PGS.TS. Lê

Lan Anh. Người đã giao đề tài và tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện cho tôi

hoàn thành luận văn này.

Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Lưu Thị Nguyệt Minh đã giúp đỡ

chỉ bảo thân tình và tạo mọi điều kiện tôi trong quá trình nghiên cứu và

làm thực nghiệm.

Tôi cùng xin gửi lời cám ơn tập thể nhân viên, cán bộ phòng Hóa Phân

Tích – Viện Hóa Học – Viên Khoa học Công Nghệ Việt Nam đã luôn tạo điều

kiện, hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình tôi làm thực nghiêm.

Cuối cùng , tôi xin cám ơn đến những người thân yêu trong gia

đình luôn động viên, ủng hộ trong suôt quá trình thực hiện khoá luận

tốt nghiệp này.

Thái nguyên, ngày 08 tháng 04 năm 2013

Học Viên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Vũ Tống Chung

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan: đề tài ―Nghiên cứu khảo sát và phân tích một số thành

phần dinh dưỡng trong mẫu nước thuộc thôn Đông Cao, Xã Tiến Xuân ,

huyện Thạch Thất, Hà Nội” là do bản thân tôi thực hiện. Các số liệu, kết

quả trong đề tài là trung thực và chưa có ai công bố trong một công trình

nào khác. Nếu sai sự thật tôi xin chịu trách nhiệm.

XÁC NHẬN CHỦ TỊCH HỘI

Thái nguyên, tháng 04 năm 2013

ĐỒNG CHẤM ĐIỂM

Tác giả luận văn

Vũ Tống Chung

PGS.TS LÊ HỮU THIỀNG

XÁC NHẬN CỦA TRƢỞNG KHOA HÓA HỌC TS.NGUYỄN THỊ HIỀN LAN

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

MỤC LỤC

Trang

Trang bìa phụ

Lời cảm ơn

Lời cam đoan

Mục lục ............................................................................................................... i

Danh mục bảng................................................ Error! Bookmark not defined.

Danh mục hình ................................................................................................. iii

Danh mục các ký hiệu viết tắt .......................................................................... iv

MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1

Chƣơng 1: TỔNG QUAN ............................................................................... 3

1.1. Nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước .................................................. 3

1.1.1. Nguồn gốc các chất ô nhiễm hữu cơ, N và P trong nước .................... 3

1.1.2. Sự chuyển hóa các chất ô nhiễm hữu cơ, N và P trong nước. ........... 12

1.1.3. Tác hại của các chất ô nhiễm chứa N, P và ô nhiễm hữu cơ ............. 14

1.1.4. Tiêu chuẩn đánh giá mức độ ô nhiễm các nguồn nước ..................... 17

1.2. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lượng nước2. .......................................... 19

1.2.1. Chỉ số pH ............................................................................................ 19

1.2.3. Hàm lượng amoni NH4

1.2.4. Hàm lượng nitrit NO2

1.2.2 Độ dẫn điện ......................................................................................... 19 + .................................................................... 19 - ........................................................................ 20 - ....................................................................... 20 1.2.5. Hàm lượng nitrat NO3

1.2.6. Hàm lượng P ...................................................................................... 20

1.3. Các phương pháp phân tích ................................................................... 21

1.3.2. Ion amoni (NH4

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

1.3.1. Chỉ số pH ............................................................................................ 21 +) ............................................................................... 21 -) .................................................................................. 22 1.3.3. Ion nitrit (NO2

- ) ................................................................................ 23 3-) tự do .................................................................. 25

1.3.4. Ion nitrat (NO3

1.3.5. Ion photphat (PO4

1.3.6. Xác định photpho tổng số .................................................................. 25

1.4. Nguyên tắc của phương pháp trắc quang .............................................. 26

1.4.1. Nguyên tắc ......................................................................................... 26

1.4.2. Phương pháp đường chuẩn trong phép phân tích định lượng

bằng trắc quang ...................................................................................... 26

1.4.3. Ưu nhược điểm của phương pháp trắc quang .................................... 28

Chƣơng 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................ 29

2.1. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................. 29

2.1.1.Giới thiệu chung về lưu vực Đồng Cao [2]......................................... 29

2.1.2. Thí nghiệm mưa giả [2]...................................................................... 30

2.1.4. Số lượng mẫu lấy ............................................................................... 34

2.1.5. Ưu và nhược của hệ thí nghiệm mưa giả ........................................... 34

2.2. Thiết bị, dụng cụ, hoá chất thí nghiệm .................................................. 35

2.2.1. Thiết bị ............................................................................................... 35

2.2.2. Dụng cụ .............................................................................................. 35

2.2.3. Hoá chất ............................................................................................. 35

2.3. Quá trình thực hiện ................................................................................ 39

2.3.1. Quan trắc hiện trường ........................................................................ 39

2.3.2. Phân tích tại phòng thí nghiệm .......................................................... 40

+, NO2

-, NO3

-, PO4

Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................... 47 3- 3.1. Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng NH4

3.1.1. Xây dựng đường chuẩn của NH4

3.1.2. Xây dựng đường chuẩn của NO2

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

trong mẫu nước ......................................................................................... 47 + ...................................................... 47 - ...................................................... 49 - ...................................................... 53 3.1.3. Xây dựng đường chuẩn của NO3

3- ...................................................... 56

iii

3.1.4. Xây dựng đường chuẩn của PO4

3.2. Thảo luận kết quả .................................................................................. 59

3.2.1. Kết quả phân tích lấy tại 18 điểm thuộc 6 nhóm sử dụng các cách

bón phân bón khác nhau tại lưu vực Đông Cao ....................................... 59

3.2.2. Thảo luận kết quả phân tích ở lưu vực Đông Cao ............................. 63

KẾT LUẬN .................................................................................................... 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................... 70

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

PHỤ LỤC ...................................................................................................... 75

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Hàm lượng chất thải của con người do sinh hoạt đưa vào môi

trường qua nuớc thải [6], [45] ........................................................................... 5

Bảng 1.2. Hàm lượng tác nhân ô nhiễm N, P trong nước thải sinh hoạt tại đô

thị và nông thôn ở Ixrael [7], [43] ..................................................................... 6

Bảng 1.3. Các đặc tính trung bình của nước thải đô thị [4] ............................. 8

Bảng 1.4. Hàm lượng chất thải do hoạt động của con người [7] ...................... 9

Bảng 1.5. Một số đặc trưng của chất thải công nghiệp sữa [4] ......................... 9

Bảng 1.6. Một số đặc trưng của chất thải công nghiệp hoá chất [4] ................. 9

Bảng 1.7. Tiêu chuẩn chất lượng nước mặt, trích TCVN 5942-1995 [31] .... 17

Bảng 1.8. Tiêu chuẩn nước thải sinh hoạt, trích TCVN 6772 - 2000 [ 31] .... 18

Bảng 1.9. Tiêu chuẩn nước thải công nghiệp, trích TCVN 5945 - 1995 [31] 18

Bảng 2.1: Đặc tính các ô thí nghiệm ............................................................... 31

Bảng 2.2 : Dụng cụ đựng mẫu, điều kiện và thời gian bảo quản mẫu ............ 39

Bảng 3.1. Dãy dung dịch chuẩn để xây dựng đường chuẩn xác định NH4

Bảng 3.2. Xử lý thống kê kết quả phân tích mẫu giả của amoni (NH4

bằng hỗn hợp thuốc thuốc thử oxi hóa và phenat ........................................... 47 +-N/l) . 48 - - N/l Bảng 3.3. Dãy dung dịch chuẩn để xây dựng đường chuẩn xác định NO2

Bảng 3.4. Tương quan giữa mật độ quang và nồng độ Nitrit (NO2

Bảng 3.5 Xử lý thống kê kết quả phân tích mẫu giả của nitrit (NO2

bằng thuốc thử Azo - Dye ............................................................................... 50 - - N/l) ..... 50 - - N/l) .. 51 - - N/l Bảng 3.6. Dãy dung dịch chuẩn để xây dựng đường chuẩn xác định NO3

bằng thuốc thử Azo - Dye ............................................................................... 53 - - N/l) ..... 53 Bảng 3.7. Tương quan giữa mật độ quang và nồng độ Nitrat (NO3

Bảng 3.8. Xử lý thống kê kết quả phân tích mẫu giả của NO3 - N/l ............... 54

Bảng 3.9.Dãy dung dịch chuẩn để xây dựng đường chuẩn xác định photphat

......................................................................................................................... 57 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

3—P/l) ..... 57 3—P/l ............. 58

Bảng 3.10. Tương quan giữa mật độ quang và nồng độ Photphat (PO4

Bảng 3.11. Xử lý thống kê kết quả phân tích mẫu giả của PO4

Bảng 3.12. Kết quả phân tích hàm lượng N, P trên các ô 2, 7, 13 không sử

dụng phân bón ................................................................................................. 60

Bảng 3.13 . Kết quả phân tích hàm lượng N, P trên các ô 4, 11, 17 sử dụng

than sinh học .................................................................................................... 60

Bảng 3.14. Kết quả phân tích hàm lượng N, P trên các ô 1, 8, 16 sử dụng

phân chuồng .................................................................................................... 61

Bảng 3.15. Kết quả phân tích hàm lượng N, P trên các ô 5, 9, 18 sử dụng phân

chuồng + than sinh học. .................................................................................. 61

Bảng 3.16. Kết quả phân tích hàm lượng N, P trên các ô 3, 12, 15 sử dụng

phân chuồng ủ ................................................................................................. 62

Bảng 3.17. Kết quả phân tích hàm lượng N, P trên các ô 6, 10, 14 sử dụng

phân chuồng ủ + than sinh học ........................................................................ 62

Bảng 3.18. Biểu diễn hàm lượng đạm bị rửa trôi trong các ô bón các loại phân

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

khác nhau ......................................................................................................... 70

iii

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Dạng của đường chuẩn .................................................................... 27

Hình 2.1 : Toàn cảnh lưu vực Đồng Cao [2]................................................... 29

Hình 2.2 : Sơ đồ vị trí các ô trí nghiệm giả mưa ............................................. 31

Hình 3.1. Đường chuẩn xác định hàm lượng NH4

Hình 3.2. Đường chuẩn xác định hàm lượng NO2

Hình 3.3. Đường chuẩn xác định hàm lượng NO3

Hình 3.4. Đường chuẩn xác định hàm lượng PO4

+ và N-NO3

Hình 2.3 Thiết kế một ô giả mưa .................................................................... 33 +-N/l .................................. 48 —N/l .................................. 51 --N/l .................................. 54 3—P/l .................................. 57 - trong các ô Hình 3.5. Sự biến thiên hàm lượng trung bình N-NH4

+, N – NO2

mưa giả với các cách bòn phân khác nhau ...................................................... 64 - - và N-NO3 Hình 3.6. Sự biến thiên hàm lượng trung bình N-NH4

trong các ô mưa giả với các cách bòn phân khác nhau ................................... 65 3- và P tổng trong các ô Hình 3.7. Sự biến thiên hàm lượng trung bình P-PO4

mưa giả với các cách bòn phân khác nhau ...................................................... 66

Hình 3.8 : Hàm lượng đạm bị rửa trôi với các ô có cách bón phân khác nhau

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

tại lưu vực Đông Cao ...................................................................................... 71

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

HCBVTV : Hóa chất bảo vệ thực vật

VSV : Vi sinh vật

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

UV – VIS: Ultraviolet - Visible – Spetrum (Phổ tử ngoại và khả kiến)

MỞ ĐẦU

Vấn đề ô nhiễm các nguồn nước ngày càng trở nên nghiêm trọng do các

chất thải từ nhiều hoạt động phát triển kinh tế gây ra. Đặc biệt vấn đề ô nhiễm

dinh dưỡng đang làm cho chất lượng nước thay đổi theo chiều hướng bất lợi

cả cho mục đích sử dụng nước và các hệ sinh thái nước. Một trong những hậu

quả chính của ô nhiễm dinh dưỡng là hiện tượng phú dưỡng.

Phú dưỡng hóa được định nghĩa như là sự làm giàu nước quá mức bởi

những chất dinh dưỡng vô cơ cùng với dinh dưỡng có nguồn gốc thực vật.

Thông thường đó là muối nitrat và photphat. Phốt pho là yếu tố chính gây sự

phú dưỡng nước hồ [1]. Trong nước hồ bình thường, phốt pho là một yếu tố

giới hạn phát triển chung cho sinh vật phù du bởi vì nó tồn tại ở nồng độ thấp 3- hòa tan để phát dưới dạng hợp chất, sinh vật phù du có thể chỉ sử dụng PO4

triển. Phốt pho dạng hợp chất bị tảo hấp thụ, lại tiếp tục được tái sinh trở lại

sinh vật phù du qua đường bài tiết từ cá, động vật nổi và các hoạt động của vi

khuẩn. Đã có nhiều công trình nghiên cứu về hiện tượng phú dưỡng nước hồ

và đưa ra các chỉ số đánh giá mức độ phú dưỡng nước [1]. Tiêu chuẩn đánh

giá mức độ phú dưỡng nước hiện tại của cục Môi trường Mỹ áp dụng chủ yếu

dựa vào các tham số về tổng lượng các muối phốt pho, muối nitơ ngoài ra còn

có các tham số về chất diệp lục và độ trong suốt. Khi các tham số này vượt

một ngưỡng nào đó thì có thể kết luận được mức độ phú dưỡng của nước.

Nguyên nhân gây lên hiện tượng phú dưỡng trong nguồn nước ở các

vùng nông thôn Việt Nam.

Thứ nhất: Người dân nông thôn Việt Nam thường có thói quyen xây

nhà cửa của mình bên cạnh các kênh mương, ao hồ và xả luôn rác thải, nước

sinh hoạt hoặc đi cầu ngay trên các kênh mương đó.

Thứ hai: Nguồn dinh dưỡng dư lớn khác tạo lên sự dư thừa là do các

trang trại nuôi công nghiệp (đặc biệt là các trang trại nuôi tăng sản) chi phí Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

cho lao động dọn chuồng cao, những vùng nuôi gia súc ở xa vùng trồng trọt

nơi mà chất thải chăn nuôi dễ bị dư thừa…

Thứ ba: Truyền thống lâu đời của người Việt Nam là nền nông nghiệp.

Để tăng sản lượng người dân đã lạm dụng bón phân hóa học, phun thuốc trừ

sâu không theo tiêu chuẩn dẫn đến sự dư thừa các hàm lượng dinh dưỡng trên

bề mặt nước.

Thứ tư: Việc quản lí và khai thác rừng bị lơi lỏng không chặt chẽ dẫn

tới tình trạng phá rừng bừa bãi không tuân theo một quy hoạch nhất định làm

cho đất trên bề mặt bị rửa trôi, xói mòn [1].

Từ các nguyên nhân gây nên hiện tương phú dưỡng, chúng tôi đã

tìm cách cách khắc phục để phục hồi các nguồn nước bị phú dưỡng

hóa.Trong đề tài nghiên cứu chúng tôi quan tâm chủ yếu đến chất lượng

dinh dưỡng bị tiêu hao, xói mòn từ đất vào nước do tác động tự nhiên

(mưa, lũ) hoặc do con người (canh tác nông nghiệp hoặc hoạt động khác).

Chính vì vậy chúng tôi đã chọn đề tài: ―Nghiên cứu và khảo sát một số

thành phần dinh dưỡng trong mẫu nước thuộc thôn Đông Cao, xã Tiến

3-.

Xuân , huyện Thạch Thất, Hà Nội”.

+, NO2 -, NO3 -, T - P, PO4

+, NO2

Với đề tài trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu các nội dung như sau: -, PO4 3-, trong + Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng NH4 -, NO3 + Xác định hàm lượng các chỉ số NH4

nước thuộc thôn Đông Cao, Xã Tiến Xuân, Huyện Thạch Thất, Hà Nôi liên

tục theo thời gian.

+ Nhận xét, đánh giá các kết quả thu được.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

+ Rút ra kết luận.

Chƣơng 1

TỔNG QUAN

1.1. Nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nƣớc

Nước là đối tượng chịu ảnh hưởng mạnh nhất của con người và môi

trường, đã và đang bị sự ô nhiễm thêm ngày càng trầm trọng hơn. Nguyên

nhân chính là dân số tăng nhanh đòi hỏi về nhu cầu lương thực và thực phẩm

tăng theo cả về số lượng và tính đa dạng. Đối vời sản xuất nông nghiệp, gia

tăng dân số còn kéo theo sự sụt giảm bình quân diện tích đất tính theo đầu

người, tăng năng suất cây trồng trong năm đòi hỏi phải tăng đầu vào sử dụng

nhiều phân bón và hóa chất. Cùng với đó nhiêu cầu dịch vụ và các ngành sản

xuất phục vụ cho nhiêu cầu con người cũng tăng làm lượng nước thải đổ ra

nhiều gây ô nhiễm cho vùng và các thành phố. Trong nước thải có chứa nhiều

chất gây ô nhiễm, có thể chia thành các nhóm chính sau:

 Nhóm nước thải sinh hoạt: từ các khu dân cư đô thị, trường học, bệnh viện...

 Nhóm nước thải công nghiệp: từ các nhà máy hoá chất, dệt, nhuộm,

luyện kim, giấy, chế biến nông sản, thực phẩm, các lò giết mổ gia súc...

 Nhóm nước thải nông nghiệp: từ phân bón, hoá chất bảo vệ thực vật

(HCBVTV) các trang trại, đồng ruộng...

Các chất thải rất đa dạng và phức tạp, chúng tồn tại ở thể rắn, thể lỏng

và thể khí. Bao gồm các kim loại và phi kim, các đơn chất và hợp chất, các

chất vô cơ và hữu cơ, các chất độc, ít độc và không độc. Những chất thải này,

qua các quá trình phong hóa, biến đổi tạo thành các ion đi vào nguồn nước, cả

trong nước mặt, nước thải và nước ngầm.

1.1.1. Nguồn gốc các chất ô nhiễm hữu cơ, N và P trong nƣớc

Một trong những nguyên nhân gây ô nhiễm nguồn nước là các ion dinh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

dưỡng chứa N và P, chúng đi vào nguồn nước từ những ion hay được sinh ra

do các quá trình phân hủy sinh học và hóa học. Các ion dinh dưỡng có mặt

trong các nguồn nước chủ yếu do các nhóm chất thải sinh học, chất thải của

công nghiệp thực phẩm và chất thải của nông nghiệp đặc biệt là phân bón.

Trong thế kỉ này lượng phân bón sử dụng tăng nhanh chóng, ở Mỹ tới

trên 40kg phân vô cơ/người hàng năm. Nông dân miền Nam nước ta lại có

thói quyen bón phân quá liều, nhất là phân vô cơ đạm, lân, nitơ và photphat

hoạt động khác nhau trong đất. Nitrat tương đối lưu động do ưu thế về điện

tích âm hóa trị một trong dung dịch đất, vì thế chúng dễ dàng mất đi nếu thực

vật chưa kịp hút lấy. Photpho bị kết tủa dưới dạng muối sắt, canxi, nhôm, sau

đó chúng giải phóng rất chậm [1].

Tính tan của muối nitrat làm cho nông nghiệp trở thành nguồn nitơ

chủ yếu làm ô nhiễm nguồn nước ngọt. Owens (1970) cho rằng nông

nghiệp chiếm 71% khối lượng nitơ chảy xuống sông Great Ouse ở miền

Trung nước Anh so với 6,2 % lượng photpho. Khoảng 50% lượng nitơ (200

– 250kg/ha) từ phân bón khoai tây ở Đông Mỹ bị mất do nước ngầm. Còn ở

Đắclắc thì nông dân bón 600 kg N/ha cho cà phê đất đỏ vẫn không cho

năng suất cao hơn 200 kg N/ha [1]. Lượng nitơ dư thừa này đã đổ vào hồ

làm phú dưỡng hóa [1].

Nồng độ nitrat trong các sông luôn theo sát nồng độ trong các sông

nhánh. Nitrat có ít vào mùa hè, thậm chí khi bón phân cho các loại cây cối

đang phát triển, cây đã dùng hết lượng nitơ có khả năng sử dụng. Một lượng

nhỏ nước dịch chuyển xuống phía dưới đất trong mùa hè do nước bốc hơi

mạnh. Khi nước bay hơi kém đi vào mùa đông, nitrat bị lọc qua đất và lượng

nitrat trong nước sông tăng lên. Tốc độ mất nitơ giảm một lần nữa vào cuối

mùa đông do trữ lượng nitrat hòa tan bị cạn kiệt, nhiệt độ thấp đã làm nitrat

hóa. Mức độ nitrat hàng năm ở sông theo sát mức độ sử dụng phân bón hàng

năm trên lưu vực sông. Lượng phân bón này tăng nhanh chóng trong 2 thập kỉ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

cuối. Trong 8 dải sông ở miền Trung nước Anh độ tăng hàng năm vào khoảng

0,07 – 0,22 mg/l. Ở vùng nông thôn và trồng trọt phía Đông nước Anh tăng

khoảng 0,25 – 0,28 mg/l hàng năm [1]. Lượng photphat mất đi do lọc qua đất

nông nghiệp không đáng kể, photphat mất đi chủ yếu do bị bào mòn rửa trôi.

Việc trồng trọt trong nông nghiệp làm tăng độ bào mòn tự nhiên do đất

thường để trống vài tháng mà lại có mưa lớn trong năm. Photpho mất vào

nước tương đương 60% phân bón cho đất. Phần nhiều những photpho này này

bị liên kết chặt chẽ với các hạt đất và không thể sử dụng được ngay cả khi

chúng tới nước ngọt. Độ tan của photphat tăng lên khi các hạt đất trong nước

tạo thành bùn kị khí.

Nguồn dinh dưỡng khác tạo nên sự dư thừa này từ nông nghiệp là các

trang trại nuôi, đặc biệt là khi tăng sản. Chi phí cho lao động don chuồng cao

và những vùng nuôi gia súc lại ở xa vùng trồng trọt. Photpho do gia súc thải

ra nhiều gấp 4 lần bình thường do người thải ra. Mặt khác chất thải sinh hoạt

của con người, động vật và các trang trại chăn nuôi gia súc. Các hợp chất hữu

cơ từ những nguồn này bị phân huỷ dưới tác dụng của vi sinh vật (VSV), làm

cho nồng độ các ion dinh dưỡng tăng lên [24], [43].

Bảng 1.1. Hàm lƣợng chất thải của con ngƣời do sinh hoạt đƣa vào môi

trƣờng qua nuớc thải [6], [45]

STT Tác nhân gây ô nhiễm Hàm lƣợng (mg/l)

1 Tổng Nitơ (theo N) 612

Trong đó: N (hữu cơ) 40% (của tổng N)

N (vô cơ) 60% (của tổng N)

2 Tổng photpho (theo P) 0,84

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Trong đó: P (hữu cơ) 70% (của tổng P)

P (vô cơ) 30% (của tổng P)

Do sinh hoạt của dân cư đô thị và nông thôn khác nhau, nên hàm lượng

tác nhân ô nhiễm N và P trong nước thải cũng khác nhau

Bảng 1.2. Hàm lƣợng tác nhân ô nhiễm N, P trong nƣớc thải sinh hoạt tại

đô thị và nông thôn ở Ixrael [7], [43]

Hàm lƣợng mg/ngƣời/ngày

STT Tác nhân ô nhiễm

Đô thị (1) Nông thôn (2)

1 Tổng nitơ (theo N) 5,18 7,00

2 Tổng photpho (theo P) 0,68 1,23

Trong đó: (l)- Số liệu lấy từ 62 đô thị (2,1 triệu dân), với lượng nước sử

dụng trung bình là 100 lít/người /ngày. . .

(2)- Số liệu bao gồm nước thải sinh hoạt và nước thải từ các chuồng

trại chăn nuôi, tính trung bình từ 267 làng (96880 dân), lượng nước sử dụng

trung bình là 250 lít/người/ngày. Nguồn nước thải đô thị chủ yếu là nước mưa

và nước sinh hoạt gia đình đã qua sử dụng thải ra, một phần là nước thải của

các cơ sở công nghiệp xen lẫn trong các khu dân cư đô thị. Tùy theo mức độ

xử lí, nước thải công nghiệp sẽ được hòa vào hệ thống thoát nước chung hay

hệ thống thoát nước riêng [4].

Khi nước thải công nghiệp đã xử lí đạt mức được phép thải vào hệ

thống thoát nước chung, được gọi chung là nước thải đô thị [4]. Nước thải đô

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thị có các đặc tính trung bình chỉ ra ở bảng l .6.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Bảng 1.3. Các đặc tính trung bình của nƣớc thải đô thị [4]

Các tham số Hàm lƣợng Phần lắng gạn đƣợc

pH - 7,5  8,5

Tách khô (mg/l) 10% 1000  2000

Cặn lơ lửng (SS) (mg/l) 15  200 50  60%

BOD5 (mg/l) 100  400 20  30%

COD (mg/l) 300  1000 20  30%

Tổng cacbon hữu cơ (TOC) (mg/l) - 100  300

+-N (mg/l)

Tổng nitơ Kjeldahl (NTK) (mg/l) 10% 30  100

--N (mg/l)

0% NH4 20  80

--N (mg/l)

< 1 0% NO2

< 1 0% NO3

Chất tảy rửa (mg/l) 0% 6  13

P (mg/l) 10% 10  25

Trong khi nước thải đô thị và dân dụng có đặc tính ít thay đổi, thì nước

thải công nghiệp có đặc tính rất khác nhau. Nước thải công nghiệp thường có

chứa các chất ô nhiễm với tỉ lệ rất lớn, vì thế cần có biện pháp xử lí riêng biệt

cho mỗi ngành công nghiệp. Vấn đề cơ bản là hoàn thiện các quá trình sản

xuất và tổ chức chu trình xử lí [33].

Tỉ số COD/BOD của nước thải dân dụng và đô thị thường dao động

trong khoảng 2  2,5 trong khi đó tỉ số này đối với nước thải công nghiệp biến

đổi rất nhiều, thậm chí lên tới 10 [4]. Nước thải công nghiệp không có đặc Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

điểm chung, mà phụ thuộc vào từng ngành sản xuất. Một số dữ liệu đưa ra

trong các bảng dưới đây.

Bảng 1.4. Hàm lƣợng chất thải do hoạt động của con ngƣời [7]

STT Nguồn chất thải Chất ô nhiễm Hàm lƣợng

1 N tổng 6  12 mg/người/ngày Sinh hoạt NH4 60% của N tổng

2 N hữu cơ 73,2mg/l Chế biến sữa P 59,0mgl

3 Lò mổ trâu, bò N hữu cơ 154mg/l

Bảng 1.5. Một số đặc trƣng của chất thải công nghiệp sữa [4]

Thể tích BOD Huyền phù Phân xƣởng Lít nƣớc/lít sữa (mg/l) (MES) mg/l

Sữa uống và sữa chua 50 1  25 120  300

Sữa bột và bơ 30 1  3 80  300

Cazein 100 2  4 400  500

Phomat 100 2  3 400  900

120 Nhà máy nhiều chức năng 2  6 300  750

Bảng 1.6. Một số đặc trƣng của chất thải công nghiệp hoá chất [4]

Ngành công nghiệp Ô nhiễm

NH3 1 4g NH4HCO3, 0,21g metanol

Urê 0,10,5g/l NH3, 0,52g/l urê

Supephotphat H2SO4, HF, SiF6H2; H3PO4, thạch cao, bùn

H3PO4 SiO2, CaF2, Ca3(PO4)2

Công nghiệp dược Chất hữu cơ hoà tan, chất kháng sinh

Thuốc tẩy, bột giặt

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ABS, LAS, tripolyphotphat, rượu no chứa sunfat, SO4

Ở nước ta, khoảng 90% cơ sở sản xuất và hầu hết các khu công nghiệp

chưa có hệ thống xử lý nước thải. Các nhà máy, xí nghiệp chỉ tiến hành xử lý

sơ bộ rồi thải thẳng ra môi trường, do đó đã gây ô nhiễm các nguồn nước mặt,

mương dẫn nước và các dòng sông. Nước thải của các ngành công nghiệp, sản

xuất phân bón, thực phẩm, chế biến thủy hải sản, luyện cốc... không những

làm tăng hàm lượng các ion dinh dưỡng vô cơ trong nước mà còn làm tăng

hàm lượng nhiều chất ô nhiễm nguy hiểm khác. Các cơ sở sản xuất công

nghiệp ở các tỉnh Cao Bằng, Bắc Cạn, Thái Nguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh, là

nguyên nhân chính gây ô nhiễm cho sông Cầu [21].

+ - N/l). Trong khi đó nồng độ NH4

+ (< 0,05 mg NH4

Trong nước tự nhiên, vùng không bị ô nhiễm chỉ chứa một lượng nhỏ + trong nước thải của NH4

các khu công nghiệp chế biến thực phẩm và nước thải sinh hoạt có thể lên tới

+ - N/l. Theo qui định của Hà Lan, nước thải có hàm lượng + -N/1 đã được xem là ô nhiễm nặng. Cũng trong nước tự -- N/1, nồng

- thường < 5 mg NO3

10  100 mg NH4 + > 5 mg NH4 NH4

nhiên, vùng không bị ô nhiễm nồng độ NO3

độ photphat < 0,01 mgP/1, do đó ít gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người và

khoảng 0,5 mg NO3

-- N/1, nồng độ photphat có thể tới 0,5 mgP/1 hoặc cao hơn

môi sinh. Ví dụ, nước sông Mekong, vùng không bị ô nhiễm có nồng độ nitrat -- N/1, nồng độ photphat khoảng 0,05 mgP/1 hoặc nhỏ - có thể lên hơn [47], [49, [50]. Trong khi đó, ở vùng bị ô nhiễm, nồng độ NO3

tới 10 mg NO3

Cùng với nó việc quản lý rừng có thể ảnh hưởng cục bộ tới dinh dưỡng

ở trong sông. Một khu rừng ở Mỹ được chặt và bỏ không, người ta ngăn ngừa

cây mọc lại bằng thuốc và thấy lượng nitrat tăng gấp 50 lần so với rừng không

bị chặt. Ở một số nước người dân thường bón phân cho rừng và điều đó có thể

dẫn đến sự phú dưỡng hóa cục bộ. Photphat được bón cho các cây non mới

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

trồng trong các cánh rừng mới, việc trồng cây gây rừng có thể gây ra sự tăng

độ phì nhiêu trong lưu vực nội địa [1]. Việt Nam là một nước nông nghiệp,

theo các nghiên cứu: một lượng lớn photphat, amoni, nitrat, được sử dụng làm

phân bón trong trồng trọt. Lượng phân dư thừa do cây cối không hấp thụ hết,

bị giữ lại trong đất, một phần bị rửa trôi vào các nguồn nước mặt và nước

ngầm. Người ta đã xác định được rằng, trong điều kiện lí tưởng về nhiệt độ,

thời tiết và kỹ thuật chỉ có 50  70% lượng phân bón được cây sử dụng

2  20% bị mất do bay hơi, 15  20% được giữ lại trong đất do liên kết với

các hạt sét, hạt keo, 2  10% bị rửa trôi đi vào các nguồn nước [1]. Trong

điều kiện nóng ẩm cùng với nghề trồng lúa nước ở nước ta, thì tỉ lệ rửa trôi và

mất mát chắc chắn còn lớn hơn rất nhiều.

Tóm lại, các chất ô nhiễm hữu cơ, N và P trong nước mặt và nước thải,

có xuất xứ bởi nhiều nguyên nhân và tồn tại ở nhiều dạng khác nhau, nguyên

nhân chủ yếu là do con người. Nếu con người không biết cách khắc phục nó

sẽ để lại nhiều hậu quả mà nếu khắc phục chúng ta phải mất một thời gian dài.

Trên đây chúng tôi sẽ đề cập đến các hậu quả mà chúng ta có thể nhìn thấy từ

sự ô nhiễm:

1. Sự đa dạng các loài sinh vật giảm đi, loại thống trị thay đổi.

2. Sinh khối thực vật và động vật tăng lên.

3. Độ đục tăng lên.

4. Tốc độ lắng tăng, tuổi thọ tối đa của hồ giảm.

5. Nguồn nước bị thiếu oxy.

Từ các hậu quả trên là các vấn đề con người phải đối mặt.

1. Xử lý nước uống khó khăn, nước có thể có mùi và không thể chấp

nhận được.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2. Nước có thể gây hại cho sức khỏe với con người và sinh vật.

3. Giảm giá trị vui chơi giải trí .

4. Tốc độ dòng chảy thay đổi, đi lại và vận chuyển có sự cản trở.

5. Các loại động vật có giá trị thương mai (cá nước ngọt…) có thể

bị mất đi [1].

Nhận thấy các hậu quả mà con người phải đối mặt cho thấy, việc quản

lí và bảo vệ môi trường cần phải được thực hiện nghiêm túc. Nếu việc quản lí

môi trường còn lơi lỏng, thì tình trạng ô nhiễm môi trường sẽ ngày càng trầm

trọng hơn [1].

1.1.2. Sự chuyển hóa các chất ô nhiễm hữu cơ, N và P trong nƣớc.

Các chất hữu cơ trong nước thải sinh hoạt chủ yếu gồm: protein

(40  50%), hiđratcacbon (40  50%) và chất béo (5  10%). Đa số trong đó

là các hợp chất dễ phân hủy sinh học, một số phân hủy chậm, và có khoảng

20  40% khó hoặc không bị phân hủy bởi VSV. Các chất có khả năng phân

hủy sinh học là: đường, protein, phenol, một số trường hợp gồm cả

- + bị chuyển hoá thành NO2 Do sự biến đổi sinh học và hoá học, ion NH4 -. Nitrat là sản phẩm cuối cùng của sự phân huỷ các hợp chất hữu cơ

formaldehyt, anilin, thuốc tẩy rửa và hidrocacbon thơm.

và NO3

chứa N có trong chất thải của người và động vật :

Hợp chất hữu cơ (chứa N) (1.1)

+ về NO2

Như vậy, khi hàm lượng các chất ô nhiễm hữu cơ nhỏ, các quá trình tự nhiên

có thể tự làm sạch chúng. Tuy nhiên, quá trình oxi hóa (l.l) xảy ra rất chậm, - cần 15 ngày, còn để - cần 40 ngày. Tốc độ của quá trình oxi hóa này trong điều kiện thường, để oxi hóa 10 mg NH4 - về NO3

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

oxi hóa 10 mg NO2 phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ. Trong khoảng từ 9  26oC quá trình này thay đổi rất ít, nhưng ở nhiệt độ < 90C tốc độ oxi hóa xảy ra cực kỳ chậm, còn ở 00C quá trình nitrit hóa hầu như bị đình trệ hoàn toàn.

Các hợp chất P tan trong nước, tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau, chủ

yếu là các polyphotphat và octophotphat. Các polyphotphat thường có công

thức chung dạng thẳng Mn+2PnO3n+l và dạng vòng (MPO3)n. Trong công

nghiệp chất tẩy rửa, người ta hay sử dụng các loại Na5P3O10, Na4P2O7 hoặc dạng trimetaphotphat (NaPO3)5. Chẳng hạn, trong thành phần của chất tẩy rửa

có tới 25  45% Na5P3O10, ngoài ra còn có Na4P2O7, Na3PO4 với một tỉ lệ

đáng kể. Khi thải vào môi trường, các chất này có thể tự phân hủy nhờ phản

ứng thủy phân, dưới tác dụng của vi sinh vật (VSV) thành octophophat [4],

[8].

(1.2) P3O10 2HPO4

Hoặc: (1.3)

2- + H2PO4 2- 4- + 2H+ 3- + 6H+

(1.4)

5- + 2H2O 4- + H2O 5- + H2O 4- + 3H2O

P2O7 2P3O10 2HPP4 3P2O7

3P2O7 6PO4

Tốc độ của các quá trình này tăng theo nhiệt độ và độ axit của môi

trường [5]. Các octophotphat sau đó được đồng hóa bởi các thực vật phù du và

tạo thành các hợp chất photpho hữu cơ. Các thực vật phù du lại bị đồng hóa bởi

các động vật phù du và thải ra các dạng P vô cơ để tiếp tục chu kỳ [54].

Trong nước ô nhiễm có chứa nhiều chất hữu cơ có khả năng phân huỷ

sinh học thì chỉ số BOD cao, chỉ số oxy hòa tan DO thấp. Khi lượng oxy hòa

tan quá thấp (DO < 2 ppm), các VSV sẽ lấy oxy của các hợp chất chứa oxy có

trong nước để thực hiện phản ứng khử yếm khí [8]:

S (1.5)

Ví dụ: SO4

(1.6) C6H12O6 + 4NO3 2N2 + 6O2 + 6H2O

4NO3 2N2 + 3CO2 + 2CO3

(1.7) 2- (1.8) H2S - - + 5[C] - + 5[S] + 2CaCO3 6NO3 3N2 + 2CO2 + 2CaSO4 + 3SO4

Trong đất, một phần HCBVTV bị phân hủy và được cây hấp thụ, phần

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

còn lại tồn lưu và di chuyển đi vào các mạch nước ngầm. Lượng thuốc tồn dư

trong đất bị phân giải dần dưới tác động của các quá trình hoá học, sinh học

và lí học. Sản phẩm phân giải thường ít độc hơn, nhưng cũng có trường hợp

sinh ra chất độc hơn, chẳng hạn thuốc DDT bị thuỷ phân dưới tác dụng của

VSV tạo thành diclodiphenyldicloetan (DDD) độc hơn DDT [8].

1.1.3. Tác hại của các chất ô nhiễm chứa N, P và ô nhiễm hữu cơ

Nhìn chung, các ion photphat ít hoặc không gây độc hại với sức khỏe

con người [20], [54]. Nhưng ở dạng hữu cơ, nhất là các hợp chất có trong

thành phần của HBBVTV và sản phẩm y tế, thì gây nhiều tác hại cho con

người và môi trường. Một số loại bị phân hủy khá nhanh, một số khác lại rất

bền vững, tồn lưu lâu và tích lũy trong nông sản, thực phẩm [35]. Các chất

thải có nguồn gốc từ HCBVTV thường tồn lưu lâu trong môi trường, khó bị

phân giải sinh học thành các sản phẩm vô hại, nên dễ tập trung vào cá, tôm và

các thực vật nước, gây hại cho con người khi sử dụng chúng [29].

HCBVTV phân giải rất chậm nếu lượng thuốc tồn dư lớn, nhất là ở loại

đất có hoạt tính sinh học kém như đất cát. Do đó, thuốc dễ bị rửa trôi, gây ô

nhiễm các nguồn nước, cả nước mặt và nước ngầm. Như vậy, các sinh vật và

VSV có ích sống trong đất và nước cũng chịu những ảnh hưởng có hại, ở mức

độ ô nhiễm nặng có thể bị hủy diệt hoàn toàn.

Trong số các chất độc nguy hại vào bậc nhất phải kể đến đioxin. Theo

cách nhìn của hóa học, đioxin được hiểu là tập hợp các chất đồng đẳng, đồng

phân của các hợp chất hữu cơ halogen tuần hoàn sinh học. Chất này được phát

hiện và nghiên cứu từ những năm 1956-1957. Ngoài dạng chất độc màu da

cam được rải trong chiến tranh, đioxin còn chứa trong các chất thải rắn, trong

các ngành công nghiệp hóa dầu, công nghiệp quân sự và công nghiệp giấy.

Khi cơ thể bị nhiễm chất độc đioxin, sẽ gây nhiều tác hại nguy hiểm, vì đioxin

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

có hoạt tính tương tự như chất phóng xạ, gây ung thư do đột biến gen, phá vỡ

hoạt động của tế bào, gây rối loạn các tuyến nội tiết: hoocmon, giáp trạng,

tụy, và tuyến sữa [33], [34].

Hầu hết các chất thải hữu cơ là thức ăn của VSV, vì thế khi có nhiều

thực phẩm đó (chỉ số BOD cao) thì VSV phát triển mạnh. VSV vừa tiêu thụ

''thực phẩm chất thải'' vừa tiêu thụ oxy tan trong nước (DO). Khi lượng oxy

tan trong nước bị tiêu thụ quá nhanh, lượng oxy tan từ không khí vào không

kịp bù đắp, gây ra thiếu oxy hòa tan trong nước, DO giảm mạnh. Do đó

những động vật thủy sinh như cá, tôm, và các VSV hiếu khí cần oxy để sống

sẽ bị chết, còn các VSV yếm khí lại có điều kiện phát triển mạnh, chúng phân

hủy các chất thải thành những sản phẩm độc hại có mùi hôi thối, khó chịu. Vì

vậy nước đã bị ô nhiễm càng bị ô nhiễm nặng hơn [10], [20].

Các ion dinh dưỡng thực tế không độc hoặc ít độc, nhưng sự có mặt

của chúng trong nước mặt và nước thải là nguồn ''thức ăn'' của rong tảo

[20, 38], khi hàm lượng các ion này cao, rong tảo phát triển rất mạnh, nước

có màu xanh, độ nhớt tăng lên, gây tắc nghẽn dòng chảy. Đó là hiện tượng

phú dưỡng hay phì dưỡng (Eutrophication). Những lớp rong tảo sống gần

mặt nước, cản trở ánh sáng mặt trời rọi xuống lớp rong tảo ở dưới, gây hạn

chế quá trình quang hợp, giảm hàm lượng DO, rong tảo phía dưới bị chết.

Khi rong tảo chết lại cần một lượng lớn oxy để phân hủy, vì thế lượng oxy

đã ít lại càng ít hơn. Đó là nguyên nhân làm cho các VSV hiếu khí không

phát triển được hoặc bị chết, còn các VSV yếm khí càng hoạt động mạnh

hơn và gây ô nhiễm nguồn nước nặng hơn [20]. Hiện tượng phú dưỡng phụ

thuộc vào dòng nước sạch, chu kỳ dinh dưỡng, sự pha loãng nguồn nước và

+ cao ảnh hưởng đến sự phát triển của cá, gây kích thích

sự đối lưu giữa các lớp nước [8], [54].

Hàm lượng NH4

mạnh cơ quan hô hấp, co giật và dẫn đến chết. Nếu hàm lượng chưa đủ liều gây

chết LD (Lethal dose), sẽ làm giảm khả năng sinh sản của chúng. Với hàm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

+ -N < 0,3 mg/1 và NO2

--N < 0,0 l mg/1 thì không gây nguy hại cho + tích luỹ và gây

lượng NH4

các loài cá [57]. Đối với người, khi xâm nhập vào cơ thể, NH4

những biến đổi trong quá trình trao đổi, chuyển hóa các chất, đồng thời làm

tăng pH của cơ thể người [5]. Khí NH3 là chất kích thích, tác động lên mắt,

- với hàm lượng cao có thể gây hại cho sức

mũi, họng và phổi, bào mòn niêm mạc miệng, thực quản và dạ dày [10].

- nhất là ion NO2

Ion NO3

khoẻ con người, đặc biệt là bệnh thiếu máu. Ngoài ra, sự dư thừa nitrat có thể

- trong nước uống không được vượt quá 10 mg NO3

dẫn đến sự tạo thành nitrosamin một hợp chất gây ung thư đường tiêu hoá.

NO3

Theo Tổ chức y tế thế giới WHO (World Health Organization) hàm lượng --N/1 [55], [57] hay --N trong nước uống không được vượt quá 9 nồng độ cho phép của ion NO3

mg/1. [10], [45]...

Nitrit là chất rất độc, mặc dù nó ít bền, dễ bị oxi hoá thành nitrat. Khi

xâm nhập vào cơ thể, nitrit đi vào máu, kết hợp với hemoglobin (có trong

hồng cầu là phần tử có chức năng vận chuyển oxi trong cơ thể), chuyển hóa

thành methemoglobin, cuối cùng thành methemoglobinamin là chất ngăn cản

việc liên kết và vận chuyển O2, gây bệnh thiếu O2 trong máu và phát sinh

- + 2H2O

- + O2

(1.9) bệnh máu trắng [8], [45, [46]: 4HbFe2+O2 + 4NO2 4HbFe3+OH + 4NO3

(hemoglobin) (methemoglobin)

Nitrit có thể nitro hoá các amin và amit trong môi trường axit yếu thành

các nitrosamin, là nguyên nhân gây bệnh ung thư và quái thai...[8]

R2NH + HNO2 R2N-NO + H2O (1.10)

Các nitrat và nitrit hữu cơ là các este của axit HNO3 và HNO2, trong

phân tử có một vài nhóm -ONO2 hoặc -NO2. Khi nhiễm vào cơ thể người,

chúng cũng oxy hóa hemoglobin thành metahemoglobin gây bệnh chóng mặt,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nhức đầu, hạ huyết áp .

Sự gia tăng hàm lượng N, P vô cơ là nguyên nhân gây nên hiện tượng

phú dưỡng nguồn nước mặt, thúc đẩy sự phát triển mạnh của các loài thực vật

bậc thấp (rong, tảo) và các thực vật bậc cao [21]. Khi nồng độ P tổng ≤ 0,5

mg/1 và nồng độ octophotphat < 0,05 mg/1 thì không thể xảy ra hiện tượng

phú dưỡng [54].

1.1.4. Tiêu chuẩn đánh giá mức độ ô nhiễm các nguồn nƣớc

Để đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nước, các quốc gia và các tổ chức

hữu trách của Liên hiệp quốc (UN) đã xây dựng các bộ tiêu chuẩn riêng. Dưới

đây là một số tiêu chuẩn Việt nam:

Bảng 1.7. Tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc mặt, trích TCVN 5942-1995 [31]

Giá trị giới hạn (mg/l) STT Thông số Đơn vị A B

mg/l 1 pH 6,00  8,50 5,50  9,00

> 6 > 2

mg/l < 4 < 25 2 DO 3 BOD5 (200C)

mg/l 4 COD < 10 < 35

+ - N

mg/l 0,05 1 5 NH4

mg/l 20 80

mg/l 10 15 7 NO3

mg/l 6 Chất rắn lơ lửng - -N - -N 0,01 0,05

mg/l 8 NO2 9 CN- 0,01 0,05

mg/l 10 DDT 0,01 0,01

Trong đó:

Mục A áp dụng đối với nước mặt có thể dùng làm nguồn cấp nước sinh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

hoạt (nhưng phải qua quá trình xử lý theo quy định).

Mục B áp dụng đối với nước mặt dùng cho các mục đích khác. Nước

dùng trong nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản có quy định riêng.

Nhìn chung ion photphat không gây độc hại đối với sức khoẻ con người.

Nhưng, ở dạng hữu cơ nhất là các hợp chất trong thành phần của HCBVTV

và sản phẩm y tế thì gây nhiều tác hại cho con người và môi trường. Một số

loại bị thuỷ phân khá nhanh, nhưng một số khác lại rất bền vững, tồn lưu lâu

và tích lại trong nông sản, thực phẩm.

Bảng 1.8. Tiêu chuẩn nƣớc thải sinh hoạt, trích TCVN 6772 - 2000 [ 31]

STT Thông số ô nhiễm Đơn vị

1 2 BOD5 (200C) 3 4 NO3 3- PO4 5 6 Dầu mỡ (thực mg/l mg/l Sunfua (theo H2S) mg/l mg/l mg/l mg/l Giới hạn cho phép Mức III 59 40 3,0 40 10 20 Mức IV 59 50 4,0 50 10 20 Mức II 59 30 1,0 30 6 20 Mức I 59 20 1,0 30 6 20 Mức V 59 200 KQĐ KQĐ KQĐ 100

phẩm) Chú thích: KQĐ (Không quy định)

Bảng 1.9. Tiêu chuẩn nƣớc thải công nghiệp, trích TCVN 5945 - 1995 [31]

Giá trị giới hạn (mg/l) STT Thông số A B

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

1 2 3 4 5 6 7 6  9 20 50 0,2 4 30 0,1 5,5  9,0 50 100 0,5 6 60 1 C 5  9 100 400 1 8 60 10 pH BOD5 (200C) COD P(hữu cơ) P (tổng ) N (tổng) +--N NH4

Trong đó: A là loại nước thải có thể đổ vào các khu vực dùng làm

nguồn cấp nước sinh hoạt. B là loại nước thải có thể đổ vào các khu vực dùng

cho các mục đích giao thông thuỷ, tưới tiêu, bơi lội, nuôi trồng thuỷ sản, trồng

trọt. Các nguồn nước thải có giá trị các thông số lớn hơn giá trị tại cột B,

nhưng nhỏ hơn giá trị tại cột C chỉ được đổ vào nơi quy định. Còn nguồn

nước thải có các giá trị thông số lớn hơn các giá trị tại cột C thì không được

phép thải ra môi trường.

1.2. Một số chỉ tiêu đánh giá chất lƣợng nƣớc

1.2.1. Chỉ số pH

Đây là chỉ tiêu cần kiểm tra đối với chất lượng nước cấp và nước

thải. Giá trị pH của nước có ảnh hưởng quan trọng tới thành phần các chất

trong nước, ảnh hưởng đến các quá trình lý học, hóa học và sinh học xảy ra

trong nước.

1.2.2 Độ dẫn điện

Độ dẫn điện của nước liên quan đến sự có mặt của các ion trong nước.

2-, NO3

-, PO4

Các ion này thường là muối của kim loại như NaCl, KCl, SO4

v.v...Tác động ô nhiễm của nước có độ dẫn điện cao thường liên quan đến

tính độc hại của các ion tan trong nước.

Độ dẫn (hoặc nồng độ muối) cũng rất quan trọng. Nó đóng vai trò là

đại lượng chỉ thị tỷ lệ của các nguồn thải có tính chất khác nhau. Nó cũng

quyết định đến sự thống trị của một số loài vi sinh vật và sinh vật này so với

một số loài khác.

+

1.2.3. Hàm lƣợng amoni NH4

+ xuất hiện do quá trình hoạt động

Ion amoni là một trong những yếu tố giới hạn đặc trưng cho độ độc hại

+ được tạo thành do quá trình khử

của nguồn nước. Trong nước ngầm NH4

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

của vi khuẩn. Trong điều kiện yếm khí NH4

chất hữu cơ. Ion amoni có trong nước thải sinh hoạt và nước thải các ngành

công nghiệp hoá chất, phân đạm, luyện kim, hoá dầu...

-

1.2.4. Hàm lƣợng nitrit NO2

Nitrit là sản phẩm trung gian của quá trình oxy hoá sinh hoá amoniac

hoặc khử nitrat. Sự xuất hiện của nitrit chứng tỏ nước bị nhiễm bẩn các loại

phế thải sinh hoạt của người và động vật. Nitrit là chỉ tiêu giới hạn đặc trưng

cho độ độc hại của nước.

Trong nguồn nước mặt, nitrit là nguồn chất dinh dưỡng cho phù du

thực vật, dễ gây ra hiện tượng phú dưỡng.

-

1.2.5. Hàm lƣợng nitrat NO3

Nồng độ nitrat (NO3

-) là chỉ tiêu giới hạn đặc trưng cho độ độc hại của - trong nước mặt lớn chứng tỏ nguồn nước đã bị nhiễm - trong nước mặt để đánh giá quá

nước. Hàm lượng NO3

bẩn phế thải sinh hoạt. Việc xác định NO3

- trong nước lớn hơn 0,3 mg/l các loại tảo sẽ phát

trình tự làm sạch nguồn nước.

Khi hàm lượng NO3

triển mạnh, gây hiện tượng phú dưỡng, khi lớn hơn 10 mg/l gây nguy hại đến - có nhiều trong nước thải công nghiệp hoá chất, sơn sức khoẻ con người. NO3

tổng hợp, thuỷ tinh, in tráng ảnh và nước thải sinh hoạt.

1.2.6. Hàm lƣợng P

Theo quy định của Cục bảo vệ môi trường Mỹ (US EPA- 1986) về chất

lượng nước mặt, hàm lượng photphat không được vượt quá 0,05 mg P/1.

Trong các hồ chứa, chỉ nên duy trì nồng độ photphat nhỏ hơn 0,025 mg P/1.

Các dòng dẫn nước có nồng độ photphat > 0,l mg P/1 thì không được đổ vào

các hồ chứa, vì rong tảo sẽ phát triển mạnh, gây ô nhiễm. Các nguồn nước

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

mặt có nồng độ photphat trong khoảng 0,01  0,03 mg P/1 thì được coi là

không bị ô nhiễm, vì khi đó rong tảo không phát triển được, các quá trình sinh

học tự nhiên có thể tự làm sạch chúng

1.3. Các phƣơng pháp phân tích

1.3.1. Chỉ số pH

a, Xác định pH của nước bằng phương pháp điện cực

Phương pháp này dựa trên việc đo sự thay đổi thế năng xuất hiện giữa

bề mặt tiếp xúc bên ngoài của màng điện cực thuỷ tinh và bề mặt màng điện

cực phía trong với dung dịch chuẩn.

b, Xác định pH của nước bằng phương pháp so màu

Khi thêm vào nước mẫu một lượng chất chỉ thị thích hợp thì màu sắc

dung dịch tạo nên sẽ phụ thuộc vào pH nước mẫu, đem so sánh màu tạo nên

với thang màu tiêu chuẩn sẽ biết được pH nước mẫu.

+)

1.3.2. Ion amoni (NH4

a) Phương pháp chuẩn độ gián tiếp:

+ được đun với kiềm thì NH3 sẽ bay hơi và

Khi dung dịch chứa NH4

lượng kiềm thừa được chuẩn độ bằng axit, từ đó sẽ suy ra được lượng tiêu tốn

+ trong mẫu. + lớn trong

để đẩy NH3. Dựa vào định luật đương lượng để tìm ra nồng NH4

Tuy nhiên phương pháp này chỉ dùng khi xác định hàm lượng NH4

nước với độ chính xác không cao.

+ tác dụng với thuốc thử Nestler tạo thành phức hợp dạng keo

b) Phương pháp trắc quang sử dụng thuốc thử Nestler:

Ion NH4

màu nâu đỏ có công thức NH2Hg2I3 và Hg2ONH2I.

+ + 2K2[HgI4] + 4KOH  Hg2ONH2I +7KI +3H2O

NH4

So màu dung dịch thí nghiệm và thang màu tiêu chuẩn sau khi thêm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thuốc thử 15 phút ở trên máy so màu ở bước sóng 400 – 425 nm.

+ phản ứng với

c) Phương pháp trắc quang sử dụng thuốc thử Phenat:

Trong môi trường kiềm (pH = 10,5 - 11,5) ion NH4

hipoclorit (ClO-) tạo thành monocloamin (NH2Cl).

NH3 + ClO-  NH2Cl + OH-

Và khi có mặt phenol với chất xúc tác là natrinitroprusside

(Na2[Fe(CN)5NO]) sẽ sinh ra một phức màu xanh: Indo - phenol.

+ trong dung dịch.

Sau đó xây dựng đường chuẩn với  = 640 nm. Cường độ màu tỷ lệ với

hàm lượng NH4

-)

1.3.3. Ion nitrit (NO2

a) Phương pháp chuẩn độ thể tích bằng KMnO4

- thành NO3

- bằng - bằng dung dịch KMnO4. Điểm cuối

Phương pháp này dựa trên cơ sở oxy hoá NO2

KMnO4. Bởi vậy, có thể chuẩn độ NO2

của quá trình chuẩn độ được nhận biết khi xuất hiện màu tím nhạt của một

giọt KMnO4 dư.

b) Phương pháp trắc quang sử dụng thuốc thử Gris - Ilos

- đã xuất hiện mầu hồng.

Cơ sở của phương pháp dựa trên phản ứng tạo hợp chất azo mầu hồng

Phản ứng này rất nhạy chỉ cần lượng vết NO2

Độ loãng tối thiểu: 0,01g, nồng độ giới hạn 1,5.10-6, độ loãng giới hạn 5.10-6.

Các ion Fe, Sb, Ag, Hg cản trở phản ứng này.

Hợp chất Azoic màu hồng có bước sóng hấp thụ cực đại max = 520 nm.

c)Phương pháp so màu Azo-Dye

Phương pháp này tương tự như phương pháp Gris - Ilos dựa trên phản

ứng tạo hợp chất Azo mầu hồng ở pH=1,5 - 2 của ion NO2 với thuốc thử là

hỗn hợp Sulfanilamide (H2N-C6H4- SO2NH2) và N-(1- Naphthy

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ethylendiamine dihydrochloride (C12H10Cl2N2).2HCl.

Hợp chất Điazo

Hợp chất azo

Phổ hấp thụ nằm trong khoảng bước sóng từ 450 – 650 nm, cực đại hấp

thụ tại 540 nm.

- )

1.3.4. Ion nitrat (NO3

- tác dụng với axit đisunfophenic tạo thành axit nitrophenol

a) Phương pháp trắc quang sử dụng thuốc thử phenolđisunfonic

Ion NO3

đisunfonic. Axit này trong môi trường kiềm sẽ tạo thành một muối có màu

vàng. Xây dựng đường chuẩn với  = 410 nm. Cường độ màu tỷ lệ với hàm

lượng NO3

- ở 1000C tạo

b) Phương pháp trắc quang sử dụng thuốc thử Brucxin

Brucxinsunfat trong môi trường H2SO4 13N kết hợp với NO3

- trong nước từ

phức màu vàng có độ hấp thụ cực đại tại  = 410 nm.

-).

Phương pháp này có thể xác định được nồng độ NO3

0,1 mg/l - 10 mg/l N(NO3

c) Phương pháp trắc quang sử dụng cột khử Cd

- trong mẫu được khử định lượng thành NO2

- qua cột Cd có phủ Cu - được tạo ra phản ứng với sunfanilamit trong môi trường axit

NO3

kim loại. NO2

tạo thành hợp chất điazo, hợp chất này lại phản ứng với naphtylenđiamin tạo

thành hợp chất azo, có màu hồng, mật độ quang của chất tạo thành được đo

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

tại bước sóng  = 543 nm .

Hợp chất Điazo

- trong dung

Hợp chất azo

Sau đó xây dựng đường chuẩn. Xác định hàm lượng NO3

dịch phân tích dựa vào đường chuẩn .

- với

d) Phương pháp trắc quang với thuốc thử Diphenylamin

Nguyên tấc dựa trên phản ứng oxi hoá khử giữa ion NO3

Diphenylamin trong môi trường axit H2SO4 đậm đặc: - + 4H+ +3e  NO + H2O NO3

+ 4H+ - N= =N NH

- +4H+

4H+

= N- - NH - N= +4NO3

---- + NO +4H2O 2

_- Hợp chất mầu xanh tím có bước sóng hấp thụ cực đại ở  = 560 nm. Có

thể dùng phương pháp đường chuẩn để xác định hàm lượng NO3 - trong mẫu.

Yếu tố cản trở: NO2

- cũng tạo phức màu xanh tím với diphenylamin gây - trước khi thực hiện phản ứng tạo màu. 2-,

-, Cr2O7

cản trở phản ứng, cần loại bỏ NO2

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

diphenylamin còn bị oxi hoá bới các chất oxi hoá mạnh như MnO4

2-.... cũng

3-, ClO3

- ...Ngoài ra các chất khử mạnh như: S2-, SO3

2-, S2O3

Fe(CN)6

gây ảnh hưởng cản trở vì chúng bi oxi hoá bởi hỗn hợp axit HNO3 và H2SO4 .

3-) tự do

1.3.5. Ion photphat (PO4

3- và molipdat trong môi trường axit phản ứng tạo thành kết tủa

a) Phương pháp trắc quang sử dụng chất khử SnCl2

Ion PO4

màu vàng amoniphotphomolipdat. Muối này có tính oxy hoá, dễ bị khử bởi

các chất khử (SO2, Zn, benzindin) tạo ra màu xanh molipden đặc trưng.

Cường độ màu phụ thuộc vào hàm lượng photphat có trong dung dịch. Đem

so màu với thang chuẩn trên máy so màu, ta xác định được hàm lượng

photphat trong mẫu.

b) Phương pháp trắc quang sử dụng chất khử axit Ascorbic

Amonimolipdat và antimoni kalitatrat trong môi trường axit sẽ phản 3- tạo thành phức antimon photpho molipdat. Phức này được ứng với ion PO4

khử bằng axit ascorbic tạo thành phức có màu xanh đậm, có độ hấp thụ cực

đại tại bước sóng =880nm. Độ đậm của màu tỉ lệ với nồng độ photphat.

2- cũng có phản ứng tương tự

Nồng độ photphat trong mẫu được xácđịnh dựa vào đường chuẩn.

3-, SiO3

Các yếu tố cản trở: Các ion AsO4

tạo các kết tủa (NH4)3H4[As(Mo2O7)6].....[9]. Ở nồng độ thấp khoảng 0,1 mg - cũng gây ảnh As/l đã gây nhiễu cho việc xác định photphat. Cr(VI) và NO2

hưởng cản trở, làm giảm kết quả phân tích  3% ở nồng độ 1 mg/l, giảm  10

 15% ở nồng độ 10 mg/l [37].

1.3.6. Xác định photpho tổng số

Hàm lượng phôtpho tổng trong nước bao gồm tổng hàm lượng phôtpho

vô cơ và phôtpho hữu cơ. Việc phân tích xác định hàm lượng Phôtpho tổng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

tiến hành qua 2 giai đoạn

Giai đoạn 1: Vô cơ hoá mẫu để chuyển các dạng phôtpho về dạng

phôtphat sử dụng hỗn hợp H2SO4 và (NH4)2S2O8

Mẫu có P + H2SO4 + (NH4)2S2O8 H3PO4+...

Phương pháp này dùng cho hầu hết các loại mẫu, ngoài ra có thể vô cơ

hoá mẫu bằng các tác nhân vô cơ hoá khác như: HClO4 -H2SO4 , HNO3 -

H2SO4

Giai đoạn 2: Xác định hàm lượng phôtphat bằng phương pháp ở mục 1.3.5

1.4. Nguyên tắc của phƣơng pháp trắc quang

1.4.1. Nguyên tắc

Phổ hấp thụ phân tử UV-VIS là phổ hấp thụ của các chất tan ở trạng

thái dung dịch đồng thể của một dung môi nhất định, như nước, methanol,

benzen, toluen, chloroform,... Vì thế muốn thực hiện được phép đo phổ này ta

có các bước thực hiện như sau:

Hoà tan chất phân tích trong một dung môi phù hợp (nếu là các chất tự

có phổ hấp thụ nhậy, như một số chất hữu cơ), hay là cho chất cần xác định,

chủ yếu là các ion kim loại, tác dụng với một thuốc thử trong một dung môi

thích hợp để tạo ra một hợp chất có phổ hấp thụ UV-VIS nhạy.

Chiếu vào dung dịch mẫu chứa một chất cần phân tích một chùm tia

sáng có năng lượng phù hợp để cho chất phân tích hay sản phẩm của nó hấp

thụ bức xạ để tạo ra phổ hấp thụ UV-VIS của nó. Vì thế chất phân tích (mẫu

phân tích) cần được đựng vào ống đo hay cu vét có bề dày nhất định.

Thu, phân ly phổ đó và chọn sóng  cần đo của chất phân tích rồi ghi

lại cường độ của phổ. Nghĩa là đo cường độ chùm sáng sau khi đã đi qua

dung dịch mẫu nghiên cứu.

1.4.2. Phƣơng pháp đƣờng chuẩn trong phép phân tích định lƣợng bằng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

trắc quang

Khi phân tích hàng loạt mẫu, dùng phương pháp đường chuẩn sẽ cho

phép phân tích và tính toán kết quả nhanh.

Trước hết phải pha chế một dãy dung dịch chuẩn rồi tiến hành đo A của

dãy dung dịch và lập đồ thị A=f(c) gọi là đường chuẩn.

Cách pha chế dãy dung dịch chuẩn được chuẩn bị như sau:

Số bình định mức 1 2 3........................10

Dung dịch

Dung dịch chuẩn chất nghiên cứu X 0 a b........................k

Lượng thuốc thử pH, muối .......Như nhau trong cả dãy.......

Định mức để V cuối .......Bằng nhau trong cả dãy......

A Dung dịch A1 A2.....................A10

So sánh

Vẽ đồ thị biểu diễn sự liên hệ A với C

Cx C(mg/l)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Hình 1.1: Dạng của đƣờng chuẩn

Sau khi lập đồ thị chuẩn xong, ta pha chế các dung dịch cần xác định

trong điều kiện giống như khi xây dựng đường chuẩn (cùng dung dịch so

sánh), cùng cuvét, cùng bước sóng hoặc kính lọc sáng) được các giá trị Ax,

dùng đồ thị chuẩn ta sẽ tính được Cx. Đường chuẩn này có thể dùng trong thời

gian khá lâu, hàng ngày trước khi dùng cần hiệu chỉnh lại cho đúng với điều

kiện thí nghiệm của ngày hôm đó.

1.4.3. Ƣu nhƣợc điểm của phƣơng pháp trắc quang

* Phép đo phổ UV-VIS có những ưu điểm sau:

Phép đo UV-VIS được dùng phổ biến.

Đơn giản, dễ thực hiện, nhanh chóng, thiết bị không đắt tiền.

Phù hợp với việc định lượng nhiều chất có hàm lượng nhỏ.

Phân tích được hàng loạt mẫu.

* Nhược điểm:

Độ chọn lọc của phương pháp kém vì một thuốc thử có thể tác dụng với

nhiều chất khác nhau tạo ra các phức màu có cực đại hấp thụ trùng nhau hay

gần nhau.

Phép đo phụ thuộc vào một số điều kiện: thời gian, pH, lượng dư thuốc

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thử, nhiệt độ.

Chƣơng 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Địa điểm nghiên cứu

2.1.1.Giới thiệu chung về lƣu vực Đồng Cao [2]

Lưu vực Đồng Cao là một trong những vùng cao tại Việt Nam, lưu vực này

nằm ở xã Tiến Xuân, huyện Thạch Thất, Hà Nội, phía Tây bắc Việt Nam (20o57’N, 105o29’E) cách trung tâm Hà Nội khoảng 50 km.

Lưu vực Đồng Cao rộng 49,7 ha, được bao quanh bởi các ngọn đồi với độ

dốc trung bình 40%, các sườn núi này nằm ở phần giữa của lưu vực và chủ

yếu được người dân trong lưu vực sử dụng vào việc canh tác ( hình 2.1)

Hình 2.1 : Toàn cảnh lƣu vực Đồng Cao [2]

Xã Tiến Xuân được thành lập từ bẩy làng, trong đó lưu vực Đồng Cao

được tạo thành chủ yếu từ 3 thôn Đồng Cao, Đồng Đậu và Quê Vải. Đời

sống của nông dân chủ yếu dựa vào hoạt động nông nghiệp với canh tác lúa

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nương (1980), ngô (1981 – 1984), ngô xen sắn (1985 - 1990), sắn, màu

(1991 đến nay) và hoạt động chăn nuôi nhỏ lẻ (lợn, bò và trâu), cùng một số

hoạt động trồng cây lâm nghiệp và nuôi trồng thủy sản, việc làm phi nông

nghiệp cũng đã tăng trong vài năm qua, đặc biệt là xây dựng các công trình.

Nhìn chung hầu hết nông dân sống trong điều kiện kinh tế khó khăn và có

trình độ học vấn thấp.

Để đánh giá về lượng mưa, nhiệt độ không khí, độ ẩm không khí và tốc

độ gió một trạm quan trắc thới tiết tự động đã được lắp đặt ở đây từ trước

nhằm ghi lại lượng mưa, nhiệt độ không khí, độ ẩm không khí và tốc độ gió.

Thực tế, lưu vực này là một phần của hệ thồng nghiên cứu xói mòn và mô

hình hóa thủy văn để tính toán sự ảnh hưởng của các phương thức sử dụng đất

khác nhau đến sự thoát nước và xói mòn hàng năm (Jouquet và cộng sự 2007,

Orange và cộng sự năm 2007) Chẳng hạn, độ dốc trung bình của tiểu lưu vực

giảm 5% từ trung bình 45% xuống 40%

2.1.2. Thí nghiệm mƣa giả [2]

Thí nghiệm mưa giả nhằm mục đích xác định ảnh hưởng của các loại

phân bón khác nhau và hiện trạng sử dụng đất đến chất lượng rửa trôi, hàm

lượng và chất hữu cơ trong đất rửa trôi.

Chọn địa điểm thí nghiệm : Việc chọn lựa địa điểm xây dựng hệ thí

nghiệm hợp lí là nhằm bảo đảm hai yếu tố khoa học và kinh tế. Về yếu tố

khoa học: Địa điểm cần có tính chất, thủy văn, hoạt động canh tác nông

nghiệp đại diện cho khu vực. Cụ thể ở đây, các tiêu chí chọn lựa là diện tích

địa điểm, độ dốc, độ phát quang, khoảng cách với nguồn nước khả dụng, và

đặc điểm canh tác trước khi xây dựng hệ thí nghiệm. Về yếu tố kinh tế, địa

điểm cần bảo đảm tính giao thông thuận tiện, vị trí không được quá hẻo lánh,

có thể tập kết nguyên vật liệu trước trong và sau quá trình thí nghiệm, an ninh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

trật tự tốt. Sau quá trình khảo sát kĩ lưỡng nhóm công tác xây dựng hệ thí

nghiệm đã quyết định chọn lựa xây dựng các ô thí nghiệm tại lưu vực Đông

Cao, xã Tiến Xuân, huyện Thạch Thất, Hà Nội.

Chung tôi tiến hành thí nghiệm trên 18 ô có diện tích 1m2. Các ô này

được chia làm 6 nhóm sử dụng các loại phân bón khác nhau. Sơ đồ vị trí 18 ô

thí nghiệm được thể hiện trong (hình 2.2)

9 6

6 3

3 1

7 2

4 1

1 1 1

5 2 0 8

1 1

7 4 5

Hình 2.2 : Sơ đồ vị trí các ô trí nghiệm giả mƣa

Bảng 2.1: Đặc tính các ô thí nghiệm

Số thứ tự ô thí nghiệm Độ dốc

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Không bón phân 2 7 13 47 30 31 36

4 Than sinh học 11 17 34 31 38 34

1 Phân chuồng 16 41 39 35 38 8

5 Phân chuồng + Than sinh học 18 31 39 40 37 9

3 Phân chuồng ủ 15 32 36 44 37 12

6 Phân chuồng ủ + Than sinh học 14 31 38 38 36 10

Độ dốc trung bình các ô 36

Cách xây dựng,thiết kế một ô thí nghiệm: Một khung sắt có diện tích 1 x 1 = 1m 2 được cố định trên bề mặt sườn dốc khu vực thí nghiệm tạo thành

một ô thí nghiệm. Tại cạnh đáy của khung sắt có thiết kế dạng máng hứng

nước thẩm thấu từ diện tích đất bên trong khung. Máng hứng này đảm bảo

toàn bộ lượng nước chảy tràn sẽ đổ qua máng hứng vào bể thu nhận mẫu

(nước) nằm tại miệng máng hứng (hình2.3).Với mỗi ô thí nghiệm, đất bên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

trong diện tích khung sẽ được làm và bón phân theo chuẩn bị trước (bảng 2.1)

Hình 2.3 Thiết kế một ô giả mƣa

Vật liệu sử dụng để xây một ô thí nghiệm và thiết bị sử dụng khi tiến

hành thí nghiệm:

* Khung sắt đã thiết kế sẵn, phân bón các loại, hệ thống dẫn nước, trạm

quan trắc thời tiết lắp đặt tại chỗ.

* Bơm nước phun giả mưa, hệ thống bạt phủ nhằm tránh ảnh hưởng

của thời thiết và các điều kiện xung quanh, hệ thống thu gom mẫu nước, chậu,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

bể chứa nước, đầu đo hiện trường, bộ lọc hiện trường.

2.1.3. Cách tiến hành thí nghiệm mƣa giả

Việc làm đất, bón phân được tiền hành 1 tháng trước khi thực hiện thí

nghiệm để ổn định ô thí nghiệm. Thời điểm làm đất bón phân được thực hiện

vào đầu tháng 3 để thí nghiệm bắt đầu tiến hành vào tháng 4.

Quá trình thí nghiệm bắt đầu bằng việc tạo mưa giả với lượng mưa điều

khiển tự động vào từng ô. Mẫu nước chảy tràn được lấy theo các khoảng thời gian đã xác định trong vòng 24 giờ. Mẫu sau đó được bảo quản tại 04oC và

chuyển về phòng thí nghiệm để lọc chân không trong ngày, bảo quản đưa đến

các nhóm phân tích khác nhau. Khi tiến hành thí nghiệm , khu vực ô thí

nghiệm được phủ bạt cao để tránh các yếu tố ngoại lai ảnh hưởng. Nước sử

dụng là nước suối nguồn có độ sạch cao. Chất lượng nước suối nguồn được

kiểm tra trước khi đưa vào hệ thống bơm chuyên dụng giả mưa. Các ô thí

nghiêm lần lượt.

Toàn bộ thời gian thực hiện kéo dài trong 12 ngày.

Thời gian thực hiện : Từ ngày 11/06/2012 đến ngày 22/06/2012

2.1.4. Số lƣợng mẫu lấy

Sau khi tiền hành thí nghiệm mẫu mưa giả chúng tôi thu được 18 mẫu

nước để đưa về phòng phân tích của Viện hóa học – Viện khoa học công nghệ

3-).

Việt Nam để xác định các hàm lượng cần đo là: Hàm lượng dinh dưỡng

+, NO2

-, NO3

-, P tổng, PO4

(NH4

2.1.5. Ƣu và nhƣợc của hệ thí nghiệm mƣa giả

Ƣu điểm: Hệ thí nghiệm hoàn chỉnh, chuẩn bị và tiến hành thí nghiệm

trôi chảy

Nhƣợc điểm: Các thí nghiệm tiến hành song song (mẫu xử lí tại chỗ)

không được đồng bộ do chất lượng mẫu lọc chưa ổn định.

*Kinh nghiệm thay đổi cho thí nghiệm tới: Cần chú ý tới chất lượng mẫu để

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

đảm bảo quy trình phân, tách, lọc.

2.2. Thiết bị, dụng cụ, hoá chất thí nghiệm

2.2.1. Thiết bị

Máy đo quang : UV-VIS CinTra 40 (ÚC)

Máy lọc hút chân không

Máy đo pH: D52-HORIBA(Nhật),

Bếp điện.

Cân điện tử ( độ chính xác 0,001 mg)

2.2.2. Dụng cụ

Cốc thuỷ tinh loại: 20; 50;100; 200; 300; 500;1000 ml

Bình định mức: 25; 50; 100; 250; 500; 1000 ml

Pipet: 0,5; 1; 2 ; 5; 10; 20; 30 ml

Ống đong: 25; 50; 100; 200; 250; 500; 1000 ml

Chai thuỷ tinh, chai nhựa sẫm, sáng màu.

Bình tia, chổi rửa, giấy thấm, giấy lọc.

Đũa thuỷ tinh, ống bóp, công tơ hút, ống xiphông.

Bình hút ẩm

Bình hút chân không + Bình chưng cất NH4

2.2.3. Hoá chất

Đều sử dụng các loại PA của hãng Merck - Đức, nước cất 2 lần.

2.2.3.1. Các hoá chất dùng cho phân tích octophotphat. 3- 1000 ppm (mg/l) 1. Dung dịch chuẩn gốc PO4

2. Dung dịch pha loãng 10 ppm (mg/l)

3. Thuốc thử Amstrong: Hòa tan 122 ml H2 SO4 ( đặc) vào 800 ml nước

cất. Sau đó thêm 10,5g Amonimolipdat và 0,3g kaliantimonyl tactrat

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

(K(SbO)C4H4O6.1/2H2O) đun nóng cho đến khi hòa tan hoàn toàn, để

nguội rồi định mức 1000ml. Bảo quản dung dich trong chai sẫm mầu có nút

để trong tủ lạnh.

4. Axit ascobic: Hoà tan 3g axit ascobic (C6H8O6) trong 100 ml nước

cất 2 lần. Dung dịch ổn định 1 tuần ở 40C.

2.2.3.2. Hoá chất dùng phá mẫu oxi hoá xác định P tổng.

Axit H2SO4 đặc và amoni pesunfat (NH4)2S2O8

Dung dịch NaOH 3M và chỉ thị phenolphtalein

* Quá trình phá mẫu oxi hóa xác định P tổng

Lấy 25ml nước cần phân tích + 0,5 ml axit H2SO4 đặc + 0,3 g amoni

pesunfat,, đun trên bếp cách cát khoảng 2h cho đến khi thể tích cạn khoảng

1/3 thì bỏ ra và để nguội. Sau đó trung hòa dung dich bằng NaOH 3M

2.2.3.3. Hoá chất dùng cho phân tích amoni bằng thuốc thử phenat

1. Thuốc thử phenat:

a, Thuốc thử 1: Thuốc thử phenat

Lấy bình định mức 250ml. Hòa tan 8,75 g phenol (C6H7O) cộng với

100g đinatri nitropsusside (Na2[NO.Fe(CN)5].2 H2O) sau đó cho thêm 150 ml

nước cất lắc đều cho hỗn hợp tan hết. Định mức 250ml, đựng dung dich trong

chai thủy tinh màu nâu bảo quản ở nhiệt độ lạnh.

b, Thuốc thử 2: Dung dịch Citrat (C6H5O7Na3.2H2O)

Lấy bình định mức 100 ml. Hòa tan 1,40 g natri citrat cùng với 1,0 g NaOH

cho 20ml nước cất hai lần lắc cho đến khi hòa tan hết. Sau đó định mức

100ml bằng nước cất 2 lần.

c. Thuốc thử 3: Dung dịch dichloroiso cyanuric (C2N3O3NaCl2Na.2H2O)

Hòa tan 0,006g muối dichloroiso cyanuric (C2N3O3NaCl2Na.2H2O) bằng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

100ml nước cất 2 lần.

d, Thuốc thử hỗn hợp: Thuốc thử oxy hóa

Trộn thuốc thử 2 và thuốc thử 3 theo tỉ lệ thể tích 4: 1 ta được thuốc

thử oxy hóa.

+-N/l): Hoà tan 3,819g NH4Cl (đã được sấy khô ở 1000C) vào nước cất, định mức tới 1 lít, (1ml dung dịch này

2. Dung dịch amoni gốc (1g NH4

+-N/l): Pha loãng 10 ml dung

có chứa 1,0mg N hay 1,22mg NH3).

3. Dung dịch amoni làm việc (10mg NH4

dịch amoni gốc tới 1 lít bằng nước cất trong bình định mức.

2.2.3.4. Hoá chất dùng cho phân tích NO2 bằng phương pháp so màu Azo - Dye

1. Dung dịch NaNO2 gốc (100mg NO2 - N/l): Hoà tan 0,149g NaNO2

(đã giữ trong bình làm khô 24 giờ) trong 500 ml nước cất, định mức tới 1000

ml, bảo quản bằng 2 ml clorofom CHCl3 chứa trong chai thuỷ tinh, bảo quản

lạnh, sử dụng được trong 3 tháng.

2. Dung dịch NaNO2 làm việc (1mg NO2 - N/l): Lấy 10,00ml dung dịch

NaNO2 gốc pha loãng và định mức bằng nước cất tới 1000ml.

3. Thuốc thử Azo - Dye.

Chuẩn bị bình định mức 1000 ml. Hòa tan 10g sunfanil amide (H2N-C6H4-

ethylendiamine dihydrochloride SO2NH2) và 1g N-(1- Naphthy

(C12H10Cl2N2).2HCl thêm 100 ml H3PO4 (đặc) cho 800 ml nước cất 1 lần để hòa

tan. Chờ dung dich nguội rồi định mức 1000ml. Dung dịch đựng trong chai

thủy tinh mầu nâu, bảo quản lạnh.

2.2.3.5. Hoá chất dùng cho phân tích NO3 bằng phương pháp trắc quang sử

dụng cột Cd

a. Hóa chất

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

1. Dung dịch nitrat gốc (100mg NO3 -N/l).

2. Dung dịch nitrat làm việc (1mg NO3 - N/l).

3 .Dung dịch NH4Cl – EDTA đậm đặc. Cân 13 g NH4Cl và 1,7 g natri

etylen diamin tetra axetat (EDTA). Cho vào bình định mức 1l,thêm 900ml

nước cất để hòa tan rồi định mức lên 1000ml

4.Dung dịch NH4Cl – EDTA làm việc: Pha loãng 300ml dung dịch

NH4Cl – EDTA đậm đặc thành 500 ml bằng nước cất. Dung dịh này bảo quản

trong trai thủy tinh hoặc trong trai nhựa.

5. Axit HCl 6N : Lấy 500 ml dung dich HCl đậm đăc pha thêm 500 ml

nước cất.

6. Dung dịch CuSO4 5%.Lấy 10 g CuSO4.5H2O hòa tan trong 500 ml

nước cất ta được dung dich CuSO4 5%.

b. Thuốc thử phân tích NO2 (tương tự phần 2.3.4)

c. Quy trình phân tích

Phần 1: Chuẩn bị cột khử.

Cân 50g Cd hạt cho vào cột khử, rửa hạt Cd bằng 500ml dung dịch HCl

6N, tiếp tục rửa lại 3 lần nữa bằng nước cất 1 lần . Khuấy 50g Cd với 250 ml

dung dịch CuSO4 5% cho đến khi mất màu xanh và những hạt keo Cu xuất

hiện trong dung dịch. Rửa hạt Cd – Cu bằng nước cất 1 lần để loại bỏ kết tủa

của Cu trong dung dịch. Chuẩn bị cột khử, nút đáy cột khử bằng bông thủy

tinh để không cho hạt Cd – Cu lọt qua. Sau đó nhồi hạt Cd – Cu vào cột sao

cho độ dài lõi hạt tối thiều là 30 cm. Sau khi nhồi xong lấy 500ml NH4Cl –

EDTA làm việc để rửa cột.

Lưu ý: Không để cột Cd bị khô, nếu bi khô phải nhồi lại cột như phần

1. Khi không sử dụng cột phải ngâm trong dung dich NH4Cl – EDTA làm

việc và hiệu suất cột khi khử < 75% cột Cd phải tái sinh lại.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Phần 2: Kỹ thuật phân tích.

Chuẩn hóa dòng chảy qua cột với tốc độ 10ml/phút (tốc độ giọt 40 giọt/

phút) bằng dung dịch NH4Cl – EDTA làm việc.

Lấy 100ml mẫu (hoặc dung dịch chuẩn) đã qua lọc màng cho vào bình

định mức 100ml cộng thêm 2ml dung dịch đệm, lắc đều rồi cho qua cột chạy

(40 giọt /phút) phần đầu bỏ đi khoảng 40 ml.

2.3. Quá trình thực hiện

2.3.1. Quan trắc hiện trƣờng

Các chỉ tiêu hoá lý (DO, pH, Độ dẫn) được xác định ngay tại hiện

trường bằng thiết bị đo nhanh (DO:21P-TOA(Nhật), pH: D52-

HORIBA(Nhật), Độ dẫn: Sension5-HACH(Mỹ). Các thông số còn lại được

xác định bằng cách lấy mẫu về và phân tích tại phòng thí nghiệm.

Bảng 2.2 : Dụng cụ đựng mẫu, điều kiện và thời gian bảo quản mẫu

Thông số phân Điều kiện bảo Thời gian bảo STT Chai đựng tích quản quản

40C, thêm 1ml 1 COD 24h PE H2SO4đ / 1lít mẫu

2 Amoni 40C 24h PE

3 Nitrat 40C, lọc ngay 24h PE

4 Nitrit Thủy tinh 40C, lọc ngay 24h

5 Photphat 40C, lọc ngay 24h PE

6 BOD 40C 24h PE

Ngay sau khi 7 pH Không bảo quản lấy mẫu

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Ngay sau khi 8 DO Không bảo quản lấy mẫu

Ngay sau khi 9 Độ dẫn Không bảo quản lấy mẫu

Khi tiến hành quan trắc tại hiện trường chúng tôi đã lập hồ sơ mẫu như:

Địa điểm lấy mẫu, kí hiệu mẫu, thời gian lấy mẫu, các thông số đo nhanh,

phương thức lấy mẫu và bảo quản mẫu, các ghi chú, nhận xét (về nguồn lấy

mẫu, điều kiện thời tiết, trạng thái màu nước).

2.3.2. Phân tích tại phòng thí nghiệm

2.3.2.1. Nghiên cứu phương pháp xác định amoni NH4

2.3.2.1.1.Khảo sát các điều kiện tối ưu

a, Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ thuốc thử hỗn hợp và thuốc thử phenat.

- Chuẩn bị một dung dịch làm việc. Hút 1ml dung dịch NH4Cl làm

việc (10mg NH4- N/ l) cho vào bình định mức 20ml. Định mức dung dịch

bằng nước cất. Lấy thể tích thuốc thử hỗn hợp trong khoảng từ 0,5  3 ml và

cố định lượng thuốc thử phenat theo thực nghiệm là 1ml sau đó lắc đều. Chờ

lên màu rồi đo bằng máy UV – VIS CinTra tại bước sóng  =640 nm từ đó ta

tìm được lượng thuốc thử tối ưu ứng với giá trị Amax.

Tương tự như trên, lấy thể tích thuốc thử hỗn hợp cố định là 1,5ml và

lượng thuốc thử phenat thay đổi ít từ 0,5  3 ml lắc đều. Chờ cho dung dich

lên màu rồi đo bằng máy UV – VIS CinTra tại bước sóng  =640 nm từ đó ta

tìm được lượng thuốc thử tối ưu ứng với giá trị Amax.

Từ giá trị Amax ta nhân thấy tỉ lệ thuốc thử hỗn hợp và thuôc thử phenat

+ bằng thuốc phenat theo thời gian

là 11,5

b, Nghiên cứu độ bền của phức màu NH4

Chuẩn bị một dung dịch màu bằng cách: Hút 1 ml dung dịch NH4Cl +-N/l) cho vào bình định mức 20 ml. cộng thêm 1,5 ml làm việc (10 mg NH4

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thuốc thử hỗn hợp và 1ml thuốc thử phenat rồi lăc đều cho hỗn hợp hòa lẫn

với nhau. Định mức đến vạch. Đo mật độ quang trên máy UV- VIS CinTra

40 tại bước sóng lý thuyết 640 nm trong khoảng thời gian từ 5  120 phút.

Từ đó tìm được khoảng thời gian tối ưu ứng với giá trị mật độ quang ổn định

và lớn nhất.

+-N/l) ở các điều

c, Đo phổ hấp thụ electron của dung dịch màu

Chuẩn bị một dung dịch màu (có nồng độ 0,5 mg NH4

kiện tối ưu đã chọn, quét phổ của dung dịch màu trong dải bước sóng từ 400 

800 nm, từ đó ta chọn được giá trị max ứng với trị số Amax.

+-N/l, quét phổ của loại dung dịch màu trên máy trong

Tương tự như trên, ta chuẩn bị một loạt dung dịch màu ở các nồng độ

từ 0,5  1,0 mg NH4

khoảng bước sóng từ 400  800 nm, so sánh các giá trị max của các phổ ở các

nồng độ khác nhau. Nếu chúng có cực đại hấp thụ ở cùng một bước sóng,

chứng tỏ hợp chất màu bền, ổn định và có thành phần các cấu tử trong phản

ứng đúng bằng quan hệ tỉ lượng. Đó là bước sóng thực nghiệm tối ưu, được

sử dụng cho các phép đo [20].

2.3.2.1.2. Xây dựng đường chuẩn xác định amoni NH4

Chuẩn bị một dãy dung dịch màu chuẩn trong các bình định mức 20 ml +-N/l ở các điều có nồng độ lần lượt là 0,05; 0,10; 0,40; 0,80; 1,00 mg NH4

kiện tối ưu đã chọn. Đo quang của loạt dung dịch màu trên máy UV – VIS

CinTra 40 tại giá trị max, đường chuẩn sẽ được thiết lập. Dung dịch nền được

chuẩn bị tương tự, nhưng không chứa amoni.

2.3.2.1.3. Đánh giá độ tin cậy của đường chuẩn xác định amoni NH4

Chuẩn bị một số dung dịch amoni đã biết chính xác nồng độ (nằm trong

khoảng tuyến tính của đường chuẩn). Tiến hành tạo phản ứng màu như khi

xây dựng đường chuẩn và xác định lại nồng độ theo đường chuẩn. Lặp lại

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

phép đo nhiều lần và xử lý kết quả đo bằng thống kê toán học [27].

2.3.2.2. Nghiên cứu phương pháp xác định nitrit NO2

2.3.2.2.1.Khảo sát các điều kiện tối ưu

a, Ảnh hưởng của tỉ lệ thể tích thuốc thử /NO2

Chuẩn bị 9 bình định mức 50 ml. Hút lần lượt các thể tích 5 ml dung

dịch NaNO2 làm việc (1mg NO2 – N/1) cho vào mỗi bình rồi định mức bằng

nước cất 1 lần.Thêm lần lượt thuốc thử từ 0  4ml. Đợi màu phát triển ổn

định, đo mật độ quang của loạt dung dịch màu. Ta sẽ tìm được khoảng giá trị

thể tích thuốc thử tối ưu, ứng với giá trị mật độ quang ổn định và lớn nhất.

b, Ảnh hưởng của thời gian đến độ bền của phức màu azo.

Chuẩn bị một dung dịch màu: Hút 5 ml dung dịch NaNO2 làm việc - - N/l) cho vào bình định mức 50 ml, định mức bằng nước cất 1 (1mg NO2

lần cho đền vạch. Thêm vào bình 2 ml dungdich thuốc thử Azo - Dye. Tiến

hành đo mật độ quang của dung dịch màu tại các thời điểm trong khoảng 0 

30 phút. Từ đó tìm được khoảng thời gian tối ưu ứng với giá trị mật độ

quang ổn định nhất.

c, Đo phổ hấp thụ electron của phức màu azo.

Chuẩn bị một dung dịch màu: Hút 5 ml dung dịch NaNO2 làm việc - N/l) cho vào bình định mức 50 ml, định mức bằng nước cất đến (10mg NO2

vạch. Thêm vào bình 2 ml dung dịch thuốc thử Azo – Dye. Sau 15phút, đo

mật độ quang của phức màu trong dải bước sóng  = 300  800 nm trên máy

UV – VIS CinTra 40. Dung dịch nền được chuẩn như trên, nhưng không có -: Từ phổ đồ thu được ta tìm được giá trị max ứng với Amax. Có thể khảo NO2

sát phổ của loạt dung dịch màu ở các nồng độ nitrit khác nhau, để hỗ trợ xác

định tìm bước sóng tối ưu.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

2.3.2.2.2. Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng NO2

Chuẩn bị 6 bình định mức 50 ml. Hút lần lượt các thể tích ; 0,1; 0,25; - N/l) cho vào các 0,5; 1,0; 2,5; 5,0 ml dung dịch NaNO2 làm việc (10 mg NO2

bình, định mức đến vạch. Thêm vào mỗi bình 2 ml thuốc thử Azo - Dye. Sau

15phút, đo mật độ quang của dãy dung dịch phức màu tại bước sóng max =

540nm trên máy UV – VIS CinTra 40. Dung dịch nền được chuẩn bị tương tự -. Đường chuẩn sẽ tự thiết lập sau khi đo quang nhưng không có nồng độ NO2

kết thúc.

—N, tiến

2.3.2.2.3. Đánh giá độ tin cậy của đường chuẩn xác định nitrit NO2

Chuẩn bị một số dung dịch đã biết chính xác nồng độ NO2

hành tạo phản ứng màu như khi xây dựng đường chuẩn và xác định lại nồng

độ theo đường chuẩn, lặp lại phép đo nhiều lần và xử lý kết quả đo được bằng

thống kê toán học [27].

2.3.2.3. Nghiên cứu phương pháp xác định photphat PO4

2.3.2.3.1.Khảo sát các điều kiện tối ưu

a, Ảnh hưởng của pH đến sự hình thành hợp chất màu xanh molipden.

Chuẩn bị 15 bình định mức 100 ml, lấy vào mỗi bình 2 ml dung dịch

photphat chuẩn KH2PO4 (10 mg P/l). Định mức bằng nước cất 1 lần đến

vạch. Sau đó thêm 1 giọt chỉ thị phenolphtalein, nếu xuất hiện màu hồng,

thêm từ từ từng giọt dung dịch H2SO4 5N đến khi vừa mất màu. Điều chỉnh

pH của các dung dịch trong bình thay đổi trong khoảng 0,00  1,80 bằng

dung dịch H2SO4. Thêm lần lượt vào mỗi bình 5 ml thuốc thử amstrong và

1ml axit ascobic lắc kỹ. Đợi màu phát triển ổn định, đo mật độ quang của

loạt dung dịch màu trên máy UV - VIS CinTra 40 ở bước sóng lý thuyết 880

nm [38]. Từ kết quả thu được, tìm được giá trị mật độ quang A ổn định ứng

với khoảng pH tối ưu.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

b, Ảnh hưởng của các yếu tố cản trở và vai trò của kaliantimony tactrat

3-, NO2

cản trở như: SiO3 3-, NO2

2- ≥ 1 mg/l) [9], [16], [39]. Nhưng hàm lượng ion SiO3

Phản ứng tạo màu xanh molipden thường bị ảnh hưởng bởi nhiều chất -, F-, Cl-, S2-... Trong thực tế, nồng độ của các 2-, AsO4 -, F-, Cl-, S2-... trong nước mặt thường nhỏ, chưa đủ lớn để gây ion AsO4 ảnh hưởng đến kết quả phân tích (giới hạn gây ảnh hưởng khi hàm lượng F-, 2- Cl- ≥ 70 mg/l; NO2

trong nước mặt thường tương đối cao, sẽ gây ảnh hưởng cản trở đáng kể đến

phản ứng tạo màu, do đó cần được khảo sát kỹ. Ta khảo sát hai trường hợp:

- Trường hợp 1: Mẫu phân tích có chất cản trở silicat, và sử dụng thuốc

thử amstrong không có kaliantimonyl tactrat K(SbO)C4H4O6.1/2H2O:

Thuốc thử amstrong gồm: 122 ml H2SO45N + 800 ml nước cất,sau đó

thêm10,5 amoni Molipdat.

Axit ascobic: Hóa tan 3g axit ascobic trong 100m nước cất.

Chuẩn bị 7 bình định mức 100 ml, hút vào mỗi bình 2 ml dung dịch

photphat chuẩn KH2PO4 (10 mg P/l). Thêm vào mỗi bình các thể tích dung

dịch Na2SiO3 khác nhau, sao cho nồng độ của Si trong các dung dịch đó là: 0;

2; 5; 10; 20; 40; 60 mg Si/l. Thêm 1 giọt chỉ thị phenolphtalein, nếu xuất hiện

màu hồng, ta thêm dần từng giọt dung dịch H2SO4 5N đến khi vừa mất màu

,định mức đến vạch bằng nước cất 1 lần. Đổ ra cốc 100ml, sau đó thêm lần

lượt vào mỗi bình 5ml thuốc thử amstrong và 1ml axit ascobic , lắc kỹ, Đo

quang dung dịch màu trên máy UV-VIS CinTra 40 ở bước sóng lí thuyết 880

nm [38] trong khoảng thời gian từ 0 40 phút sau khi tạo phản ứng màu.

Trường hợp 2: Mẫu phân tích có chất cản trở Si, sử dụng thuốc thử

amstrong có chứa kaliantimonyl tactrat K(SbO)C4H4O6.1/2H2O.

c, Ảnh hưởng của tỉ lệ thể tích thuốc thử amstrong/nồng độ octophotphat.

Chuẩn bị 8 bình định mức 100 ml, hút vào mỗi bình 2ml dung dịch

photphat chuẩn KH2PO4 (10mg P/l). Thêm 1 giọt chỉ thị phenolphtalein, nếu

xuất hiện màu hồng, thêm dần từng giọt dung dịch H2SO4 5N đến khi vừa mất Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

màu.Định mức bằng nước cất 1 lần đến vạch, Sau đó thêm lần lượt vào mỗi

bình các thể tích thuốc thử amstrong lần lượt la 0; 1; 3; 5; 7; 8; 9; 10 ml và

1ml axit ascobic lắc kỹ. Đo quang dung dịch màu trên máy UV-VIS CinTra

40 ở bước sóng lý thuyết 880 nm [37], trong khoảng thời gian từ 040 phút kể

từ khi tạo màu. Từ kết quả thu được, ta tìm được tỉ lệ thể tích amstrong tối ưu,

ứng với dung dịch có cường độ màu lớn và ổn định nhất.

d, Sự phụ thuộc độ bền của hợp chất màu xanh molipden vào thời gian

Chuẩn bị một dung dịch màu: hút 2 ml dung dịch photphat chuẩn

KH2PO4 (10 mg P/l), cho vào bình định mức dung tích 100 ml. Thêm 1 giọt

chỉ thị phenolphtalein , nếu xuất hiện màu hồng, ta thêm dần từng giọt dung

dịch H2SO4 5N đến khi vừa mất màu, định mức đến vạch bằng nước cất 1 lần.

Sau đó thêm tiếp 5 ml dung dịch thuốc thử amstrong và 1ml axit ascobic, lắc

kỹ. .Đo quang dung dịch màu trên máy UV-VIS CinTra 40 ở bước sóng lý

thuyết 880nm [38] trong khoảng thời gian từ 040 phút kể từ khi tạo màu. Từ

kết quả thu được, ta tìm được khoảng thời gian tối ưu ứng với dung dịch có

cường độ màu lớn và ổn định nhất.

2.3.2.3.2. Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng PO4

Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn có nồng độ lần lượt lá 0,2; 0,4; 0,6; 3- - P/l. Tạo phản ứng màu tương tự như trên. đợi màu phát 0,8;1,0 mgPO4

triển ổn định, đo quang của loạt dung dịch màu trên máy UV –VIS CinTra 40

3-.

ở giá trị max đã chọn và đường chuẩn sẽ tự thiết lập. dung dịch nền được

chuẩn bị tương tự, nhưng không chứa PO4

2.3.2.3.3. Đánh giá độ tin cậy của đường chuẩn xác định PO4

Chuẩn bị một số dung dịch photphat đã biết chính xác nồng độ (nằm

trong khoảng tuyến tính của đường chuẩn), tiến hành tạo phản ứng màu như

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

khi xây dựng đường chuẩn và xác định lại nồng độ theo đường chuẩn. Lặp lại

nhiều lần và xử lý các kết quả đo bằng thống kê toán học [28]. Kết quả thu

được nếu nằm trong phạm vi sai số cho phép thì đường chuẩn có độ tin cậy và

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

được sử dụng cho các mẫu phân tích tiếp theo.

Chƣơng 3

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3-

3.1. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng NH4

+, NO2

-, NO3

-, PO4

trong mẫu nƣớc

+

3.1.1. Xây dựng đƣờng chuẩn của NH4

3.1.1.1. Xây dựng đường chuẩn

Các đường chuẩn đều được thiết lập ở các điều kiện tối ưu : pH trung

tính, thời gian = 90 phút, max = 640nm, tỷ lệ thuốc thử 1,5ml thuốc thử hỗn

hợp và 1 ml Phenat.

+

Bảng 3.1. Dãy dung dịch chuẩn để xây dựng đƣờng chuẩn xác định NH4

bằng hỗn hợp thuốc thuốc thử oxi hóa và phenat

Thể tích

+

Nồng độ Thể tích NH4 định mức Abs stt (ml)

+-N/l (mg/l)

mg NH4 (ml)

1 0 0 20 0,000

2 0,1 0,05 20 0,039

3 0,2 0,10 20 0,082

4 0,8 0,40 20 0,278

5 1,6 0,80 20 0,557

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

6 2,0 1,00 20 0,685

+-N/l

Hình 3.1. Đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng NH4

3.1.1.2. Kiểm tra độ chính xác của đường chuẩn

Để kiểm tra độ chính xác của đường chuẩn, chúng tôi pha các mẫu giả chứa ion cần phân tích, đo mật độ quang của dung dịch mẫu và tính hàm lượng ion cần phân tích dựa vào đường chuẩn. Sau đó xử lý thống kê tính sai số tương đối của phép phân tích.

Pha các dung dịch có cùng nồng độ NH4

+-N/l)

+-N/l là 0,4 mg/l, sau đó tiến hành lên màu và xác định hàm lượng trên đường chuẩn vừa xây dựng được. Kết quả thu được và xử lý thống kê được cho trong bảng sau: Bảng 3.2. Xử lý thống kê kết quả phân tích mẫu giả của amoni (NH4

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

STT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Ci (mg/l) 0,4080 0,4050 0,3998 0,4060 0,4010 0,3950 0,3900 0,4100 0,4000 0,4055 0,00597 0,00297 -0,00223 0,00397 -0,00103 -0,00703 0,00797 0,00797 -0,00203 0,00347 3,56409*10-5 8,82090*10-6 4,97290*10-6 1,57609*10-5 1,06090*10-6 4,94209*10-5 6,35209*10-5 6,35209*10-5 4,12090*10-6 1,20409*10-5

n=10

- Nồng độ trung bình:

- Phương sai:

- Độ lệch chuẩn:

- Độ lệch của giá trị trung bình:

- Độ chính xác của phép đo được đánh giá bằng:

Với P = 0,95 ; n = 10 thì t = 2,26 (tra bảng student)

- Kết quả đo được đánh giá bằng:

- Sai số tương đối của phép đo:

-

3.1.2. Xây dựng đƣờng chuẩn của NO2

3.1.2.1. Xây dựng đường chuẩn

Sau khi xác định được các điều kiện tối ưu của sự tạo phức, các điều

kiện và khảo sát được khoảng phụ thuộc tuyến tính giữa mật độ quang và

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nồng độ ion NO2, đường chuẩn được xây dựng với các điều kiện là: thể tích

thuốc thử Azo – Dye là 2 ml cho 50 ml dung dịch mẫu, thời gian đo mật độ

quang: 15 phút, bước sóng cực đại max = 540 nm.

-

Bảng 3.3. Dãy dung dịch chuẩn để xây dựng đƣờng chuẩn xác định NO2

- N/l bằng thuốc thử Azo - Dye

STT Nồng độ - - N/l NO2 Thể tích TT Azo - Dye (ml) Định mức tới (ml) Thể tích dd nitrit làm việc (ml) (mg/l)

1 0,00 2,00 50,00 0,00

2 0,10 2,00 50,00 0,02

3 0,25 2,00 50,00 0,05

4 0,50 2,00 50,00 0,10

5 1,00 2,00 50,00 0,20

6 2,50 2,00 50,00 0,50

7 5,00 2,00 50,00 1,00

- - N/l)

Bảng 3.4. Tƣơng quan giữa mật độ quang và nồng độ Nitrit (NO2

Nồng độ (mgN/l) 0,020 0,050 0,100 0,200 0,500 1,000 0

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Độ hấp thụ (Abs) 0,015 0,044 0,104 0,194 0,473 0,924 0

—N/l

Hình 3.2. Đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng NO2

3.1.2.2. Kiểm tra độ chính xác của đường chuẩn

Để kiểm tra độ chính xác của đường chuẩn, chúng tôi pha các mẫu giả

chứa ion cần phân tích , đo mật độ quang của dung dịch mẫu và tính hàm

lượng ion cần phân tích dựa vào đường chuẩn. Sau đó xử lý thống kê tính sai

- - N/l là 0,50 mg/l, sau đó tiến

số tương đối của phép phân tích.

Pha các dung dịch có cùng nồng độ NO2

hành lên màu và xác định hàm lượng trên đường chuẩn vừa xây dựng được.

Kết quả thu được và xử lý thống kê được cho trong bảng sau:

- - N/l)

Bảng 3.5 Xử lý thống kê kết quả phân tích mẫu giả của nitrit (NO2

STT Ci (mg/l)

1 0,051 0,001 0,000001

2 0,053 0,003 0,000009

3 0,058 0,008 0,000064

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

4 0,049 -0,001 0,000001

-0,003 5 0,047 0,000009

-0,005 6 0,045 0,000025

-0,002 7 0,048 0,000004

0 8 0,050 0

-0,002 9 0,048 0,000004

0,004 10 0,054 0,000016

n=10

- Nồng độ trung bình:

- Phương sai:

- Độ lệch chuẩn:

- Độ lệch của giá trị trung bình:

- Độ chính xác của phép đo được đánh giá bằng:

Với P = 0,95 ; n = 10 thì t = 2,26 (tra bảng student)

- Kết quả đo được đánh giá bằng:

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

- Sai số tương đối của phép đo:

-

3.1.3. Xây dựng đƣờng chuẩn của NO3

3.1.3.1. Xây dựng đường chuẩn

Cho dung dịch chuẩn chạy qua cột Cadimi để chuyển hết các dạng của Nitrat

về dạng Nitrit ( tốc độ chảy các giọt là 40 giọt/phút) . Sau đó xây dựng đường

chuẩn dựa vào các điều kiên đã khảo sát như Nitrit là xác định được các điều

kiện tối ưu của sự tạo phức, các điều kiện và khảo sát được khoảng phụ thuộc - - N/l, đường chuẩn được xây tuyến tính giữa mật độ quang và nồng độ ion NO3

dựng với các điều kiện là: thể tích thuốc thử: 2 ml cho 50 ml dung dịch mẫu, thời

gian đo mật độ quang: 15 phút, bước sóng cực đại max = 540 nm.

-

Bảng 3.6. Dãy dung dịch chuẩn để xây dựng đƣờng chuẩn xác định NO3

- N/l bằng thuốc thử Azo - Dye

- -

STT Định mức tới (ml) Nồng độ NO3 N/l (mg/l) Thể tích dd nitrat làm việc (ml) Thể tích TT Azo - Dye (ml)

1 0,0 2,00 100 0,00

2 0,5 2,00 100 0,05

3 1,0 2,00 100 0,10

4 2,0 2,00 100 0,20

5 4,0 2,00 100 0,40

6 8,0 2,00 100 0,80

7 10 2,00 100 1,00

- - N/l)

Bảng 3.7. Tƣơng quan giữa mật độ quang và nồng độ Nitrat (NO3

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Nồng độ (mgN/l) 0 0,050 0,100 0,200 0,400 0,800 1,000

Độ hấp thụ (Abs) 0 0,026 0,041 0,106 0,233 0,472 0,603

--N/l

Hình 3.3. Đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng NO3

3.1.3.2. Kiểm tra độ chính xác của đường chuẩn

Để kiểm tra độ chính xác của đường chuẩn, chúng tôi pha các mẫu giả

chứa ion cần phân tích, đo mật độ quang của dung dịch mẫu và tính hàm

lượng ion cần phân tích dựa vào đường chuẩn. Sau đó xử lý thống kê tính sai

số tương đối của phép phân tích.

Pha các dung dịch có cùng nồng độ NO3 - N/l là 0,2 mg/l, sau đó tiến

hành lên màu và xác định hàm lượng trên đường chuẩn vừa xây dựng được.

Kết quả thu được và xử lý thống kê được cho trong bảng sau:

Bảng 3.8. Xử lý thống kê kết quả phân tích mẫu giả của NO3 - N/l

STT Ci (mg/l)

1 0,201 -0,0007 4,9000 *10-7

2 0,213 0.0113 1.2769*10-4

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

3 0,198 -0,0037 1,3690*10-5

0,197 4 -0,0047 2,2090*10-5

0,215 5 0,0133 1,7689*10-4

0,185 6 -0,0167 2,7889*10-4

0,216 7 0,0143 2,0449*10-4

0,210 8 0,0083 6,8890*10-5

0,188 9 -0,0137 1,8769*10-4

0,194 10 -0,0077 5,9290*10-5

n=10

- Nồng độ trung bình:

- Phương sai:

- Độ lệch chuẩn:

- Độ lệch của giá trị trung bình:

- Độ chính xác của phép đo được đánh giá bằng:

Với P = 0,95 ; n = 10 thì t = 2,26 (tra bảng student)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

- Kết quả đo được đánh giá bằng:

- Sai số tương đối của phép đo:

3-

3.1.4. Xây dựng đƣờng chuẩn của PO4

3.1.4.1. Xây dựng đường chuẩn

Sau khi xác định được các điều kiện tối ưu cho sự tạo hợp chất màu và

3—P/l (0,05  1 mg/l), đường chuẩn được xác định với các điều kiện là:

khảo sát được khoảng phụ thuộc tuyến tính giữa mật độ quang và nồng độ ion

PO4

được thiết lập tại các điều kiện tối ưu (pH = 0,20 1,00, t = 15  20 phút, max =

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

880nm...), tỉ lệ thuốc thử Amstrong và axit ascobic trong 100ml mẫu là 5 / 1

Bảng 3.9.Dãy dung dịch chuẩn để xây dựng đƣờng chuẩn

xác định photphat

Thể tích dung Thể tích Thể tích Thể tích STT dịch phophat axit Nồng độ -3 - (mgPO4 Amstrong định mức chuẩn (ml) ascobic P/l)

1 0 5ml 1ml 100ml 0,00

2 2 5ml 1ml 100ml 0,20

3 4 5ml 1ml 100ml 0,40

4 6 5ml 1ml 100ml 0,60

5 8 5ml 1ml 100ml 0,80

6 10 5ml 1ml 100ml 1,00

3—P/l)

Bảng 3.10. Tương quan giữa mật độ quang và nồng độ Photphat (PO4

Nồng độ (mgP/l) 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0,0

Độ hấp thụ 0,152 0,247 0,379 0,556 0,695 0,0

3—P/l

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Hình 3.4. Đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng PO4

3.1.4.2. Kiểm tra độ chính xác của đường chuẩn

Để kiểm tra độ chính xác của đường chuẩn, chúng tôi pha các mẫu giả

chứa ion cần phân tích, đo mật độ quang của dung dịch mẫu và tính hàm

lượng ion cần phân tích dựa vào đường chuẩn. Sau đó xử lý thống kê tính sai

3—P/l là 0,6 mg/l, sau đó tiến

số tương đối của phép phân tích.

Pha các dung dịch có cùng nồng độ PO4

hành lên màu và xác định hàm lượng trên đường chuẩn vừa xây dựng được.

Kết quả thu được và xử lý thống kê được cho trong bảng sau:

3—P/l

Bảng 3.11. Xử lý thống kê kết quả phân tích mẫu giả của PO4

STT Ci (mg/l)

1 - 0,0004 0,602 1,6000*10-7

2 0,0236 0,626 5,5696*10--4

3 0,0046 0,607 2,1160*10-5

4 -0,0044 0,598 1,936*10-5

5 -0,0134 0,589 1,7956*10--4

6 0,0066 0,609 4,356*10-5

7 -0,0024 0,600 5,76*10-6

8 -0,0054 0,597 2,916*10-5

9 0,0046 0,607 2,116*10-5

10 -0,0134 0,589 1,7956*10-4

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

n=10

- Nồng độ trung bình:

- Phương sai:

- Độ lệch chuẩn:

- Độ lệch của giá trị trung bình:

- Độ chính xác của phép đo được đánh giá bằng:

Với P = 0,95 ; n = 10 thì t = 2,26 (tra bảng student)

- Kết quả đo được đánh giá bằng:

- Sai số tương đối của phép đo:

3.2. Thảo luận kết quả

3.2.1. Kết quả phân tích lấy tại 18 điểm thuộc 6 nhóm sử dụng các cách

bón phân bón khác nhau tại lƣu vực Đông Cao

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

3.2.1.1.Kết qủa phân tích mẫu ô không sử dụng phân bón

Bảng 3.12. Kết quả phân tích hàm lƣợng N, P trên các ô 2, 7, 13 không sử

dụng phân bón

plot 7 plot 13 plot2 Mẫu Hàm lượng

+/l)

0,298 0,152 0,276

0,027 0,029 0,003 NH4

-/l)

0,021 0,023 0,002 mgN-NH4

0,015 0,052 0,014 Ntotal (mgN/l) + (mgNH4 +/l - (mg NO2 NO2

-/l)

0,005 0,016 0,004 mgN-NO2

0,544 0,471 0,596 NO3

3-/l)

0,123 0,094 0,135 mgN-NO3

-/l -(mgNO2 -/l 3-(mg PO4 3-/l

0,306 0,088 0,083 PO4

0,100 0,029 0,027 mgP- PO4

Ptotal(mgP/l) 0,123 0,100 1,054

3.2.1.2. Kết qủa phân tích mẫu ô sử dụng than sinh học

Bảng 3.13 . Kết quả phân tích hàm lƣợng N, P trên các ô 4, 11, 17

sử dụng than sinh học

plot 4 plot 11 plot 17

0,221 0,201 0,215

0,004 0,050 0,014

+/l)

0,003 0,039 0,011

0,177 0,005 0,148

-/l)

Mẫu Hàm lƣợng Ntotal (mgN/l) + (mgNH4 +/l - (mg NO2

0,054 0,002 0,045

0,319 0,411 0,223

-/l)

0,072 0,093 0,050

-/l -(mgNO2 -/l

0,287 0,484 0,187

3-/l)

0,094 0,154 0,061

0,097 0,190 NH4 mgN-NH4 NO2 mgN-NO2 NO3 mgN-NO3 3-(mg PO4 PO4 3-/l mgP- PO4 Ptotal(mgP/l)

0,098 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

3.2.1.3. Kết qủa phân tích mẫu ở ô sử dụng phân chuồng

Bảng 3.14. Kết quả phân tích hàm lƣợng N, P trên các ô 1, 8, 16

sử dụng phân chuồng

Mẫu

plot 1 plot 8 plot 16 Hàm lƣợng

+/l)

-/l)

-/l -(mgNO2 -/l

3-/l)

0,302 0,010 0,008 0,644 0,196 0,653 0,148 0,010 0.003 0,007 0,216 0,008 0,006 0,010 0,003 0,600 0,135 0,463 0,151 0,199 0,225 << << 0,107 0,033 0,171 0,039 0,030 0,010 0,025

Ntotal (mgN/l) + (mgNH4 NH4 +/l mgN-NH4 - (mg NO2 NO2 mgN-NO2 NO3 mgN-NO3 3-(mg PO4 PO4 3-/l mgP- PO4 Ptotal(mgP/l) 3.2.1.4. Kết qủa phân tích mẫu ô sử dụng phân chuồng + than sinh học

Bảng 3.15. Kết quả phân tích hàm lƣợng N, P trên các ô 5, 9, 18 sử dụng

phân chuồng + than sinh học.

Mẫu

Hàm lượng plot5 plot 9 plot 18

+/l)

-/l)

3-/l)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

0,196 0,005 0,004 0,153 0,047 0,263 0,059 0,261 0,085 0,155 0,273 0,023 0,018 0,032 0,010 0,411 0,093 0,107 0,035 0.121 0,183 0,029 0,023 0,121 0,037 0,195 0,044 0,205 0,067 0.126 Ntotal (mgN/l) + (mgNH4 NH4 +/l mgN-NH4 - (mg NO2 NO2 -/l mgN-NO2 -(mgNO2 NO3 -/l mgN-NO3 3-(mg PO4 PO4 3-/l mgP- PO4 Ptotal(mgP/l)

3.2.1.5. Kết qủa phân tích mẫu ô sử dụng phân chuồng ủ

Bảng 3.16. Kết quả phân tích hàm lƣợng N, P trên các ô 3, 12, 15 sử dụng

phân chuồng ủ

plot 12 plot 15 Mẫu Hàm lƣợng plot3

+/l)

-/l)

3-/l)

0,339 0,083 0,065 0,272 0,083 0,293 0,066 0,433 0,141 0,188 0,212 0,019 0,015 0,008 0,002 0,040 0,009 0,305 0,100 0,191 0,152 0,003 0,002 0,012 0,004 0,149 0,034 << << 0,035 Ntotal (mgN/l) + (mgNH4 NH4 +/l mgN-NH4 - (mg NO2 NO2 -/l mgN-NO2 -(mgNO2 NO3 -/l mgN-NO3 3-(mg PO4 PO4 3-/l mgP- PO4 Ptotal(mgP/l)

3.2.1.6. Kết qủa phân tích mẫu ô sử dụng phân chuồng ủ + than sinh học

Bảng 3.17. Kết quả phân tích hàm lƣợng N, P trên các ô 6, 10, 14 sử dụng

phân chuồng ủ + than sinh học

Mẫu Hàm lƣợng plot 6 plot 10 plot 14

0,188 0,220 0,264

0,047 0,003 0,004

+/l)

0,037 0,002 0,003

0,040 0,012 0,003

-/l)

0,012 0,004 0,001

<< 0,367 0,586

-/l)

<< 0,083 0,132

-/l -(mgNO2 -/l

0,070 0,446 0,241

3-/l)

0,023 0,146 0,079

0,013 0,204 Ntotal (mgN/l) + (mgNH4 NH4 +/l mgN-NH4 - (mg NO2 NO2 mgN-NO2 NO3 mgN-NO3 3-(mg PO4 PO4 3-/l mgP- PO4 Ptotal(mgP/l) 0,112 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Ghi chú : ― << : hàm lượng dưới giới hạn phát hiện ‖

Nhìn vào bảng kết quả thu được, chúng tôi nhận xét đánh giá về các

chỉ tiêu dinh dưỡng trong mẫu nước tại lưu vực thôn Đông Cao như sau.

Giá trị P tổng dao động từ 0,152 mg/l đến 0,339 mg/l

+- N trong khoảng từ 0,003 mg/l đến 0,065 mg/l, giá trị NO2

—N trong khoảng từ 0,009 mg/l

Giá trị NH4

N từ 0,001 mg/l đến 0,196 mg/l, giá trị NO3

3—P ≤ 0,158 mg/l. Ptotal trong khoảng từ 0,013 mg/l đến

đến 0,148 mg/l.

Giá trị PO4

0,204mg/l.

Kết quả trên lấy từ các ô mưa giả hàm lượng có sự chênh lệch giá trị

không tuân theo một quy luật nào nhất định với các độ dốc khác nhau và sử

dụng các loại phân và than trộn lẫn .

3.2.2. Thảo luận kết quả phân tích ở lƣu vực Đông Cao

3.2.2.1. Khảo sát sự biến thiên hàm lượng dinh dưỡng trong mẫu nước tại lưu

vưc Đồng Cao

a.Các hợp chất của nitơ

-), amoni

Trong môi trường nước, nitơ tồn tại ở 2 dạng vô cơ và hữu cơ. Nitơ vô

-), nitrit (NO2

+), còn nitơ hữu cơ bao gồm chủ yếu là các axít amin trong tế bào sinh

cơ bao gồm các muối vô cơ chủ yếu như: Nitrat (NO3

(NH4

vật. Nguồn nitrat trong nước chủ yếu là do sự rửa trôi phân đạm trong nông

+) trong nước là sản phẩm đầu tiên của quá

nghiệp, sự phân hủy các hợp chất hữu cơ có chứa nitơ và quá trình oxy hóa

+ thành NO3

-. Amoni (NH4

NH4

-) là chất trung gian được

trình phân hủy chất hữu cơ có chứa nitơ, sự bài tiết của các sinh vật, một phần

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

có thể được rửa trôi từ đất nông nghiệp. Nitrit (NO2

tạo thành trong quá trình chuyển hóa amoni thành nitrat, quá trình này có sự

tham gia tích cực của hai nhóm vi sinh vật nitrosomonas và nitrobacters. [8]

- trong

Hình 3.5. Sự biến thiên hàm lƣợng trung bình N-NH4

+ và N-NO3

các ô mƣa giả với các cách bòn phân khác nhau

Nitơ trong N-NH4

Nhìn vào các hình 3.5 cho thấy hàm lượng dinh dưỡng các hợp chất + biến đổi không tuân theo một quy luật. Đi vào chi tiết + cao nhất ở ô phân chuồng ủ và thấp chúng tôi nhận thấy hàm lượng N-NH4

nhất tại ô phân chuồng, các giá trị tương đương thể hiện tong các ô không bòn

than sinh học. Khác với hàm lượng N-NH4

NO3

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

phân, ô than sinh học, phân chuồng + than sinh học, và phân chuồng ủ + + thì giá trị thể hiện hàm lượng N- - trong ô không bón phân và phân chuồng là cao nhất, các ô còn lại giá trị - giảm dần và Nitơ trong phân chuồng ủ + than sinh học là thấp nhất. N-NO3

- và

Hình 3.6. Sự biến thiên hàm lƣợng trung bình N-NH4

+, N – NO2 - trong các ô mƣa giả với các cách bòn phân khác nhau

N-NO3

+ nhỏ thì hàm lượng N – NO3

- ở trung gian giữa hai giá trị ấy. Ở đây có thể giải thích

Quan sát hình 3.6 xét hàm lượng các chất trong một ô, ví dụ ô không - tăng, giá trị bón phân nếu hàm lượng N - NH4

của N – NO2

Thứ nhất: Do quá trình Nitrat hóa hàm lượng các hợp chất biến

- và NO2

chuyển tiếp từ NH4

+ sang NO3 mật độ vi sinh vật càng nhiều thì hàm lượng NH4

chuyển qua lại với nhau dưới sự phân hủy của các vi sinh vật và sản phẩm - là sản phẩm trung gian. Mặt khác, - + ít và hàm lượng NO3

tăng và ngược lại.

Thứ hai: Chu kì lấy mẫu của chúng tôi diễn ra vào mùa mưa, nhiệt độ

ban ngày cao, mẫu lại để trước một tháng mới bắt làm thí nghiệm mưa

giả.Tính chất của các muối nitơ và hợp chất của nó rất dễ bay hơi hoặc

chuyển thành hợp chất bay hơi như N2O hoặc N2 nên cũng ảnh hưởng đến sự

thay đổi trên.

b. Các hợp chất của Photpho

Hàm lượng photphat trong môi trường nước tự nhiên là thông số quan

trọng đối với đời sống của các thủy sinh vật. Photphat tồn tại trong nước chủ Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

yếu là do sự phát tán từ các nguồn nhân tạo: phân bón vô cơ chứa photphat,

thuốc bảo vệ thực vật và chất tẩy rửa có chứa photphat, ngoài ra nó còn có

trong thành phần của các chất kìm hãm ăn mòn, chất phụ gia trong các ngành

công nghiệp thực phẩm. Photphat luôn được coi là yếu tố chính hạn chế sinh

khối thực vật. Trên thực tế nó rất cần thiết cho sự sống vì nó là nguyên tố cấu

trúc của ADN và ARN [8]. Cũng như nitrat và amoni, photphat là chất dinh

dưỡng cần thiết cho sự phát triển của các sinh vật, đặc biệt là rong, tảo phát

triển mạnh trong nước có hàm lượng photphat cao. Nồng độ photphat trong 3-/l và photpho thường nước không ô nhiễm thường nhỏ hơn 0,01mg P-PO4

nhỏ hơn 0.025mgP/l.

3- và P tổng trong

Hình 3.7. Sự biến thiên hàm lƣợng trung bình P-PO4

các ô mƣa giả với các cách bòn phân khác nhau

Sự biến đổi P-PO4

3- và P tổng trên các hình 3.7 cho xu hướng của P- 3- và P tổng biến đổi khá giống nhau ở các ô, tăng cao với ô than sinh học 3- và P

PO4

và giảm mạnh với ô phân chuồng. Sự chênh lệch hàm lượng P-PO4

tổng trong các ô không đáng kể là do tỉ lệ P trong đất và phân là ít, nguyên

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nhân gây ô nhiễm nguồn nước bởi photpho là do chất tẩy rủa, bột giặt tổng

hợp hoặc hàm lượng phân bón vô cơ tăng quá liều làm tăng tỉ lệ P trong đất bị

rửa trôi vào nước.

3.2.2.2 So sánh tính chấy nước thải tại lưu vực Đông Cao với tiêu chuẩn Việt Nam

Trong nước tự nhiên, những vùng không bị ô nhiễm nồng độ nitơ vô cơ

4/l, - thấp

thường rất thấp chẳng hạn nồng độ amoni thường thấp hơn 0,05 mg N-NH+

-, nồng độ nitrit N - NO2

nồng độ nitrat thường thấp hơn 10 mg N - NO3

hơn 0,01 mg/l theo mục A đối với nước mặt có thể dùng làm nguồn nước

cung cấp, tiêu chuẩn chât lượng nước mặt (trích TCVN 5942 - 1995) [31].

Nitrat và amoni trong nước có nồng độ thích hợp, được sinh vật sử dụng làm

nguồn dinh dưỡng rất tốt. Tuy nhiên nếu chúng quá thừa hoặc quá thiếu sẽ

gây ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của các sinh vật. Vì vậy, việc so sánh

chất lượng nước tại lưu vực Đông Cao với tiêu chuẩn Việt Nam sẽ cho chúng

ta một cách đánh giá khách quan xem khu vực này có bị ô nhiễm dưới tác

+ - N phân tích tại phòng thí nghiệm thì giá trị cao nhất

dụng bón phân vô cơ, hữu cơ hoặc các điều kiện khác.

Xét kết quả NH4

chung tôi phân tích là 0, 065 mg/l tại ô phân chuồng ủ với độ dốc 32% giá trị

này cao hơn so với mục A áp dụng đối với nước bề mặt có thể dùng làm

nguồn nước cung cấp nước sinh hoạt (nhưng phải theo quá trình xử lý theo

quy định) là ≤ 0,05 mg/l, còn đối với mục B áp dụng cho nước mặt sử dụng

cho các mục đích khác thì giá trị này thấp hơn là ≤1 mg/l. Nếu lấy trung bình + - N kết quả là 0.017 mg/l giá trị này thấp hơn rất nhiều so với mục A NH4

- thì giá trị phân tích cao nhất lần

tiêu chuẩn nước mặt (trích TCVN 5942 - 1995) [31].

- và N - NO3

Xét kết quả N - NO2

lượt là 0,196 mg/l và 0,148 mg/l nếu so sánh với mục A áp dụng đối với

theo quá trình xử lý theo quy định) thì hàm lượng của N - NO2

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

nhiều so với mục A là 0,01 mg/l còn với hàm lương N - NO3

nước bề mặt có thể dùng làm nguồn nước cung cấp sinh hoạt (nhưng phải -cao hơn rất - so với mục A

- tại các ô là 0.031mg/l - thấp hơn so với mục A tiêu chuẩn nước mặt

là 10 mg/l. Nếu xét giá trị trung bình của N - NO2

thì sự chênh lệch N - NO2

(trích TCVN 5942 - 1995) [31].

Tổng P là chất dinh dưỡng trong nguồn nước có nguồn gốc từ quá trình

tăng sinh khối trong hệ sinh thái nước. Trong tiêu chuẩn nước mặt của Việt

Nam tuy chưa xác định chính xác tổng P nhưng có quy định hàm lượng 3- đối với nước dùng loại A (nước phục vụ sinh hoạt) nhỏ hơn hoặc P -PO4

bằng 0.1 mg/l. Còn theo Viện chất lượng nước Đan Mạch thì khi nước bị phú

dưỡng, hàm lượng tổng P > 0.15 mg/l (B. Đ. Tuấn [36]). Nước tại lưu vực

Đông Cao lượng tổng P với trị số trung bình khoảng 0.113 mg/l, biến đổi

trong khoảng 0.025 - 0.204 mg/l, còn nằm trong mức cho phép. Tuy vậy, chỉ

tiêu của OECD và của Cục bảo vệ môi trường Mỹ DEP thì nước không phú

dưỡng lại đòi hỏi nồng độ tổng P nằm dưới giới hạn 0.084 mg/l và 0.068 mg/l

[36]. Có thể thấy rằng tiêu chí này biến thiên và phụ thuộc vào tiêu chuẩn của

mỗi quốc gia.

Kết luận: Xét về mặt tổng thể hàm lượng chất dinh dương trong mẫu

nước ở lưu vực Đông Cao khi tiến hành làm thực nghiệm giả mưa với các ô

bón các loại phân khác nhau. Chúng tôi nhận thấy hàm lượng các chất gây ô

nhiễm ở khu vực này không nhiều, nước bị ô nhiễm bởi hàm lượng các chất

dinh dưỡng không đáng kể. Vì lưu vực Đông Cao chăn nuôi gia súc, canh tác

nông, lâm nghiệp theo kiểu tự cung tự cấpvới phạm vi nhỏ, lượng chất thải do

gia súc ở đây thải ra chưa nhiều, các khu công nghiêp, khu đông dân cư ở xa

lưu vực lên đã ảnh hưởng rất ít đến nguồn nước. Theo các kết quả đánh giá so

với TCVN [31] thì nguồn nước ở đây là nguồn nước sạch chưa bị ô nhiễm, ít

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

bị tác động từ các yếu tố bên ngoài.

3.2.2.3. So sánh lượng dinh dưỡng bị rửa trôi ở khu vực Đông Cao với các

khu vực khác

Nghiên cứu: ―Xói mòn đất và rửa trôi đạm tại lưu vực Đông Cao, thí

nghiệm và mô hình‖. Chúng tôi so sánh lưu vực Đông Cao với lưu vực Quan

Đình huyện Tam Dương cách Hà Nội 70 km về phía Bắc có đặc điểm địa lý,

đặc trưng nông nghiệp, canh tác chủ yếu là các loại cây như sắn, ngô, và đậu

tương tương đối giống lưu vực Đông Cao về hiện tượng rửa trôi đạm khỏi

tầng rễ và tầng đất sâu [51].

Nguyên nhân chính của thoái hóa đất trên vùng đồi núi cao là hiện

tượng xói mòn. Quá trình này xảy ra nghiêm trọng ở quy mô thửa ruộng

nhưng lai rất thấp ở quy mô tiểu lưu vực và lưu vực. Hiện tượng rửa trôi

đạm khỏi tầng rễ gây ra hậu quả ô nhiễm môi trường trên cả quy mô ô thửa

của vùng và làm giảm hiệu quả sử dụng phân đạm. Kết quả thí nghiệm ở

lưu vực Quan Đình huyện Tam Dương đã chỉ ra hàm lượng đạm cao ở các

tầng đất sâu, dấu hiệu của quá trình rửa trôi mạnh mẽ dưới ảnh hưởng của

lượng mưa và nước tưới cao, lượng cây hút thấp và lượng phân bón cao.

Các kết quả mô phỏng từ mô hình cân bằng đạm được hiệu chỉnh với hàm

lượng đạm thực đo đã cho thấy sự rửa trôi gia tăng khi lượng phân bón cao

hơn. Ví dụ trong hệ thông luân canh lúa – lúa – ngô đông lượng đạm bị rửa

trôi ở các mức bón phân theo thứ tự từ thấp, trung bình và cao từ 52

kg/ha.năm đến 60 kg/ha.năm, 56 kg/ha.năm đến 114 kg/ha.năm và 58

kg/ha.năm đến 154 kg/ha.năm. Hiện tượng rửa trôi đạm đặc biệt cao trên

các cây trồng thâm canh với lượng phân bón rất cao. Lượng đạm bị rửa trối

hàng năm được tính toán lên đến 193 kg/ha trên đất trồng hoa và 115 kg/h

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

trên đất trồng rau so với 50 kg/ha trên đất trồng lúa. [51]

Chúng tôi so sánh hàm lượng đạm bị rửa trôi bón các loại phân bón

khác nhau tạii lưu vực Đông Cao để so sánh với hàm lượng đạm bị rửa trôi

của lưu vực Quan Đình của huyện Tam Dương. Kết quả tính toán như sau:

Bảng 3.18. Biểu diễn hàm lƣợng đạm bị rửa trôi trong các ô bón các loại

phân khác nhau

N tổng

(mg/l) N bị rửa trôi(mg/m2.h) Trung bình N bị rửa trôi (mg/m2.h)

0,298 3.576

Không bón phân 2,904 0,152 1,824

0,276 3,312

0,221 2,652

Than sinh học 2,548 0,201 2,412

0,215 2,580

0,302 3,624

Phân chuồng 2,968 0,216 2,592

0,224 2,688

0,196 2,352

Phân chuồng + 2,608 0,273 3,276

Than sinh học 0,183 2,196

0,330 3,960

Phân chuông ủ 2,776 0,212 2,544

0,152 1,824

0,188 2,256

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Phân chuồng ủ + 2,688 0,220 2,640

Than sinh học 0,264 3,168

Hình 3.8 : Hàm lƣợng đạm bị rửa trôi với các ô có cách bón phân khác

nhau tại lƣu vực Đông Cao

Nhìn vào Hình 3.8 ta thấy ô bón phân chuồng hàm lượng đạm bị rửa

trôi cao nhât 260 kg/ha.năm, hàm lượng đạm bị rửa trôi it nhất thuộc về ô bón

than sinh học 223,2 kg/ha.năm. Đánh giá kết quả hàm lương bị rửa trôi đạm

của lưu vực Quan Đình trên đất trồng hoa hàng năm thay đổi từ 88 kgN/ha

đến 122 kgN/ha, 64 kg N/ha đến 82 kgN/ha và trên đất trồng rau ― nhóm cải

bắt‖ (ví dụ như bắp cải, xu hào), 51 kgN/ha đến 76 kgN/ha trên đất trồng ớt,

56 kgN/ha đến 75 kgN/ha trên đất trồng rau nhóm bầu bí (ví dụ như dưa

chuột, cà chua, bí xanh ) và 36 đến 55 trên đất lúa [51]. Như vậy, hàm lượng

đạm bị rửa trôi trong tất cả các ô bón các loại phân khác nhau trong lưu vực

Đông Cao so với các loại đất trồng nông nghiệp của lưu vực Quan Đình bị rửa

trôi là lớn hơn rất nhiều. Bởi vì: thời điểm bón phân ngay trước khi thực hiện

thí nghiệm nên lượng phân bón bị rửa trôi sẽ cao hơn thực tế. Đồng thời sau

khi mưa trực tiếp rơi xuống các ô thí nghiệm chúng tôi đã thu ngay nên chất Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

dinh dưỡng không có thời gian lưu trong đất, nước. Do vậy hàm lượng dinh

dưỡng thu được cũng sẽ cao hơn so với các vùng khác. Tuy nhiên đây chỉ là

đánh giá ban đầu về hàm lượng đạm bị rửa trôi do tác động của mưa, liên

quan đến việc bón phân cho một khu vực chuyên biệt, cần bổ sung thêm việc

theo dõi chất lượng nước biến đổi theo thời gian thì mới có được một đánh giá

tổng quan hơn.

Ghi chú: Để đánh giá hàm lượng dinh dưỡng bị rửa trôi ta có công thức

tính toán lượng chất dinh dưỡng bị rửa trôi như sau :

Ví dụ: Lượng mưa : 90mm/h trong 40 phút cho 1 ô thí nghiệm 1m²,

tương đương lượng nước cấp cho 1m² là 60 lít trong 1 giờ. Biết lượng nước

thu hồi được là 20% (80% còn lại thấm vào đất), như vậy từ hàm lượng dinh

dưỡng đo được ta có thể tính được lượng chất dinh dưỡng bị rửa trôi.

Tổng N bị rửa trôi = 60(L/m².h)*20%*N(mg/L) = X (mg/m².h)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Từ lượng X (mg/m².h) có thể quy đổi ra đơn vị kg/ha (đơn vị thường dùng để tính lượng chất bị rửa trôi). Ta có :1mg/m2.h = 87,6 kg/ha.năm.

KẾT LUẬN

Qua quá trình thực hiện đề tài chúng tôi đã thu được một số kết quả sau;

1. Đã xây dựng và vận dụng được những quy trình phân tích thích hợp

để xác định hàm lượng amoni, nitrat, nitrit, photphat, tổng phôtpho trong

nước bằng phương pháp trắc quang.

2. So sánh hàm lượng chênh lệch dinh dưỡng giữa các ô bón các loại

phân khác nhau.

-, hàm lượng N - NO3

3-, P tổng.

3. So sánh hàm lượng dinh dưỡng của lưu vực Đông Cao với tiêu chuẩn -, +, hàm lượng N - NO2 Việt Nam: Hàm lượng N - NH4

P – PO4

4. So sánh hiện tượng rửa trôi của lưu vực Đông Cao với lưu vực Quan

Đình, huyện Tam Dương cách Hà Nôi 70 km về phía Bắc.

Tóm lại: Tình trạnh ô nhiễm nước ở lưu vực Đông Cao chưa bị tác

động nhiều. Vì người dân ở đây canh tác nông nghiệp bằng nối canh tác

thô sơ lấy sức người là chính, lượng phân vô cơ bón ra trong vùng còn ít,

các trang trai, nông trương nuôi gia súc, thủy sản chưa được hình thành .

Hiện tượng hàm lượng đạm rửa trôi trong đất so với khu vực Quan Đình

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

là nhiều hơn.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tài liệu tiếng Việt

1. GS.TSKH Lê Huy Bá và GS.TS Lâm Minh Triết, ― Sinh thái môi

trường ứng dụng (Applied Environmental ecology). NXB Khoa hoc –

Kỹ thuật

2. BÁO CÁO : Xây dự ng hệ thí nghiệ m giả mưa và hệ thí nghiệ m

mesocosm phục vụ nghiên cứ u quá trì nh vậ n chuyể n và biế n đổ i chấ t tạ i

lưu vực Đồng Cao – xã Tiến Xuân, huyện Thạch Thất, Hà Nội

3. Bộ Khoa học công nghệ và môi trường (1994), Tổng quan hiện trạng

môi trường Việt Nam năm 1993, NXB Khoa học và KT, Hà Nội.

4. Brault Jean Loius (1999), Sổ tay xử lý nước, Tập 1.2 - Tài liệu dịch từ

tiếng Pháp, NXB xây dựng, Hà Nội.

5. Lê Văn Cát (1990), Cơ sở hoá học và kỹ thuật xử lý nước, NXB Thanh

niên, Hà Nội.

6. Lê Văn Cát (2002), Hấp phụ và trao đổi ion trong kỹ thuật xử lý nước

và nước thải, NXB Thống kê, Hà Nội.

7. Hoàng Kim Cơ, Trần Hữu Uyển, Lương Đức Phẩm (2001), Kỹ thuật

môi trường, NXB Khoa học & KT, Hà Nội.

8. Đặng Kim Chi (1998), Hoá học môi trường, Tập 1, NXB Khoa học và

Kỹ thuật, Hà Nội.

9. Nguyễn Tinh Dung (2001), Hoá học phân tích, Phần 2, Các phản ứng

ion trong dung dịch nước, NXB Giáo dục, Hà Nội.

10. Vũ Đăng Độ (1999), Hoá học và sự ô nhiễm môi trường, NXB Giáo

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

dục, Hà Nội.

11. Đỗ Thị Giang, Luận văn thạc sĩ khoa hoá học, phân tích hàm lượng ion

photphat, amoni, nitrit, nitrat và một số kim loại nặng trong môi trường

nước bề mặt sông Nhuệ và sông Tô Lịch, ĐHSPHN, 2002.

12. Nguyễn Thị Hương Giang, Luận văn thạc sĩ khoa học, ứng dụng chỉ số

cân bằng áp suất riêng phần của CO2 (EpCO2) trong nghiên cứu mức

độ dinh dưỡng của nước sông Nhuệ - sông Đáy. Hà nội 2007.

13. PTS. Trần Đức Hạ - Th.S. Nguyễn Thị Lan - GS.PTS. Vũ Hữu Yêm,

Các phương pháp phân tích và đánh giá chất lượng môi trường.

14. Trần Tứ Hiếu, Phân tích trắc quang - Phổ hấp thụ UV - VIS, Nhà xuất

bản ĐHQG Hà nội.

15. Lê Văn Khoa và các CS, Phương pháp phân tích: Đất, Nước, Phân bón

và Cây trồng, NXB. Giáo dục, 2001.

16. Kreskov A.P (1989), Cơ sở Hoá học phân tích, Tập 2, NXB Đại học và

giáo dục chuyên nghiệp Hà Nội và NXB Mir, Matxcơva.

17. Hoàng Lê (2004), ―rau Hà Nội đang bị ô nhiễm độc bởi nước sông Tô

Lịch‖, Báo Phụ nữ Việt Nam, 59 (2384), tr.10).

18. Phạm Luận, Môi trường và quan trắc môi trường, ĐHTH. Hà nội. 1999.

19. Phạm Luận, Giáo trình cơ sở của các kỹ thuật xử lý mẫu phân tích, Hà

nội 05/2000

20. Hoàng Nhâm (2000), Hoá học vô cơ, Tập 2, NXB Giáo dục, Hà Nội.

21. Nguyễn Ân Niên (1998), Tuyển tập kết quả khoa học và công nghệ

thuỷ nông cải tạo đất và môi trường, NXB nông nghiệp, Hà Nội.

22. Lê Đức Ngọc, Xử lý số liệu và kế hoạch hoá thực nghiệm, Hà nội 12-

2000.

23. PGS.TSKH.Nguyễn Xuân Nguyên - PGS.TS.Trần Đức Hạ, Chất lượng

nước sông hồ và bảo vệ môi trường nước, Nhà xuất bản Khoa học và

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Kỹ thuật, Hà nội- 2004.

24. NguyÔn H÷u Phó (2001), C¬ së lý thuyÕt c«ng nghÖ xö lý n íc tù nhiªn,

NXB Khoa häc vµ KT, Hµ Néi.

25. Sổ tay hướng dẫn ngành nước -Unicef, Nhà xuất bản nông nghiệp.

26. Đỗ Lê Tảo (2003), ―Sẽ có biện pháp mạnh, Báo Lao động, 6211 (250),

27. Lâm Ngọc Thụ (2000), Cơ sở Hoá phân tích - các phương pháp phân

tích hoá học, NXB Đại học quốc gia Hà Nội.

28. Phạm Văn Thưởng, Đặng Đình Bạch (1999), Giáo trình cơ sở hoá học

môi trường, NXB khoa học và KT, Hà Nội.

29. Trương Mạnh Tiến, Quan trắc môi trường, NXB Đại học quốc gia Hà

nội

30. Tiêu chuẩn Việt Nam, Nước thải- Phương pháp phân tích lý hoá học -

TCVN 4583: 1988

31. Tiêu chuẩn Việt Nam (2002), Tuyển tập 31 tiêu chuẩn Việt Nam về môi

trường bắt buộc áp dụng, Trung tâm tiêu chuẩn chất lượng xuất bản, Hà

Nội.

32. Lâm Minh Triết (1998), công nghệ môi trường, NXB Nông nghiệp.

33. Lê Hữu Tuấn (2002), ―Đioxin kẻ thù số 1 của sinh thái‖, Báo an ninh

thế giới, 74 (308)

34. Phạm Hùng Việt – Trần Tứ Hiếu – Nguyễn Văn Nội, Hoá học môi

trường cơ sở, ĐHTH. Hà nội, 2/1999.

35. Phạm Hùng Việt, Từ Bình Minh (2004), ―Ô nhiễm bởi các chất độc

hữu cơ khó phân huỷ và các hoá chất gây rối loạn nội tiết tố tại Việt

Nam, sự tồn lưu, vận chuyển, xu thế biến đổi và ảnh hưởng‖, Tuyển tập

các báo cáo khoa học tại Hội nghị khoa học về môi trường lần thứ nhất,

Hà Nội

36. .Bùi Đức Tuấn, Một số nhận xét về tình hình phú dưỡng ở các hồ Trị an,

Dầu tiếng, Thác mơ, Tuyển tập báo cáo Hội thảo khoa học lần thứ 10 -

Viện KH KTTV & MT, p 507-512, Hà Nội, 2007. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Tài liệu tiếng Anh

37. APHA - AWWA - AEF (1995), Standard Methods for Examination of

water and wastewater, 19th Edition 1995, Washington DC 2005.

38. EPA (1994), ―Monitoring of Phosphrus‖, The volunteer, Vol. 6. No.1.

(http:/www.Epa.Gov/Volunteer/Spring 94/ppress f19.htm)

39. Fao. http://www.fao.org/docrep/t0551e/t0551e05.htm, truy cập

19/06/08. G. Langergraber, J. Alex, N. Weissenbacher, D. Woerner, M.

Ahnert, T. Frehmann, N. Halft, I. Hobus, M. Plattes, V. Spering, S.

Winkler. 2007. Generation of diurnal variation for influent data for

dynamic simulation. 10th IWA Specialised Conference on Design,

Operation and Economics of large Wastewater Treatment Plants, 61-64.

Mara, D. 2004. Domestic wastewater treatment in developing countries.

40. HP – Company (Hewlett Packard), Water Analysis. Organic

Micropollutants, NXB. HP - Company (Hewlett Packard), Printed in

Germany, 1994

41. JIS (Japaness Standards Association) (2002), Handbook Environmental

Technology, Tokyo, Japan.

42. John, R. Dean, Methods for Environmental Trace Analysis, NXB. John

Wiley and Sons, Ltd. 2003

43. Peter M. Vitousek, Chair, Jonh Aber, Robert W. Howarth (2002),

―Human Alteration of Global Nitrogen Cycle: Causes and

Comsequencs‖, Issues in Ecology - Hunman Atteration of Global

Nitrogen Cycle.http://esa.sdse.edu/tilman.htm.

44. Roger N. Reeve (UK), Introduction to Environmental Analysis, NXB.

John Wiley and Sons, Ltd. 2002

45. Scott C.Killpack and Daryl Buchholz (Department of Agronomy,

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

University of Missouri - Columbia) (1993), ―Nitrogen in the

Environment: Nitrification‖, Water quality Initiative publication

WQ254, http://muextension.missouri. edu/xplor/envqual/wq0254.htm.

46. Scott C.Killpack and Daryl Buchholz (Department of Agronomy,

University of Missouri - Columbia) (1993), ―Nitrogen in the

Environment:

47. Speafico M. (1992), Protection of Water resource, Water quality and

Aquatic ecosystem, Mekong Secretariat, Bangkok.

48. Stanley E. Manahan, Environmental Chemistry, Lewis Publisher,

Londo, Tokyo. 1994

49. Le Trinh (1991), Water quality in Mekong Delta, Working Report for

NEDECO.

50. Le Trinh (1992), Water Pollution and control strategy for the

Vietnamese part in the Mekong Basin, Mekong Secretariat, Bangkok.

51. Mai Van Trinh_2007_soil erosion and N leaching in North Vietnam

52. USA EPA (Cục Môi trường Mỹ), EPA 846 (Analytical Methods for

Water and Wastes), EPA 1996.

53. V. Dean Adams (1998), Water  waste water Examination Manual,

Boca Raton Boston London NewYork Washington, DC.

54. Water resource Characterization DDS-Phosphorus (2002),

―Phosphorus‖, (http:h2ospare.wqncsu.edu/info/pho.html).

55. WHO (1989), Management and Control of the Environment, Geneve.

56. WHO-IUCN (1987), Setting Environmental Standards, WHO-Geneve.

57. Ying-Feng Lin, Shuh-Ren Jing, Der - Yuan Lee, Tze - Wen Wang

(Department of Environmental Engineering and Health, Department of

Pharmacy, Chi-Nam University of Pharmacy and Science, Tainan 717

Taiwan) 2001), Aquaculture, 2009 (2002), p.169-

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

184.ww.elsevier.com/locate/aqua-online.

PHỤ LỤC

Phụ lục 1: Các số liệu đo được lấy ở các ô mưa giả đăt ở các vị trí khác

nhau trên lưu vực thôn Đông Cao, xã Tiến Xuân, huyện Thạch Thất, Hà Nội

Phụ lục 2: Giá trị ứng với độ tin cậy P và số bậc tự do k = n-1

P K 0,09 0,95 0,99

6,31 12,7 63,7 1

2,92 4,30 9,92 2

2,35 3,18 5,84 3

2,13 2,78 4,60 4

2,01 2,57 4,03 5

1,94 2,45 3,71 6

1,89 2,36 3,50 7

1,86 2,31 3,36 8

1,83 2,26 3,25 9

1,81 2,23 3,17 10

1,75 2,13 2,95 15

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

1,73 2,06 2,79 20

MỘT SỐ HÌNH ẢNH MÁY MÓC, DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM

Hệ thống máy quang phổ UV – VIS Cột Cadimi được dưỡng bằng dung

Cintra 40 (Úc) dich NH4Cl

Cuvet thủy tinh của máy UV – VIS Cân điện tử

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Cintra 40 ( Úc)

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

HÌNH ẢNH VỀ ĐOÀN CÔNG TÁC ĐI LẤY MẪU

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn