Luận văn Thạc sĩ Khoa học hoá học: Nghiên cứu phân tích và xử lý nước thải làng nghề giết mổ gia súc Phúc Lâm, huyện Việt Yên, tỉnh Bắc Giang

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM CHU THỊ NHÀN

NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH VÀ XỬ LÍ NƢỚC THẢI LÀNG NGHỀ GIẾT MỔ GIA SÚC PHÚC LÂM, HUYỆN VIỆT YÊN, TỈNH BẮC GIANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN - 2011 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 CHU THỊ NHÀN

NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH VÀ XỬ LÍ NƢỚC THẢI LÀNG NGHỀ GIẾT MỔ GIA SÚC PHÚC LÂM, HUYỆN VIỆT YÊN, TỈNH BẮC GIANG

Chuyên ngành: Hóa học phân tích

Mã số : 60.44.29

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC

Ng êi h íng dÉn khoa häc: TS. Đào Văn Bảy

THÁI NGUYÊN - 2011 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, em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS.

Đào Văn Bảy đã tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện

luận văn.

Em cũng xin được cảm ơn các thầy, cô trong tổ bộ môn Hoá Công nghệ

và Môi trường trường Đại học Sư phạm I đã tạo điều kiện, giúp đỡ em hoàn

thành luận văn này.

Em xin được cảm ơn các thầy, cô trong khoa Hoá trường Đại học Sư

phạm Thái Nguyên đã tạo điều kiện, giúp đỡ em hoàn thành luận văn

này.

Nhân đây, em cũng xin gửi lời cảm ơn tới gia đình và bạn bè về sự

động viên, cổ vũ trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu của em.

Do thời gian có hạn, nên bài luận văn này chắc chắn không tránh khỏi

thiếu sót, em kính mong nhận được sự góp ý của thầy cô và các bạn.

Xin trân trọng cảm ơn!

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

Thái Nguyên, ngày 11 tháng 8 năm 2011 Học viên Chu Thị Nhàn

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu,

kết quả nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được ai công bố

trong bất kỳ công trình nào khác.

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

Thái Nguyên, ngày 11 tháng 8 năm 2011 Học viên Chu Thị Nhàn

MỤC LỤC

Trang bìa phụ

Lời cảm ơn

Lời cam đoan

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

Danh mục các bảng .............................................................................................. v

Danh mục các hình ............................................................................................. vii

MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 0

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN ................................................................................. 2

1.1. NGUYÊN NHÂN GÂY Ô NHIỄM NGUỒN NƢỚC ................................... 2

1.1.1. Nguồn gốc các chất ô nhiễm N, P trong nƣớc ........................................... 2

1.1.2. Sự chuyển hóa các chất ô nhiễm N, P trong nƣớc ..................................... 6

1.1.3. Tác hại của các chất ô nhiễm chứa N và P ................................................ 7

1.2. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC .............. 9

1.2.1. Các thông số cơ bản .................................................................................... 9

1.2.2. Tiêu chuẩn đánh giá mức độ ô nhiễm các nguồn nƣớc ........................... 12

1.3. PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG P .......................................... 15

1.3.1. Xác định hàm lƣợng phôtphat bằng phƣơng pháp trắc quang ................ 15

1.3.2. Xác định hàm lƣợng P tổng ...................................................................... 17

1.4. PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG N ......................................... 17

1.4.1. Xác định hàm lƣợng ion amoni ................................................................ 17

1.4.2. Xác định hàm lƣợng N tổng ..................................................................... 18

1.5.1. Xử lý ion amoni NH4

1.5.2. Xử lý ion nitrit NO2

1.5. PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM CHỨA N VÀ P ........... 19 + .............................................................................. 19 - ................................................................................. 21 - ................................................................................. 21 1.5.3. Xử lý ion nitrat NO3

1.5.4. Xử lý ion photphat .................................................................................... 22

1.5.5. Các phƣơng pháp mới đang đƣợc nghiên cứu và sử dụng để xử lý nƣớc

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

thải ở Việt nam và thế giới ................................................................................. 23

CHƢƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................... 27

2.1. DỤNG CỤ, MÁY MÓC, HÓA CHẤT ......................................................... 27

2.1.1. Dụng cụ, máy móc .................................................................................... 27

2.1.2. Hóa chất .................................................................................................... 27

2.2. NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH P ........................................ 29

2.2.1. Khảo sát các điều kiện tối ƣu ................................................................... 30

2.2.2. Đo phổ hấp thụ phân tử của hợp chất màu xanh molipden ..................... 31

2.2.3. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng P ....................................... 32

2.2.4. Đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn xác định P ................................... 32

2.3. NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH N ........................................ 32

2.3.1. Khảo sát các điều kiện tối ƣu ................................................................... 32

2.3.2. Đo phổ hấp thụ phân tử của dung dịch màu ............................................ 33

2.3.3. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng N ...................................... 33

2.3.4. Đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn xác định N ................................... 33

2.4. PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ DO VÀ COD ................................. 33

2.4.1. Xác định chỉ số DO .................................................................................. 33

2.4.2. Xác định chỉ số COD ................................................................................ 34

2.5. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU VÀ VỊ TRÍ LẤY MẪU ............................... 35

2.5.1. Đối tƣợng nghiên cứu ............................................................................... 35

2.5.2. Vị trí lấy mẫu ............................................................................................ 37

2.5.3. Lấy mẫu và bảo quản mẫu ....................................................................... 38

2.6. PHÂN TÍCH MẪU NƢỚC THẢI ................................................................ 39

2.6.1. Phân tích mẫu xác định nồng độ photphat ............................................... 39

2.6.2. Phân tích mẫu xác định hàm lƣợng P tổng .............................................. 39 + .................................................... 40 2.6.3. Phân tích mẫu xác định nồng độ NH4

2.6.4. Phân tích mẫu xác định hàm lƣợng N tổng ............................................. 41

2.7. PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ Ô NHIỄM N VÀ P TRONG NƢỚC THẢI ...... 42

2.7.1. Chuẩn bị bèo tây ....................................................................................... 42

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

2.7.2. Chuẩn bị mẫu nƣớc và nuôi bèo .............................................................. 43

iii

2.7.3. Lấy mẫu và phân tích ............................................................................... 43

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ..................................................... 44

3.1. XÂY DỰNG ĐƢỜNG CHUẨN XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG P................. 44

3.1.1. Khảo sát các điều kiện tối ƣu cho phản ứng tạo màu xanh Molipden .... 44

3.1.2. Kết quả đo phổ hấp thụ phân tử của hợp chất màu xanh Molipden ....... 50 3- - P ................................. 51 3.1.3. Kết quả xây dựng đƣờng chuẩn xác định PO4

3.1.4. Đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn xác định photphat ....................... 52

3.2. KẾT QUẢ XÂY DỰNG ĐƢỜNG CHUẨN XÁC ĐỊNH N ....................... 53

3.2.1. Kết quả khảo sát các điều kiện tối ƣu cho phản ứng tạo phức màu ........ 53

3.2.2. Kết quả đo phổ hấp thụ phân tử của phức màu ....................................... 54 + - N ................................ 55 3.2.3. Kết quả xây dựng đƣờng chuẩn xác định NH4

3.3. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG N, P TRONG NƢỚC THẢI

LÀNG NGHỀ GIẾT MỔ GIA SÚC ..................................................................... 56

3.3.1. Kết quả xác định hàm lƣợng N, P và các thông số ô nhiễm trong các

mẫu nƣớc thải (đợt 1 – 18/4/2011) ..................................................................... 56

3.3.2. Kết quả xác định hàm lƣợng N, P và các thông số ô nhiễm trong các

mẫu nƣớc thải (đợt 2 – 13/6/2011) ..................................................................... 60

3.3.3. Kết quả xác định hàm lƣợng N, P và các thông số ô nhiễm trong các

mẫu nƣớc thải (đợt 3 – 21/7/2011) ..................................................................... 61

3.3.4. Đánh giá chung mức độ ô nhiễm N, P tại ao nƣớc thải làng Phúc Lâm ... 62

3.4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU XỬ LÍ CÁC CHẤT Ô NHIỄM N, P TRONG

NƢỚC THẢI LÀNG NGHỀ PHÚC LÂM BẰNG BÈO TÂY ........................... 64

3.4.1. Kết quả xử lí mẫu nƣớc thải bằng bèo đợt 1 (22/6 ÷ 01/7/2011) ............ 64

3.4.2. Kết quả xử lí mẫu nƣớc thải bằng bèo đợt 2 (11/7 ÷ 21/7/2011) ............ 67

KẾT LUẬN ......................................................................................................... 71

KIẾN NGHỊ ......................................................................................................... 72

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

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 73

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1. Mức độ ô nhiễm N tại thôn Phú Đô, xã Mễ Trì [31] ............................ 2

Bảng 1.2. Hàm lƣợng các chất ô nhiễm N trong nƣớc mặt ở một số tỉnh,

thành vùng đồng bằng sông Hồng [2] .................................................. 3

Bảng 1.3. Hàm lƣợng chất thải của con ngƣời vào môi trƣờng [7,48] ................. 3

Bảng 1.4. Các đặc tính trung bình của nƣớc thải đô thị [5]-tr.87 .......................... 4

Bảng 1.5. Hàm lƣợng chất thải do hoạt động của con ngƣời [7] .......................... 5

Bảng 1.6. Hàm lƣợng oxi hòa tan (DO) bão hòa trong nƣớc sạch ở các nhiệt

độ khác nhau tại 1 at [8] ..................................................................... 10

Bảng 1.7. Giá trị giới hạn các thông số chất lƣợng nƣớc mặt (trích QCVN

08:2008/BTNMT) ............................................................................... 12

Bảng 1.8. Giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nƣớc thải công nghiệp

(trích QCVN 24:2009/BTNMT) .......................................................... 13

Bảng 1.9. Giá trị các thông số ô nhiễm tối đa cho phép trong nƣớc thải sinh

hoạt (trích QCVN 14:2008/BTNMT) .................................................. 14

Bảng 3.1. Chuẩn bị các dung dịch màu xanh molipden ở các giá trị pH khác nhau .... 44

Bảng 2.1. Chọn thể tích mẫu phân tích dựa vào hàm lƣợng N tổng ................... 41

Bảng 3.2. Chuẩn bị các dung dịch màu xanh molipden ở các nồng độ Si

khác nhau khi dùng thuốc thử R ......................................................... 46

Bảng 3.3. Chuẩn bị các dung dịch màu xanh molipden ở các nồng độ Si

khác nhau khi dùng TNKH ................................................................ 47

Bảng 3.4. Chuẩn bị các dung dịch màu xanh molipden ở các thể tích dung

dịch TNKH khác nhau ........................................................................ 48

Bảng 3.5. Kết quả đo phổ hấp thụ electron của dung dịch màu xanh

Molipden trong khoảng bƣớc sóng từ 600 ÷ 1000nm ........................ 50

Bảng 3.6. Dãy dung dịch chuẩn để xây dựng đƣờng chuẩn xác định photphat .. 51

Bảng 3.7. Đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn xác định photphat bằng xử

lí thống kê (xem phụ lục 1) ................................................................ 52

Bảng 3.8. Kết quả đo phổ hấp thụ electron của loạt dung dịch phức màu

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

trong khoảng bƣớc sóng từ 350 ÷ 450nm .......................................... 54

Bảng 3.9. Dãy dung dịch chuẩn để xây dựng đƣờng chuẩn xác định amoni ...... 55

Bảng 3.10. Kết quả đo giá trị pH trong các mẫu nƣớc thải đợt 1 ........................ 56

Bảng 3.11. Kết quả xác định chỉ số DO (mg/l) trong các mẫu nƣớc thải đợt 1 .. 57

Bảng 3.12. Kết quả chuẩn độ mẫu trắng ............................................................. 57

Bảng 3.13. Kết quả chuẩn độ mẫu nƣớc thải đợt 1 (thể tích muối Mohr tiêu

tốn ml) ................................................................................................. 58

Bảng 3.14. Kết quả xác định giá trị COD trong các mẫu nƣớc thải (đợt 1) ........ 58

Bảng 3.15. Kết quả phân tích hàm lƣợng N, P trong các mẫu của cống dẫn

nƣớc thải đợt 1 .................................................................................... 59

Bảng 3.16. Tổng hợp kết quả phân tích hàm lƣợng N, P và các thông số ô

nhiễm (đợt 1) ...................................................................................... 60

Bảng 3.17. Tổng hợp kết quả phân tích hàm lƣợng N, P và các thông số ô

nhiễm (đợt 2) ...................................................................................... 61

Bảng 3.18. Tổng hợp kết quả phân tích hàm lƣợng N, P và các thông số ô

nhiễm (đợt 3) ...................................................................................... 62

Bảng 3.19. Tổng hợp trung bình kết quả phân tích hàm lƣợng N, P và các

thông số ô nhiễm (3 đợt) .................................................................... 62

Bảng 3.20. Kết quả nuôi bèo đợt 1 từ ngày 22/06/2011 đến 01/07/2011 .......... 65

Bảng 3.21. Kết quả phân tích hàm lƣợng N, P và các thông số ô nhiễm trung

bình trƣớc và sau xử lí bằng bèo (đợt 1) ............................................ 65

Bảng 3.22. Kết quả so sánh sự biến đổi hàm lƣợng N, P trong mẫu xử lí và

mẫu ĐC không đƣợc xử lí (đợt 1- 22/6/2011) .................................... 66

Bảng 3.23. Kết quả nuôi bèo đợt 2 từ ngày 11/07/2011 đến 21/07/2011 .......... 67

Bảng 3.24. Kết quả phân tích hàm lƣợng N, P và các thông số ô nhiễm trung

bình trƣớc và sau xử lí bằng bèo (đợt 2) ............................................ 68

Bảng 3.25. Kết quả so sánh sự biến đổi hàm lƣợng N, P trong mẫu xử lí và

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

mẫu ĐC không đƣợc xử lí (đợt 2- 11/7/2011) .................................... 68

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ

Hình 2.1. Một phần của bãi nƣớc thải ................................................................. 36

Hình 2.2. Sơ đồ vị trí lấy mẫu nƣớc thải ............................................................. 37

Hình 2.3. Mẫu nƣớc thải đƣợc chứa trong chai polietilen .................................. 38

Hình 2.4. Hình ảnh cây bèo tây ........................................................................... 42

Hình 3.1. Ảnh hƣởng của pH đến phản ứng tạo hợp chất màu xanh molipden .. 45

Hình 3.2. Ảnh hƣởng của Si dến phản ứng tạo hợp chất màu xanh molipden

sử dụng thuốc thử R không có kali antimonyl tactrat ....................... 46

Hình 3.3. Ảnh hƣởng của Si dến phản ứng tạo hợp chất màu xanh molipden

sử dụng TNKH có kali antimonyl tactrat ........................................... 47

Hình 3.4. Sự phụ thuộc mật độ quang của hợp chất màu xanh molipden vào

thể tích TNKH .................................................................................... 49

Hình 3.5. Độ bền của hợp chất màu xanh molipden vào thời gian ..................... 49

+ và thuốc

Hình 3.6. Phổ hấp thụ electron của dung dịch màu xanh molipden .................... 51 3- - P ....................................... 52 Hình 3.7. Đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng PO4

Hình 3.8. Ảnh hƣởng của pH đến phản ứng tạo phức màu giữa NH4

+ và thuốc thử Nessler

thử Nessler .......................................................................................... 53

Hình 3.9. Sự phụ thuộc độ bền của phức màu giữa NH4

vào thời gian ....................................................................................... 53 +-N =1mg/l .... 54 Hình 3.10. Phổ hấp thụ electron của phức màu với nồng độ NH4

Hình 3.11. Phổ hấp thụ electron của loạt dung dịch phức màu ........................... 55 + - N .................................... 56 Hình 3.12. Đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng NH4

Hình 3.13. Hình ảnh mẫu nƣớc thải trƣớc và sau xử lí (đợt 1) .......................... 64

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

Hình 3.14. Hình ảnh mẫu nƣớc thải trƣớc và sau xử lí (đợt 2) .......................... 67

MỞ ĐẦU Ô nhiễm nƣớc đang là mối quan tâm lớn của toàn cầu. Trong hôi nghị thƣợng đỉnh thế giới về phát triển bền vững (Johan nesbugr, 2002) nƣớc đƣợc xếp là tài nguyên thiên nhiên quan trọng thứ 2 sau tài nguyên con ngƣời. Tài nguyên nƣớc đang chịu sức ép nặng nề do biến đổi khí hậu, tốc độ tăng dân số, phát triển mạnh mẽ của các hoạt động phát triển kinh tế … và tình trạng suy thoái, ô nhiễm nƣớc ngày càng trầm trọng. Qúa trình đô thị hóa, công nghiệp hóa, hiện đại hóa phát triển càng mạnh thì nhu cầu về nƣớc ngọt càng lớn. Vì vậy nguồn nƣớc ngọt ngày càng bị cạn kiệt. Ô nhiễm trở thành hiện tƣợng phổ biến và ngày càng quan trọng trên toàn thế giới đặc biệt là ô nhiễm nƣớc mặt và nƣớc nguồn.

Nƣớc mặt đang chịu ảnh hƣởng mạnh nhất của con ngƣời và là nơi bị ô nhiễm nặng nề nhất. Các dạng ô nhiễm thƣờng gặp là: ô nhiễm phú dƣỡng, ô nhiễm do kim loại nặng và các hợp chất độc hại, ô nhiễm vi sinh vật và thuốc bảo vệ thực vật. Trong đó phú dƣỡng là hiện tƣợng ô nhiễm phổ biến ở Việt Nam. Hầu hết các sông ngòi, ao hồ, kênh rạch…đều bị ô nhiễm phú dƣỡng ở các mức độ khác nhau. Biểu hiện phú dƣỡng của các ao hồ là nồng độ chất dinh dƣỡng N, P cao, tỷ lệ P/N cao do sự tích lũy tƣơng đối P so với N, sự yếm khí và môi trƣờng khử của lớp nƣớc đáy thủy vực, sự phát triển mạnh mẽ của tảo và nở hoa tảo, sự kém đa dạng của các sinh vật nƣớc, đặc biệt là cá, nƣớc có màu xanh đen hoặc đen, có mùi tanh hôi thối.

Là một quốc gia đang phát triển, Việt Nam cũng đã sớm ý thức đƣợc tầm quan trọng về vấn đề môi trƣờng. Năm 1994, Nhà nƣớc Vệt Nam đã ban hành luật môi trƣờng. Tuy nhiên trên thực tế vì nhiều nguyên nhân, việc thực thi luật môi trƣờng ở nƣớc ta chƣa đƣợc nhƣ mong muốn. Đặc biệt trong lĩnh vực nƣớc sinh hoạt: hầu nhƣ chƣa có thành phố, làng nghề nào ở Việt Nam có hệ thống xử lý nƣớc thải sinh hoạt. Điều này thể hiện rất rõ ở các làng nghề giết mổ gia súc, Làng Phúc Lâm xã Hoàng Ninh, huyện Việt Yên tỉnh Bắc Giang là một trong số đó.

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

Xuất phát từ tình hình ô nhiễm nói chung và tình hình ô nhiễm nƣớc ao hồ tại làng nghề giết mổ gia súc nói riêng, ý thức đƣợc tầm quan trọng việc xử lý ô nhiễm nƣớc mặt, chúng tôi chọn đề tài “Nghiên cứu phân tích và xử lý nước thải làng nghề giết mổ gia súc Phúc Lâm, huyện Việt Yên, tỉnh Bắc Giang”.

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN

1.1. NGUYÊN NHÂN GÂY Ô NHIỄM NGUỒN NƢỚC

Có nhiều nguyên nhân gây ô nhiễm các nguồn nƣớc, chủ yếu là do con

ngƣời sử dụng trong sinh hoạt, công nghiệp, nông nghiệp, bệnh viện và các hoạt

động khác thải ra. Trong nƣớc thải có chứa nhiều chất gây ô nhiễm, có thể chia

thành các nhóm chính sau:

- Nhóm chất thải sinh họat: từ các khu dân cƣ đô thị, trƣờng học, bệnh viện...

- Nhóm chất 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 chất thải nông nghiệp: từ phân bón, thuốc hoá học bảo vệ thực

vật (HHBVTV), các trang trại, đồng ruộng...

Các chất thải rất đa dạng và phong phú, chúng tồn tại ở cả 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 nƣớc, cả

trong nƣớc mặt, nƣớc thải và nƣớc ngầm.

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

1. Sự hoạt động của các làng nghề là một nguyên nhân quan trọng gây ô

nhiễm các nguồn nƣớc. Chẳng hạn, ở làng nghề Phú Đô, xã Mễ Trì, huyện

Thanh Trì, lƣợng nƣớc thải do sinh hoạt, sản xuất bún và chăn nuôi lợn đã lên tới 900m3/ ngày, với mức độ ô nhiễm rất cao [31].

Bảng 1.1. Mức độ ô nhiễm N tại thôn Phú Đô, xã Mễ Trì [31]

Ngày lấy mẫu

12/6/95 30/10/95 21/2/96 25/4/96

37,0 126,4 123,6 130,0

Hàm lƣợng (mg/l) +- N -- N 1,0 6,5 4,6 / NH4 NO3

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

Theo điều tra của Bộ Khoa học và công nghệ, ô nhiễm nƣớc tại các đô thị và khu công nghiệp ở nƣớc ta nói chung và đồng bằng sông Hồng nói riêng

đang ở mức báo động. Hàm lƣợng các chất ô nhiễm nhƣ: các chất rắn lơ lửng, chất hữu cơ, kim loại nặng, thuốc HHBVTV, đặc biệt là các hợp chất chứa N, P

và chỉ số BOD đều vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép từ 5  10 lần. Và không có

một con sông nào đạt tiêu chuẩn nƣớc mặt loại A, chỉ một số đạt loại B [2].

NO2 Địa điểm

+- N NH4 (mg/l) 0,43

– -N NO3 (mg/l) 9,88

Bảng 1.2. Hàm lượng các chất ô nhiễm N trong nước mặt ở một số tỉnh, thành vùng đồng bằng sông Hồng [2] – - N (mg/l) 2,00 Nam Định

Cầu Diễn, Hà Nội 0,09 0,00 1,30

Cầu Giấy, Hà Nội 1,30 0,40 0,20

Ngọc Hồi, Hà Nội 0,10 0,10 3,10

Nghĩa Đô, Hà Nội 1,79 1,00 0,20

Hồ Bảy Mẫu, Hà Nội 0,30 1,00 0,50

Hải Phòng 0,10 0,05 1,20

2. Nguyên nhân chủ yếu làm tăng hàm lƣợng các chất ô nhiễm N và P trong nƣớc mặt và nƣớc thải là các nguồn chất thải sinh hoạt của con ngƣời, động vật và các trang trại chăn nuôi gia súc. Các hợp chất hữu cơ từ những nguồn này bị phân huỷ dƣới tác dụng của vi sinh vật (VSV), làm cho nồng độ các ion chứa N, P tăng lên [23, 48].

Bảng 1.3. Hàm lượng chất thải của con người vào môi trường [7,48]

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

Tổng nitơ (theo N) Trong đó: N (hữu cơ) N (vô cơ) 6 12 40% (của tổng N) 60% (của tổng N)

Tổng photpho (theo P) Trong đó: P (vô cơ) P (hữu cơ) 0,8  4 70% (của tổng P) 30% (của tổng P)

Nƣớc thải đô thị chủ yếu là nƣớc mƣa và nƣớc sinh hoạt gia đình, một

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

phần là nƣớc thải của các cơ sở công nghiệp xen lẫn trong các khu dân cƣ đô

thị. Tùy theo mức độ xử lí, nƣớc thải công nghiệp sẽ đƣợc hòa vào hệ thống

thoát nƣớc chung hay hệ thống thoát nƣớc riêng [4]. Khi nƣớc thải công nghiệp

đã xử lí đạt mức đƣợc phép thải vào hệ thống thoát nƣớc chung, đƣợc gọi chung

là nƣớc thải đô thị [4]-tr.81. Nƣớc thải đô thị có các đặc tính trung bình chỉ ra ở

bảng 1.5.

Bảng 1.4. Các đặc tính trung bình của nước thải đô thị [5]-tr.87

Các tham số Hàm lƣợng Phần lắng gạn đƣợc

pH / 7,5  8,5

Tách khô (mg/l) 10% 1000  2000

Chất huyền phù (MES) 15  200 50  60%

toàn phần (mg/l)

BOD5 (mg/l) 100  400 20  30%

COD (mg/l) 300 1000 20  30%

/ Tổng các bon hữu cơ COT (mg/l) 100  300

+-N (mg/l)

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

0% NH4 20  80

--N (mg/l) --N (mg/l)

< 1 0% NO2

< 1 0% NO3

Chất tẩy rửa (mg/l) 0% 6  13

P (mg/l) 10% 10  25

Trong khi nƣớc thải sinh hoạt có đặc tính ít thay đổi, thì nƣớc thải công

nghiệp lại có đặc tính rất khác nhau. Nƣớc thải công nghiệp thƣờng 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 [4]-tr.94. Tỉ số COD/BOD của nƣớc thải dân dụng và đô thị

thƣờng dao động trong khoảng 2  2,5, trong khi đó tỉ số này đối với nƣớc thải

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

công nghiệp biến đổi rất nhiều, thậm trí lên tới 10 [4]- Tr.86-97. Nƣớc thải công

nghiệp không có đặc điểm chung, mà phụ thuộc vào từng ngành sản xuất. Dƣới

đây đƣa ra một số dữ liệu.

Bảng 1.5. Hàm lượng chất thải do hoạt động của con người [7]

STT Nguồn chất thải Chất ô nhiễm Hàm lƣợng

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

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

3 Lò mổ trâu, bò N hữu cơ 154,0mg/l

+ (< 0,05mg NH4

+-N/l). Trong khi đó nồng độ NH4

3. Ở nƣớc ta có khoảng 90% cơ sở sản xuất và hầu hết các khu công nghiệp chƣa có hệ thống xử lý nƣớc thải. Các nhà máy, xí nghiệp chỉ tiến hành xử lý sơ bộ rồi thải thẳng ra môi trƣờng, do đó đã gây ô nhiễm các nguồn nƣớc mặt, mƣơng dẫn nƣớc và các dòng sông. Nƣớc thải của các ngành công nghiệp sản xuất phân bón, thực phẩm, chế biến thủy hải sản, luyện cốc..., không những làm tăng hàm lƣợng các ion chứa N, P trong nƣớc mà còn làm tăng hàm lƣợng 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 [22].

+-N/l. Theo qui định của Hà Lan, nƣớc thải có hàm lƣợng NH4

+ -N/l đã đƣợc xem là ô nhiễm nặng.

Trong nƣớc tự nhiên, vùng không bị ô nhiễm chỉ chứa một lƣợng nhỏ + trong nƣớc thải của các NH4 khu công nghiệp chế biến thực phẩm và nƣớc thải sinh hoạt có thể lên tới 10  + 

- thƣờng Cũng trong nƣớc tự nhiên, vùng không bị ô nhiễm, nồng độ NO3 < 5mg N/l, nồng độ photphat < 0,01mg P/l, do đó ít gây ảnh hƣởng đến sức khỏe con ngƣời và môi trƣờng. Ví dụ, nƣớc sông Mekong, vùng không bị ô nhiễm có nồng độ nitrat khoảng 0,5mg N/l, nồng độ photphat khoảng 0,05mg - có thể P/l hoặc nhỏ hơn [26,27]. Trong khi đó, ở vùng bị ô nhiễm, nồng độ NO3 lên tới 10mg N/l, nồng độ photphat có thể tới 0,5mg P/l hoặc cao hơn.

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

100mg NH4 5mg NH4

4. Việt nam là một nƣớc nông nghiệp, vì thế một lƣợng lớn photphat, amoni, nitrat, đƣợc sử dụng làm phân bón trong trồng trọt. Lƣợng phân dƣ thừa do cây cối không hấp thụ hết, bị giữ lại trong đất, một phần bị rửa trôi đi vào các nguồn nƣớc mặt và nƣớc ngầm. Ngƣời ta đã xác định đƣợc rằng, trong điều

kiện lí tƣởng về nhiệt độ, thời tiết và kỹ thuật chỉ có 50  70% lƣợng phân bón

đƣợc cây sử dụng, 2  20% bị mất do bay hơi, 15  20% đƣợc giữ lại trong đất

do liên kết với các hạt sét, hạt keo, 2 10% bị rửa trôi. Trong điều kiện nóng ẩm

cùng với nghề trồng lúa nƣớc ở nƣớc ta, thì tỉ lệ rửa trôi và mất mát chắc chắn còn lớn hơn rất nhiều [5].

Tóm lại, các chất ô nhiễm N và P trong nƣớc mặt và nƣớc thải, có xuất xứ bởi nhiều nguyên nhân và tồn tại ở nhiều dạng khác nhau, nguyên nhân chủ yếu là do tác động của con ngƣời. Từ đó cho thấy, việc quản lí và bảo vệ môi trƣờng cần phải đƣợc thực hiện nghiêm túc theo pháp luật.

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

1. Các chất hữu cơ trong nƣớc thải sinh hoạt chủ yếu gồm: protein (~40 

50%), hidratcacbon (~40  50%) và chất béo (~5  10%). Đa số trong đó là các

+ bị chuyển hoá thành NO2

- và -. Nitrat là sản phẩm cuối cùng của sự phân huỷ các hợp chất hữu cơ chứa

- (1.1)

hợp chất dễ phân hủy sinh học, một số phân hủy chậm, và có khoảng 20  40%

+  NO2

-  NO3

khó hoặc không bị phân hủy bởi VSV [21]. Các chất có khả năng phân hủy sinh học là: đƣờng, protein, phenol, một số trƣờng hợp gồm cả formaldehyt, anilin, thuốc tẩy rửa và hidrocacbon thơm. 2. Do sự biến đổi sinh học và hoá học, ion NH4 NO3 N có trong chất thải của ngƣời và động vật [11]-tr.200: VSV VSV VSV Hợp chất hữu cơ (chứa N)  NH4

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

Nhƣ vậy, khi hàm lƣợng các chất ô nhiễm nhỏ, các quá trình tự nhiên có thể tự làm sạch chúng. Tuy nhiên, tốc độ của quá trình oxi hóa (1.1) xảy ra rất chậm và phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ. Trong khoảng từ 9  26oC quá trình này thay đổi rất ít, nhƣng ở nhiệt độ < 9oC tốc độ oxi hóa xảy ra cực kỳ chậm, còn ở 0oC quá trình nitrit hóa hầu nhƣ bị đình trệ hoàn toàn [30].

- (1.2) 2- + H2PO4 2- (1.3) 4- + 2H+ 3- + 6H+ (1.4)

3. Các hợp chất P tan trong nƣớc, tồn tại dƣới nhiều dạng khác nhau, chủ yếu là các polyphotphat và octophotphat. Trong công nghiệp chất tẩy rửa, ngƣời ta hay sử dụng các loại Na5P3O10, Na4P2O7 hoặc dạng (NaPO3)5. Khi thải vào môi trƣờng, các chất này có thể tự thủy phân, dƣới tác dụng của VSV thành octophophat [4,8]:

5- + 2H2O  2HPO4 4- + H2O  2HPO4 5- + H2O  3P2O7 4- + 3H2O  6PO4

P3O10 Hoặc: P2O7 2P3O10 3P2O7

Tốc độ của các quá trình này tăng theo nhiệt độ và độ axit của môi trƣờng [4]. Các octophotphat đƣợc đồng hóa bởi các thực vật phù du, rong, tảo… và tạo thành các hợp chất P 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 [56].

Khi lƣợng oxi hòa tan thấp (DO < 2 ppm), các VSV sẽ lấy oxi của các

2-  H2S  S (1.5)

hợp chất chứa oxi để thực hiện các phản ứng khử yếm khí [8], tr.112:

SO4 Ví dụ: VSV

-  2N2 + 6O2 + 6H2O (1.6)

VSV

2- (1.7)

C6H12O6 + 4NO3

- + 5[C]  2N2 + 3CO2 + 2CO3

2- (1.8)

- + 5[S] + 2CaCO3  3N2 + 2CO2 + 2CaSO4 + 3 SO4

4NO3

VSV 6NO3 1.1.3. Tác hại của các chất ô nhiễm chứa N và P

1. Nhìn chung, các ion photphat ít hoặc không độc hại với sức khỏe con ngƣời [19,56]. Nhƣng, ở dạng hữu cơ, nhất là các hợp chất có trong thành phần của thuốc HHBVTV và sản phẩm y tế, thì gây nhiều tác hại cho con ngƣời và môi trƣờng. Một số lọai bị phân hủy khá nhanh, một số khác lại rất bền vững, tồn lƣu lâu và tích lũy trong nông sản, thực phẩm [33].

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

2. Hầu hết các chất thải hữu cơ là thực phẩm của VSV, khi hàm lƣợng các chất hữu cơ cao, VSV phát triển rất mạnh. VSV vừa tiêu thụ chất thải vừa tiêu thụ oxi tan trong nƣớc, do đó DO giảm. Vì vậy, những động vật thủy sinh

nhƣ cá, tôm, và các VSV hiếu khí cần oxy để sống sẽ bị chết, 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 nƣớc đã bị ô nhiễm càng bị ô nhiễm nặng hơn [12,19].

3. Các ion chứa N, P là ―thực phẩm‖ của rong tảo [19,39], khi hàm lƣợng các ion này cao, rong tảo phát triển rất mạnh, nƣớc có màu xanh, độ nhớt tăng lên, gây tắc nghẽn dòng chảy. Đó là hiện tƣợng phú dƣỡng hay phì dƣỡng (Eutrophication). Những lớp rong tảo sống gần mặt nƣớc, cản trở ánh sáng mặt trời rọi xuống lớp rong tảo ở dƣới, gây hạn chế quá trình quang hợp, DO giảm, rong tảo phía dƣới bị chết. Khi rong tảo chết lại cần một lƣợng lớn oxi để phân hủy, vì thế lƣợng oxi đã ít lại càng ít hơn. Đó là nguyên nhân làm cho các VSV hiếu khí không phát triển đƣợc hoặc bị chết, còn các VSV yếm khí càng hoạt động mạnh hơn và gây ô nhiễm nguồn nƣớc nặng hơn [19]. Hiện tƣợng phú dƣỡng phụ thuộc vào dòng nƣớc sạch, chu kỳ dinh dƣỡng, sự pha loãng nguồn nƣớc và sự đối lƣu giữa các lớp nƣớc [8]-tr.112, [56].

+ cao ảnh hƣởng đến sự phát triển của cá, gây kích + -N < 0,3mg/l thích mạnh cơ quan hô hấp, co giật và chết. Với hàm lƣợng NH4 - - N < 0,01mg/l thì không gây nguy hại cho các loài cá [57]. Đối với và NO2 + tích luỹ và gây những biến đổi trong quá ngƣời, khi xâm nhập vào cơ thể, NH4 trình trao đổi, chuyển hóa các chất, đồng thời làm tăng pH của cơ thể ngƣời [6]. Khí NH3 là chất kích thích, tác động lên mắt, mũi, họng và phổi, bào mòn niêm mạc miệng, thực quản và dạ dày [12].

4. Hàm lƣợng NH4

- nhất là ion NO2

- trong nƣớc uống không đƣợc vƣợt quá 10mg NO3

- với hàm lƣợng cao có thể gây hại cho sức khoẻ con ngƣời, đặc biệt là bệnh thiếu máu (chứng methaemo - globinaemia). Ngoài ra, sự dƣ thừa nitrat có thể dẫn đến sự tạo thành nitrosamin một hợp chất gây ung thƣ đƣờng tiêu hoá [12]. Theo Tổ chức y tế thế giới (WHO), hàm --N/l, hay nồng độ lƣợng NO3 --N trong nƣớc uống không đƣợc vƣợt quá 9 mg/l [12, cho phép của ion NO3 51].

5. Ion NO3

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

Nitrit là chất rất độc, ít bền và dễ bị oxi hoá thành nitrat. Khi xâm nhập vào cơ thể, nitrit đi vào máu, kết hợp với hemoglobin chuyển thành

(1.9)

- + 2 H2O  4HbFe3+OH + 4NO3

O2 + 4NO2

- + O2

methemoglobin và methemoglobinamin là chất ngăn cản việc liên kết và vận chuyển O2, gây bệnh thiếu O2 trong máu, sinh bệnh máu trắng [8,50, 51]: 4HbFe2+ (hemoglobin) (methemoglobin)

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

các nitrosamin, là nguyên nhân gây bệnh ung thƣ và quái thai...[8]-tr.144. 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 ngƣời, chúng cũng oxy hóa hemoglobin thành metahemoglobin gây bệnh chóng mặt, nhức đầu, hạ huyết áp.

Tóm lại, sự gia tăng hàm lƣợng N, P vô cơ là nguyên nhân gây nên hiện tƣợng phú dƣỡng nguồn nƣớc mặt, thúc đẩy sự phát triển mạnh của các loài

thực vật bậc thấp (rong, tảo) và các thực vật bậc cao [22]. Khi nồng độ P tổng 

0,5mg/l và nồng độ octophotphat  0,05mg/l thì có thể vĩnh viễn không xảy ra hiện tƣợng phú dƣỡng [56]. 1.2. CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG NƢỚC 1.2.1. Các thông số cơ bản 1. Trị số pH pH là chỉ tiêu cần kiểm tra đối với chất lƣợng nƣớc cấp và nƣớc thải. Giá trị pH của nƣớc có ảnh hƣởng quan trọng tới thành phần các chất trong nƣớc, ảnh hƣởng đến các quá trình lý học, hóa học và sinh học xảy ra trong nƣớc [42]. 2. Độ đục

Độ đục của nƣớc là do các hạt rắn lơ lửng, huyền phù gây nên. Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong nƣớc, ảnh hƣởng tới quá trình quang hợp của các thực vật dƣới nƣớc, gây mất thẩm mỹ khi sử dụng nƣớc... Đơn vị đo độ đục đƣợc tính bằng số mg SiO2/l và 1 đơn vị độ đục bằng 1mg SiO2/l. Đơn vị chuẩn của độ đục là sự cản trở quang học do 1mg SiO2 hòa tan trong 1 lít nƣớc gây ra [8]-tr.152, [29]-tr.102. 3. Hàm lượng oxi hòa tan DO (Disssolved Oxygen)

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

Oxi hòa tan trong nƣớc tham gia vào nhiều quá trình trao đổi chất và năng lƣợng, duy trì sự sống, sinh trƣởng và phát triển cho các sinh vật trong

nƣớc. Ngoài ra, oxi hòa tan còn giúp cho nhiều quá trình lý học, hóa học và sinh học xảy ra trong nƣớc. DO là một chỉ tiêu cho phép đánh giá chất lƣợng nguồn nƣớc [42]- tr.2010.

- Khi chỉ số DO thấp, có nghĩa là nƣớc chứa nhiều chất hữu cơ, nhu cầu

oxi hóa sinh học, hóa học cao, mức tiêu thụ oxi lớn.

- Khi chỉ số DO cao, chứng tỏ hàm lƣợng các chất hữu cơ trong nƣớc nhỏ và nguồn nƣớc có nhiều rong tảo tham gia quá trình quang hợp giải phóng oxi. Chỉ số DO rất quan trọng để duy trì điều kiện hiếu khí và là cơ sở để xác định nhu cầu oxi hóa sinh học. Khả năng hòa tan của oxi vào nƣớc phụ thuộc vào nhiệt độ, áp suất và mức độ ô nhiễm nguồn nƣớc [8].

Bảng 1.6. Hàm lượng oxi hòa tan (DO) bão hòa trong nước sạch ở các nhiệt độ khác nhau tại 1 at [8]

Nhiệt độ ( 0C) 0 10 15 20 25 5 30

Nƣớc ngọt (mg/l) 14,6 12,8 11,3 10,2 9,2 8,4 7,6

Nƣớc biển (mg/l) 11,3 10,0 9,0 8,1 7,1 6,7 6,1

4. Nhu cầu oxi hóa sinh học BOD (Biochemical Oxygen Demand)

Nhu cầu oxi hóa sinh học (BOD) là lƣợng oxy cần thiết để VSV tiêu thụ khi phân hủy các chất hữu cơ trong nƣớc ở điều kiện hiếu khí. BOD là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn nƣớc bởi các chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học. BOD càng cao, chứng tỏ lƣợng chất hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học chứa trong nƣớc càng nhiều. Quá trình oxy hóa sinh học xảy ra qua hai giai đoạn [8]:

VSV Hợp chất hữu cơ + O2 → CO2 + H2O (1.11) (có khả năng bị oxi hóa sinh học) (DO)

- Giai đoạn 1. Chủ yếu oxi hóa các hợp chất hữu cơ:

- Giai đoạn 2. Oxi hóa các hợp chất N, giai đoạn này bắt đầu sau ngày

+ + 3O2  2NO2

- + 4H+ + 2H2O (1.12)

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

thứ 10 (có trƣờng hợp bắt đầu từ ngày thứ 5): VSV 2NH4

- (1.13)

- + O2  2NO3

Quá trình (1.12) đƣợc thực hiện nhờ các vi khuẩn nitrosomonas, nitrosocystis và nitrosospira. Sau đó, nhờ các VSV nitrobacter hay azotobacter, nitrit bị oxi hóa tiếp tục thành nitrat: VSV 2NO2

Thông thƣờng, để đánh giá mức độ tiêu thụ oxy trong toàn bộ quá trình oxy hóa sinh học, cần phải xác định chỉ số BOD20 sau 20 ngày ở 20oC. Vì ở thời điểm đó, có tới 98  99% lƣợng chất hữu cơ trong nƣớc bị oxy hóa. Việc làm

này đòi hỏi một thời gian quá dài. Do đó, để đánh giá gần đúng nhu cầu oxi hóa sinh học, ngƣời ta chỉ cần xác định BOD5 sau 5 ngày ở 20oC, khi đó đã có khoảng 70  80% các chất hữu cơ bị oxy hóa.

5. Nhu cầu oxi hóa hóa học COD (Chemical Oxygen Demand)

Chỉ số COD là lƣợng oxy cần thiết cho quá trình oxy hóa hóa học các

chất hữu cơ thành CO2 và H2O. Nhƣ vậy COD biểu thị lƣợng chất hữu cơ có thể

oxy hóa hóa học, tƣơng đƣơng với lƣợng chất có tính oxi hóa mạnh nhƣ

K2Cr2O7 hoặc KMnO4. Thực tế, chỉ số COD đƣợc dùng rộng rãi để đặc trƣng

cho mức độ ô nhiễm các chất hữu cơ (cả chất hữu cơ dễ phân hủy và khó phân

hủy sinh học). Thông thƣờng, tỉ lệ BOD/COD = 0,5  0,7. Vì việc xác định

BOD đòi hỏi thời gian lâu hơn COD, nên ngƣời ta thƣờng xác định COD để

đánh giá mức độ ô nhiễm các chất hữu cơ [42]- tr.2028.

Nhƣ vậy, khi DO giảm và các chỉ số COD, BOD cao, chứng tỏ nƣớc bị ô

nhiễm [8]- tr.135, do đó các chỉ số DO, COD, BOD là những chỉ tiêu cơ bản để

đánh giá mức độ ô nhiễm các nguồn nƣớc.

6. Các chỉ tiêu vi sinh

Trong nƣớc thiên nhiên, đặc biệt là nƣớc thải có chứa nhiều loại vi

khuẩn, siêu vi khuẩn, rong tảo và các sinh vật đơn bào. Chúng xâm nhập vào

nguồn nƣớc từ môi trƣờng bên ngoài hoặc sẵn có trong nƣớc. Có thể phân chia

thành hai loại chính:

- Các vi sinh vật có hại gồm các vi trùng và siêu vi trùng gây bệnh. Vi

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

khuẩn E. Coli đặc trƣng cho nhóm này và chỉ số E. Coli là số vi khuẩn có trong

1 lít nƣớc, đặc trƣng cho mức độ ô nhiễm nguồn nƣớc. Theo TCVN nƣớc cấp

cho sinh hoạt phải đảm bảo có chỉ số E. Coli < 20.

- Các rong tảo làm cho nƣớc có màu xanh, khi chết chúng làm tăng hàm

lƣợng các chất hữu cơ trong nƣớc và làm giảm chỉ số DO.

Ngoài ra, còn nhiều chỉ tiêu khác để đánh giá mức độ ô nhiễm nguồn

nƣớc nhƣ: Hàm lƣợng N, P, sunfat, các kim loaị nặng, các chất rắn lơ lửng, các

chất dầu mỡ, thuốc HHBVTV...

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

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

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

là một số tiêu chuẩn Việt nam:

Bảng 1.7. Giá trị giới hạn các thông số chất lượng nước mặt (trích QCVN 08:2008/BTNMT)

TT Thông số Giá trị giới hạn B A

B2 B1 A2

Đơn vị mg/l

mg/l mg/l 4) (tính theo N) mg/l mg/l A1 6-8,5 6-8,5 5,5-9 5,5-9 ≥ 2 ≥ 6 100 50 25 1 - ≥ 5 30 15 6 0,2 400 ≥ 4 50 30 15 0,5 600 10 4 0,1 250

2) (tính theo N) 3) (tính theo N) 3-)(theo P)

mg/l 1 1,5 1,5 2

mg/l mg/l mg/l 0,01 2 0,1 0,02 5 0,2 0,04 10 0,3 0,05 15 0,5 1 2 Ôxy hoà tan (DO) 3 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 20 4 COD 5 BOD5 (20oC) 6 Amoni (NH+ 7 Clorua (Cl-) Florua (F-) 8 9 Nitrit (NO- 10 Nitrat (NO- 11 Phosphat (PO4

Trong đó :

A1 - Sử dụng tốt cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt và các mục đích

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

khác nhƣ loại A2, B1 và B2.

A2 - Dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt nhƣng phải áp dụng công nghệ xử lý phù hợp; bảo tồn động thực vật thủy sinh, hoặc các mục đích sử dụng nhƣ loại B1 và B2.

B1 - Dùng cho mục đích tƣới tiêu thủy lợi hoặc các mục đích sử dụng khác có yêu cầu chất lƣợng nƣớc tƣơng tự hoặc các mục đích sử dụng nhƣ loại B2.

B2 - Giao thông thủy và các mục đích khác với yêu cầu nƣớc chất lƣợng

thấp. Theo quy định của Cục bảo vệ môi trƣờng Mỹ (US EPA-1986) về chất lƣợng nƣớc mặt, hàm lƣợng photphat không đƣợc vƣợt quá 0,05mg P/l. Trong các hồ chứa, chỉ nên duy trì nồng độ photphat nhỏ hơn 0,025mg P/l. Các dòng dẫn nƣớc có nồng độ photphat  0,1mg P/l thì không đƣợc đổ vào các hồ chứa, vì rong tảo sẽ phát triển mạnh, gây ô nhiễm. Các nguồn nƣớc mặt có nồng độ photphat trong khoảng 0,01  0,03 mg P/l đƣợc coi là không bị ô nhiễm, vì khi đó rong tảo không phát triển đƣợc, các quá trình sinh học tự nhiên có thể tự làm sạch chúng [56].

Bảng 1.8. Giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nước thải công nghiệp (trích QCVN 24:2009/BTNMT)

Giá trị C TT Thông số Đơn vị

1 pH - A 6-9 B 5,5-9

Không khó chịu Không khó chịu -

mg/l 30 50

2 Mùi 3 BOD5 (200C) 4 COD mg/l 50 100

5 Chất rắn lơ lửng mg/l 50 100

6 Dầu động thực vật mg/l 10 20

7 Amoni (tính theo N) mg/l 5 10

8 Tổng Nitơ mg/l 15 30

9 Tổng Phôtpho 6 4

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

mg/l Trong đó: C là giá trị của thông số ô nhiễm trong nƣớc thải công nghiệp.

- Cột A quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nƣớc thải công nghiệp khi xả vào các nguồn tiếp nhận là các nguồn nƣớc đƣợc dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt;

- Cột B quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm trong nƣớc thải công nghiệp khi xả vào các nguồn tiếp nhận là các nguồn nƣớc không dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt.

Bảng 1.9. Giá trị các thông số ô nhiễm tối đa cho phép trong nước thải sinh hoạt (trích QCVN 14:2008/BTNMT)

TT Thông số Đơn vị

1 pH Giá trị C B A 5 - 9 5 - 9 

2 mg/l 30 50 BOD5 (20 0C)

3 Tổng chất rắn lơ lửng (TSS) mg/l 50 100

4 Tổng chất rắn hòa tan mg/l 500 1000

5 mg/l 1.0 4.0 Sunfua (tính theo H2S)

6 Amoni (tính theo N) mg/l 5 10

-)(tính theo N)

7 mg/l 30 50 Nitrat (NO3

8 Dầu mỡ động, thực vật mg/l 10 20

3-) (tính theo P)

9 mg/l 6 10 Phosphat (PO4

Trong đó: C là giá trị nồng độ của thông số ô nhiễm.

- Cột A quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính

toán giá trị tối đa cho phép trong nƣớc thải sinh hoạt khi thải vào các nguồn

nƣớc đƣợc dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt (có chất lƣợng nƣớc tƣơng

đƣơng cột A1 và A2 của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt).

- Cột B quy định giá trị C của các thông số ô nhiễm làm cơ sở tính

toán giá trị tối đa cho phép trong nƣớc thải sinh hoạt khi thải vào các nguồn

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

nƣớc không dùng cho mục đích cấp nƣớc sinh hoạt (có chất lƣợng nƣớc tƣơng

đƣơng cột B1 và B2 của Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lƣợng nƣớc mặt

hoặc vùng nƣớc biển ven bờ).

1.3. PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG P

P tồn tại trong nƣớc tự nhiên và nƣớc thải dƣới nhiều dạng khác nhau, có thể chia thành 2 nhóm chính: các hợp chất P vô cơ và các hợp chất P hữu cơ. Việc phân tích đánh giá chính xác hàm lƣợng P là rất khó khăn, ngay cả với các phòng thí nghiệm tốt, bởi vậy các hóa chất và dụng cụ đo cần phải lựa chọn và đƣợc kiểm tra nghiêm ngặt [39]-p.6 of 8.

Các hợp chất P vô cơ chủ yếu tồn tại dƣới dạng các octophotphat, photphat ngƣng tụ (pyro-, meta-, nhiều polyphotphat khác nhau), các muối photphat ít tan và một phần đƣợc hấp phụ lên bề mặt các hạt keo lơ lửng hoặc trầm tích ở đáy ao, hồ [35,39].

-, M3(PO4)n + pyrophotphat + H+ → H3PO4 (1.14) 2-, H2PO4 Các hợp chất P hữu cơ trong nƣớc bao gồm: các chất mùn, bùn sinh học, xác động thực vật, các cơ thể sống và nhiều hợp chất cơ photpho khác... chúng tồn tại cả dạng hòa tan và dạng trầm tích. Để xác định hàm lƣợng P hữu cơ, ngƣời ta xác định trƣớc lƣợng P vô cơ, sau đó phá mẫu bằng một trong các phƣơng pháp oxi hóa đƣợc trình bày ở mục 1.3.2 để chuyển về dạng octophotphat: Các hợp chất P hữu cơ + [O] → Octophotphat +.... (1.15)

Khi xác định hàm lƣợng P vô cơ trong nƣớc, ngƣời ta axit hóa mẫu bằng dung dịch HNO3 để chuyển các dạng P vô cơ về dạng axit H3PO4, gọi là phản ứng thủy phân bằng axit [35, 39, 49]: HPO4

Xác định hàm lƣợng octophotphat thu đƣợc (1.15) bằng một trong các phƣơng pháp trình bày ở mục 1.3.1. Hàm lƣợng P tổng bao gồm tổng P vô cơ và P hữu cơ [35].

1.3.1. Xác định hàm lƣợng phôtphat bằng phƣơng pháp trắc quang

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

Phƣơng pháp trắc quang hợp chất màu xanh molipden, dựa trên nguyên tắc chuyển các hợp chất P vô cơ về dạng octophotphat, sau đó kết tủa octophotphat dƣới dạng axit heteropolyphotphomolipdic màu vàng. Cuối cùng, khử bằng một chất khử thích hợp nhƣ: Sn2+, Fe2+, benzidin (H2N-C6H4- NH2) hoặc axit ascobic..., để tạo thành hợp chất màu xanh molipden. Đo cƣờng độ

3—P/lit. Dƣới đây giới thiệu màu của hợp chất này để tính ra nồng độ PO4 phƣơng pháp xác định octophotphat bằng trắc quang hợp chất màu xanh molipden sử dụng chất khử là axit ascobic [35] p.4-113- 4-114. Nguyên tắc của phƣơng pháp dựa trên các phản ứng:

- Chuyển các dạng P vô cơ về octophotphat:

Mẫu (có P) + HNO3 + H2SO4  H3PO4 + ….. (1.16)

- Kết tủa H3PO4 dƣới dạng axit dị đa heteropolyphotphoromolipdic [61]:

2- +3NH4

+ +21H+(NH4)3H4[P(Mo2O7)6]+ 10H2O (1.17)

H3PO4+12MoO4

- Thực hiện phản ứng khử tạo hợp chất màu xanh molipden:

(NH4)3H4[P(Mo2O7)6] + C6H8O6  Xanh molipden + C6H6O6 (1.18)

(vàng) (Axit ascobic) (Axit dehidro ascobic)

3-, SiO3

2- cũng có phản ứng tƣơng tự, tạo các kết tủa (NH4)3H4[As(Mo2O7)6], (NH4)3H4[Si(Mo2O7)6] [10]-tr.184. Ở nồng độ thấp khoảng 0,1mg As/l đã gây nhiễu cho việc xác định photphat. Cr(VI) và - cũng gây ảnh hƣởng cản trở, làm giảm kết quả phân tích ~3% ở nồng độ NO2 1mg/l, giảm ~10 15% ở nồng độ 10mg/l. Sunfua và silicat không gây cản trở

Axit heteropolyphotphoromolipdic và muối của chúng là những chất oxi hoá rất mạnh, oxi hoá dƣợc nhiều chất khử, trong khi đó axit H2MoO4 không oxi hoá đƣợc [17,62]. Hợp chất màu xanh molipden có thành phần chủ yếu là (Mo8O23.H2O; Mo4O11.H2O; Mo2O5.H2O...), tồn tại dƣới dạng các tiểu phân keo trong dung dịch, dễ bị hấp phụ bởi các chất hấp phụ, nên trƣớc khi đo quang không đƣợc lọc dung dịch màu. Phản ứng (1.18) rất tỉ lƣợng, cƣờng độ màu xanh tỉ lệ với nồng độ octophotphat, đo cƣờng độ màu cho phép xác định nồng độ octophotphat. Cản trở: Các ion AsO4

trong khoảng nồng độ 1  10mg/l [35]-p.4-113. Các chất khử mạnh có thể khử axit molidic thành xanh molipden cũng gây cản trở [10]-184. Các ion F,- Cl- chỉ gây ảnh hƣởng đáng kể ở nồng độ 70mg/l [34]. Cần che các ion asenat, silicat, sufua...bằngkaliantimonyltactrat K(SbO)C4H4O6.1/2H2O. Khi có mặt tactrat thì cả As và Si đều không gây cản trở, vì chúng tạo phức bền với tactrat. Phƣơng pháp này đƣợc ứng dụng để phân tích những mẫu có hàm lƣợng

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

P nhỏ, trong khoảng nồng độ 0,01  6,00mg P/lít. Theo [56], giới hạn xác định

trong khoảng 0,01 2,0mg P/lít, tùy theo bề dày cuvet. Khi dùng phƣơng pháp tự động, cũng với chất khử axit ascobic có thể nâng cao giới hạn xác định tới

0,001  10mg P/lít [56]. 1.3.2. Xác định hàm lƣợng P tổng

Hàm lƣợng P tổng trong nƣớc bao gồm tổng hàm lƣợng P vô cơ và P hữu

cơ. Quá trình xác định hàm lƣợng P tổng đƣợc thực hiện qua 2 giai đoạn: - Giai đoạn 1: Phá mẫu oxi hóa, chuyển các dạng P về octophotphat bằng hỗn hợp axit sunfuric-nitric[35] p.4-110:

Mẫu có P (Hữu cơ, vô cơ) + H2SO4 + HNO3  H3PO4 + ... (1.19)

Phƣơng pháp này dùng cho hầu hết các mẫu [35,56]. Ngoài ra có thể phá mẫu bằng các phƣơng pháp khác nhƣ: phƣơng pháp pesunphat, phƣơng pháp axit pecloric [35] p.4-110 - Giai đoạn 2: Xác định octophotphat bằng phƣơng pháp trình bày ở mục 1.3.1. 1.4. PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG N 1.4.1. Xác định hàm lƣợng ion amoni

(Bằng phƣơng pháp trắc quang với thuốc thử Nessler [35],[49]- Tập 4-1,

p4-14-9). Cơ sở của phƣơng pháp dựa trên phản ứng:

+ + 2[HgI4]2- + 4OH-  [Hg2O(NH2)]I  + 7I- + 3H2O (1.20) + nhỏ ta thu đƣợc dung dịch màu vàng [64]-ctp87 Khi hàm lƣợng NH4

+  H2SiO3 + 2NH3 (1.21)

2- + 2NH4

NH4

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

(hấp thụ mạnh trong khoảng bƣớc sóng 400  425nm) [38]-p 773. Phƣơng pháp này thƣờng bị cản trở bởi sự xuất hiện màu vàng, màu xanh hay sự vẩn đục của dung dịch màu nghiên cứu bởi các amin thơm và thẳng. Các andehit, xeton, rƣợu, cloramin hữu cơ và các chất hữu cơ khác cũng gây nên sự vẩn đục của dung dịch màu, thậm trí còn làm mất màu khi Nessler hoá. Sự vẩn đục cũng gây nên bởi sự có mặt của các ion tạo hợp chất không tan trong dung dịch kiềm hoặc các chất kết tủa với các ion iodua hoặc thuỷ ngân. Các ion cản trở chủ yếu là: Ca2+, Mg2+, Mn2+, Fe2+, S2-... Khi có mặt silicat với nồng độ lớn có thể xảy ra phản ứng gây đục và làm mất amoni [63]- tr.272: SiO3 Vì thế việc Nessler hoá trực tiếp dung dịch (nghĩa là không cất) sẽ không đƣợc coi là phƣơng pháp chính thống. Để loại trừ các yếu tố gây cản trở, + trong môi trƣờng kiềm, ở pH  9,50 (ổn định cần tiến hành chƣng cất NH4

+ Chú ý: ion CN- có trong dung dịch phân tích dễ bị thuỷ phân thành NH4 ngay cả trong điều kiện pH  9,50. Một số hợp chất hữu cơ dễ bay hơi nhƣ andehit, xêtôn, rƣợu, ...có thể làm mất màu khi Nessler hoá. Một số trong những

bằng dung dịch đệm borat), sau đó hấp thụ NH3 vào dung dịch axit H3BO3 và xác định nồng độ NH4

chất này nhƣ formandehit, có thể đƣợc loại bỏ bằng cách đun sôi mẫu ở pH = 2 3, trƣớc khi cất và Nessler hoá. Chất tồn dƣ chlorine (Cl2) phải đƣợc loại bỏ bằng cách xử lý mẫu trƣớc khi cất với natrithiosunfat, vì amoni có thể bị phân hủy [61]- ctp.112:

2NH4Cl + 3Cl2  N2 + 8HCl (1.22) Ngoài ra, có thể xác định hàm lƣợng amoni bằng nhiều phƣơng pháp khác nhƣ: phƣơng pháp trắc quang với thuốc thử Phenol-hypoclorit [35]-p.4-80, [38]-145p, phƣơng pháp sử dụng điện cực chọn lọc [24,35], Phƣơng pháp cực phổ [44,45,47]... 1.4.2. Xác định hàm lƣợng N tổng

Hàm lƣợng N tổng gồm tổng N vô cơ và N- Kjeldahl (Tổng N - Kjeldahl + tự do và các hợp chất N hữu cơ có thể chuyển + trong điều kiện phá mẫu) [4]- tr.405, [35,49]. Việc xác định hàm +, sau đó xác + bằng một trong các phƣơng pháp trình bày ở mục 1.4.1. Phƣơng pháp

đƣợc định nghĩa là tổng NH4 thành NH4 lƣợng N tổng dựa trên cơ sở chuyển N tất cả các dạng về ion NH4 định NH4 đƣợc thực hiện theo ba giai đoạn:

+ + SO3 + CO2 + H2O +... (1.23)

+ bằng Zn trong dung dịch NaOH

- và NO2

- về dạng NH4

- Giai đoạn 1: Phá mẫu, oxy hóa các hợp chất N hữu cơ về dạng NH4 Hợp chất N hữu cơ + [O]  NH4

- Giai đoạn 2: Khử NO3 đặc, đun nóng [19,24], [16]-397, [61]-378.

- + 4Zn + 7OH- + 6H2O  4Zn(OH)4 - + 4Zn + 7OH-  4ZnO2

2- + NH3 (1.24) 2- + NH3 + 2H2O (1.25)

- cũng bị khử tƣơng tự:

NO3

Hoặc: NO3 Ion NO2

- + 3Zn + 5OH-  3ZnO2

2- + NH3 + H2O (1.26)

NO2

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

(Có thể dùng bột Al để khử, nhƣng chỉ sử dụng trong dung dịch kiềm yếu, nhằm tránh phản ứng xảy ra quá mạnh [61]-378).

- (1.27)

+ + H2BO3

+ về NH3 trƣớc khi cho bột Zn [61]-tr.378).

- Giai đoạn 3: Cất và hấp thụ NH3 trong bình thu chứa dung dịch H3BO3 hoặc dung dịch H2SO4.[49]: NH3 + H3BO3  NH4 (có thể cất chuyển NH4

Các ion CN-, SCN-, [Fe(CN)6]3-... gây ảnh hƣởng cản trở vì chúng bị

+

+  NH3 + H+ pKa = 9,2 (1.28) + + OH-  NH3 + H2O (1.29)

Cơ sở của phƣơng pháp dựa trên cân bằng [58]- ctp.25:

phân hủy trong chính điều kiện cất, giải phóng NH3, cần phải loại bỏ trƣớc. 1.5. PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ CÁC CHẤT Ô NHIỄM CHỨA N VÀ P 1.5.1. Xử lý ion amoni NH4 1.5.1.1. Xử lí amoni bằng phương pháp sục khí [5,34] NH4 Hoặc NH4 Khi kiềm hóa mẫu nƣớc, cân bằng (1.29) dịch chuyển về phải. Khi pH > pKa = 9,2, sẽ tạo một lƣợng đáng kể amoniac. Do đó, có thể loại bỏ amoni bằng +dƣới dạng NH3. Phƣơng pháp cách tăng pH kết hợp với sục khí để loại bỏ NH4 sục khí thƣờng đƣợc áp dụng để xử lí sơ cấp khi nồng độ amoni trong nƣớc cao. Tuy nhiên, phƣơng pháp sục khí có nhiều hạn chế, vì qúa trình xử lí phụ thuộc vào nhiệt độ, pH và tiêu tốn nhiều năng lƣợng, hơn nữa sau xử lý, hàm lƣợng amoni còn lại trong mẫu khá cao từ 1  3mg/l. 1.5.1.2. Xử lí amoni bằng phương pháp clo hoá đến điểm đột biến [53]

Cơ sở của phƣơng pháp là sục khí Cl2 vào mẫu nƣớc thải chứa amoni.

Khi đó, tùy thuộc pH ta có cân bằng:

Cl2 + H2O  HCl + HClO  H+ + ClO- (1.30)

Ion NH4

(pH < 5) (pH < 7) (pH > 8) + sẽ tham gia các phản ứng: HClO + NH3 = H2O + NH2Cl (monocloramin) HClO + NH2Cl = H2O + NHCl2 (dicloramin) HClO + NHCl2 = H2O + NCl3 (tricloramin) Khi dƣ clo sẽ xảy ra các phản ứng phân huỷ các cloramin:

HClO + 2NH2Cl = N2 + 3HCl + H2O

NHCl2 + NH2Cl = N2 + 3HCl

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

3HClO + 2NH3 = N2 + 3HCl + 3H2O

Phản ứng phân hủy cloramin làm cho cân bằng (1.30) dịch phải, hàm

lƣợng clo dƣ trong nƣớc giảm. Thời điểm ứng với hàm lƣợng clo nhỏ nhất gọi

là điểm đột biến. Phƣơng pháp này tƣơng đối rẻ và có hiệu quả, nhƣng còn

nhiều nhƣợc điểm, vì vậy đã bị hạn chế sử dụng ở các nƣớc phát triển.

+ tạo thành NO3

1.5.1.3. Xử lí amoni bằng phương pháp ozon hoá [46]

+ + 2O3  NO3

- + O2 + H2O + 2H+

(1.31) + có thể loại bỏ bằng phƣơng pháp trao đổi ion.

- và lƣợng dƣ NH4

Phƣơng pháp dựa trên phản ứng trực tiếp của O3 với NH4 một sản phẩm ít độc hơn:

NH4 Ion NO3 1.5.1.4. Xử lí amoni bằng phương pháp trao đổi ion [5, 6]

Bản chất của phƣơng pháp dựa trên phản ứng hấp phụ trao đổi giữa ion

+  RCOONH4 + H+ (1.32)

amoni với các cation của cationit. Khi cho nƣớc qua cột, các cation bị giữ lại:

RCOOH + NH4 Trong thực tế, ngƣời ta thƣờng sử dụng một loại zeolit tự nhiên

(clinoptilolite), chất này có thể tái sinh khi đƣợc bão hoà bằng dung dịch

+ trên zeolit đƣợc giải phóng dƣới dạng NH3: 2RCOONH4 + Ca(OH)2  2NH3 + (RCOO)2Ca + 2H2O (1.33) Phƣơng pháp trao đổi ion thực hiện tƣơng đối nhanh, nhƣng vốn đầu tƣ ban

Ca(OH)2, khi đó ion NH4

đầu cao, hệ thống tái sinh phức tạp. Đặc biệt là phƣơng pháp trao đổi ion chỉ

loại bỏ đƣợc các ion, không lọại bỏ đƣợc các tiểu phân keo, huyền phù và các

chất nhũ dầu... Mặt khác, vật liệu trao đổi ion thƣờng dễ bị biến đổi khi có mặt

các chất oxi hoá mạnh nhƣ Cl2, O3. Đó là hạn chế của phƣơng pháp này. 1.5.1.5. Xử lí amoni bằng phương pháp vi sinh

Bản chất của phƣơng pháp vi sinh là cho nƣớc cần xử lí đi qua một bình

phản ứng đặc biệt, trong đó nạp các lớp vật liệu có chứa các VSV. Khi đó, ion

nitrosomonas

- + 2H+ + H2O (1.34)

NH4

+ + 2O2

amoni bị nitrat hoá trên lớp vật liệu bởi các VSV tự dƣỡng hiếu khí:

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

NO3 nitrobacter

- xảy ra phản ứng tự oxi hoá khử:

Phƣơng pháp này đòi hỏi các điều kiện và công nghệ khá nghiêm ngặt, thiết bị phức tạp, vốn đầu tƣ cao. Ngoài các phƣơng pháp đã nêu, có thể sử dụng nhiều phƣơng pháp khác để xử lí amoni nhƣ phƣơng pháp thẩm thấu ngƣợc [20], phuơng pháp sử dụng thực vật, nuôi tảo... - 1.5.2. Xử lý ion nitrit NO2 Trong nƣớc mặt và nƣớc thải bị ô nhiễm cao thƣờng tồn tại một lƣợng nhất định ion nitrit. Ion nitrit ít bền, có thời gian tồn tại ngắn trong các nguồn nƣớc. Trong môi trƣờng axit, ion NO2 3HNO2  HNO3 + 2NO + H2O

- bằng cách axit hóa mẫu nƣớc bằng H2SO4

- + 3H2SO4  3HSO4

Vì vậy, có thể loại bỏ NO2

loãng, sau đó trung hòa lƣợng axit dƣ bằng soda, khi đó: - + HNO3 + 2NO + H2O (1.35) 3NO2 - ngay cả khi nồng độ khá lớn, phản Phƣơng pháp này cho phép xử lý NO2 ứng ở nhiệt độ thƣờng. Đây là một phƣơng pháp tiện lợi, rẻ tiền và đơn giản. - bằng phƣơng pháp trao đổi ion, phƣơng pháp Ngoài ra, có thể loại bỏ ion NO2 điện thẩm tích, phƣơng pháp vi sinh... - 1.5.3. Xử lý ion nitrat NO3 1.5.3.1. Xử lí nitrat bằng phương pháp hóa lí [4], tr. 1272

Các phƣơng pháp hóa lí bao gồm: thẩm thấu ngƣợc, điện thẩm tách và trao đổi ion. Trong đó, chỉ có phƣơng pháp trao đổi ion đƣợc dùng ở quy mô công nghiệp. Bản chất của quá trình loại bỏ nitrat bằng phƣơng pháp trao đổi ion là hấp phụ ion nitrat của nƣớc lên ionit, giải phóng ion Cl-, sau đó hoàn nguyên ionit bằng rửa giải với dung dịch NaCl.

Phƣơng pháp trao đổi ion thực hiện tƣơng đối nhanh, nhƣng vốn đầu tƣ

2- (1.37)

- + 5H2  N2 + 2OH- + 4H2O (1.36) - + 5[C]  2N2 + 3CO2 + 2CO3

2- (1.38)

ban đầu cao, hệ thống tái sinh phức tạp, còn có nhiều hạn chế. 1.5.3.2. Phương pháp sinh học- đề nitrat hoá [4]- tr. 1272

- + 5 [S] + 6H2O  3N2 + 4H+ +5 SO4

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

Bản chất của quá trình là chuyển nitrat thành khí N2. Quá trình đƣợc thực hiện nhờ các VSV tự dƣỡng, chúng phát triển bằng cách sử dụng hidro, lƣu huỳnh hay cacbon theo các phản ứng: 2NO3 4NO3 6NO3

2- (1.39)

- + 5[S] + 2CaCO3  3N2 + 2CO2 + 2CaSO4 + 3SO4

- + 5 C2H5OH  6N2 + 10CO2 + 12OH- +9H2O (1.40)

- + 5 CH3COOH  4N2 + 10CO2 + 8OH- +6H2O (1.41)

- + [CH2O]  CO2 + N2 (1.42)

6NO3

- + C6H12O6  2N2 + 6O2 + 6H2O (1.43)

Trong thực tế, các VSV tự dƣỡng hoạt động rất chậm, bởi vậy kĩ thuật này ít đƣợc ứng dụng. Để thúc đẩy quá trình, ngƣời ta sử dụng các VSV dị dƣỡng, các VSV này phát triển bằng cách sử dụng dƣỡng chất cacbon trong các hợp chất hữu cơ đƣợc đƣa thêm vào hệ: 12NO3 8NO3 NO3 4NO3

- thành Trong tự nhiên, các quá trình tự khử nitrat sinh học chuyển NO3 N2 xảy ra do các VSV dị dƣỡng kỵ khí (anaerobes) hoặc VSV tùy nghi. Chẳng - để oxi hạn, các VSV bact sutzeri, denitrificans sử dụng oxi trong nitrat NO3 hoá các chất hữu cơ. Các phản ứng oxi hoá khử nhƣ trên xảy ra rất phổ biến trong tự nhiên [59]. Quá trình khử nitrat trong thực tế thƣờng xảy ra ở điều kiện yếm khí và trong các nguồn nƣớc giàu chất hữu cơ không chứa N nhƣ: gluxit, xenlulozơ... 1.5.4. Xử lý ion photphat 1.5.4.1. Các phương pháp hoá học [43]-p 39-57

- + Fe3+  FePO4 + 2H+ (1.44) - + Al3+  AlPO4 + 2H+ (1.45) 3- + Ca2+  Ca3(PO4)2 (1.46)

Phƣơng pháp hóa học thƣờng đƣợc sử dụng để loại bỏ photphat sơ cấp. Nguyên lí của quá trình loại bỏ photphat bằng phƣơng pháp hóa học là chuyển dạng hòa tan thành dạng kết tủa. Tuy nhiên, việc loại bỏ các chất kết tủa thƣờng có giới hạn vì phụ thuộc nhiều vào dạng hạt và tính hiệu quả của các thiết bị lọc sơ cấp. Do đó không thể loại bỏ triệt để sự ô nhiễm photphat trong nƣớc. Có thể tách photphat bằng cách kết tủa với các ion Fe3+, Al3+, Ca2+ trong những điều kiện thích hợp dựa trên phản ứng [43, 61]: H2PO4 H2PO4 2PO4

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

Để xử lí triệt để các chất ô nhiễm photphat và sự ô nhiễm P nói chung, cần phải thêm quá trình xử lí thứ cấp nhƣ: quá trình hấp phụ, keo tụ, kết tủa... hoặc biện pháp vi sinh hay sinh học, trên cơ sở quá trình tạo sinh khối (biomass) của thực vật và có thể dễ dàng tách khỏi nguồn nƣớc [43]. Trong khi

- + 6H2O  2Al(OH)3 + 3SO4 - + 6H2O  2Fe(OH)3 + 3SO4

2- + 6CO2 (1.47) 2- + 6CO2 (1.48) 2- + 3Ca2+ (1.49)

các photphat có thể lọai bỏ khá dễ dàng bằng phƣơng pháp hóa học, thì các dạng P khác nhƣ poliphotphat ngƣng tụ, các dạng keo tụ hoặc dạng hạt... việc loại bỏ khó khăn hơn. Có thể dùng các chất trợ: polime tự nhiên hay polime tổng hợp để tạo phản ứng đông tụ ở giai đoạn xử lí sơ cấp, sẽ giúp quá trình loại bỏ đƣợc dễ dàng hơn. Một số chất keo tụ vô cơ có thêm đồng thời các ion Al3+, Fe3+, đƣợc sử dụng để xử lí nƣớc thải đô thị và nƣớc thải công nghiệp [4]- tr.154:

Al2(SO4)3 + 6HCO3 Fe2(SO4)3 + 6HCO3 Fe2(SO4)3 + Ca(OH)2  2Fe(OH)3 + 3SO4

Các phản ứng này, thúc đẩy nhanh quá trình kết tủa photphat theo các

phản ứng (1.44), (1.45), (1.46).

1.5.4.2. Phương pháp vi sinh [4]-tr.340 tập 1

Bản chất của quá trình loại bỏ P bằng phƣơng pháp vi sinh là: tích lũy P các dạng vào một khối vi sinh, từ đó có thể tách ra khỏi nguồn nƣớc. Sự tích lũy này có thể gây ra do kết tủa hóa học của P vô cơ xung quanh VSV trong những điều kiện riêng biệt của môi trƣờng hẹp, hoặc bị hấp thụ bởi chính VSV, hoặc đồng thời do cả hai nguyên nhân trên.

1.5.5. Các phƣơng pháp mới đang đƣợc nghiên cứu và sử dụng để xử lý nƣớc thải ở Việt nam và thế giới

Biện pháp sinh học để xử lí nƣớc thải, nƣớc mặt bị ô nhiễm đã đƣợc một

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

số nƣớc trên thế giới đề cập tới [37,40]. 1. Tại hội thảo về công nghệ xử lí nƣớc thải do công ty Devitec (Đức) và Viện khoa học công nghệ môi trƣờng, Trƣờng Đại học Bách khoa Hà nội phối hợp tổ chức ngày 12/12/2000. Tiến sỹ Nobert Koneman đã giới thiệu với các nhà khoa học và doanh nghiệp Việt nam phƣơng pháp xử lí nƣớc thải bằng rễ cây. Đây là phƣơng pháp lọc nƣớc bẩn dựa trên tác dụng đồng thời của đất và cây, chủ yếu là các loại lau sậy sống trong bùn. ―Thiết bị ― rễ cây có thể lọc sạch cả nƣớc thải có chứa lƣu huỳnh và asen. Phƣơng pháp này có nhiều ƣu điểm, giản tiện, có thể ứng dụng để xử lí nƣớc thải công nghiệp và nƣớc thải sinh hoạt, đặc biệt rất có lợi về kinh tế và phù hợp với Việt Nam.

2. Ở Trung quốc, đang thực hiện một dự án trị giá 14 triệu USD để xử lí nƣớc thải bằng công nghệ sinh học tƣơng tự nhƣ của Đức. Theo công nghệ này ngƣời ta bơm nƣớc thải vào một cái đầm lau sậy, rộng 160 ha ở phía đông thành Bắc Kinh, ở đó nƣớc đƣợc lọc khá tốt và có thể đƣa trở lại sản xuất. Phƣơng pháp này đã thành công bƣớc đầu và đƣợc đánh giá là rất hữu hiệu và rẻ. Hiện nay, phƣơng pháp này đang đƣợc xem xét để nhân rộng trên quy mô toàn quốc. Về vấn đề xử lý nƣớc thải bằng thực vật, cũng đƣợc đề cập đến trong nhiều công trình khoa học khác [37,40].

3. Ở Mỹ, lần đầu tiên vào năm 1985 đã nghiên cứu thử nghiệm hệ thống đầm lầy (wetlands system) để xử lí nƣớc thải, đó là các hệ thống đầm lầy nhân tạo dùng thực vật nƣớc để ―cải tạo‖ nguồn nƣớc thải. Nƣớc thải đƣợc bơm, hoặc dẫn vào những cái đầm, tại đó có nuôi trồng các loại thực vật thủy sinh, kết quả là nƣớc đƣợc làm sạch. Chi phí cho công nghệ này ƣớc tính chỉ bằng một nửa so với các phƣơng pháp thông thƣờng khác, đặc biệt là hệ thống này ít bị hƣ hỏng. Tuy nhiên công nghệ này cần một diện tích mặt đất lớn hơn nhiều so với các công nghệ khác. Đến năm 1992 đã có trên 150 hệ thống xử lí đầm lầy hoạt động trên toàn nuớc Mỹ [36].

4. Ở Đài Loan, từ năm 2001 cũng đã nghiên cứu và đƣa vào sử dụng các hệ thống xử lí loại bỏ các chất ô nhiễm tƣơng tự nhƣ của Mỹ và đạt hiệu quả rất tốt.

5. Ở Việt nam đã có một số công trình của các nhà khoa học nghiên cứu về

xử lí nƣớc thải bằng thực vật. Công trình ―nghiên cứu khả năng hút thu và tích

luỹ chì trong bèo tây và rau muống‖ [60], công trình ―nghiên cứu khả năng tích

luỹ kim loai nặng (Cr, Ni, Zn) bằng bèo sen‖ [52]. ―Dự án nghiên cứu sử dụng

một số loài thực vật cỡ lớn để làm sạch nƣớc Hồ bảy mẫu‖. Công trình ―sử dụng

bèo cái, bèo ong và tảo để xử lí NH3 dƣ trong nƣớc thải tại Liên hiệp xí nghiệp phân đạm Bắc Giang‖. Công trình ―nghiên cứu nƣớc thải chứa kim loại nặng,

một số giải pháp khắc phục về mặt công nghệ xử lý‖. Dự án ―Làm sạch nƣớc Hồ

Tây bằng thực vật thủy sinh‖... Gần đây, có một số tác giả đã nghiên cứu xử lí

DDT trong đất bằng phƣơng pháp sinh học, kết quả bƣớc đầu cho thấy rất khả

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

quan [55].

6. Cũng tại Việt nam, đã có hồ xử lí chất thải tự nhiên. Đó là một công

trình xử lý chất thải tự nhiên đầu tiên ở Việt nam, đã đƣợc xây dựng tại thành

phố Đà nẵng với sự giúp đỡ của vùng Nord-Pas de Calais (Pháp). Hồ xử lý chất

thải tự nhiên này, nằm ở trung tâm thành phố, đó là một khu Đầm Rong, có diện

tích khoảng 3 ha. Hồ tiếp nhận nƣớc thải sinh hoạt từ nhiều cụm dân cƣ, lò mổ,

bệnh viện, xí nghiệp... Đầm Rong tiếp nhận nƣớc thải qua hệ thống cống ngầm.

Ngƣời ta cho nƣớc thải chảy theo những kênh ngoằn ngoèo, trong quá trình

chảy chúng sẽ đƣợc sạch hoá theo cách tự nhiên mà không qua một tác động cơ

học hoặc hoá học nào. Dọc theo các kênh, ngƣời ta thả các loại cây thuỷ sinh

nhƣ bèo Nhật Bản, rau muống, bèo tấm... Những thực vật này quang hợp tạo

oxy, hấp thụ ion dinh dƣỡng và kết tụ các chất rắn lơ lửng. Biện pháp sử dụng

vi sinh cần chi phí thấp nhƣng lại sử dụng đƣợc nƣớc thải ở mức tối đa.

Phƣơng pháp sinh học dùng các thực vật thủy sinh để hấp thụ các ion dinh

dƣỡng chứa N, P đƣợc coi là biện pháp thân thiện với môi trƣờng và đang rất đƣợc

quan tâm chú ý [41]. Ƣu diểm nổi bật của phƣơng pháp này là có thể xử lý đồng

thời các chất ô nhiễm chứa N, P cùng các ion dinh dƣỡng khác, trên cơ sở quá

trình tổng hợp sinh khối và dễ dàng tách ra khỏi nguồn nƣớc.

7. Ở các nƣớc phát triển xứ ôn đới, biện pháp phổ biến để xử lí nƣớc thải

là sử dụng điện năng lớn cho hệ thống bơm, chuyển tải hỗ trợ cho vi khuẩn hoạt

động khoáng hóa nƣớc thải. Biện pháp này đòi hỏi chi phí cao mà hiệu quả tận

dụng nƣớc thải lại thấp. Biện pháp xử lí nƣớc thải để lấy CH4 cũng không thành công. Biện pháp dùng nƣớc thải đã khoáng hóa nhờ VSV yếm khí để nuôi tảo

đƣợc áp dụng ở Ixrael cũng không có triển vọng do chi phí quá cao. Biện pháp

dùng hệ thống ao ổn định đƣợc tiến hành thử nghiệm tại thủ đô Lima của Pêru

tỏ ra hữu hiệu cho các nƣớc có khí hậu nhiệt đới.

8. Một số tác giả ở các trƣờng đại học ở Mỹ (Rutgers University, Cook college) đã nghiên cứu và công bố các công trình xử lí các kim loại độc hại cho môi trƣờng bằng thực vật [37]-tr.468-473.

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

9. Ngoài các phƣơng pháp xử lí nhƣ đã nêu, mới đây ngƣời ta đã công bố phƣơng pháp xử lý nƣớc thải bằng ánh sáng mặt trời. Theo công nghệ này,

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

nƣớc đƣợc trộn với chất hấp thụ tia cực tím ở trong bể chứa, rồi đƣợc bơm đẩy lên để tạo thành các vòi phun nƣớc. Dƣới tác dụng của ánh nắng mặt trời, chất hấp thụ tia cực tím biến đổi, phá hủy cấu trúc và liên kết hoá học của các chất thải, cuối cùng tạo thành CO2 và H2O

CHƢƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. DỤNG CỤ, MÁY MÓC, HÓA CHẤT 2.1.1. Dụng cụ, máy móc

- Các loại bình định mức 5; 10 ; 25; 50; 100; 1000ml và pipet các loại. - Bộ cất đạm micro-, marco-kjeldahl dung tích 500,1000ml và các dụng

cụ thuỷ tinh khác ...(đều dùng của Đức).

- Giấy lọc băng xanh 390 (Đức), màng lọc 0,45m . - Thùng phuy nhựa 150 lít và các dụng cụ khác. - Máy đo pH meter HM- 25R của hãng TOA Nhật Bản sản xuất. - Cân phân tích Moden GP 150 -3P, Sartorius Đức, độ chính xác  0,1mg. - Máy quang phổ UV-VIS Spectro photometer Spectro 23 RS do Mỹ sản

xuất.

- Máy cất nƣớc 2 lần của hãng Bibby do Anh sản xuất.

2.1.2. Hóa chất

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

2.1.2.1. Các hóa chất dùng cho phân tích octophotphat

1. Dung dich H2SO4 5N 2. Dung dịch kaliantimonyl tactrat: hoà tan 1,3715g K(SbO)C4H4O6..1/2H2O trong 400ml nƣớc cất, định mức vào bình 500ml. Bảo quản dung dịch trong lọ thuỷ tinh có nút.

3. Dung dịch amonimolipdat: hoà tan 20g (NH4)6 Mo7O24. 4H2O trong

500ml nƣớc cất. Giữ dung dịch trong chai thuỷ tinh.

4. Dung dịch axit ascobic 0,1M: Hoà tan 1,76g C6H8O6 bằng nƣớc cất,

định mức đến 100ml. Dung dịch ổn định 1 tuần ở 40C.

5. Tác nhân kết hợp (TNKH): Trộn các dung dịch theo tỷ lệ sau: 50ml H2SO4 5N + 5ml dung dịch kaliantimonyl tactrat + 15ml dung dịch amonimolipdat +30ml dung dịch axit ascobic 0,1M. Trộn từng tác nhân theo thứ tự trên, lắc kĩ mỗi lần thêm từng tác nhân. Dung dịch ổn định trong thời gian 4h.

3- -P hay 50.10-3 mg P).

6. Dung dịch photphat gốc (50mg P/l): Hoà tan 0,2195g KH2PO4 bằng

nƣớc cất, định mức đến 1000ml, (1ml có 50g PO4

3--P hay 5.10-3 mg P).

7. Dung dịch photphat chuẩn (5mg P/l): Hút 10ml dung dịch photphat

gốc, định mức đến 100ml, (1ml có 5g PO4

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

8. Dung dịch Na2SiO3 (500mgSi/l)

2.1.2.2. Hóa chất dùng phá mẫu oxi hóa xác định P tổng

1. Các axit HNO3 đặc và H2SO4 đặc 2. Dung dịch NaOH 1N và chỉ thị phenolphtalein.

2.1.2.3. Hóa chất dùng cho phân tích amoni bằng thuốc thử Nessler

1. Dung dịch axit H3BO3 20g/l và dung dịch natri tetraborat Na2B4O7 0,025M. 2. Dung dịch NaOH 0,1 M.

3. Dung dịch đệm borat (pH  9.5): Thêm 88ml dung dịch NaOH 0,1M

vào 500ml dung dịch Na2B4O7 0,025M, định mức đến 1000ml.

4. Thuốc thử Nessler: Hoà tan 100g HgI2 và 70g KI trong một lƣợng nhỏ nƣớc cất. Đổ từ từ hỗn hợp này vào dung dịch nguội của 160g NaOH trong 500ml nƣớc cất, vừa đổ vừa khuấy. Thêm nƣớc cất tới 1 lít. Giữ dung dịch thuốc thử trong chai thủy tinh tối màu.

+-N/l): Hoà tan 3,8190g NH4Cl (đã đƣợc sấy khô ở 1000C) vào nƣớc cất, định mức tới 1000ml, (1ml dung dịch này có chứa 1,0mg N hay 1,22mg NH3).

+-N/l): Hút 10ml dung dịch

5. Dung dịch amoni gốc (1g NH4

6. Dung dịch amoni làm việc (10mg NH4

amoni gốc, định mức tới 1000ml bằng nƣớc cất.

7. Tác nhân loại bỏ clo: Dung dịch natrithiosunfat (1/35 M): Hoà tan 3,5g Na2S2O3.5H2O trong nƣớc cất, định mức tới 1 lít, (1ml dung dịch này sẽ loại bỏ đƣợc 1mg/l clo trong 500ml mẫu).

8. Dung dịch NaOH1M: Hoà tan 40g NaOH rắn trong nƣớc không chứa

amoni và pha loãng tới 1 lít. 2.1.2.4. Hóa chất phá mẫu oxi hóa để xác định N tổng

1. Dung dịch axit H2SO4 1: 4 2. Dung dịch HgSO4: Hoà tan 8g oxit thuỷ ngân đỏ (HgO) trong 50ml

axit H2SO4 1:4, định mức đến 100ml.

3. Dung dịch oxi hóa (H2SO4, K2SO4 và HgSO4): Hoà tan 267g K2SO4 trong 1300ml nƣớc cất, thêm 400ml H2SO4 đặc, thêm tiếp 50ml dung dịch HgSO4, pha loãng đến 2 lít bằng nƣớc cất.

4. Dung dịch natrihidroxit-thiosunfat: Hoà tan 500g NaOH và 25g

Na2S2O3.5H2O trong nƣớc cất, pha loãng đến 1lít.

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

5. Dung dịch NaOH đặc, H3BO3 , Zn hạt và các dung dịch ở mục 2.1.2.3.

2.1.2.5. Hóa chất xác định DO bằng phương pháp Winkler

1. Dung dịch MnSO4 (dung dịch A): Hoà tan 480g MnSO4.4H2O (tƣơng đƣơng với 400g MnSO4.2H2O hoặc 364g MnSO4.H2O) trong nƣớc cất, định mức đến 1lít. Dung dịch thu đƣợc phải không có phản ứng màu khi thêm hồ

tinh bột và dung dịch KI đã axit hóa.

2. Dung dịch iodua - kiềm (dung dịch B): Hoà tan 500g NaOH và 135g

NaI (hoặc 700g KOH và 150g KI) trong nƣớc cất, định mức vào bình 1 lít.

Dung dịch này phải không tạo màu với hồ tinh bột khi pha loãng và axit hóa.

3. Dung dịch chuẩn natrithiosunfat 0,02M: Hoà tan 4,96g Na2S2O3.5H2O

và 0,2g Na2CO3 , định mức trong bình 1000ml.

4. Dung dịch hồ tinh bột 0,5%: Hoà tan 0,5g tinh bột trong 100ml nƣớc

cất, đun đến sôi. Dung dịch đƣợc pha chế từng ngày để sử dụng. Muốn để lâu

hơn cần phải thêm một ít chất bảo quản clorofom, rƣợu amylic hoặc axit

salisilic.

5. Dung dịch K2Cr2O7 0,02N (để chuẩn lại nồng độ dung dịch Na2S2O3) 6. Axit H2SO4 đặc.

2.1.2.6. Hóa chất xác định COD bằng phương pháp bicromat

1. Dung dịch K2Cr2O7 0,0417M và 0,00417M. 2. Dung dịch axit sunfuric-bạc sunfat: Thêm bột Ag2SO4 vào axit

sunfuric theo tỉ lệ 5,5g Ag2SO4/1kg H2SO4. Để yên trong khoảng 1  2 ngày cho tan hoàn toàn Ag2SO4.

3. Dung dịch muối Mo (Mohr): FeSO4(NH4)2SO4 0,25M và 0,025M. Các dung dịch này cần đƣợc chuẩn hóa hàng ngày bằng dung dịch

K2Cr2O7 0,0417M, sử dụng feroin làm chỉ thị.

4. Dung dịch chỉ thị feroin: Hòa tan 1,485g 1,10-phenanthrolinemonohydrate,

0,695g FeSO4(NH4)2SO4.6H2O và 98g FeSO4.7H2O trong nƣớc cất, định mức trong bình 100ml, (có thể sử dụng chỉ thị diphenylamin).

5. HgSO4 tinh thể hoặc bột.

2.2. NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH P

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

(Bằng phƣơng pháp trắc quang hợp chất màu xanh molipden)

2.2.1. Khảo sát các điều kiện tối ƣu 2.2.1.1. Ảnh hưởng của pH đến phản ứng tạo hợp chất màu xanh molipden

Chuẩn bị 15 bình định mức 50ml, lấy vào mỗi bình 7,00ml dung dịch photphat chuẩn KH2PO4 (5mg P/l). 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 lƣợt vào mỗi bình 8ml TNKH, lắc kỹ, định mức đến vạch bằng nƣớc cất. Đợi màu phát triển ổn định, đo mật độ quang của loạt dung dịch màu trên máy UV-Vis Biochrom Ltd ở bƣớc sóng lí thuyết 888 nm [40]. Từ kết quả thu đƣợc, tìm đƣợc giá trị mật độ quang A ổn định ứng với khoảng pH tối ƣu.

3-, NO2

2.2.1.2. Ảnh hưởng của Si và vai trò của kaliantimonyl tactrat

Phản ứng tạo màu xanh molipden thƣờng bị ảnh hƣởng bởi nhiều chất -, F-, Cl-, S2-... Trong thực tế, nồng độ của các 2-, AsO4 cản trở nhƣ: SiO3 -, F-, Cl-, S2-...trong nƣớc mặt thƣờng nhỏ, chƣa đủ lớn để gây 3-, NO2 ion AsO4 ảnh hƣởng đến kết quả phân tích (giới hạn gây ảnh hƣởng khi hàm lƣợng F-, Cl- 2- trong nƣớc 2-  1mg/l)[10, 17, 40]. Nhƣng hàm lƣợng ion SiO3  70mg/l; NO2 mặt thƣờng tƣơng đối cao, sẽ gây ảnh hƣởng cản trở đáng kể đến phản ứng tạo màu, do đó cần đƣợc khảo sát kỹ. Ta khảo sát hai trƣờng hợp:

a. Trƣờng hợp 1: Mẫu phân tích có chất cản trở silicat, và sử dụng thuốc

thử R không có kaliantimonyl tactrat K(SbO)C4H4O6.1/2 H2O:

Thuốc thử R gồm: 50ml H2SO45N +5ml nƣớc cất +15ml dung dịch

amonimolipdat +30ml dung dịch axit ascobic 0,1M.

Chuẩn bị 7 bình định mức 50ml, hút vào mỗi bình 5ml dung dịch photphat chuẩn KH2PO4 (5mg 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; 60mg Si/l. Thêm 1 giọt chỉ thị phenolphtalein, nếu xuất hiện màu hồng, thêm dần từng giọt dung dịch H2SO4 5N đến khi vừa mất màu. Thêm lần lƣợt vào mỗi bình 8ml thuốc thử R, lắc kỹ, định mức đến vạch. Đo quang loạt dung dịch màu trên máy UV-Vis Biochrom Ltd ở bƣớc sóng lí thuyết 888nm

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

[40] trong khoảng thời gian từ 0  40 phút sau khi tạo phản ứng màu.

b. Trƣờng hợp 2: Tiến hành tƣơng tự nhƣ trƣờng hợp 1, nhƣng sử dụng

thuốc thử TNKH có chứa kaliantimonyl tactrat K(SbO)C4H4O6.1/2 H2O. 2.2.1.3. Ảnh hưởng của tỉ lệ thể tích TNKH/ nồng độ octophotphat

Chuẩn bị 8 bình định mức 50ml, hút vào mỗi bình 5ml dung dịch photphat chuẩn KH2PO4 (5mg 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 màu. Thêm lần lƣợt vào mỗi bình các thể tích TNKH khác nhau, lắc kỹ, thêm nƣớc cất đến vạch. Đo quang loạt dung dịch màu trên máy UV-VIS Biochrom Ltd ở

bƣớc sóng lí thuyết 888nm [40] trong khoảng thời gian từ 0  40 phút kể từ

khi tạo màu. Từ kết quả thu đƣợc, ta tìm đƣợc tỉ lệ thể tích TNKH tối ƣu, ứng với dung dịch có cƣờng độ màu lớn và ổn định nhất.

2.2.1.4. Sự phụ thuộc độ bền của hợp chất màu xanh molipden vào thời gian Chuẩn bị một dung dịch màu: hút 5,00ml dung dịch photphat chuẩn KH2PO4 (5mg P/l), cho vào bình định mức dung tích 50ml. 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. Thêm tiếp 8 ml dung dịch TNKH, lắc kỹ, màu xanh sẽ phát triển, định mức đến vạch. Đo quang dung dịch màu trên máy UV- Vis Biochrom Ltd ở bƣớc sóng lí thuyết 888nm [40] trong khoảng thời gian từ

0  40 phút kể từ khi tạo màu. Từ kết quả thu đƣợc, ta tìm đƣợc khoảng thời

gian tối ƣu, tại đó màu bền và ổn định nhất.

2.2.2. Đo phổ hấp thụ electron của hợp chất màu xanh molipden

- Chuẩn bị một dung dịch màu tƣơng tự nhƣ trên, ở các điều kiện tối ƣu đã chọn, quét phổ của dung dịch màu trên máy UV-Vis Biochrom Ltd trong

khoảng bƣớc sóng từ 600 1000nm, sẽ chọn đƣợc max ứng với trị số Amax.

- Tƣợng tự nhƣ trên, chuẩn bị một loạt dung dịch màu ở các nồng độ khác nhau, quét phổ của loạt dung dịch màu trên máy trong khoảng bƣớc sóng

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

từ 600  1000nm, 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 bƣớc sóng, chứng tỏ hợp chất màu bền, ổn định và có thành phần các cấu tử trong phản ứng đúng bằng quan hệ tỉ lƣợng. Đó là bƣớc sóng thực nghiệm tối ƣu, đƣợc sử dụng cho các phép đo tiếp theo[13]-tr. 25.

2.2.3. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng P

Chuẩn bị một dãy dung dịch chuẩn có khoảng nồng độ từ 0,20  1,20 3-  P/l. Tạo phản ứng màu tƣơng tự nhƣ trên. Đợi màu phát triển ổn mg PO4 định trong khoảng thời gian tối ƣu, đo quang của loạt dung dịch màu trên máy

UV-Vis Biochrom Ltd ở giá trị max đã chọn và đƣờng chuẩn sẽ tự thiết lập. Dung dịch nền đƣợc chuẩn bị tƣơng tự, nhƣng không chứa photphat.

2.2.4. Đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn xác định P

Chuẩn bị một số dung dịch photphat đã biết chính xác nồng độ (nằm trong khoảng tuyến tính của đƣờng chuẩn), tiến hành tạo phản ứng màu nhƣ khi xây dựng đƣờng chuẩn và xác định lại nồng độ theo đƣờng chuẩn. Lặp lại nhiều lần và xử lí các kết quả đo bằng thống kê toán học [28,65]. Kết quả thu đƣợc nếu nằm trong phạm vi sai số cho phép thì đƣờng chuẩn có độ tin cậy và đƣợc sử dụng cho các mẫu phân tích tiếp theo.

2.3. NGHIÊN CỨU PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH N (Bằng phƣơng pháp trắc quang với thuốc thử Nessler).

2.3.1. Khảo sát các điều kiện tối ƣu 2.3.1.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của pH đến phản ứng tạo phức màu

Chuẩn bị 13 bình định mức 50ml, hút vào mỗi bình 10ml dung dịch +-N /l). Thêm vào mỗi bình ~ 10ml nƣớc cất và 2ml NH4Cl làm việc (10mg NH4 thuốc thử Nessler và điều chỉnh pH trong các bình ở các giá trị khác nhau trong

khoảng từ 11,30 13,70, lắc kỹ, định mức tới vạch. Đợi màu phát triển ổn định,

đo mật độ quang của loạt dung dịch màu trên máy UV-Vis Biochrom Ltd ở

bƣớc sóng lí thuyết 400  425nm. Từ đó tìm đƣợc giá trị mật độ quang A lớn và

+- Nessler theo thời gian

ổn định nhất ứng với khoảng pH tối ƣu. 2.3.1.2. Nghiên cứu độ bền của phức màu NH4

Chuẩn bị một dung dịch màu bằng cách: Hút 6 ml dung dịch NH4Cl làm +-N /l) cho vào bình định mức 50ml. Thêm ~10ml nƣớc cất và việc (10mg NH4 2ml thuốc thử Nessler, lắc kỹ, định mức tới vạch. Đo mật độ quang trên máy

UV-Vis Biochrom Ltd tại bƣớc sóng lí thuyết 400  425nm trong khoảng thời

gian từ 5  90 phút. Từ đó tìm đƣợc khoảng thời gian tối ƣu ứng giá trị mật độ

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

quang ổn định và lớn nhất.

2.3.2. Đo phổ hấp thụ electron của dung dịch màu

+ -N/l) ở các điều kiện tối ƣu đã chọn, quét phổ của dung dịch màu trong dải bƣớc sóng từ

- Chuẩn bị một dung dịch màu (có nồng độ 1,80 mg NH4

300  500 nm, từ đó ta chọn đƣợc giá trị max ứng với trị số Amax.

- Tƣợng tự nhƣ trên, ta chuẩn bị một loạt dung dịch màu ở các nồng độ từ + -N/l, quét phổ của loạt dung dịch màu trên máy trong khoảng

0,60  1,80 mg NH4 bƣớc sóng từ 300  500nm, 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 bƣớc sóng, chứng tỏ hợp chất màu bền, ổn định và có thành phần các cấu tử trong phản ứng đúng bằng quan hệ tỉ lƣợng. Đó là bƣớc sóng thực nghiệm tối ƣu, đƣợc sử dụng cho các phép đo [13]-tr. 25.

2.3.3. Xây dựng đƣờng chuẩn xác định hàm lƣợng N

Chuẩn bị một dãy dung dịch màu chuẩn trong các bình định mức 50ml có +- N/l , ở các điều kiện tối ƣu đã chọn. khoảng nồng độ từ 0,20  2,00 mgNH4 Đo quang của loạt dung dịch màu trên máy UV-Vis Biochrom Ltd tại giá trị

bƣớc sóng tối ƣu max, đƣờng chuẩn sẽ tự động thiết lập. Dung dịch nền đƣợc chuẩn bị tƣơng tự, nhƣng không chứa amoni.

2.3.4. Đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn xác định N

Chuẩn bị một số dung dịch amoni đã biết chính xác nồng độ (nằm trong khoảng tuyến tính của đƣờng chuẩn). Tiến hành tạo phản ứng màu nhƣ khi xây dựng đƣờng chuẩn và xác định lại nồng độ theo đƣờng chuẩn. Lặp lại phép đo nhiều lần và xử lí kết qủa đo bằng thống kê toán học [28,65]. 2.4. PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHỈ SỐ DO VÀ COD 2.4.1. Xác định chỉ số DO 2.4.1.1. Cố định oxi

- Dùng xiphông chuyển mẫu nƣớc vào đầy chai cố định oxi, tránh sục bọt, đầu xiphông để sát đáy chai, trong khi chai đầy dần thì từ từ rút lên và tiếp tục cho chảy tràn khoảng 100ml.

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

- Dùng pipet thêm vào chai 1ml dung dịch A, Dùng pipet khác thêm vào chai 1ml dung dịch B. Khi thêm, đầu pipet để ở giữa chai, vừa cho dung dịch vào chai vừa rút pipet lên. Đậy nút cẩn thận tránh bọt khí. Lắc trộn chai nhiều

lần rồi để yên cho kết tủa lắng xuống. Bảo quản chai chỗ tối và mát cho đến khi phân tích tiếp. Nhƣ vậy ta chỉ cố định V – 2 ml mẫu.

2.4.1.2. Axit hóa và chuẩn độ

- Dùng pipet thêm vào chai mẫu đã cố định oxi 2ml axit sunfuric đặc, để đầu pipet sát lớp kết tủa, vừa cho axit chảy vừa rút dần pipet lên. Phần chất lỏng trong suốt phía trên chảy tràn ra ngoài không ảnh hƣởng đến kết quả phân tích. Đậy nút chai và lắc kỹ cho đến khi kết tủa tan hoàn toàn.

- Lấy chính xác Vo ml dung dịch trong chai mẫu đã axit hóa, chuyển vào bình erlen dung tích 250ml, chuẩn độ bằng dung dịch natrithiosunfat 0,02M đến màu vàng nhạt. Thêm 1ml dung dịch hồ tinh bột và chuẩn độ tiếp đến vừa mất màu (không quan tâm đến việc trở lại màu). Có thể lấy Vo = 20 ÷ 150ml. 2.4.1.3. Công thức tính kết quả

Nồng độ oxi hòa tan đƣợc tính theo công thức CT1:

(mgO2/l) CT1

Trong đó: 32/4: là đƣơng lƣợng của oxi trong phản ứng.

VTĐ, N: là thể tích (ml) và nồng độ của dung dịch chuẩn natrithiosunfat.

V: Thể tích chai cố định oxi (ml). 2: là thể tích mẫu bị tràn ra ngoài do thêm các dung dịch cố định oxi. V – 2: là thể tích mẫu thực tế đƣợc cố định oxi.

2.4.2. Xác định chỉ số COD 2.4.2.1. Cách tiến hành

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

- Lấy V = 50ml mẫu phân tích (nếu mẫu có chỉ số COD > 900mg/l, có thể lấy thể tích mẫu nhỏ hơn và thêm nƣớc cất tới 50ml), chuyển vào bình cầu dung tích 500ml. Thêm 1g HgSO4 và vài viên đá bọt, thêm từ từ 5ml H2SO4 (có Ag2SO4), lắc nhẹ để HgSO4 tan hoàn toàn, cần làm lạnh trong khi lắc để tránh phản ứng mất chất hữu cơ. Thêm tiếp 25,00ml dung dịch K2Cr2O7 0,0417M và lắc đều. Lắp ống sinh hàn và cho nƣớc lạnh chảy. Thêm tiếp 70ml H2SO4 (có Ag2SO4) còn lại qua đầu mở của ống sinh hàn, lắc kĩ và đều. Đun hồi lƣu hỗn hợp trong 2 giờ, để nguội và dùng nƣớc cất để tráng rửa ống sinh hàn chảy xuống bình cầu.

Tháo ống sinh hàn và pha loãng gấp đôi hỗn hợp trong bình bằng nƣớc cất. Để nguội tới nhiệt độ phòng, thêm 2-3 giọt chỉ thị Feroin, và chuẩn độ bằng dung dịch muối Mo có nồng độ 0,25M đến khi chuyển màu từ xanh sang màu đỏ nâu. Thu đƣợc VTĐ1.

- Làm tƣơng tự với mẫu trắng, thay 50,00ml mẫu phân tích bằng 50,00ml nƣớc cất, và cũng chuẩn độ bằng dung dịch muối Mo có nồng độ 0,0417M đến khi chuyển màu từ xanh sang màu nâu đỏ. Thu đƣợc VTĐ2. Chú ý: Đối với các mẫu phân tích có chỉ số COD <50mg/l, ta cũng tiến hành tƣơng tự nhƣ trên, nhƣng thay bằng dung dịch K2Cr2O7 0,00417M, và chuẩn độ bằng dung dịch muối Mo có nồng độ 0,025M. 2.4.2.2. Công thức tính toán kết quả Chỉ số COD đƣợc tính theo công thức CT2:

(mgO2/l) CT2

Trong đó: 32/4: là đƣơng lƣợng của oxi trong phản ứng. CM: là nồng độ của dung dịch muối Mo (mol/l). V: Thể tích mẫu phân tích = Thể tích mẫu trắng (ml). VTĐ1: là thể tích dung dịch muối Mo chuẩn độ mẫu phân tích. VTĐ2: là thể tích dung dịch muối Mo chuẩn độ mẫu trắng. 2.5. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU VÀ VỊ TRÍ LẤY MẪU 2.5.1. Đối tƣợng nghiên cứu 1. Bãi chứa nƣớc thải làng nghề giết mổ gia súc Phúc Lâm, huyện Việt Yên, tỉnh Bắc Giang. Tình hình ô nhiễm tại là nghề giết mổ gia súc:

Mọi hoạt động giết mổ của làng nghề Phúc Lâm chỉ diễn ra vào ban đêm từ 11h đêm hôm trƣớc đến 4h sáng hôm sau, giết mổ nhiều tập trung vào mùa đông từ tháng 10 năm trƣớc đến tháng 3 năm sau. Với hơn 30 lò mổ hoạt động thƣờng xuyên lúc cao điểm lên tới 50 lò mổ. Mỗi ngày các ao hồ xung quanh Phúc Lâm tiếp nhận khoảng 100m3 nƣớc thải cộng với 200 đến 300kg chất thải không qua xử lý. Điều nguy hiểm là tất cả các hộ này dều không có hệ thống xử lý, nƣớc thải đổ trực tiếp ra đồng ruộng, kênh rạch, ao hồ, sau đó ứ đọng lại trong các cống rãnh, ao hồ gây mùi hôi thối nồng nặc. Do địa hình ở Phúc Lâm Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

thấp, hệ thống kênh rạch, ao hồ hẹp, khả năng thoát nƣớc kém nên nƣớc thải cứ ứ đọng lại khiến cho môi trƣờng ngày càng ô nhiễm nghiêm trọng hơn. Hầu hết các ao, hồ ở Phúc Lâm đã trở thành những ao, hồ ―chết‖. Những đống da, xƣơng trâu bò để lâu ngày bốc mùi xú uế, ô nhiễm không khí, nhất là vào mùa khô. Nƣớc thải đã làm nƣớc ở nhiều ao hồ đen ngòm, ô nhiễm đến mức không thể thả cá đƣợc vì cá bị chết.

Hình 2.1. Một phần của bãi nước thải

2. Bèo tây (Eichornia Crassipes Solms)

Bèo tây thuộc họ lục bình (Pontederiaceae), còn gọi là bèo sen, bèo Nhật Bản, hoặc bèo lục bình, [9]-274, [14] - tr. 580, [15] - tr. 170. Bèo tây có nguồn gốc ở Nhật Bản đƣợc nhập nội vào nƣớc ta từ thế kỷ XX, có tài liệu cho rằng bèo tây có nguồn gốc từ Braxin, vào nƣớc ta từ năm 1902 [14].

Đặc tính: là thực vật thân cỏ, sống nổi trên mặt nƣớc, sinh trƣởng nhanh, sản lƣợng cao thích hợp với khí hậu nhiệt đới. Bèo tây có thể sinh trƣởng tốt trong khoảng to =10  40oC, tốt nhất to = 20  30oC. ở miền bắc Việt Nam, bèo tây sống quanh năm, phát triển mạnh nhất từ tháng 4  10. Nhƣ vậy, thời gian sinh trƣởng

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

của bèo trong một năm là từ 7  8 tháng. Bèo tây là loại bèo dễ tính, ăn phàm sống

đƣợc ở bất cứ ao, hồ nào nhƣng phát triển rất mạnh ở các hồ ao nƣớc lặng và nhiều dinh dƣỡng. Ở nƣớc ta, trong thực tế đã có những vùng chỉ cần thả một đám bèo nhỏ và chỉ trong một thời gian ngắn, bèo đã phát triển lan rộng khắp các ao, hồ và lấn áp các thực vật thủy sinh khác. Mỗi gốc bèo bình quân phát triển thành trên 140 gốc. Bèo tây đƣợc bà con sử dụng làm thức ăn cho gia súc và làm phân xanh để bón ruộng [14,15]. 2.5.2. Vị trí lấy mẫu

Hình 2.2. Sơ đồ vị trí lấy mẫu nước thải

- Mẫu 1 (M1): Tại cửa xả nƣớc thải của một lò giết mổ gia súc. - Mẫu 2 (M2): Tại cống dẫn nƣớc thải trong làng. - Mẫu 3 (M3): Tại cửa cống đầu làng. - Mẫu 4 (M4): Tại đoạn giữa của cống dẫn nƣớc thải (từ đầu làng đến ao

làng).

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

- Mẫu 5 (M5): Tại ven bờ ao làng. - Mẫu 6 (M6): Tại vị trí giữa ao làng. - Mẫu 7 (M7): Tại vũng ven bờ ao làng nơi có ngâm da trâu bò. - Mẫu 8 (M8): Tại vị trí giữa vũng nơi có ngâm da trâu bò. - Mẫu 9 (M9): Tại vũng ven bờ ao làng nơi có ngâm xƣơng trâu bò. - Mẫu 10 (M10): Tại vị trí giữa vũng ngâm xƣơng trâu bò.

2.5.3. Lấy mẫu và bảo quản mẫu

1. Lấy mẫu

Tiến hành theo các tiêu chuẩn:

- TCVN 5992:1995 (ISO 5667-2: 1991) - Chất lƣợng nƣớc- Lấy mẫu.

Hƣớng dẫn kỹ thuật lấy mẫu.

- TCVN 6000:1995 (ISO 5667-11: 1992) Chất lƣợng nƣớc- Lấy mẫu.

Hƣớng dẫn lấy mẫu nƣớc ngầm).

Mỗi đợt thí nghiệm lấy 10 mẫu. Các mẫu nƣớc thải đƣợc lấy trực tiếp từ

các vị trí đã chọn, cho vào bình nhựa polietylen dung tích 500ml và 1000ml đã

đƣợc xử lí sạch bằng axit HNO3 và HCl, rửa sạch và tráng lại bằng chính nƣớc

Hình 2.3. Mẫu nước thải được chứa trong chai polietilen

thải tại vị trí lấy mẫu.

2. Bảo quản mẫu

Các mẫu lấy về phòng thí nghiệm cần đƣợc phân tích ngay trong ngày, đối với các mẫu chƣa thể phân tích ngay đƣợc bảo quản lạnh ở ~50C, nhằm hạn

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

chế sự hoạt động của vi sinh vật.

2.6. PHÂN TÍCH MẪU NƢỚC THẢI 2.6.1. Phân tích mẫu xác định nồng độ photphat

Khi xác định nồng độ octophotphat, cần phải lọc mẫu nƣớc bằng giấy

lọc, hoặc bằng màng lọc 0,45m để loại bỏ các chất huyền phù lơ lửng. Đem

phân tích ngay hoặc bảo quản lạnh.

- Lấy khoảng 500ml mẫu, lọc thu lấy khoảng 400  450ml. Dung dịch

thu đƣợc, gọi là dung dịch phân tích X kí hiệu là DDX.

- Hút = 5,00ml DDX cho vào bình định mức 50ml, thêm ~ 35ml nƣớc

cất, lắc đều. Thêm 1 giọt chỉ thị phenolphtalein, nếu xuất hiện màu hồng cần trung hoà bằng từng giọt dung dịch H2SO45N đến khi vừa mất màu. Thêm tiếp ~ 8,00ml dung dịch TNKH, lắc kỹ, định mức đến vạch. Đợi màu phát triển ổn định trong thời gian thích hợp, xác định nồng độ photphat theo đƣờng chuẩn. Sử dụng mẫu trắng gồm tất cả các tác nhân trừ photphat. Nếu màu quá nhạt hoặc quá đậm, ta cần sao cho nồng độ photphat trong mẫu đo nằm trong tăng hoặc giảm thể tích DDX khoảng tuyến tính của đƣờng chuẩn (phụ lục 2).

3- - P trong mẫu gốc DDX theo công thức CT3:

- Tính nồng độ PO4

CT3

Trong đó:

3- - P trong dung dịch mẫu gốc DDX, (mg/l).

: nồng độ PO4

50: thể tích trong bình tạo phản ứng màu (ml). CP: nồng độ trong dung dịch màu tính đƣợc nhờ đƣờng chuẩn (mg/l).

: Thể tích DDX lấy để tạo phản ứng màu (ml).

2.6.2. Phân tích mẫu xác định hàm lƣợng P tổng - Giai đoạn oxi hóa mẫu:

Khi xác định hàm lƣợng P tổng, không đƣợc lọc mẫu nƣớc, phá mẫu oxi

hóa bằng phƣơng pháp trình bày ở mục 1.3.2:

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

Hút VP = 50ml mẫu nƣớc cho vào bình Micro-kjeldahl dung tích nhỏ khoảng 100  250ml, thêm vào 1ml H2SO4 đặc và 5ml HNO3 đặc. Đun trên bếp cách cát và trong tủ hốt tới còn thể tích ~1ml, đun tiếp cho đến khi dung dịch trở

3- - P trong dung dịch DM1 bằng

thành không màu để loại bỏ hoàn toàn axit HNO3. Để nguội, thêm 20ml nƣớc cất và 1 giọt (0,05ml) chỉ thị phenolphtalein, thêm dần dung dịch NaOH1M đến khi vừa xuất hiện màu hồng nhạt. Có thể lọc để loại bỏ các tác nhân gây đục, rửa kỹ bằng nƣớc cất, thu lấy dung dịch và định mức vào bình VDM1 = 100ml (đƣợc mẫu đã oxi hóa gọi là dung dịch định mức 1, kí hiệu là DM1).

- Giai đoạn xác định nồng độ PO4

phƣơng pháp trình bày ở mục 2.6.1 để tính hàm lƣợng P tổng.

- Tính nồng độ P tổng trong mẫu nƣớc theo công thức CT4:

CT4

Trong đó:

: nồng độ P tổng trong mẫu nƣớc (mg/l).

50: thể tích trong bình tạo phản ứng màu (ml). CP: nồng độ P tổng trong dung dịch màu tính đƣợc nhờ đƣờng chuẩn (mg/l). VDM1: thể dung dịch DM1 chứa trong bình định mức (ml).

: thể tích DM1 lấy để tạo phản ứng màu (ml).

VP: thể tích mẫu nƣớc đem phân tích (ml).

+

2.6.3. Phân tích mẫu xác định nồng độ NH4

- Lấy khoảng 500ml mẫu, lọc để loại bỏ phần cặn lơ lửng không tan, thu đƣợc mẫu đã lọc gọi là dung dịch phân tích Y, kí hiệu là DDY. Hút chính xác VY = 400ml dung dịch DDY, cho vào bình Kjeldahl, thêm tác nhân loại bỏ clo, điều chỉnh pH ~ 9,50 bằng dung dịch NaOH 1M, thêm tiếp 25ml dung dịch đệm borat. Cất lấy 300ml thu vào bình erlen có chứa 50ml dung dịch H3BO3 với tốc độ 6  8 ml/phút. Chuyển toàn bộ phần cất vào bình định mức VDM2 = 500ml, thêm nƣớc cất đến vạch (gọi là dung dịch định mức 2, kí hiệu là DM2).

- Hút ml dung dịch DM2 cho vào bình định mức 50ml, thêm ~10ml

+ - N trong mẫu DDY theo công thức CT5:

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

nƣớc cất và 2,0ml thuốc thử Nessler, lắc kỹ, định mức đến vạch. Đợi màu phát +- N/l theo đƣờng chuẩn, dung dịch nền triển ổn định, xác định nồng độ mgNH4 đƣợc dùng nhƣ khi xây dựng đƣờng chuẩn. - Tính nồng độ NH4

CT5

+ - N trong dung dịch phân tích DDY, (mg/l).

Trong đó:

CY: nồng độ NH4 50: thể tích trong bình tạo phản ứng màu (ml).

VDM2: thể tích dung dịch DM2 (ml). CN: nồng độ trong dung dịch màu tính đƣợc nhờ đƣờng chuẩn (mg/l).

: thể tích DM2 lấy để tạo phản ứng màu (ml).

VY: thể tích mẫu nƣớc phân tích (ml). 2.6.4. Phân tích mẫu xác định hàm lƣợng N tổng

Bảng 2.1. Chọn thể tích mẫu phân tích dựa vào hàm lượng N tổng

N tổng (mg/l) 0  5 5  10 10  20 20  50 50  500

V mẫu (ml) 500 250 100 50 25

- Lấy chính xác VN ml mẫu (theo bảng 2.1), nếu thể tích mẫu nhỏ, cần pha loãng mẫu bằng nƣớc cất đến thể tích 500ml. Chuyển vào bình marco-

kjeldahl dung tích 1000ml, thêm 100ml hỗn hợp oxi hóa (điểm 3 mục 2.1.2.4).

Đun nóng bình đến khi xuất hiện khói trắng của SO3 và dung dịch trở nên không màu hoặc có màu vàng nhạt, tiếp tục đun thêm khoảng 30 phút.

- Phần cặn còn lại trong bình đƣợc để nguội, thêm vào 300ml nƣớc cất và

2g phoi kẽm kim loại. Sau đó, thêm cẩn thận 100  200ml dung dịch kiềm

hydroxit-thiosunfat xuống cổ của bình, để tránh phản ứng làm mất NH3. Nhanh chóng lắp thiết bị cất và cất lấy ~300ml vào bình thu có chứa 50ml dung dịch

H3BO3 với tốc độ 6  8 ml/phút. Chuyển toàn bộ phần cất vào bình định mức VDM3 = 500ml, định mức đến vạch (gọi là dung dịch định mức 3, kí hiệu là + - N trong dung dịch DM3 nhƣ mục 2.6.3 để tính DM3). Xác định nồng độ NH4 hàm lƣợng N tổng.

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

- Tính nồng độ N tổng trong mẫu nƣớc theo công thức CT6:

CT6

Trong đó:

: nồng độ N tổng trong mẫu nƣớc (mg/l).

50: thể tích trong bình tạo phản ứng màu (ml). CN: nồng độ N tổng trong dung dịch màu tính đƣợc nhờ đƣờng chuẩn (mg/l). VDM3: thể tích dung dịch DM3 (ml).

: thể tích DM3 lấy để tạo phản ứng màu (ml).

VN: thể tích mẫu nƣớc đem phân tích (ml).

2.7. PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ Ô NHIỄM N VÀ P TRONG NƢỚC THẢI

Có nhiều phƣơng pháp xử lý các chất ô nhiễm N và P trong nƣớc mặt và nƣớc thải. Trong đó, phƣơng pháp sinh học đang đƣợc coi là phƣơng pháp thân thiện với môi trƣờng và có nhiều ƣu việt. Trong đề tài này chúng tôi xử lý các chất ô nhiễm N, P trong nƣớc thải làng nghề giết mổ gia súc Phúc Lâm bằng bèo tây. 2.7.1. Chuẩn bị bèo tây

Bèo đƣợc chọn thí nghiệm là loại bèo bánh tẻ hoặc non, có độ tuổi phát triển trung bình. Bèo đƣợc lấy từ hồ, ao đem về phòng thí nghiệm, loại bỏ các lá bị dập, héo, rửa sạch, tránh dập, nát, để ráo nƣớc tự nhiên. Đem nuôi thả trong các thùng phuy nƣớc sạch 3 ngày, sau đó vớt bèo ra để ráo nƣớc tự nhiên.

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

Hình 2.4. Hình ảnh cây bèo tây

2.7.2. Chuẩn bị mẫu nƣớc và nuôi bèo

Các đợt xử lí đều lấy mẫu nƣớc tại vị trí M9 (ven vũng ngâm xƣơng trâu bò). Mỗi đợt thí nghiệm nuôi bèo trong 3 thùng phuy, mỗi thùng phuy có dung tích 120 lít, Cân khối lƣợng bèo ban đầu, đủ thả kín mặt nƣớc của thùng nuôi chứa nƣớc thải, để ngoài trời. Thể tích nƣớc thải nuôi bèo đƣợc xác định là 100 lít, có che mƣa cẩn thận. Các mẫu đối chứng (ĐC) không nuôi bèo đƣợc bảo quản tƣơng tự nhƣ thùng nuôi bèo để so sánh. Thƣờng xuyên theo dõi các thông số:

- Sự biến đổi về màu sắc, mùi và độ trong của nƣớc thải. - Sự phát triển của bèo (màu lá, rễ, khối lƣợng). - Sự biến đổi hàm lƣợng N, P trƣớc và sau xử lí.

2.7.3. Lấy mẫu và phân tích

- Khi lấy mẫu phân tích, cần bổ sung nƣớc cất để đảm bảo thể tích không

đổi (bằng 100 lít).

- Các mẫu (trƣớc và sau xử lí) đƣợc lấy về phòng thí nghiệm để phân tích 3- - P và hàm lƣợng N, P tổng. Mẫu + - N, PO4 các thông số: pH, DO, COD, NH4 xử lí sau n ngày đƣợc chọn là thời điểm kết thúc thí nghiệm (khi quan sát thấy nƣớc thải đã trong, không còn mùi hôi thối khó chịu).

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

- Phân tích xác định các thông số và hàm lƣợng N, P tổng tại thời điểm trƣớc và sau khi xử lí (tiến hành tƣơng tự mục 2.6), các mẫu có nồng độ nằm ngoài khoảng tuyến tính của đƣờng chuẩn (quá lớn hoặc quá nhỏ) cần lấy thể tích mẫu phân tích phù hợp (xem phụ lục 2).

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. XÂY DỰNG ĐƢỜNG CHUẨN XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG P

3.1.1. Khảo sát các điều kiện tối ƣu cho phản ứng tạo màu xanh Molipden

3.1.1.1. Ảnh hưởng của pH đến phản ứng tạo hợp chất màu

Kết quả chuẩn bị các dung dịch màu xanh molipden ở các giá trị pH khác

nhau và ảnh hƣởng của pH đến phản ứng tạo màu đƣợc trình bày trên bảng 3.1 và

hình 3.1:

Bảng 3.1. Chuẩn bị các dung dịch màu xanh molipden

ở các giá trị pH khác nhau

Số Thể tích dd Định mức Thể tích dd KH2PO4 pH TT (ml) TNKH (ml) (ml)

1 7 0,00 50 8

2 7 0,10 50 8

3 7 0,20 50 8

4 7 0,30 50 8

5 7 0,40 50 8

6 7 0,50 50 8

7 7 0,60 50 8

8 7 0,70 50 8

9 7 0,80 50 8

10 7 0,90 50 8

11 7 1,00 50 8

12 7 1,20 50 8

13 7 1,40 50 8

14 7 1,60 50 8

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

15 7 1,80 50 8

Hình 3.1. Ảnh hưởng của pH đến phản ứng tạo hợp chất màu xanh molipden

Kết quả trên hình 3.1 cho thấy:

- Trong khoảng pH = 0,20 ÷ 1,00 mật độ quang A ổn định và đạt cực đại.

- Trong khoảng pH > 1,00 các giá trị mật độ quang A tăng và biến đổi bất

thƣờng, không ổn định, có thể giả thiết rằng: ở pH >1, các phân tử oxit

molipden tạo liên hợp phân tử, tạo ra các phân tử keo có kích thƣớc lớn, làm

thay đổi các trung tâm hấp phụ, mật độ quang bị tăng lên và không ổn định.

Vì vậy, chúng tôi chọn khoảng pH = 0,20  1,00 là khoảng pH tối ƣu. Trong

các phép xác định tiếp theo chúng tôi chọn khoảng giá trị pH = 0,20  1,00.

3.1.1.2. Ảnh hưởng của Si đến phản ứng tạo hợp chất màu

Kết quả chuẩn bị các dung dịch màu xanh molipden ở các nồng độ Si

khác nhau khi dùng thuốc thử R (không sử dụng kaliantimonyl tactrat

K(SbO)C4H4O6.1/2 H2O) và ảnh hƣởng của Si đƣợc trình bày trên bảng 3.2 và

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

hình 3.2:

Bảng 3.2. Chuẩn bị các dung dịch màu xanh molipden ở các nồng độ Si khác nhau khi dùng thuốc thử R

pH Thuốc thử R (ml) Số TT Định mức (ml)

Thể tích dd KH2PO4 (C = 5mlP/l) (ml) 5 Thể tích dd Na2SiO3 (C = 500mg/l) (ml) 0,00 CSi Trong dd màu (mg/l) 0 50 8 1

50 8 0,20 2 2 5

50 8 0,50 5 3 5 0,2÷1 50 8 1,00 10 4 5

50 8 2,00 20 5 5

50 8 4,00 40 6 5

Hình 3.2. Ảnh hưởng của Si dến phản ứng tạo hợp chất màu xanh molipden

sử dụng thuốc thử R không có kali antimonyl tactrat

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

Kết quả trên hình 3.2 cho thấy: Với nồng độ Si nhỏ (< 20mgSi/l) giá trị mật độ quang A ít biến đổi, ở các nồng độ CSi > 20mg/l, mật độ quang A tăng mạnh, điều đó cho thấy khi nồng độ CSi lớn có ảnh hƣởng đáng kể đến phép đo quang của dung dịch nghiên cứu. 3.1.1.3. Vai trò của kaliantimonyl tactrat đến phản ứng màu

là TNKH (có kaliantimonyl thuốc thử

Kết quả chuẩn bị các dung dịch màu xanh molipden ở các nồng độ Si tactrat khác nhau khi dùng K(SbO)C4H4O6.1/2 H2O) và vai trò thuốc thử TNKH đƣợc trình bày trên bảng 3.3 và hình 3.3:

Bảng 3.3. Chuẩn bị các dung dịch màu xanh molipden ở các nồng độ Si khác nhau khi dùng TNKH

pH Số TT Thuốc thử TNKH (ml) Định mức (ml)

Thể tích dd KH2PO4 (C = 5mlP/l) (ml) 5 Thể tích dd Na2SiO3 (C = 500mg/l) (ml) 0,00 CSi Trong dd màu (mg/l) 0 1 8 50

2 5 8 0,20 2 50

3 5 8 0,50 5 50

0,2÷1 4 5 8 1,00 10 50

5 5 8 2,00 20 50

6 5 8 4,00 40 50

7 5 8 6,00 60 50

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

Hình 3.3. Ảnh hưởng của Si dến phản ứng tạo hợp chất màu xanh molipden sử dụng TNKH có kali antimonyl tactrat

Kết quả trên hình 3.3 cho thấy:

- Khi sử dụng TNKH, ngay cả khi sự có mặt của Si khá lớn (CSi = 0 ÷ 60mg/l),

mật độ quang A vẫn khá ổn định, ít biến đổi, điều đó cho thấy ở khoảng nổng

độ này Si không ảnh hƣởng đến phép đo quang của dung dịch nghiên cứu.

- Khi sử dụng TNKH (có kaliantimonyl tactrat K(SbO)C4H4O6.1/2 H2O) mật độ

quang A có giá trị khá cao, cao hơn nhiều so với trƣờng hợp sử dụng thuốc thử

R (xem hình 3.2). Điều đó chứng tỏ vai trò của thuốc thử TNKH vừa có tác

dụng che ảnh hƣởng cản trở của Si, vừa làm tăng độ nhạy của phép đo.

3.1.1.4. Ảnh hưởng của thể tích thuốc thử đến phản ứng màu

Kết quả chuẩn bị các dung dịch màu xanh molipden và ảnh hƣởng của

thể tích thuốc thử TNKH đƣợc trình bày trên bảng 3.4 và hình 3.4:

Bảng 3.4. Chuẩn bị các dung dịch màu xanh molipden

ở các thể tích dung dịch TNKH khác nhau

Thể tích dd thuốc thử Định mức Số Thể tích dd KH2PO4 pH

(C = 5mlP/l) (ml) TNKH (ml) (ml) TT

1 5 2 50

2 5 4 50

3 5 6 50

4 5 7 50 0,2÷1 5 5 8 50

6 5 9 50

7 5 10 50

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

8 5 12 50

Hình 3.4. Sự phụ thuộc mật độ quang của hợp chất màu xanh molipden vào thể tích TNKH

Kết quả trên hình 3.4 cho thấy: - Với thể tích dung dịch TNKH từ 2 ÷ 6ml, mật độ quang A tăng dần. - Với thể tích dung dịch TNKH từ 6 ÷ 12ml, mật độ quang A đạt cực đại và khá ổn định. Chứng tỏ, sử dụng khoảng thể tích dung dịch TNKH từ 6 ÷ 12ml là tốt nhất cho phản ứng tạo màu xanh molipden, đó là khoảng giá trị thể tích thuốc thử tối ƣu. Trong các phép đo tiếp theo, chúng tôi chọn VTT = 8ml = VTối ƣu. 3.1.1.5. Ảnh hưởng của thời gian đến độ bền của hợp chất màu

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

Hình 3.5. Độ bền của hợp chất màu xanh molipden vào thời gian

Kết quả trên hình 3.5 cho thấy: Hợp chất màu bền trong khoảng thời gian từ 10 ÷ 40 phút, trong khoảng thời gian này mật độ quang A rất ổn định. Trong các thực nghiệm tiếp theo chúng tôi chọn thời gian đo màu là 20 phút kể từ khi tạo phản ứng màu, và chọn tTối ƣu = 20 phút.

Tóm lại, từ các kết quả trên hình 3.1; 3.2; 3.3; 3.4; và 3.5 chúng tôi chọn

đƣợc các điều kiện tối ƣu cho phản ứng tạo màu xanh molipden là:

- Khoảng giá trị pHTối ƣu = 0,20  1,00. - Si có ảnh hƣởng đáng kể đến phản ứng tạo màu nếu không sử dụng kaliantimonyl tactrat K(SbO)C4H4O6.1/2 H2O. Việc sử dụng dung dịch THKH vừ che ảnh hƣởng của Si, vừa làm tăng độ nhạy của phép đo.

- VTNKH = 8ml = VTối ƣu. - tTối ƣu = 20 phút

3.1.2. Kết quả đo phổ hấp thụ phân tử của hợp chất màu xanh Molipden Bảng 3.5. Kết quả đo phổ hấp thụ phân tử của dung dịch màu xanh Molipden trong khoảng bước sóng từ 600 ÷ 1000nm

STT Nồng độ các dung dịch A λ

màu xanh Molipden

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

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,2 1,2 1,3 1,4 0.220 0.260 0.280 0.290 0.280 0.260 0.255 0.265 0.320 0.360 0.385 0.340 0.280 0.160 600 660 680 700 740 760 780 800 840 860 890 920 940 980

Hình 3.6. Phổ hấp thụ electron của dung dịch màu xanh molipden

Từ phổ đồ trên hình 3.6 cho thấy: Dung dịch phức màu hấp thụ cực đại ở

bƣớc sóng 890nm. Từ đó chúng tôi chọn giá trị max = 890nm = Tối ƣu.

3- - P

3.1.3. Kết quả xây dựng đƣờng chuẩn xác định PO4

Nång ®é

V dd photphat chuÈn (ml)

ThÓ tÝch TNKH (ml)

§Þnh møc ®Õn (ml)

3- - P/l)

(mgPO4

NÒn

0,00

8,00

0,00

2,00

8,00

0,152

0,20

3,00

8,00

0,247

0,30

5,00

8,00

0,379

0,50

7,00

8,00

0,556

0,70

9,00

8,00

0,695

0,90

10,00

8,00

0,760

1,00

12,00

8,00

0,864

1,20

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

Bảng 3.6. Dãy dung dịch chuẩn để xây dựng đường chuẩn xác định photphat

3- - P

Đƣờng chuẩn xác định PO4-P

Hình 3.7. Đường chuẩn xác định hàm lượng PO4

Đƣờng chuẩn trên hình 3.7 đƣợc thiết lập ở các điều kiện tối ƣu: - pHTối ƣu = 0,20  1,00. - VTNKH = 8ml = VTối ƣu. - tTối ƣu = 20 phút. - max = 890nm = Tối ƣu. Có phƣơng trình đƣờng chuẩn: A = 0,7248CP + 0,0248, với hệ số tƣơng

quan R2 = 0,9947 (xem phụ lục 1) 3.1.4. Đánh giá độ tin cậy của đƣờng chuẩn xác định photphat

Bảng 3.7. Đánh giá độ tin cậy của đường chuẩn xác định photphat bằng xử lí thống kê (xem phụ lục 1)

3- - P/l)

Nồng độ lý thuyết Sai số (%)

(mgPO4

0,30 0,50 0,80 3,33 2,00 1,25

Nồng độ xác định lại theo 3- - P/l) đƣờng chuẩn (mgPO4 0,30 ± 0,01 0,50 ± 0,01 0,80 ± 0,01 Sai số tƣơng đối đều nằm trong phạm vi cho phép ( < 10% của mg tức <

 0,1mg), do vậy đƣờng chuẩn thiết lập là đáng tin cậy, có thể dùng để xác định

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

nồng độ photphat trong các mẫu nghiên cứu.

3.2. KẾT QUẢ XÂY DỰNG ĐƢỜNG CHUẨN XÁC ĐỊNH N 3.2.1. Kết quả khảo sát các điều kiện tối ƣu cho phản ứng tạo phức màu 3.2.1.1. Ảnh hưởng của pH đến phản ứng tạo phức màu

Hình 3.8. Ảnh hưởng của pH đến phản ứng tạo phức màu giữa NH4 và thuốc thử Nessler

Kết quả trên hình 3.8 cho thấy: - Trong khoảng pH = 11,40 ÷ 12,30 mật độ quang A tăng dần. - Trong khoảng pH = 12,40 ÷ 13,40 mật độ quang A ổn định và đạt cực đại. Vì vậy, chúng tôi chọn khoảng pH = 12,40  13,40 là khoảng pH tối ƣu. Trong các phép xác định tiếp theo chúng tôi chọn giá trị pH = 13,00 làm giá trị pH tối ƣu để nghiên cứu phức màu. 3.2.1.2. Ảnh hưởng của thời gian đến độ bền của phức màu

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

Hình 3.9. Sự phụ thuộc độ bền của phức màu giữa NH4 và thuốc thử Nessler vào thời gian

+-N =1mg/l

Kết quả trên hình 3.9 cho thấy: Phức màu bền trong khoảng thời gian từ 20 ÷ 90 phút, trong khoảng thời gian này mật độ quang A rất ổn định. Trong các thực nghiệm tiếp theo chúng tôi chọn thời gian đo màu là sau 20 phút kể từ khi tạo phản ứng màu, và chọn tTối ƣu = 20 phút. 3.2.2. Kết quả đo phổ hấp thụ phân tử của phức màu 1. Phổ hấp thụ phân tử của một dung dịch màu

Hình 3.10. Phổ hấp thụ phân tử của phức màu với nồng độ NH4

2. Phổ hấp thụ phân tử của loạt dung dịch màu

Chuẩn bị loạt dung dịch màu nhƣ trên bảng 3.8. Kết quả đo phổ đƣợc

trình bày trên bảng 3.8 và hình 3.11.

Bảng 3.8. Kết quả đo phổ hấp thụ phân tử của loạt dung dịch phức màu trong khoảng bước sóng từ 350 ÷ 450nm



+-N/L 1,0 0,009 0,011 0,011 0,014 0,074 0,171 0,197 0,189 0,169 0,143 0,128

0,4 0,007 0,008 0,008 0,012 0,044 0,095 0,095 0,091 0,080 0,072 0,062 0,2 0,004 0,005 0,006 0,009 0,034 0,050 0,055 0,050 0,045 0,042 0,04 1,6 0,015 0,016 0,017 0,021 0,108 0,268 0,310 0,275 0,269 0,232 0,206 350 360 370 380 390 400 410 420 430 440 450 mgNH4 0,8 0,008 0,009 0,010 0,013 0,071 0,138 0,149 0,138 0,123 0,106 0,093

2,0 0,016 0,017 0,018 0,028 0,144 0,334 0,372 0,355 0,316 0,279 0,245 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

Hình 3.11. Phổ hấp thụ phân tử của loạt dung dịch phức màu

Kết quả trên hình 3.11 cho thấy: Trong khoảng bƣớc sóng từ 350  450 cả

+ - N

6 dung dịch màu đều hấp phụ cực đại tại cùng giá trị bƣớc sóng λ = 410nm, chứng tỏ hợp chất màu bền, ổn định và có thành phần các cấu tử trong phản ứng đúng bằng quan hệ tỉ lƣợng. Đó là bƣớc sóng thực nghiệm tối ƣu, đƣợc sử dụng cho các phép đo. Chúng tôi chọn giá trị bƣớc sóng λmax = λTối ƣu = 410nm. 3.2.3. Kết quả xây dựng đƣờng chuẩn xác định NH4

Nång ®é

V dd NH4Cl

+ -N/l

§Þnh møc ®Õn (ml)

nÒn

10mg NH4 (ml) 0,00

ThÓ tÝch dd Nessler (ml) 2.00

+ -N/l mgNH4 trong dd mµu 0,00

1,00

2,00

0,042

0,20

2,00

0,078

0,40

4,00

2,00

0,140

0,80

5,00

2,00

0,184

1,00

8,00

2,00

0,304

1,60

10,00

2,00

0,376

2,00

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

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

+ - N

Hình 3.12. Đường chuẩn xác định hàm lượng NH4

Đƣờng chuẩn trên hình 3.12 đƣợc thiết lập ở các điều kiện tối ƣu: - pHTối ƣu = 13,00; λmax = λTối ƣu = 410nm; tTối ƣu = 20 phút.Có phƣơng trình

đƣờng chuẩn: A = 0,1874CN, với hệ số tƣơng quan R2 = 0,9881 (xem phụ lục 1) 3.3. KẾT QUẢ XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG N, P TRONG NƢỚC THẢI LÀNG NGHỀ GIẾT MỔ GIA SÚC 3.3.1. Kết quả xác định hàm lƣợng N, P và các thông số ô nhiễm trong các mẫu nƣớc thải (đợt 1 – 18/4/2011) 3.3.1.1. Kết quả đo pH đợt 1 Cách tiến hành: Lấy mỗi mẫu ~ 100ml, lọc để loại bỏ các chất huyền phù, lơ lửng. Lấy mỗi mẫu ~10ml dung dịch, tiến hành đo giá trị pH ba lần trên máy đo pH meter HM- 25R. Ghi lấy giá trị pHTB. Kết qủa đƣợc trình bày trên bảng 3.10.

Bảng 3.10. Kết quả đo giá trị pH trong các mẫu nước thải đợt 1

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

Mẫu M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 7,21 6,95 7,09 7,33 7,59 7,57 7,25 7,14 7,33 7,65 Lần 1 7,19 7,10 7,05 7,31 7,63 7,62 7,28 7,15 7,33 7,66 Lần 2 7,25 6,92 7,11 7,34 7,60 7,59 7,27 7,16 7,34 7,64 Lần 3 7,22 6,99 7,08 7,33 7,61 7,59 7,27 7,15 7,33 7,65 pHTB

Kết quả trên bảng 3.10 cho thấy: Các mẫu nƣớc thải đều có giá trị pH

nằm trong khoảng 6,99 ÷ 7,65.

3.3.1.2. Kết quả xác định DO đợt 1

Tiến hành nhƣ trình bày tại mục 2.4.1, lặp lại 3 lần, ghi lấy trị số DO

trung bình, kết quả giá trị DOTB đƣợc trình bày trên bảng 3.11: Bảng 3.11. Kết quả xác định chỉ số DO (mg/l) trong các mẫu nước thải đợt 1

Mẫu M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10

Lần 1 5,20 5,48 5,36 5,54 3,47 3,50 2,55 2,20 1,30 1,18

Lần 2 5,21 5,54 5,52 5,47 3,54 3,58 2,50 2,16 1,30 1,26

Lần 3 5,15 5,63 5,53 5,51 3,55 3,57 2,56 2,18 1,35 1,15

5,52 5,55 5,47 5,50 3,52 3,55 2,54 2,18 1,32 1,20 DOTB

Kết quả trên bảng 3.11 cho thấy: Các mẫu nƣớc thải có giá trị DO khá thấp dao động trong khoảng 1,20 ÷ 5,55mg/l. Chứng tỏ các mẫu nƣớc bị ô nhiễm nhiều chất hữu cơ. Kết quả cũng cho thấy các mẫu nƣớc thải trong cống (M1, M2, M3, M4) có giá trị DO lớn hơn khá nhiều so với các mẫu nƣớc thải trong ao chứa (M5, M6, M7, M8, M9, M10), đặc biệt các mẫu ngâm da và xƣơng trâu, bò.

3.3.1.3. Kết quả xác định COD đợt 1

Tiến hành nhƣ trình bày tại mục 2.4.2, chuẩn độ mẫu trắng và mẫu nƣớc thải lặp lại 3 lần, ghi lấy trị số thể tích VTĐ trung bình. Tính giá trị COD theo công thức CT2, kết quả đƣợc trình bày trên các bảng 3.12; 3.13; và 3.14.

 Kết quả chuẩn độ mẫu trắng:

Bảng 3.12. Kết quả chuẩn độ mẫu trắng

Lần chuẩn độ Vmuối Mohr tiêu tốn (ml) VTĐ2 Trung bình (ml)

1 24,00

24,07 2 24,12

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

3 24,08

 Kết quả chuẩn độ mẫu nƣớc thải:

Bảng 3.13. Kết quả chuẩn độ mẫu nước thải đợt 1 (thể tích muối Mohr tiêu tốn ml)

Lần 1 (ml) Lần 2 (ml) Lần 3 (ml) VTĐ1 trung bình (ml)

14,31 14,30 14,29 14,30

16,00 16,09 16,04 17,20 17,21 17,18 15,03 15,05 15,06 18,00 17,98 18,05 15,80 15,82 15,85 16,04 17,20 15,05 18,01 15,82

16,89 16,92 16,88 16,90

16,53 16,52 16,55 16,53

14,45 14,48 14,49 14,47

15,12 15,11 15,15 15,13 Mẫu (chú dẫn vị trí lấy mẫu) M1(Tại cửa xả nƣớc thải của một lò giết mổ gia súc) M2 (Tại cống dẫn nƣớc thải trong làng) M3 (Tại cửa cống đầu làng) M4 (Tại đoạn giữa cống dẫn nƣớc thải) M5 (Tại ven bờ ao làng) M6 (Tại vị trí giữa ao làng) M7 (Tại vũng ven bờ ao làng nơi có ngâm da trâu bò) M8 (Tại vị trí giữa vũng nơi có ngâm da trâu bò) M9 (Tại vũng ven bờ ao làng nơi có ngâm xƣơng trâu bò) M10 (Tại vị trí giữa vũng ngâm xƣơng trâu bò)

 Kết quả tính giá trị COD trong các mẫu nƣớc thải : Bảng 3.14. Kết quả xác định giá trị COD trong các mẫu nước thải (đợt 1)

Mẫu

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

M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 VTĐ1 (ml) 14,30 16,04 17,20 15,05 18,01 15,82 16,90 16,53 14,47 15,13 VTĐ2 (ml) 24,07 24,07 24,07 24,07 24,07 24,07 24,07 24,07 24,07 24,07 VTĐ2 – VTĐ1 (ml) 9,77 8,03 6,87 9,02 6,06 8,25 7,17 7,54 9,60 8,94 COD (ml/l) 781 642 549 721 484 660 573 603 768 715

Kết quả trên bảng 3.14 cho thấy: Các mẫu nƣớc thải đều có giá trị COD

rất cao, nằm trong khoảng 484 ÷ 781mg/l. Giá trị trung bình COD trong các

mẫu nƣớc thải khoảng 632mg/l, cao hơn QCVN 08: 2008/BTNMT trên 60 lần

(so với mức A1 là 10mg/l), cao hơn QCVN 08: 2008/BTNMT trên 20 lần (so

với mức B1 là 30mg/l). Kết quả phân tích đã chứng tỏ cống dẫn nƣớc thải và ao

chứa nƣớc thải thải giết mổ gia súc có hàm lƣợng các chất hữu cơ rất cao.

3.3.1.4. Kết quả xác định hàm lượng N và P đợt 1

+-N

Bảng 3.15. Kết quả phân tích hàm lượng N, P trong các mẫu của cống dẫn nước thải đợt 1 3--P N tổng P tổng NH4 PO4 Mẫu (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l)

3,02 31,76 45,42 2,33

5,64 31,62 45,36 2,54

6,59 31,59 45,90 2,58

6,02 31,67 45,89 2,82

6,85 37,79 51,74 4,25

6,76 41,57 53,88 4,52

10,38 45,34 60,93 6,35

10,77 46,03 63,72 6,41

M10

11,54 52,25 69,16 6,18

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

12,29 53,84 70,86 6,40

3.3.1.4. Kết quả tổng hợp xác định hàm lượng N, P và các thông số ô nhiễm (đợt 1 – 18/4/2011)

pH Mẫu

Bảng 3.16. Tổng hợp kết quả phân tích hàm lượng N, P và các thông số ô nhiễm (đợt 1) 3--P +-N PO4 NH4 (mg/l) (mg/l) 2,33 3,02 DO (mg/l) 7,22 5,52 N tổng (mg/l) 45,42 COD (mg/l 781 P tổng (mg/l) 31,76

6,99 5,55 642 5,64 2,54 45,36 31,62

7,08 5,47 549 6,59 2,58 45,90 31,59

7,33 5,50 721 6,02 2,82 45,89 31,67

7,61 3,52 484 6,85 4,25 51,74 37,79

7,59 3,55 660 6,76 4,52 53,88 41,57

7,27 2,54 573 10,38 6,35 60,93 45,34

7,15 2,18 603 10,77 6,41 63,72 46,03

M10

7,33 1,32 768 11,54 6,18 69,16 52,25

715 12,29 6,40 70,86 53,84 7,65 1,20

Từ kết quả trên bảng 3.16 cho thấy:

- Giá trị pH dao động trong khoảng 6,99 ÷ 7,65, trung bình: 7,32.

- Giá trị DO dao động trong khoảng 1,20 ÷ 5,55mg/l, trung bình: 3,64.

- Hàm lƣợng NH4

- Giá trị COD dao động trong khoảng 484 ÷ 781mg/l, trung bình: 650. + - N dao động từ 3,02 ÷ 12,29mg/l, trung bình 7,99mg/l. 3- - P dao động từ 2,33 ÷ 6,41mg/l, trung bình 4,44mg/l. - Hàm lƣợng PO4

- Hàm lƣợng N tổng dao động từ 45,36 ÷ 70,86mg/l, trung bình 55,23mg/l.

- Hàm lƣợng P tổng dao động từ 31,59 ÷ 53,84mg/l, trung bình 40,35mg/l.

3.3.2. Kết quả xác định hàm lƣợng N, P và các thông số ô nhiễm trong các

mẫu nƣớc thải (đợt 2 – 13/6/2011)

Các mẫu phân tích đợt 2 đƣơc tiến hành tƣơng tự nhƣ đợt 1, kết quả đƣợc

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

trình bày trên bảng tổng hợp 3.17.

+-N

N tổng COD DO P tổng Bảng 3.17. Tổng hợp kết quả phân tích hàm lượng N, P và các thông số ô nhiễm (đợt 2) 3--P NH4 PO4 Mẫu pH (mg/l) (mg/l (mg/l) (mg/l) (mg/l) (mg/l)

7,13 5,54 2,90 2,41 45,86 31,87 690

7,10 5,84 5,78 2,46 45,78 31,74 636

7,08 5,55 5,66 2,58 45,66 32,22 570

7,12 5,48 6,41 2,79 45,23 32,19 712

6,90 3,41 528 7,12 4,42 53,11 40,57

7,52 3,50 673 6,79 4,54 54,13 42,34

7,35 2,52 581 10,75 6,30 59,65 46,14

7,32 2,17 620 10,59 6,37 61,94 48,02

M10

7,26 1,41 740 12,10 7,29 69,14 52,48

723 12,34 7,41 70,85 55,31 7,14 1,25

Kết quả trên bảng 3.17 cho thấy:

- Giá trị pH dao động từ 6,90 ÷ 7,52, trung bình: 7,19

- Giá trị DO dao động từ 1,25 ÷ 5,84mg/l, trung bình: 3,67mg/l.

- Giá trị COD dao động từ 528 ÷ 723mg/l, trung bình: 647mg/l.

+ - N dao động từ 2,90 ÷ 12,34mg/l, trung bình: 8,04mg/l. 3- - P dao động từ 2,41 ÷ 7,41mg/l, trung bình: 4,66mg/l.

- Hàm lƣợng NH4

- Hàm lƣợng PO4

- Hàm lƣợng N tổng dao động từ 45,23 ÷ 70,85mg/l, trung bình: 54,34mg/l.

- Hàm lƣợng P tổng dao động từ 31,74 ÷ 55,31mg/l, trung bình: 41,30mg/l.

3.3.3. Kết quả xác định hàm lƣợng N, P và các thông số ô nhiễm trong các

mẫu nƣớc thải (đợt 3 – 21/7/2011)

Các mẫu phân tích đợt 3 đƣơc tiến hành tƣơng tự nhƣ đợt 1 và 2, kết quả

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

đƣợc trình bày trên bảng tổng hợp 3.18:

M10

pH Mẫu

+ - N dao động từ 2,79 ÷ 12,52mg/l, trung bình: 7,21mg/l. 3- - P dao động từ 2,54 ÷ 7,40mg/l, trung bình: 4,82mg/l.

Bảng 3.18. Tổng hợp kết quả phân tích hàm lượng N, P và các thông số ô nhiễm (đợt 3) 3--P +-N PO4 NH4 (mg/l) (mg/l) 2,54 2,79 2,56 5,66 2,75 5,81 3,13 6,22 4,55 7,08 4,47 7,13 6,43 10,64 7,20 10,70 7,19 11,95 7,40 12,52 DO (mg/l) 7,04 5,55 7,05 5,62 7,05 5,30 7,06 5,44 6,72 3,42 6,72 3,48 7,10 2,53 7,48 2,22 7,10 1,22 6,90 1,13 N tổng (mg/l) 46,32 46,52 46,14 47,00 53,11 54,06 61,53 64,07 69,96 71,45 COD (mg/l 686 650 592 704 547 656 592 634 712 718 P tổng (mg/l) 32,04 32,76 32,62 32,35 41,02 41,05 45,64 46,38 52,61 55,57

Kết quả trên bảng 3.18 cho thấy: - Giá trị pH dao động từ 6,72 ÷ 7,48, trung bình: 7,02 - Giá trị DO dao động từ 1,13 ÷ 5,62mg/l, trung bình: 3,59mg/l. - Giá trị COD dao động từ 547 ÷ 718mg/l, trung bình: 649mg/l. - Hàm lƣợng NH4 - Hàm lƣợng PO4 - Hàm lƣợng N tổng dao động từ 46,14 ÷ 71,45mg/l, trung bình: 56,02mg/l. - Hàm lƣợng P tổng dao động từ 32,04 ÷ 55,57mg/l, trung bình: 41,20mg/l.

3.3.4. Đánh giá chung mức độ ô nhiễm N, P tại ao nƣớc thải làng Phúc Lâm

Đợt 1

Đợt 2

Đợt 3

Mẫu pH

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

Bảng 3.19. Tổng hợp trung bình kết quả phân tích hàm lượng N, P và các thông số ô nhiễm (3 đợt) 3--P +-N NH4 DO PO4 (mg/l) (mg/l) (mg/l) 4,44 7,99 3,64 4,66 8,04 3,67 4,82 7,21 3,59 4,64 7,75 3,63 N tổng (mg/l) 55,23 54,34 56,02 55,20 COD (mg/l) 650 647 649 649 7,32 7,19 7,02 Trung bình 7,18 P tổng (mg/l) 40,35 41,30 41,20 40,95

Kết quả tổng hợp trên bảng 3.19 cho thấy:

1. Chỉ có pH tại các điểm lấy mẫu nằm trong giới hạn cho phép, tất cả các chỉ tiêu khác đều vƣợt quá giới hạn cho phép nhiều lần, đặc biệt là:

 Chỉ tiêu COD trung bình trong 3 đợt là 649mg/l.

+ - N trung bình trong 3 đợt là 7,75mg/l

+ - N = 1mg/l về chất lƣợng nƣớc mặt của QCVN + - N trung bình trong các mẫu nƣớc của 3 đợt

3- - P trung bình trong 3 đợt là 4,64mg/l

3- - P = 0,5mg/l về chất lƣợng nƣớc mặt của QCVN 3- - P trung bình trong các mẫu nƣớc của 3 đợt

So với mức B2 (COD = 50mg/l) về chất lƣợng nƣớc mặt của QCVN 08:2008/BTNMT thì giá trị COD trong nƣớc thải cao hơn tới 13 lần. Nếu tính hàm lƣợng dao động trong mẫu thấp nhất đến cao nhất từ: 484 ÷ 781mg/l thì chỉ số COD vƣợt quá chỉ tiêu mức B2 từ 10 đến 15 lần.

 Chỉ tiêu NH4 So với mức B2 (NH4 08:2008/BTNMT, thì giá trị NH4 cao hơn tới gần 8 lần.  Chỉ tiêu PO4 So với mức B2 (PO4 08:2008/BTNMT, thì giá trị PO4 cao hơn tới 9,28 lần.

 Chỉ tiêu N tổng trung bình trong 3 đợt là 55,20mg/l

So với mức B (tổng N = 30mg/l) về chất lƣợng nƣớc thải công nghiệp của QCVN 24:2009/BTNMT thì giá trị hàm lƣợng N tổng trong nƣớc thải cao hơn tới 1,84 lần.

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

 Chỉ tiêu P tổng trung bình trong 3 đợt là 40,95mg/l So với mức B (tổng P = 6mg/l) về chất lƣợng nƣớc thải công nghiệp của QCVN 24:2009/BTNMT thì giá trị hàm lƣợng P tổng trong nƣớc thải cao hơn tới 6,83 lần. 2. Toàn bộ hệ thống nƣớc cống và nƣớc thải chứa trong ao làng Phúc Lâm đều bị ô nhiễm N và P rất cao, đặc biệt là nƣớc thải chứa trong ao tại các vũng ngâm da và xƣơng trâu bò. 3. Mức độ ô nhiễm amoni, photphat, và hàm lƣợng N, P tổng có xu hƣớng tăng dần từ cống dẫn (các mẫu M1, M2, M3, M4) đến ao chứa nƣớc thải (các mẫu M5, M6, M7, M8, M9, M10), với mức độ khác nhau là rất lớn. 4. Chỉ số DO trong các mẫu nƣớc thải là rất thấp (trung bình chỉ đạt 3,63mg/l, thấp nhất là các mẫu nƣớc thải trong ao chứa, đặc biệt các mẫu tại vị trí ngâm da và xƣơng trâu bò.

3.4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU XỬ LÍ CÁC CHẤT Ô NHIỄM N, P TRONG NƢỚC THẢI LÀNG NGHỀ PHÚC LÂM BẰNG BÈO TÂY

Trong các đợt thực nghiệm xử lí nƣớc thải, chúng tôi đều sử dụng một lƣợng bèo vừa đủ thả kín mặt nƣớc của thùng nuôi. Thực tế xử lí nƣớc thải bằng bèo tây cho thấy [1]:

- pH có ảnh hƣởng rất lớn đến sự sinh trƣởng và phát triển của bèo. Bèo

tây có khả năng sinh trƣởng và phát triển trong khoảng pH = 5,00  8,20, nhƣng khoảng thích hợp nhất ứng với pH = 5,00  6,50.

+ -N < 110mg/l, nồng độ PO4

- Bèo tây có khả năng sinh trƣởng và phát triển bình thƣờng với ngƣỡng 3- - P < 30mg/l. Nếu vƣợt quá

+ -N, PO4

nồng độ NH4 ngƣỡng này, cây không chống chịu nổi và sẽ bị chết.

Từ kết luận quan trọng này, khi xử lí trực tiếp ô nhiễm N, P trong nƣớc 3- - P vƣợt quá ngƣỡng bằng bèo tây, nếu giá trị pH và hàm lƣợng NH4 trên, cần điều chỉnh pH và các nồng độ bằng biện pháp sơ cấp về ngƣỡng phù hợp trƣớc khi xử lí. 3.4.1. Kết quả xử lí mẫu nƣớc thải bằng bèo đợt 1 (22/6 ÷ 01/7/2011)

Đợt 1 (bắt đầu ngày 22/6/2011): Nuôi 3 thùng phuy song song, mỗi thùng chứa 100 lít nƣớc thải (mẫu nƣớc thải M9) và đều đƣợc nuôi thả 1,70kg bèo vừa đủ kín mặt nƣớc. Một thùng khác làm mẫu đối chứng (ĐC), chứa nƣớc thải không nuôi bèo và đƣợc bảo quản trong điều kiện tƣơng tự nhƣ khi nuôi bèo. Sau đây là các kết quả thu đƣợc:

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

Hình 3.13. Hình ảnh mẫu nước thải trước và sau xử lí (đợt 1)

3.4.1.1. Kết quả theo dõi sự phát triển của bèo

Hàng ngày, vớt bèo lên, để ráo nƣớc tự nhiên (phần nƣớc chảy ra đƣợc

thu vào thùng nuôi) cân khối lƣợng bèo, đo chiều dài của rễ. Kết quả trung bình

trong 3 thùng nuôi đƣợc trình bày trên bảng 3.20.

Bảng 3.20. Kết quả nuôi bèo đợt 1 từ ngày 22/06/2011 đến 01/07/2011

Ngày t (ngày) m (khối lƣợng bèo kg) Độ dài của rễ (cm)

22/6 0 1,70 0,52

23/6 1 1,80 0,65

24/6 2 1,96 0,76

25/6 3 2,01 0,79

26/6 4 2,06 0,80

27/6 5 2,09 0,81

28/6 6 2,10 0,81

29/6 7 2,11 0,81

30/6 8 2,11 0,81

01/7 9 2,11 0,81

Kết quả trên bảng 3.20 chứng tỏ bèo đã hấp thu các chất dinh dƣỡng,

tổng hợp sinh khối để sinh trƣởng và phát triển.

3.4.1.2. Kết quả phân tích hàm lượng N, P và các thông số ô nhiễm trước và sau xử lí (đợt 1)

Sau xử lí đƣợc 9 ngày (vào ngày 01/7/2011), kiểm tra quan sát thấy nƣớc trong các thùng nuôi đã rất trong và không có mùi. Tiến hành lấy mẫu đem phân tích. Kết quả đƣợc trình bày trên bảng 3.22.

Ngày

3--

tình trạng

DO (mg/l)

COD (mg/l

N tổng (mg/l)

22/6

Trƣớc xử lí 7,24

1,45

735

NH4 N (mg/l) 12,40

PO4 P (mg/l) 7,12

68,65

P tổng (mg/l) 52,36

01/7

Sau xử lí

7,43

6,50

0,01

4,90

3,70

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

Bảng 3.21. Kết quả phân tích hàm lượng N, P và các thông số ô nhiễm trung bình trước và sau xử lí bằng bèo (đợt 1)

Kết quả trên bảng 3.21 cho thấy, sau 9 ngày xử lí bằng bèo: - Trị số pH thay đổi không đáng kể (từ 7,24 lên 7,43). - Chỉ số DO tăng mạnh (từ 1,41 lên 6,50mg/l), COD giảm rất mạnh chỉ

3- - P chỉ còn 0,01mg/l (xử lí đạt 100%)

+ - N và PO4

còn 35mg/l.

- Hàm lƣợng NH4 - Hàm lƣợng N tổng còn 4,90mg/l và P chỉ còn 3,70mg/l (đều đạt ~ 93%).

3.4.1.3. Kết quả phân tích hàm lượng N, P và các thông số ô nhiễm trong mẫu xử lí và mẫu ĐC (đợt 1)

Sau 9 ngày xử lí, lấy mẫu nƣớc thải trong thùng đối chứng (ĐC- M9), tiến hành phân tích, so sánh với mẫu đƣợc xử lí. Kết quả đƣợc trình bày trên bảng 3.22.

COD

+- N

3—P

N tổng

P tổng

NH4

PO4

Ngày

Mẫu

(mg/l)

22/6 Ban đầu

7,24

1,45

735

12,40

7,12

68,65

52,36

01/7 Đối chứng

7,20

1,45

730

12,16

7,10

67,55

52,25

01/7

xử lí

7,43

6,50

0,01

4,90

3,70

Bảng 3.22. Kết quả so sánh sự biến đổi hàm lượng N, P trong mẫu xử lí và mẫu ĐC không được xử lí (đợt 1- 22/6/2011)

Dựa vào kết quả trên bảng 3.22, so sánh kết quả phân tích các mẫu xử lí

và mẫu ĐC cho thấy:

- Trị số pH của mẫu xử lí và mẫu ĐC khác nhau không đáng kể. - Đối với mẫu xử lí: DO tăng và COD giảm rất mạnh, trong khi đó mẫu ĐC chỉ số DO và COD đều ít thay đổi so với mẫu ban đầu, DO rất thấp (1,45mg/l) và COD rất cao (730mg/l).

3- và P tổng đều hầu nhƣ + bị thay đổi chút ít theo chiều hƣớng giảm

- Mẫu ĐC (không đƣợc xử lí): nồng độ PO4

không thay đổi, nhƣng nồng độ NH4

đi. Điều này có thể do sự phân hủy sinh học tự nhiên theo các phản ứng (1.11

-, NO3

và 1.12). Hàm lƣợng N tổng cũng giảm chút ít do quá trình phân hủy sinh học -, và có thể có sự phân hủy một theo phản ứng (1.1) để tạo thành NO2

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

phần trong điều kiện yếm khí, giải phóng N2 bay ra khỏi mẫu.

- Khi không đƣợc xử lí bằng bèo, các quá trình sinh học tự nhiên đã không thể loại bỏ sự ô nhiễm N và P, đó chỉ là sự biến đổi từ dạng này thành dạng khác mà thôi, hàm lƣợng N và P tổng còn lại trong mẫu rất cao. 3.4.2. Kết quả xử lí mẫu nƣớc thải bằng bèo đợt 2 (11/7 ÷ 21/7/2011)

Đợt 2 (bắt đầu ngày 11/7/2011): Nuôi 3 thùng phuy song song, mỗi thùng chứa 100 lít nƣớc thải (mẫu M9) và đều đƣợc nuôi thả 1,90kg bèo vừa đủ kín mặt nƣớc. Một thùng khác làm mẫu đối chứng (ĐC), chứa nƣớc thải không nuôi bèo và đƣợc bảo quản trong điều kiện tƣơng tự nhƣ khi nuôi bèo. Sau đây là các kết quả thu đƣợc: 3.4.2.1. Kết quả theo dõi sự phát triển của bèo

Hàng ngày, vớt bèo lên, để ráo nƣớc tự nhiên (phần nƣớc chảy ra đƣợc thu vào thùng nuôi) cân khối lƣợng bèo, đo chiều dài của rễ. Kết quả trung bình trong 3 thùng nuôi đƣợc trình bày trên bảng 3.23.

Bảng 3.23. Kết quả nuôi bèo đợt 2 từ ngày 11/07/2011 đến 21/07/2011

t(ngày) m (khối lƣợng bèo kg)

Ngày 11/7 12/7 14/7 16/7 18/7 21/7 0 1 3 5 7 10 Độ dài của rễ (cm) 0,45 0,49 0,55 0,70 0,78 0,81 1,90 2,01 2,30 2,43 2,51 2,56

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

Hình 3.14. Hình ảnh mẫu nước thải trước và sau xử lí (đợt 2)

3.4.2.2. Kết quả phân tích hàm lượng N, P và các thông số ô nhiễm trước và sau xử lí (đợt 2)

Sau xử lí đƣợc 9 ngày (vào ngày 20/7/2011), kiểm tra quan sát thấy nƣớc trong các thùng nuôi đã rất trong và không có mùi. Tiến hành lấy mẫu đem phân tích. Kết quả đƣợc trình bày trên bảng 3.24.

COD

+-N

3--P

N tổng

P tổng

NH4

PO4

Ngày Tình trạng

(mg/l)

(mg/l

(mg/l)

Bảng 3.24. Kết quả phân tích hàm lượng N, P và các thông số ô nhiễm trung bình trước và sau xử lí bằng bèo (đợt 2)

11/7 Trƣớc xử lí 7,12 1,24 722 11,78 69,31 52,46 7,32

21/7 Sau xử lí 7,45 6,63 34 0,01 4,30 3,22 0,01

Kết quả trên bảng 3.24 cho thấy, sau 9 ngày xử lí bằng bèo: - Trị số pH thay đổi không đáng kể (từ 7,12 lên 7,45). - Chỉ số DO tăng mạnh (từ 1,24 lên 6,63mg/l), COD giảm rất mạnh chỉ

3- - P chỉ còn 0,01mg/l (xử lí đạt 100%)

+ - N và PO4

còn 34mg/l.

- Hàm lƣợng NH4 - Hàm lƣợng N tổng còn 4,70mg/l và P chỉ còn 3,52mg/l (đều đạt ~ 94%).

3.4.2.3. Kết quả phân tích hàm lượng N, P và các thông số ô nhiễm trong mẫu xử lí và mẫu ĐC (đợt 2)

Sau 9 ngày xử lí, lấy mẫu nƣớc thải trong thùng đối chứng (ĐC- M9), tiến hành phân tích, so sánh với mẫu đƣợc xử lí. Kết quả đƣợc trình bày trên bảng 3.25.

Ngày

Mẫu

Bảng 3.25. Kết quả so sánh sự biến đổi hàm lượng N, P trong mẫu xử lí và mẫu ĐC không được xử lí (đợt 2- 11/7→21/7/2011)

DO (mg/l) 7,12 1,24

COD (mg/l) 722

+- N NH4 (mg/l) 11,78

3—P PO4 (mg/l) 7,32

P tổng N tổng (mg/l) (mg/l) 69,31 52,46

11/7 Ban đầu

21/7 Đối chứng 7,25 1,50 718 11,34 7,23 68,32 52,25

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

21/7 Xử lí 7,45 6,63 34 0,01 0,01 4,30 3,22

Dựa vào kết quả trên bảng 3.25, so sánh kết quả phân tích các mẫu xử lí

và mẫu ĐC cho thấy:

- Trị số pH của mẫu xử lí và mẫu ĐC khác nhau không đáng kể. - Đối với mẫu xử lí: DO tăng và COD giảm rất mạnh, trong khi đó mẫu ĐC chỉ số DO và COD đều ít thay đổi so với mẫu ban đầu, DO rất thấp (1,50mg/l) và COD rất cao (718mg/l).

3- và P tổng đều hầu nhƣ + bị thay đổi chút ít theo chiều hƣớng giảm

- Mẫu ĐC (không đƣợc xử lí): nồng độ PO4

không thay đổi, nhƣng nồng độ NH4

đi. Điều này có thể do sự phân hủy sinh học tự nhiên theo các phản ứng (1.1).

-, NO3

Hàm lƣợng N tổng cũng giảm chút ít do quá trình phân hủy sinh học theo phản -, và có thể có sự phân hủy một phần trong ứng (1.1) để tạo thành NO2

điều kiện yếm khí, giải phóng N2 bay ra khỏi mẫu.

- Khi không đƣợc xử lí bằng bèo, các quá trình sinh học tự nhiên đã

không thể loại bỏ sự ô nhiễm N và P, đó chỉ là sự biến đổi từ dạng này thành

dạng khác mà thôi, hàm lƣợng N và P tổng còn lại trong mẫu rất cao.

Đánh giá khả năng xử lí trực tiếp N và P bằng bèo trong 2 đợt (1 và 2):

Các số liệu thực nghiệm trên các bảng 3.22  3.26 cho thấy:

 Hàm lƣợng N và P giảm rất nhanh, đặc biệt trong những ngày đầu:

+ và PO4

3- còn lại  0,01, đạt dƣới mức A1 của QCVN 08:2008/BTNMT về chất lƣợng nƣớc mặt. Các trị số này đã đạt dƣới mức tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc mặt theo tiêu chuẩn của Cục bảo vệ

3- P /l.

Sau xử lí 9 ngày, các hàm lƣợng NH4

môi trƣờng Mỹ (US-EPA 1986):  0,025mg PO4

Nhƣ vậy, khi sử dụng 1,70  1,90kg bèo, chỉ cần 9 ngày đã xử lí đƣợc 100

lít nƣớc thải đạt tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc mặt (QCVN 08:2008/BTNMT).

 Bèo phát triển rất mạnh, chứng tỏ bèo đã hấp thụ mạnh các chất dinh

dƣỡng amoni, photphat để tăng trƣởng.

 Trị số pH ít thay đổi, chỉ số DO tăng và COD giảm mạnh.

độ PO4

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

 Các mẫu ĐC (không đƣợc xử lí, bảo quản ở điều kiện thƣờng): nồng + bị thay 3- và P tổng đều hầu nhƣ không thay đổi, nhƣng nồng độ NH4 chút ít theo chiều hƣớng giảm đi. Điều này có thể do sự phân hủy sinh học tự

-, NO3

nhiên theo các phản ứng (1.12 v). Hàm lƣợng N tổng cũng giảm chút ít do quá -, trình phân hủy sinh học theo phản ứng (1.11 và 1.12) để tạo thành NO2

và có thể có sự phân hủy một phần trong điều kiện yếm khí, giải phóng N2 bay

ra khỏi mẫu.

 Khi không đƣợc xử lí bằng bèo, các quá trình sinh học tự nhiên đã

không thể loại bỏ sự ô nhiễm N và P, đó chỉ là sự biến đổi từ dạng này thành

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

dạng khác mà thôi, hàm lƣợng N và P tổng còn lại trong mẫu rất cao.

KẾT LUẬN

1. Đã khảo sát các điều kiên tối ƣu:

- Cho phản ứng tạo hợp chất màu xanh molipden (để xác định P).

- Cho phản ứng tạo phức màu giữa amoni với thuốc thử Nessler (để xác

định N).

2. Đã xây dựng đƣợc 02 đƣờng chuẩn để xác định P và N bằng phƣơng pháp

trắc quang có độ chính xác cao để xác định hàm lƣợng P, N trong các nguồn

nƣớc bị ô nhiễm.

3. Đã phân tích xác định hàm lƣợng N, P và các thông số ô nhiễm trong nƣớc

thải làng nghề giết mổ gia súc Phúc Lâm, huyện Việt Yên, tỉnh Bắc Giang. Các

số liệu phân tích cho thấy: chỉ có pH là đạt tiêu chuẩn nƣớc mặt, còn các chỉ

tiêu khác đều vƣợt nhiều lần giới hạn cho phép:

- Chỉ tiêu COD trung bình trong 3 đợt là 649mg/l, cao hơn so với mức B2

về chất lƣợng nƣớc mặt của QCVN 08:2008/BTNMT tới 13 lần. Chứng tỏ nguồn

+ - N trung bình trong 3 đợt là 8mg/l, cao hơn so với mức B2

nƣớc thải làng nghề Phúc Lâm bị ô nhiễm các chất hữu cơ rất cao.

- Chỉ tiêu NH4

3- - P trung bình trong 3 đợt là 4,62mg/l, cao hơn so với mức

về chất lƣợng nƣớc mặt của QCVN 08:2008/BTNMT tới 8 lần.

- Chỉ tiêu PO4

B2 về chất lƣợng nƣớc mặt của QCVN 08:2008/BTNMT tới 9,24 lần.

- Chỉ tiêu N tổng trung bình trong 3 đợt là 55,67mg/l, cao hơn so với mức A

về chất lƣợng nƣớc thải công nghiệp của QCVN 24:2009/BTNMT tới 3,7 lần.

- Chỉ tiêu P tổng trung bình trong 3 đợt là 41,07mg/l, cao hơn so với mức A

về chất lƣợng nƣớc thải công nghiệp của QCVN 24:2009/BTNMT tới 10,26 lần.

Toàn bộ hệ thống nƣớc cống và nƣớc thải chứa trong ao làng Phúc Lâm

đều bị ô nhiễm N và P rất cao, đặc biệt là nƣớc thải chứa trong ao tại các vũng

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

ngâm da và xƣơng trâu bò.

4. Đã nghiên cứu sử dụng bèo tây để xử lí ô nhiễm N, P trong nƣớc thải làng

nghề giết mổ gia súc Phúc Lâm, huyện Việt Yên, tỉnh Bắc Giang. Kết quả cho

thấy: Với thùng phuy có độ sâu 0,5m, diện tích mặt nƣớc 0,2m2, chỉ cần 1,70 –

1,90kg bèo trong thời gian 9 ngày đã xử lí đƣợc 100 lít nƣớc thải, đạt tiêu chuẩn

chất lƣợng nƣớc mặt mức A1 của QCVN 08:2008/BTNMT về chỉ tiêu amoni và

photphat. đạt tiêu chuẩn chất lƣợng nƣớc thải công nghiệp mức A của QCVN

24:2009/BTNMT về chỉ tiêu N và P tổng. Từ đó đã khẳng định bèo tây hoàn

toàn có thể xử lí triệt để ô nhiễm N, P trong các nguồn nƣớc thải giết mổ gia súc

mà không phải sử dụng bất cứ một loại hóa chất nào khác.

KIẾN NGHỊ

1. Có thể xây dựng quy trình xử lý nƣớc bằng bèo tây ở giai đoạn cuối cùng.

2. Cần đầu tƣ nghiên cứu khả năng xử lý hiện trạng phú dƣỡng bằng phƣơng

pháp sinh học ở quy mô lớn cụ thể với đối tƣợng xử lý là cây bèo tây để đƣa hệ

thống công nghệ này vào sử dụng trong thực tế.

3. Trong điều kiện khí hậu ở miền Bắc, cần nghiên cứu tìm ra loại thực vật thuỷ

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

sinh thích hợp vào mùa đông để đƣa vào quy trình thay thế cho cây bèo tây.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

1. Đào Văn Bảy (2008), Nghiên cứu xử lí ô nhiễm N và P trong nước mặt và

nước thải bằng phương pháp sinh học. Báo cáo tổng kết đề tại nghiên cứu

khoa học cấp Bộ.

2. Trƣơng Văn Bẩy (1990), Báo cáo khoa học: Nƣớc thải của thành phố Hà Nội

là một nguồn phân bón tốt cho cây trồng, một nguồn thức ăn tốt cho cá và

ngƣợc lại cá lại là một trong những đối tƣợng làm sạch nƣớc thải của thành

phố, Hà Nội.

3. Bộ khoa học công nghệ và môi trƣờng (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 (Memento technique de leau), NXB Xây dựng, Hà nội.

5. Lê Văn Cát (1999), 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, Lƣơng 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. Võ Văn Chi, Vũ Văn Chuyên,...Đỗ Tất Lợi, Lê Khả Kế (1976), Cây cỏ

thường thấy ở Việt nam, Tập 6 Bèo ong, Tr. 175, NXB Khoa học và KT, Hà

Nội.

10. Nguyễn Tinh Dung (2001), Hóa Học phân tích, Phần 2, Các phản ứng ion

trong dung dịch nước, NXB Giáo dục, Hà Nội.

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

11. Nguyễn Thành Đạt(1999), Cơ sở sinh họcvà vi sinh vật, NXB GD, Hà nội.

12. Vũ Đăng Độ(1999), Hoá học và sự ô nhiễm môi trường, NXBGD, Hà Nội.

13. Trần Tứ Hiếu (2003), Phân tích trắc quang phổ hấp thụ UV-Vis, NXB Đại

học quốc gia Hà Nội.

14. Phạm Hoàng Hộ (1993), Cây cỏ Việt nam, Montereal. Tr.580.

15. Điền Văn Hƣng (1964), Cây thức ăn gia súc miền Bắc Việt nam, NXB

Nông thôn, Hà Nội.

16. Kreskov A. P. (1989), Cơ sở Hóa học phân tích, Tập 1, NXB Đại học và

giáo dục chuyên nghiệp Hà nội và NXB Mir, Matxcơva.

17. Kreskov A. P. (1990), Cơ sở Hóa học phân tích, Tập 2, NXB Đại học và

giáo dục chuyên nghiệp Hà nội và NXB Mir, Matxcơva.

18. Cao Liên, Phạm Văn Khê (1998), Sinh thái học nông nghiệp và bảo vệ môi

trường, NXB Nông nghiệp, Hà nội.

19. Hoàng Nhâm (2000), Hoá học vô cơ, Tập 2, NXB Giáo dục, Hà nội.

20. Trần Văn Nhân, Ngô Thị Nga (2002), Giáo trình công nghệ xử lý nước thải,

NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà nội.

21. Trần Hiếu Nhuệ, Trần Đức Hạ, Lê Hiền Thảo (1996), Quá trình VSV trong

công trình cấp thoát nước, NXB Khoa học và kĩ thuật, Hà nội.

22. Nguyễn Ân Niên (1998), Tuyển tập kết quả khoa học và công nghệ thủy

nông cải tạo đất và môi trường, NXB nông nghiệp, Hà nội.

23. Nguyễn Hữu Phú (2001), Cơ sở lý thuyết công nghệ xử lý nước tự nhiên,

NXB Khoa học và KT, Hà nội.

24. Hồ Viết Quý (2000), Phân tích lý hoá, NXB Giáo dục, Hà nội.

25. Đỗ Lê Tảo (2003), ―Sẽ có biện pháp mạnh‖,Báo Lao động,6211(250), tr.7.

26. Nguyễn Quốc Thông, Đặng Đình Kim, Lê Lan Anh (1999), ―Khả năng tích

luỹ kim loại nặng Cr, Ni và Zn của bèo sen (Eichhornia crassipes) trong xử lý

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

nƣớc thải công nghiệp‖, Báo cáo khoa học, Hà nội., tr. 983-987.

27. Lâm Ngọc Thụ, Trần Hồng Côn,… (2004), ―Nghiên cứu xử lý DDT trong

đất bằng phƣơng pháp sinh học‖,Tuyển tập các báo cáo khoa học tại Hội

nghị khoa học về môi trường lần thú nhất, Hà nội, tr. 265.

28. Lâm Ngọc Thụ (2000), Cơ sở Hóa phân tích- các phương pháp phân tích

hóa học, NXB Đại học quốc gia Hà Nội.

29. Phạm Văn Thƣởng, Đặng Đình Bạch (1999), Giáo trình cơ sở hóa học môi

trường, NXB khoa học và KT, Hà nội.

30. Lê Đức, Trần Thị Tuyết Thu (2000), ―Bƣớc đầu nghiên cứu khả năng hút

thu và tích luỹ chì trong bèo tây và rau muống trong nền đất bị ô

nhiễm‖,Thông báo khoa học của các trường Đại học, Hà nội, tr.52-57.

31. Lâm Minh Triết(1998),Công nghệ môi trường, NXB Nông nghiệp, Hà nội.

32. Trần Hữu Uyển, Trần Đức Hạ (1998), Bảo vệ nguồn nước, chống ô nhiễm

và cạn kiệt. NXB Nông nghiệp, Hà nội.

33. Phạm Hùng Việt, Từ Bình Minh (2004), ―Ô nhiễm bởi các chất độc hữu cơ

khó phân hủy và các hóa chất gây rối loạn nội tiết tố tại Việt nam, sự tồn lƣu,

vận chuyển, xu thế biến đổi và ảnh hƣởng‖, Tuyển tập các báo cáo khoa học

tại Hội nghị khoa học về môi trường lần thú nhất, Hà nội, Tr. 65.

34. Phạm Hùng Việt và các cộng sự (2002), ―Xác định amoni, nitrit và nitrat

bằng phƣơng pháp phân tích dòng chảy detector hấp thụ quang‖, Tạp chí

phân tích lí, hóa, sinh, 7(1), tr.47-52.

Tiếng Anh

35. APHA- AWWA- AEF (1995), Standard Methods for Examination of water

and Wastewater, 19th Edition 1995, Washington DC 20005.

36. Becky Gillete (1992), ―The Green Revolutionin Wastewater treatment‖,

Biocycle, p. 44-46.

37. David E. Salt, Michael Blaylock, Nanda P.B.A Kumar, Viatcheslav

Dushenkov, Burt D. Ensley, Ilan Chet and Ilya Raskin (1995),

―Phytoremediation:A Novel Strategy for the Removal of Toxic Metals

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

from the Environment Using Plant‖, Biotechnology, vol.13, p.468.

38. Daniel C. Harris (1995), Quantitative chemical analysis, Second printing

by W. H. Freeman and Company, New York- USA.

39. EPA (1994), ―Monitoring of Phosphorus‖, The volunteer, Vol.6, No.1,

(http://www.Epa.Gov/Volunteer/Spring 94/ppress f19.htm).

40. Ilya Raskin, PBA Nanda Kumar, Slavik Dushenkov and David E. Salt

(1994), Bioconcentration of heavy metals by plants, Rutgers University,

New Jersey, USA, p. 258-290.

41. Ilya Raskin, Robert D. Smith and David E. Salt (1997), Phytoremediation

of metals: Using plants to remove pollutants from the Environment.

Current Opinion in Biotechnology 1997,8: 221-226.

42. Japaness Standards Association (2002), JIS Handbook Environmental

Technology, Tokyo, Japan.

43. Jenkins D. and Hermanowicz S.W. (1991), Biological and Chemical

systems for Nutrient Removal,Chemical Phosphorus Revoval. P.39-57.

44. Mc Lean J.D, Stenger V.A, Reim R.E, Long M.W and Hiller T.A. (1978),

―Determination of ammonia and other nitrogen compounds by

polarography‖. Anal. Chem. 50, p.1309 - 1314.

45. Markus L., Peter B., Roland D. (2003), ―Theory of Ion Chromatography‖, Ion

Chromatography, Metrohm Monograph 50143,  Metrohm 8.690.2023, tr. 1-13.

46. Min Yang (1998), ―Ammonia removal in bubble ozonation in presence of

bromide‖, Water Reseach, Vol.33, p. 1911 –1917,1990 –1999.

47.  Metrohm (2002 ), ―Polarographic determination of ammonium and

nitrite‖, Application Bulletin, No127/1e, p. 1-5.

48. Peter M. Vitousek,Chair, Jonh Aber, Robert W. Howarth (2002), ―Human

Alteration of Global Nitrogen Cycle: Causes and Consequences‖, Issues in

Ecology-Human Alteration of Global Nitrogen Cycle.

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

http://esa.sdsc.edu/tilman.htm

49. Perkin Elmer (1995), Water and Enviromental Analysis (According to US

EPA Regulations)

50. Scott C. Killpack and Daryl Buchholz (Department of Agronomy,

University of Missouri – Columbia) (1993), ―Nitrogen in the Environment:

Nitrification‖, Water quality Initiative publication WQ254,

http://muextension.missouri. edu/xplor/envqual/wq0254.htm.

51. Scott C. Killpack and Daryl Buchholz (Department of Agronomy,

University of Missouri – Columbia) (1993), ―Nitrogen in the Environment:

Nitrogen Cycle‖, Water Quality Initiative publication

WQ254,http://muextension.missouri.edu/xplor/envqual/wq0252.htm.

52. Speafico M. (1992), Protection of Water resource, Water quality and

Aquatic ecosystem, Mekong Secretariat, Bangkok.

53. Stasiuk W.N ( ), Nitrogen Removal by catalyst – aided breakpoint

chlorination, p.1974-1983

54. Le Trinh (1991), Water quality in Mekong Delta, Working Report for

NEDECO.

55. Le Trinh (1992), Water Pollution and control strategy for the Vietnamese

part in the Mekong Basin, Mekong Secretariat, Bangkok.

56. Water resource Characterization DDS- Phosphorus (2002), ―Phosphorus‖,

(http://h2osparc.wqncsu.edu./info/phos.html)

57. Ying-Feng Lin, Shuh-Ren Jing, Der-Yuan Lee, Tze-Wen Wang

(Department of Environmental Engineering and Health, Department of

Pharmacy, Chia-Nan University of Pharmacy and Science, Tainan 717

Taiwan) (2001), Aquaculture, 209 (2002), p. 169-184.

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

www.elsevier.com/locate/aqua-online.

Tiếng Nga

58. Алимарин И.П. и Н. Н. Ушакова (1977), Справочное пособие по

аналитической химии, Изд. Московского университета.

59. Возбуская А. Е. (1968), Химия почвы, Изд. Выcшая школа, Москва.

60. Возная Н. Ф. (1979), Химия воды микробиология, Изд. Выcшая

школа, Москва.

61. Крешков А.П. и Ярославцев А. А. (1968), Курс аналитической химии,

том 1, Изд. Химия, Москва.

62. Крешков А.П. и Ярославцев А.А. (1968), Курс аналитической химии,

том 2, Изд. Химия, Москва, Cтр. 398.

63. Посыпайко В.И., Козырева Н. А., Логачева Ю.П.(1989), Химические

методы анализа, Изд. Выcшая школа, Москва, Cтр 272.

64. Северина C. Е. и Соловьевой Г. А. (1989), Практикум по биохимии,

Изд. Московского университета.

65. Чарыков А.К. (1977), Математическая обработка результатов

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

химического анализа, Изд. Ленинградского университета, Ленинград.

PHỤ LỤC

0.152 0.247 0.379 0.556 0.695 0.76 0.864

DCNH4 C

0.042 0.078 0.14 0.184 0.304 0.376

0.2 0.4 0.8 1 1.6 2

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

Phụ lục 1. Xử lí chƣơng các đƣờng chuẩn bằng trình Excel DCPO4 C A 0.2 0.3 0.5 0.7 0.9 1 1.2

3- - P

Phụ lục 2. Thể tích lấy mẫu và công thức quy đổi nồng độ

+- N, PO4

Trong thực tế, nhiều trƣờng hợp cần xác định nồng độ NH4

ở vùng nồng độ lớn hoặc rất lớn ta cần lấy lƣợng mẫu phân tích cho phù hợp và

xử lí mẫu trƣớc khi tiến hành xác định theo đƣờng chuẩn:

Lấy Vz ml mẫu, pha loãng khoảng 2  10 lần đạt đến thể tích V ml. Hút vo

+ - N/l hay C mg PO4

= 5  10ml, tạo phản ứng màu trong bình định mức 50ml và xác định nồng độ 3- -P/l trên máy nhờ đƣờng chuẩn, giả sử đƣợc C mg NH4

(giá trị nồng độ C phải nằm trong khoảng tuyến tính của đƣờng chuẩn). Công 3- - P/l) trong mẫu phân tích nhƣ + - N/l và PO4 thức tính các nồng độ Cz (NH4

Cz = V.C.50 vo. Vz

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

Trong trƣờng hợp này thƣờng chọn: Vz = 3  5ml, V = 50ml, vo = 1  10ml.

Phụ lục 3. Một số hình ảnh về bãi thải làng nghề giết mổ gia súc

Hình PL1. Một góc bãi thải làng nghề Phúc Lâm

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

Hình PL2. Cửa cống thải vào ao chứa

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

Hình PL3. Nƣớc thải ven ao chứa Hình PL4. Vũng ngâm xƣơng trâu bò

Hình PL5. Cảnh giết mổ gia súc tại làng nghề Phúc Lâm

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

Hình PL6. làng nghề Phúc Lâm và cảnh giết mổ gia súc

Phụ lục 4. Thiết bị phân tích

Hình PL7. Hệ thống chƣng cất NH3

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

Hình PL8. Máy đo pH METER HM- 25R

Phụ lục 5. Một số hình ảnh nuôi bèo để xử lí nƣớc thải

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

Hình PL9. Mẫu nƣớc thải trong thùng phuy nuôi bèo Hình PL10. Mẫu nuôi và mẫu đối chứng để trong cùng điều kiện nhƣ nhau

Hình PL11. Nƣớc chƣa xử lí

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

Hình PL12: Mẫu nƣớc sau 9 ngày xử lí

Luận văn Thạc sĩ Khoa học hoá học: Nghiên cứu phân tích và xử lý nước thải làng nghề giết mổ gia súc Phúc Lâm, huyện Việt Yên, tỉnh Bắc Giang

NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH VÀ XỬ LÍ NƢỚC THẢI LÀNG NGHỀ GIẾT MỔ GIA SÚC PHÚC LÂM, HUYỆN VIỆT YÊN, TỈNH BẮC GIANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN - 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH VÀ XỬ LÍ NƢỚC THẢI LÀNG NGHỀ GIẾT MỔ GIA SÚC PHÚC LÂM, HUYỆN VIỆT YÊN, TỈNH BẮC GIANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HÓA HỌC

THÁI NGUYÊN - 2011 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ ĐỒ THỊ

Hình 2.1. Một phần của bãi nƣớc thải ................................................................. 36

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN

+

+- Nessler theo thời gian

+

CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3- - P

+ - N

KẾT LUẬN

KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Có thể bạn quan tâm

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Giới thiệu

Về chúng tôi

Việc làm

Quảng cáo

Liên hệ

Chính sách

Thoả thuận sử dụng

Chính sách bảo mật

Chính sách hoàn tiền

DMCA

Hỗ trợ

Hướng dẫn sử dụng

Đăng ký tài khoản VIP

093 303 0098

support@tailieu.vn

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi

Facebook

Youtube

TikTok