Quan trắc môi trường liên tục – Phân tích môi trường liên tục

1. Độ canxi – chỉ tiêu ô nhiễm nước

Canxi là một trong những nguyên tố thường hiện diện trong nước thiên nhiên khi nước chảy qua những vùng có nhiều đá vôi, thạch cao… Thông thường hàm lượng calci có trong nước từ 0 đến vài trăm mg/l.

Chính sự có mặt của calci hình thành nên calcicarbonate, theo thời gian tích tụ có thể tạo nên một màng vẩy cứng bám vào mặt trong các ống dẫn, bảo vệ kim loại chống lại sự ăn mòn. Tuy nhiên lớp màng này lại gây nguy hại cho những thiết bị sử dụng ở nhiệt độ cao như nồi hơi…. Do vậy, để hạn chế tác hại trên cần áp dụng phương pháp làm mềm nước bằng hóa chất hoặc nhựa trao đổi ion để khử calci đến giới hạn chấp nhận được.

Phương pháp xác định (phương pháp định phân)

Độ cứng của nước chủ yếu do các muối calci và magnes tạo nên. Ở pH 12 – 13, magnes sẽ bị kết tủa dưới dạng hydroxyt. Calci còn lại sẽ kết hợp với chỉ thị màu tạo thành dung dịch có màu hồng. Khi định phân bằng EDTA, EDTA tạo phức với calci. Tại điểm kết thúc, dung dịch chuyển từ màu hồng sang màu tím.

Các yếu tố ảnh hưởng

– Mẫu chứa các nguyên tố kim loại ở nồng độ tương ứng sẽ cản trở việc xác định điểm cuối.

– Nếu nồng độ Ca2+ > 5.10-3 M, sẽ có cân bằng phụ tạo tủa Ca(OH)2 gây sai số thiếu.

– Nồng độ Mg2+ ban đầu cũng không được quá cao vì nếu kết tủa Mg(OH)2 quá nhiều cũng gây ra sai thiếu.

2. Độ đục – chỉ tiêu ô nhiễm nước

Độ đục của nước bắt nguồn từ sự hiện diện của một số các chất lơ lững có kích thước thay đổi từ dạng phân tán thô đến dạng keo, huyền phu (kích thước 0,1 – 10mm) . Trong nước, các chất gây đục thường là: đất sét, chất hữu cơ, vô cơ, thực vật và các vi sinh vật bao gồm các loại phiêu sinh động vật.

Độ đục phát sinh từ nhiều nguyên nhân như:

– Đất, đá từ vùng núi cao đổ xuống đồng bằng (do hoạt động trồng trọt)

– Ảnh hưởng của nước lũ, làm xáo động lớp đất, lôi cuốn, phân rã xác động, thực vật.

– Chất thải sinh hoạt, nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp.

– Sự phát triển của vi khuẩn và một số vi sinh vật (tảo …)

Ý nghĩa quan trắc môi trường

Độ đục ảnh hưởng quan trọng đến cấp nước công cộng: làm giảm vẽ mỹ quan, gây khó khăn cho quá trình lọc và khử khuẩn.

Phương pháp thí nghiệm

Có thể xác định độ đục bằng các phương pháp khác nhau như:

– Phương pháp cân khối lượng: Loc mẫu sau đó cân khối lượng cặn. Nếu SS < 15 mg/l thì nước trong còn SS> 15 mg/l thì nước đục.

– Áp dụng phương pháp so màu theo nguyên tắc dựa trên sự hấp thu ánh sáng của các cặn lơ lửng có trong dung dịch.

Các yếu tố ảnh hưởng

Cặn lơ lửng lớn có khả năng lắng nhanh, làm sai lệch kết quả đo.

Ong đo bị bẩn, mẫu có nhiều bọt khí và độ màu thực của mẫu là những nguyên nhân ảnh hưởng tới kết quả độ đục.

3. Độ acid – chỉ tiêu ô nhiễm nước

Độ acid biểu thị khả năng phóng thích ion H+ do sự có mặt của một số acid yếu trong nước như acid carbonic, acid tanic, acid humic (hình thành từ sự phân hủy chất hữu cơ và sự thủy phân các muối acid mạnh như sulfate nhôm, sắt …). Đặc biệt khi có sự hiện diện của các acid vô cơ, mẫu nước sẽ có pH rất thấp.

Nguồn nước thiên nhiên luôn duy trì một thế cân bằng giữa các ion bicarbonate, carbonate và khí carbon dioxide hòa tan. Trong thực nghiệm, hai khoảng pH chuẩn được sử dụng để phân biệt độ acid bao gồm: Khoảng pH thứ nhất ứng với điểm đổi màu của chất chỉ thị methyl cam (từ 4,2 – 4,5) đánh dấu sự chuyển biến ảnh hưởng của các acid vô cơ mạnh sang vùng ảnh hưởng của carbonic acid. Khoảng pH thứ hai ứng với điểm đổi màu của chất chỉ thị phenolphtalein (từ 8,2 – 8,4) chuyển sang vùng ảnh hưởng của nhóm carbonate trong dung dịch.

Ý nghĩa môi trường

Nước mang tính acid rất được chú ý do tính chất an mòn của chúng. Đặc biệt trong các quá trình xử lý sinh học, pH phải duy trỳ ở khoảng 6 – 9 . Do vậy, dựa vào độ acid của nước để tính chính xác lượng hóa chất sử dụng.

Phương pháp thí nghiệm (Phương pháp chuẩn độ)

Dùng dung dịch kiềm mạnh để định phân xác định độ acid.

– Độ acid do ảnh hưởng của acid vô cơ được xác định bằng cách định phân đến điểm đổi màu của chỉ thị methyl cam nên được gọi là ĐỘ ACID METHYL (dung dịch từ màu đỏ chuyển sang da cam).

– Kế tiếp, định phân xác định độ acid toàn phần đến điểm đổi màu của chỉ thị phenolphthalein, gọi là ĐỘ ACID TỔNG CỘNG (dung dịch không màu chuyển sang tím nhạt).

Các yếu tố ảnh hưởng

– Các chất khí hòa tan như CO2, H2S, NH3 có thể bị mất đi hoặc hòa tan vào mẫu trong quá trình lưu trữ hoặc định phân mẫu làm ảnh hưởng đến kết quả phân tích. Có thể khắc phục bằng cách định phân nhanh, tránh lắc mạnh và giữ nhiệt độ mẫu ổn định.

– Đối với mẫu nước cấp, hàm lượng chlorine dư cao, có tính tẩy màu làm ảnh hưởng đến kết quả định phân.

– Trong trường hợp mẫu có độ màu và độ đục cao, phải xác định độ acíd bằng phương pháp chuẩn độ điện thế.