Luận văn Phân tích đánh giá chất lượng nước hồ Thiền Quang, Hà Nội

các thông số cùng các giá trị chuẩn (mục tiêu chất lượng nước) của chúng có thể dễ dàng đưa vào WQI-CCME để tính toán tự động. Tuy nhiên, trong WQI-CCME, vai trò của các thông số chất lượng nước trong WQI được coi như nhau, mặc dù trong thực tế các thành phần CLN có vai trò khác nhau đối với nguồn nước, ví dụ như thành phần chất rắn lơ lửng không có ý nghĩa quan trọng đối với chất lượng nước nguồn nước như thành phần oxy hòa tan[33] 1.4.6. Chỉ số chất lượng nước ở Việt Nam Những chỉ số chất lượng nước đã áp dụng ở Việt nam hầu hết được dựa trên những chỉ số chất lượng nước phổ biến trên thế giới đã được điều chỉnh cho phù hợp với điều kiện của từng vùng. Công trình “Xây dựng WQI để đánh giá của quản lý hệ thống chất lượng nước sông Đồng Nai” của TS. Tôn Thất Lãng - Trường Cao đẳng Tài Nguyên và Môi Trường thành phố Hồ Chí Minh được đăng tải trong tuyển tập báo cáo Hội thảo Khoa học lần thứ 19- viện KHKTTN & MT năm 1996. Ở công trình này TS. Tôn Thất Lãng đã ứng dụng phương pháp Delphil [35] để xây dựng WQI có giá trị từ 1 đến 10. Tác giả đã xây dựng một hệ thống câu hỏi gửi đến cho các chuyên gia chất lượng nước để lựa chọn thông số chất lượng nước quan trọng và đánh giá trọng số biểu diễn độ quan trọng của các thông số chất lượng nước. Kết quả tính toán WQI được dùng để đánh giá diễn biến chất lượng nước sông Đồng Nai khu vực thành phố Hồ Chí Minh trong giai đoạn 1994-2004 cho thấy: Chất lượng nước sông Sài Gòn và sông Đồng Nai tại khu vực thành phố Hồ Chí Minh đều có xu hướng giảm theo thời gian. Chất lượng nước thay đổi từ ô nhiễm rất nhẹ đến ô nhiễm nhẹ 9 > WQI > 5. Đó là hậu quả của việc phát triển kinh tế cũng như công nghiệp mạnh mẽ của các địa phương trong khi cơ sở hạ tầng phục vụ lại không bắt kịp sự phát triển đó[30]. Trong bài “Nghiên cứu WQI để đánh giá và phân vùng chất lượng nước sông Hậu”, TS. Tôn Thất Lãng đã xây dựng chỉ số chất lượng nước khu vực hệ thống sông Hậu theo phương pháp Delphi [35]. Các hệ thống câu hỏi được gửi đến 40 chuyên gia chất lượng nước tại các Viện Nghiên cứu, trường Đại học, Trung tâm Môi trường v.v trong đó ghi rõ các thông số thường được sử dụng trong việc đánh giá chất lượng nước để có cơ sở thống nhất cho các chuyên gia lựa chọn. Trong bảng câu hỏi cũng đưa ra các khoảng giá trị của từng thông số để các chuyên gia đánh giá chất lượng nước. Dựa vào ý kiến của các chuyên gia, đường cong phân hạng của từng thông số sẽ được xây dựng để có thể xác định chỉ số phụ. Đồng thời, các tiêu chuẩn đánh giá chất lượng nước dựa vào hệ thống chỉ số được đề xuất. Việc áp dụng chỉ số chất lượng nước được đánh giá bởi các nhà quản lý là phù hợp. Nó cung cấp một phương pháp đánh giá tổng hợp về chất lượng nước tại lưu vực sông Hậu phục vụ cho công tác qui hoạch, quản lý và kiểm soát chất lượng nước cho lưu vực sông này[32] Đề tài “Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước theo WQI và đánh giá sử dụng các nguồn nước sông, kênh rạch ở vùng thành phố HCM” của PGS.TS Lê Trình-Phân viện CN mới và BVMT đã ứng dụng và cải tiến các mô hình WQI của quỹ vệ sinh Quốc gia Hoa kỳ và của Ấn độ (Bhargara) để phân vùng chất lượng nước và đánh giá khả năng sử dụng nước các sông. Đề xuất yêu cầu phân tích 10 thông số chọn lọc hoặc ít nhất 6 thông số để có thể đánh giá tổng quát về chất lượng nước toàn bộ lưu vực. Kết quả nghiên cứu này có giá trị cao trong đánh giá, phân loại chất lượng nước và phân vùng ô nhiễm các lưu vực sông, phục vụ cho sử dụng nước và quy hoạch kiểm soát ô nhiễm[28]. Trong đề tài khoa học CN của thành phố Hà nội “Nghiên cứu phân vùng chất lượng nước các sông, hồ, trên địa bàn thành phố Hà nội theo mô hình chỉ số chất lượng nước” (WQI) được sở KHCN – thành phố Hà nội, Viện Môi trường phát triển bền vững chủ trì và PGS.TS. Lê Trình làm chủ nhiệm thực hiện 2008-2009. Đề tài đã khảo sát phân tích bổ sung mức độ ô nhiễm các sông hồ tại 50 điểm, kết hợp đo đạc diễn biến chất lượng nước theo chiều dài các dòng sông với trên 30km và 2 thời điểm, mùa mưa 2008 và mùa khô 2009. Các tác giả đã áp dụng cải tiến các mô hình WQI của Hoa kỳ và Ấn độ để lập mô hình WQI phù hợp cho đặc điểm môi trường nước ở thành phố Hà nội với việc lựa chọn 10 thông số đặc trưng đó (DO, BOD5, TSS, tổng Colifom, pH, tổng N, độ đục, dầu mỡ, tổng P)[29]. Trong luận văn thạc sĩ khoa học - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội - với đề tài “Nghiên cứu đánh giá mức độ ô nhiễm hữu cơ tại các hồ khu vực nội thành Hà Nội cũ thông qua chỉ số chất lượng nước Kannel” (2010), tác giả Đỗ Kiều Tú đã sử dụng chỉ số WQIkannel để đánh giá chất lượng nước của 22 hồ trong nội thành Hà Nội. WQIkannel được cải tiến từ phương pháp Delphi để đưa ra phương trình tổng quát tính chỉ số WQIkannel : WQIkannel = k Với n là tổng số các thông số Ci là giá trị của thông số i sau khi chuẩn hóa Pi là trọng số tương ứng cho mỗi thông số, giá trị Pi có khoảng từ 1-4. Giá trị quan trọng nhất đối với sự duy trì đời sống thủy sinh thì lấy giá trị là 4 (ví dụ như ôxi hòa tan) và giá trị chỉ định cho các thông số có ít ảnh hưởng hơn (ví dụ như hàm lượng clorua) K là hằng số chủ quan, K lấy giá trị từ 0,25 -1 tương ứng với nước bị ô nhiễm cao đến nước ít bị ô nhiễm theo nhận định sơ bộ. Trong WQIkannel giá trị trọng số chỉ phụ thuộc vào mức độ quan trọng của trọng số đối với sự duy trì cuộc sống thủy sinh, không liên quan đến tổng số thông số cần phân tích trong công thức, vì vậy khi ta thêm hay bớt số thông số thì giá trị trọng số trong công thức vẫn được giữ nguyên cho mỗi thông số. Bên cạnh đó WQIkannel còn có hằng số cảm quan k nên đánh giá đánh giá khá nhạy cho những vùng nước tiếp quản các nguồn thải trực tiếp. [27] Như vậy, hầu hết các phương pháp ở Việt Nam đã áp dụng đều dựa trên cơ sở WQI của Hoa kỳ (NSF-WQI), Bharavara (Ấn độ) và bộ Môi Trường Canada (WQI – CCME) có cải tiến cho phù hợp với chất lượng nước đúng với từng vùng vì những nhược điểm sau: NSF-WQI là chỉ số tổng quát cho phép đánh giá chất lượng nước tổng quan, ta phải tính cho 8-9 thông số chất lượng nước đặc trưng trên NFS-WQI dùng để đánh giá cho nhiều mục đích sử dụng: Nước cấp sinh hoạt, nước cấp sản xuất công nghiệp,...vì vậy khi chỉ cần đánh giá một đoạn sông, ao hoặc hồ cho 1 một mục đích riêng nào đó thì NFS-WQI sẽ đánh giá thiếu chính xác hơn.[33]. Trong WQI-CCME không tính đến trọng số có nghĩa rằng vai trò của các thông số chất lượng nước trong WQI được coi như nhau. Mặc dù trong thực tế các thành phần chất lượng nước có vai trò khác nhau đối với mỗi một nguồn nước khác nhau[34]. Các mô hình WQI đã được áp dụng không những đánh giá được chất lượng nước mà còn đề cập đến hiệu quả kinh tế trong việc kiểm soát chất lượng nước. Với mục đích của đề tài cao học, luận văn này lựa chọn phương pháp tính toán chỉ số chất lượng nước do Tổng cục Môi trường, Bộ Tài nguyên Môi trường hướng dẫn [3] 1.5. TÍNH TOÁN WQI a. Tính toán WQ thông số * WQIthông số (WQISI) được tính toán cho các thông số BOD5, COD, N-NH4+, P-PO43- , TSS, độ đục, Tổng Coliform theo công thức như sau: (1) Trong đó: BPi: Nồng độ giới hạn dưới của giá trị thông số quan trắc được quy định trong bảng 1 tương ứng với mức i BPi+1: Nồng độ giới hạn trên của giá trị thông số quan trắc được quy định trong bảng 1 tương ứng với mức i+1 qi: Giá trị WQI ở mức i đã cho trong bảng tương ứng với giá trị BPi qi+1: Giá trị WQI ở mức i+1 cho trong bảng tương ứng với giá trị BPi+1 Cp: Giá trị của thông số quan trắc được đưa vào tính toán. Bảng 7. Bảng quy định các giá trị qi, BPi i qi Giá trị BPi quy định đối với từng thông số BOD5 (mg/l) COD (mg/l) N-NH4 (mg/l) P-PO4 (mg/l) Độ đục (NTU) TSS (mg/l) Coliform (MPN/100ml) 1 100 ≤4 ≤10 ≤0,1 ≤0,1 ≤5 ≤20 ≤2500 2 75 6 15 0,2 0,2 20 30 5000 3 50 15 30 0,5 0,3 30 50 7500 4 25 25 50 1 0,5 70 100 10.000 5 1 ≥50 ≥80 ≥5 ≥6 ≥100 >100 >10.000 Ghi chú: Trường hợp giá trị Cp của thông số trùng với giá trị BPi đã cho trong bảng, thì xác định được WQI của thông số chính bằng giá trị qi tương ứng. Tính giá trị WQI đối với thông số DO (WQIDO): Tính toán thông qua giá trị DO% bão hòa. Bước 1: - Tính giá trị DObão hòa T: nhiệt độ môi trường nước tại thời điểm quan trắc (đơn vị: 0C). - Tính giá trị DO% bão hòa: DO%bão hòa = DOhòa tan / DObão hòa*100 DOhòa tan: Giá trị DO quan trắc được (đơn vị: mg/l) Bước 2: Tính giá trị WQIDO: (2) Trong đó: Cp: giá trị DO% bão hòa BPi, BPi+1, qi, qi+1 là các giá trị tương ứng với mức i, i+1 trong Bảng 8. Bảng 8. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với DO% bão hòa i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 BPi ≤20 20 50 75 88 112 125 150 200 ≥200 qi 1 25 50 75 100 100 75 50 25 1 Nếu giá trị DO% bão hòa ≤ 20 thì WQIDO bằng 1. Nếu 20< giá trị DO% bão hòa < 88 thì WQIDO được tính theo công thức (2) và sử dụng bảng 8. Nếu 88 ≤ giá trị DO% bão hòa ≤ 112 thì WQIDO bằng 100. Nếu 112 < giá trị DO% bão hòa < 200 thì WQIDO được tính theo công thức (1) và sử dụng bảng 8. Nếu giá trị DO% bão hòa ≥ 200 thì WQIDO bằng 1. * Tính giá trị WQI đối với thông số pH Bảng 9. Bảng quy định các giá trị BPi và qi đối với thông số pH I 1 2 3 4 5 6 BPi ≤5,5 5,5 6 8,5 9 ≥9 qi 1 50 100 100 50 1 Nếu pH ≤ 5.5 thì WQIpH bằng 1. Nếu 5,5 < pH < 6 thì WQIpH được tính theo công thức (2) và sử dụng bảng 9. Nếu 6 ≤ pH ≤ 8,5 thì WQIpH bằng 100. Nếu 8.5 < pH < 9 thì WQIpH được tính theo công thức ( 1) và sử dụng bảng 9. Nếu pH ≥ 9 thì WQIpH bằng 1. b. Tính toán WQI Sau khi tính toán WQI đối với từng thông số nêu trên, việc tính toán WQI được áp dụng theo công thức sau: ( 3) Trong đó: WQIa: Giá trị WQI đã tính toán đối với 05 thông số: DO, BOD5, COD, N-NH4, P-PO4 WQIb: Giá trị WQI đã tính toán đối với 02 thông số: TSS, độ đục WQIc: Giá trị WQI đã tính toán đối với thông số tổng Coliform WQIpH: Giá trị WQI đã tính toán đối với thông số pH. Ghi chú: Giá trị WQI sau khi tính toán sẽ được làm tròn thành số nguyên. 5. So sánh chỉ số chất lượng nước đã được tính toán với bảng đánh giá Sau khi tính toán được WQI, sử dụng bảng xác định giá trị WQI tương ứng với mức đánh giá chất lượng nước để so sánh, đánh giá, cụ thể được trình bày ở bảng 10. Bảng 10. Mức đánh giá chất lượng nước Giá trị WQI Mức đánh giá chất lượng nước Màu 91 - 100 Sử dụng tốt cho mục đích cấp nước sinh hoạt Xanh nước biển 76 - 90 Sử dụng cho mục đích cấp nước sinh hoạt nhưng cần các biện pháp xử lý phù hợp Xanh lá cây 51 - 75 Sử dụng cho mục đích tưới tiêu và các mục đích tương đương khác Vàng 26 - 50 Sử dụng cho giao thông thủy và các mục đích tương đương khác Da cam 0 - 25 Nước ô nhiễm nặng, cần các biện pháp xử lý trong tương lai Đỏ CHƯƠNG 2 MỤC ĐÍCH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 2.1.1. Phân tích đánh giá chất lượng nước hồ Thiền Quang theo hai mùa, mùa đông và mùa hè, từ tháng 11 năm 2010 đến tháng 7 năm 2011. 2.1.2. Đánh giá chất lượng nước hồ Thiền Quang đối chiếu QCVN 08:2008/BTNMT về chất lượng nước mặt. 2.1.3. Đánh giá chất lượng nước hồ Thiền Quang qua tính toán chỉ số chất lượng nước (WQI -water quality index). 2.1.4. Đề xuất một số biện pháp bảo vệ, quản lý chất lượng nước hồ Thiền Quang. 2.2. LẤY MẪU VÀ BẢO QUẢN Qui trình lấy mẫu, bảo quản và xử lý mẫu được thực hiện theo hướng dẫn của các tiêu chuẩn quốc gia [25,26]. Các tiêu chuẩn này đưa ra hướng dẫn chung về những điều cần lưu ý trước khi bảo quản và vận chuyển mẫu nước kể cả bảo quản và vận chuyển mẫu để phân tích sinh học. 2.2.1. Lấy mẫu Theo các TCVN viện dẫn trên, quá trình thực hiện lấy mẫu nghiên cứu chất lượng nước hồ Thiền Quang được thực hiện như sau: Xác định vị trí lấy mẫu trên hồ Hồ Thiền Quang là hồ bao gồm nhiều vũng, có nhiều bờ rất phức tạp, cạnh khu dân cư và nhà hàng, và do đó sự không đồng đều lớn theo hướng nằm ngang. Để đánh giá độ không đồng đều, cần xác định nhiều điểm lấy mẫu và tiến hành những nghiên cứu sơ bộ. Dữ liệu thu được cho phép quyết định số điểm lấy mẫu cụ thể để phân tích như sau: Một mẫu ở cống ra và một mẫu ở cống vào của nguồn nước chính, một mẫu ở cách đều hai cống, một mẫu nơi gần và ảnh hưởng của nhà hàng, 2 mẫu giữa hồ. Bình lấy mẫu: Chai PE loại 300-500ml được tráng sạch bằng axit clohidric (1:4), rửa sạch nhiều lần bằng nước và tráng nước cất cẩn thận trước khi dùng. Lấy mẫu: Nhấn chai PE vào nước hồ, tráng 2 đến 3 lần sau đó lấy đầy nước, bảo quản và nút chặt. 2.2.2. Bảo quản mẫu Mỗi vị trí lấy mẫu vào 6 chai: Chai 1 bảo quản để phân tích DO (0,3l); Chai 2 để phân tích E.coli và Coliform (0,5l); Chai 3 axit hóa bằng axit đến pH ≤ 2 để phân tích kim loại (0,3l); Chai 4 bảo quản bằng kiềm nhẹ (NaHCO3) để phân tích xianua (0,3l); Chai 5 axit hóa bằng H2SO4 đến pH = 2, giữ ở 2-5oC để phân tích COD, chất hoạt động bề mặt, sắt, amoni, asen (0.5l). Chai 6 giữ ở 2-5oC để phân tích các chỉ tiêu còn lại (1,5l)[5] PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH Phương pháp phân tích xác định các thông số chất lượng nước mặt thực hiện theo hướng dẫn của các tiêu chuẩn quốc gia hoặc tiêu chuẩn phân tích tương ứng của các tổ chức quốc tế được trình bày ở bảng 11. Bảng 11. Các thông số được xác định theo Tiêu chuẩn Việt Nam TT Tên phép thử TCVN Tài liệu tham khảo Oxi hòa tan TCVN 5499:1995 [7] pH TCVN 6492:2011 [8] COD SMEWW 5220-C-2005 [9] BOD5 TCVN 6001 –1: 1998 [10] TSS TCVN 6625:2000 [11] Nitrat TCVN 7323-1:2004 [12] Crom (VI) TCVN 6658:2000 [13] Amoni TCVN 6179-1:1996 [14] Nitrit TCVN 6178:1996 [15] Phot phat TCVN 6202:2008 [16] Fe TCVN 6177:1996 [17] Clorua TCVN 6194:1996 [18] Xyanua TCVN 6181:1996 [19] Florua TCVN 6195:1996 [20] Chất hoạt động bề mặt TCVN 6336:1998; [21] Cd ICP-MS [2] Pb ICP-MS [2] Cu ICP-MS [2] Zn ICP-MS [2] Ni ICP-MS [2] Hg ICP-MS [2] As TCVN 2663-1978 [31] Dầu mỡ khoáng TCVN 5070:1995 [22] Độ đục TCVN 6184:1996 [23] Coliform TCVN 6187-1:2009 [24] E. coli TCVN 6187-1:2009 [24] 1. Xác định oxi hòa tan (DO, mg/l), Phương pháp Winkler [7] Thêm dung dịch kiềm chứa iodua và mangan II vào mẫu nước sẽ thu được kết tủa trắng mangan hidroxit. Kết tủa này lập tức bị ôxi hòa tan trong nước ôxi hóa thành mangan có mức ôxi hóa cao hơn, màu nâu. Trong môi trường axit, hợp chất này có khả năng ôxi hóa iodua để tạo ra iot, dùng dung dịch tiêu chuẩn natrithiosunfat để chuẩn độ lượng iot sinh ra, từ đó sẽ tính được hàm lượng oxi hòa tan trong mẫu nước. 2. Xác định pH [8] Rửa điện cực bằng nước cất và bằng mẫu rồi nhúng điện cực vào mẫu. Lắc nhẹ dung dịch và đọc giá trị pH khi không khuấy. 3. Xác định nhu cầu oxi hóa học (COD, mgO/l) [9]. Đun hồi lưu mẫu thử với lượng dư kali dicromat đã biết trước, khi có mặt thủy ngân II sunphat và xúc tác bạc trong axit sunfuric đặc trong 2 tiếng, trong khi phản ứng, một phần dicromat bị khử do sự có mặt của các chất có khả năng bị oxi hóa. Đo quang mầu xanh (đối với mẫu có nồng độ cao) hoặc vàng (đối với mẫu có nồng độ thấp) của dung dịch và xác định nồng độ theo đường chuẩn. Dung dịch chuẩn được dùng là Kalihydrophtalat 4. Xác định nhu cầu oxi sinh hóa sau 5 ngày ủ (BOD5, mgO/l) [10] Trung hòa mẫu nước cần phân tích và pha loãng bằng những lượng khác nhau của một loại nước pha loãng giàu oxi hòa tan và chứa các vi sinh vật hiếu khí, có hoặc không chứa chất ức chế sự nitrat hóa. Tiến hành đồng thời thí nghiệm kiểm tra với dung dịch chuẩn của Gluco và axit Glutamic. Ủ ở nhiệt độ xác định trong 5 ngày, ở chỗ tối, trong bình hoàn toàn đầy và nút kín. Xác định nồng độ oxi hòa tan trước và sau khi ủ. Tính khối lượng nồng độ oxi hòa tan trước và sau khi ủ. Tính khối lượng ôxi tiêu tốn trong 1 lít nước. 5. Xác hàm lượng tổng chất rắn lơ lửng (TSS, mg/l) [11] Dùng máy lọc chân không hoặc thiết bị tương đương để lọc mẫu qua cái lọc sợi thủy tinh đã biết trước khối lượng, sấy cái lọc ở 105oC đến khối lượng không đổi và cân để xác định chất rắn lơ lửng trên cái lọc. 6. Xác định nitrat ( NO3-, mg/l) -phương pháp đo phổ bằng 2,6-Dimethyl phenol. [12] Phản ứng của Nitrat với 2,6-Dimethyl phenol có mặt của axit sunphuric và photphoric tạo ra 4-nitro -2-6 dimetylphenol. Thời gian phản ứng là khoảng 5 phút. Đo độ hấp thụ của sản phẩm sinh ra bằng quang phổ kế ở bước sóng 324 nm và xác định nồng độ nitrat trong mẫu thử theo đường chuẩn. 7. Xác định Cr6+ (mg/l)-Phương pháp đo phổ dùng 1,5-Diphenylcacbazid. [13] Sau khi mẫu được xử lý trước (để ổn định trạng thái ôxi hóa Cr6+ và Cr3+ nếu chúng có mặt) thì Cr6+ phản ứng với 1,5-Diphenylcacbazid để tạo ra mầu tím đỏ của phức crom 1,5-Diphenylcacbazon. Đo độ hấp thụ của phức này nằm trong khoảng 540-550nm. 8. Xác định Amoni (NH4+, mg/l) -Phương pháp chưng cất và chuẩn độ.[14] Điều chỉnh pH của phần mẫu thử đến khoảng 6,0 đến 7,4. Thêm magie oxit để tạo môi trường kiềm yếu, chưng cất amoniac được giải phóng và thu vào bình chứa có sẵn dung dịch boric và chỉ thị. Chuẩn độ amoni trong phần cất được bằng dung dịch chuẩn axit HCl. 9. Xác định Nitrit (NO2-, mg/l)- Phương pháp trắc phổ hấp thụ phân tử.[15] Phản ứng của nitrit trong mẫu thử với thuốc thử 4-Aminobenzen sufonamid với sự có mặt của axit octhophosphoric ở pH bằng 1,9 để tạo muối diazo, muối này sẽ tạo thuốc nhuộm màu hồng với N-(1Naphtyl)-1,2 diamonietan dihydroclorua (được thêm vào bằng thuốc thử 4-aminobenzen sufonamid, đo mật độ quang tại bước sóng 540nm 10. Xác định phospho (P- PO43-, mg/l) - Phương pháp đo phổ dùng amoni molipdat [16] Phản ứng giữa PO43- và một dung dịch axit chứa molipdat và ion antimon tạo ra phức chất antimon photphomolipdat. Khử phức sắt bằng axit ascobic tạo thành phức chất molipden màu xanh đậm. Đo độ hấp thụ của phức chất để xác định nồng độ octophosphat. Xác định polyphosphat và một số hợp chất phospho hữu cơ bằng cách thủy phân chúng với axit sunphuric để chuyển sang dạng octophosphat phản ứng với molipdat. Một số hợp chất phospho hữu cơ được chuyển thành octocphosphat bằng vô cơ hóa với axit nitric – axit sunphuric. 11. Xác định sắt (Fe, mg/l) - Phương pháp trắc phổ dùng thuốc thử 1,10-Phenantrolin. [17] Thêm dung dịch 1,10-phenantrolin vào lượng mẫu và đo độ hấp thụ của phức chất màu da cam – đỏ ở bước sóng bằng 510nm. Nếu có sắt hòa tan, thêm hydroxyl-amoni clorua để khử sắt II thành sắt III. Nếu có sắt không tan, oxit sắt hoặc phức chất sắt, cần phải xử lý sơ bộ để hòa tan các chất đó. Phức chất sắt II-1,10-phenanronin bền trong khoảng pH từ 2,5-9 và màu sắc tỷ lệ với hàm lượng Fe II. Quan hệ giữa nồng độ sắt và độ hấp thu là tuyến tính với nồng độ sắt nhỏ hơn 5,0mg/l. Độ hấp thu cao nhất khi đo ở λ=510nm (hệ số hấp thu phân tử 11x103 l/mol.cm) 12. Xác định clorua (Cl, mg/l) – Phương pháp chuẩn độ bạc nitrat với chỉ thị cromat[18]. Phản ứng của ion Cl- với ion thêm vào tạo thành kết tủa bạc clorua không hòa tan. Việc dư dù một lượng nhỏ ion bạc tạo thành cromat mầu nâu đỏ với ion cromat được thêm làm chất chỉ thị. Phản ứng này được dùng để biết điểm kết thúc. Đo độ pH được duy trì trong khoảng từ 5-9,5 trong suốt quá trình chuẩn độ. 15. Xác định xianua (CN-, mg/l) [19]. Đun nóng mẫu với axit clohiddric trong sự có mặt của ion đồng I. Lôi cuốn xyanua giải phóng theo một luồng không khí sang bình hấp thu chứa dung dịch natri hidroxit. 16. Xác định florua (F, mg/l) - Phương pháp dò điện hóa đối với nước sinh hoạt và nước bị ô nhiễm nhẹ[20]. Khi điện cực chọn lọc florua tiếp xúc với dung dịch nước có chứa ion florua, sự chênh lệch điện thế giữa điện cực đo và điện cực so sánh tăng lên. Giá trị của sự chênh lệch về điện thế này tỉ lệ với logarit của hoạt động ion florua theo phương trình Nernst. Nhiệt độ và nồng độ của ion có thể ảnh hưởng đến sự chênh lệch điện thế. Do đó, các thông số này phải giữ nguyên trong suốt quá trình phân tích. Hoạt độ của ion florua cũng phụ thuộc vào độ pH. Độ pH giữa 5 và 7 là thích hợp nhất cho phép đo. Các dung dịch đệm đặc biệt được sử dụng để ổn định độ pH và hệ số hoạt tính. Các điện cực chọn lọc ion florua hoạt động trong khoảng 0,2mg/l -2000mg/l, mối quan hệ giữa điện thế và logarit của nồng độ florua là tuyến tính. 17. Xác định chất hoạt động bề mặt theo - Phương pháp thử chất hoạt động bề mặt metylen xanh[21] Dựa vào sự tạo thành một cặp ion có thể chiết được bằng clorofom, có màu xanh do phản ứng catrion metylenxanh và chất hoạt động bề mặt anion (kể cả Linear Ankyl benzen sunfonat (LAS), các sunphonat khác và các este sunphat. Mẫu được trộn với một dung dịch nước đã axit hóa của metylenxanh. Các cặp ion kỵ nước tạo thành sẽ được chiết hết cùng với clorofom. Lớp chiết này được rửa với một dung dịch axit để loại các cặp ion kỵ nước kém (có hệ số phân bố thấp) tạo thành do các chất cản trở điện thế. Lớp clorofom giữ lại các cặp ion meylen xanh-LAS kỵ nước cao. Cường độ màu xanh của lớp chiết cloroform sẽ được đo màu ở bước sóng hấp thụ cực đại khoảng 650nm. Cường độ này tỷ lệ với nồng độ của LAS qua một đường cong hoặc đồ thị chuẩn. 18. Xác định dầu mỏ và các sản phẩm dầu mỏ - Phương pháp khối lượng [22] Dùng clorofom tách dầu và các sản phẩm của dầu ra khỏi nước, chưng cất để loại hết dung môi, cân để định lượng. Dùng hexan để hòa tan các sản phẩm dầu và cho qua cột sắc ký chứa nhôm oxit để tách chúng ra khỏi các chất phân cực và các chất không phải là những liên kết của cacbon có trong dầu, loại hết dung môi, cân để định lượng. 19. Xác định độ đục [23] Mẫu nước chứa các chất không hòa tan tạo ra khuếch tán bức xạ không đồng đều ở mọi hướng và làm giảm các bức xạ. Đo hệ số giảm quang phổ chung μ(λ) bằng tổng của hệ số quang phổ khuếch tán S(λ) và hệ số quang phổ hấp thụ A(λ). 20. Phát hiện và xác định vi khuẩn Escherichia coli và vi khuẩn coliform -Phương pháp lọc màng.[24] Dựa trên sự lọc qua màng và gồm hai phần là phép thử tiêu chuẩn làm đối chứng và phép thử nhanh tùy chọn có thể tiến hành song song như sau: Phép thử tiêu chuẩn gồm việc ủ màng trong môi trường chọn lọc sau đó lấy đặc trưng sinh hóa các khuẩn lạc dương tính lactoza điển hình để phát hiện và đếm vi khuẩn Coliform và E. Coli trong 2-3 ngày. Phép thử nhanh gồm hai bước ủ cho phép phát hiện và đếm E. Coli trong vòng 21±3 (h). 21. Xác định kim loại nặng bằng phương pháp ICP-MS Phương pháp định lượng bằng đường chuẩn Nếu nồng độ chất trong một khoảng nồng độ nhất định cho phép thì tín hiệu thu được sau khi đo sẽ phụ thuộc tuyến tính với nồng độ và được biểu diễn dưới dạng Ix=k.Cx. Phương pháp đường chuẩn là phương pháp dựa theo phương trình cơ bản của phép đo phổ Ix=k.Cx. Khi ta tìm được phương trình đường thẳng, xác định được tín hiệu ta sẽ tìm được nồng độ của chất cần phân tích.[2] 2.4. THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT Thiết bị - Máy đo pH hãng Hanna, Mỹ - Máy Specord của hãng Analytik Jena - Máy Hach - DR 2800, Mỹ - Lò đun COD, hãng Hach, Mỹ - Tủ BOD - Bộ chiết dầu mỡ tổng - Bộ xác định Asen - Bộ cất đạm Kjeldal - Cân phân tích độ chính xác ± 10-4g - Các dụng cụ cơ bản khác: Bếp điện, bình định mức thủy tinh loại A, dung tích 25, 50, 100ml, pipet.... 2. Hóa chất: Các loại hóa chất sử dụng đều thuộc loại tinh khiết phân tích (PA) hoặc tinh khiết thuốc thử (P.R.) và siêu tinh khiết của Merck và được pha chế bằng nước cất. - Dung dịch tiêu chuẩn được pha từ ống chuẩn của Merck. - Các loại axit đặc tinh khiết phân tích. CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. ĐIỀU KIỆN MÔI TRƯỜNG ẢNH HƯỞNG ĐẾN KẾT QUẢ PHÂN TÍCH Thời gian lấy mẫu thử nghiệm : 9 tháng (từ ngày 4-11-2010 đến ngày 30-7-2011) Số lần lấy mẫu: 18 đợt x 4-6 vị trí Tổng số mẫu: 72-108 mẫu Mỗi mẫu phân tích 26 thông số gồm COD; BOD5; amoni (NH4+-N); nitrit (NO2--N); chất hoạt động bề mặt; tổng dầu mỡ, tổng chất rắn lơ lửng (TSS), chì (Pb), cadimi (Cd), kẽm (Zn), DO, thủy ngân (Hg), pH, clorua (Cl-), đồng (Cu), florua (F-), niken (Ni), sắt (Fe), nitrat, crom III, crom VI, asen, phosphat, xianua, coliform, E.coli. Điều kiện thời tiết của ngày lấy mẫu từ tháng 11-2010 đến tháng 4-2011 chủ yếu là hanh khô, rét, ít mưa hoặc mưa nhỏ, đặc trưng cho mùa khô. Điều kiện thời tiết của ngày lấy mẫu từ tháng 5-2011 đến tháng 7-2011 chủ yếu là có mưa, trời nắng nóng, đặc trưng cho mùa mưa. Các vị trí lấy mẫu được trình bày ở bản đồ sau. Giữa hồ 2 Giữa hồ 1 Cách đều 2 cống Cống vào Cống ra Gần nhà hàng Điều kiện thời tiết và nhiệt độ trong môi trường nước hồ được đo tại thời điểm lấy mẫu; chi tiết được trình bày trong bảng 12. Bảng 12. Điều kiện thời tiết các đợt lấy mẫu và nhiệt độ nước hồ Đợt lấy mẫu Ngày lấy mẫu Điều kiện thời tiết Tnước (oC) Đ1 4-11-2010 Ít mây, sáng sớm có sương mù, ngày nắng, gió đông bắc cấp 2 – 3, đêm và sáng trời rét, nhiệt độ từ 17oC đến 28oC. 23 Đ2 18-11-2010 Nhiều mây, không mưa, sáng sớm có sương mù nhẹ, trưa chiều trời nắng, gió đông bắc cấp 2 – 3, đêm và sáng sớm trời trở rét, nhiệt độ từ 21oC đến 28oC. 23 Đ3 2-12-2010 Trời lạnh về chiều, khô hanh, nhiệt độ từ 22oC đến 29oC. 23 Đ4 16-12-2010 Nhiều mây, có mưa nhỏ, sau không mưa. Gió đông bắc cấp 3-4. Trời rét đậm. Nhiệt độ từ 15oC đến 17oC. 16 Đ5 30-12-2010 Trời rét đậm, nhiệt độ từ 19oC đến 22oC. 20 Đ6 20-1-2011 Mưa nhỏ rải rác vào sáng sớm và chiều tối, nhiệt độ từ 8oC đến13oC. 9 Đ7 17-2-2011 Trời đẹp, không mư