1   KHOA H     Phân tích, đánh giá hàm lượng PO43- trong nước bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV – VIS. Qua đó, đánh giá sự phú dưỡng nguồn nước Bàu Thạc Gián – Vĩnh Trung, thành phố Đà Nẵng  GVHD :  SVTH : Đỗ Thị Như Thảo  2       KHOA HÓA   Họ và tên sinh viên: Đỗ Thị Như Thảo GVHD : ThS.  Lớp : 08CHP  Phân tích, đánh giá hàm lượng PO 4 3- trong nước bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS. Qua đó, đánh giá sự phú dưỡng nguồn nước Bàu Thạc Gián – Vĩnh Trung, thành phố Đà Nẵng.    - Nguyên liệu: Mẫu nước tại Bàu Thạc Gián – Vĩnh Trung, thành phố Đà Nẵng. - Dụng cụ: Cốc, phễu, đũa thủy tinh, ống đong, bình định mức, pipet các loại. - Thiết bị: Máy quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS hiệu Jasca V-530, cân phân tích hiệu Precisa XT 220-A, thiết bị lấy mẫu. - Hóa chất: + Amonimolipdat: (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 .4H 2 O. + Kaliđihiđrogenphotphat: KH 2 PO 4 . + SnCl 2 tinh khiết loại phân tích. + FeCl 3 .6H 2 O. + NaF tinh khiết phân tích. + Nước cất.   Nghiên cứu quy trình xác định PO 4 3- trong nước bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS. 3  Tìm điều kiện thích hợp cho quá trình phân tích đánh giá hàm lượng PO 4 3- trong nước bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS. - Khảo sát thời gian ổn định phức màu. - Khảo sát lượng thuốc thử amonimolipdat, lượng tác nhân khử SnCl 2 thích hợp cho quá trình. - Khảo sát ảnh hưởng của Fe 3+ đến quá trình phân tích xác định PO 4 3- bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS, đưa ra phương pháp loại trừ ảnh hưởng của Fe 3+ bằng cách tạo phức FeF 6 3- .  Đề xuất quy trình phân tích xác định hàm lượng PO 4 3- trong nước bằng phương pháp quang phố hấp thụ phân tử UV-VIS.  Áp dụng quy trình đã đề xuất để phân tích và đánh giá hàm lượng PO 4 3- trong nước, qua đó đánh giá sự phú dưỡng nguồn nước Bàu Thạc Gián – Vĩnh Trung, thành phố Đà Nẵng.  ThS. Phạm Thị Hà, Giảng viên bộ môn hóa phân tích - Khoa Hóa – Trường Đại Học Sư Phạm – Đại Học Đà Nẵng. Ngày 6. Ngày hoàn thành:   PGS    Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày 25 tháng 5 năm 2012. Kết quả điểm đánh giá:… Ngày …tháng 05 năm 2012  (Ký và ghi rõ họ tên) 4   Hàm lượng các chất dinh dưỡng ở mức cho phép và nguy hiểm……….13  Bảng giá trị xây dựng đường chuẩn……………………………… … 32  Giá trị mật độ quang của dãy dung dịch chuẩn………… ……………37  Giá trị mật độ quang của dung dịch PO 4 3- ở các thời gian khác nhau 38  Giá trị mật độ quang của dung dịch PO 4 3- với lượng thuốc thử amonimolipdat khác nhau……………………………… ……………………… 39  Giá trị mật độ quang của dung dịch PO 4 3- với lượng thuốc thử thiếc (II) clorua khác nhau………………………… ……………………………………….40  Kết quả khảo sát ảnh hưởng của Fe 3+ đối với việc xác định PO 4 3- … 41  Giá trị mật độ quang của dung dịch PO 4 3- khi có mặt Fe 3+ và được loại trừ bằng F - ………………………………………………….………………………42  Kết quả khảo sát hiệu suất thu hồi của phương pháp…………… 43  Kết quả xác định độ lặp lại của phương pháp xác định PO 4 3- …… 44  Kết quả độ chính xác của phương pháp xác định PO 4 3- … 45  Kết quả phân tích một số mẫu ở Bàu Thạc Gián – Vĩnh Trung đợt 1 46 B Kết quả phân tích một số mẫu ở Bàu Thạc Gián – Vĩnh Trung đợt 2 47 5   Hình 1.1. Sơ đồ máy đo quang 2 chùm tia 18 Hình 1.2. Sơ đồ chu trình photpho…………………… …………………………22 Hình 1.3. Bản đồ hồ Thạc Gián – Vĩnh Trung……………… ………………… 25 Hình 1.4. Quang cảnh hồ Thạc Gián – Vĩnh Trung…………… ……………… 26 Hình 2.1. Sơ đồ vị trí lấy mẫu……………… ………………………………… 36 Hình 2.2. Sơ đồ mặt cắt vị trí lấy mẫu……………… ………………………… 36 Hình 3.1. Đồ thị đường chuẩn xác định PO 4 3- ………… ……………………… 37 Hình 3.2. Giá trị mật độ quang của dung dịch PO 4 3- ở các thời gian khác nhau 38 Hình 3.3. Giá trị mật độ quang của dung dịch PO 4 3- với lượng thuốc thử amonimolipdat khác nhau…………………………… ………………………… 39 Hình 3.4. Giá trị mật độ quang của dung dịch PO 4 3- với lượng thuốc thử thiếc (II) clorua khác nhau……………………… ……………………………………….…40 Hình 3.5. Đồ thị mật độ quang của dung dịch PO 4 3- khi có mặt Fe 3+ ở các nồng độ khác nhau……………………….………………………………………….………41 Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn mật độ quang của dung dịch PO 4 3- khi có mặt Fe 3+ và được loại trừ bằng F - ……………………………………………………… …… 42 6  Cũng như không khí và ánh sáng, nước không thể thiếu được trong đời sống con người. Trong quá trình hình thành sự sống trên Trái Đất thì nước và môi trường nước đóng vai trò đặc biệt quan trọng. Nước tham gia vào vai trò tái sinh thế giới hữu cơ (tham gia quá trình quang hợp). Trong quá trình trao đổi chất nước đóng vai trò trung tâm. Những phản ứng lý hóa học diễn ra với sự tham gia bắt buộc của nước. Nước phục vụ cho mục đích sinh hoạt của con người và đóng vai trò cực kì quan trọng trong sản xuất. Đối với cây trồng, nước là nhu cầu thiết yếu, đồng thời có vai trò điều tiết các chế độ nhiệt, ánh sáng, chất dinh dưỡng, vi sinh vật, độ thoáng khí trong đất… Tuy nhiên, do hoạt động của con người mà làm cho môi trường nước ngày càng bị ô nhiễm. Nguyên nhân từ các loại chất thải và nước thải công nghiệp được thải ra lưu vực các con sông mà chưa qua xử lý đúng mức, các loại phân bón hóa học và thuốc trừ sâu ngấm vào nguồn nước ngầm và nước ao hồ, nước thải sinh hoạt được thải ra từ các khu dân cư ven sông. Điều đó dẫn đến sự ô nhiễm trầm trọng đến môi trường sống, ảnh hưởng đến sự phát triển toàn diện của đất nước, sức khỏe, đời sống của nhân dân cũng như vẻ mỹ quan của khu vực. Cùng với sự phát triển của nền công nghiệp nước ta, tình hình ô nhiễm môi trường cũng gia tăng đến mức báo động. Nằm giữa trung tâm thành phố Đà Nẵng, Bàu Thạc Gián - Vĩnh Trung có diện tích hơn 29220m 2 , có dung lượng nước chứa từ 40.000 - 52.000m 3 gồm hai bàu nhỏ thông nhau và lấy đường Hàm Nghi làm ranh giới. Bàu ở phía Đông thuộc phường Vĩnh Trung, phía Tây thuộc phường Thạc Gián, quận Thanh Khê thành phố Đà Nẵng. Đây là nơi tập trung nước thải của cả khu vực dân cư rộng khoảng 50ha, mật độ từ 200 - 300 người/ha. Ngoài ra, hồ Thạc Gián - Vĩnh Trung còn làm nhiệm vụ điều hoà nước vào mùa mưa để giảm ngập lụt cho các tuyến đường Nguyễn Văn Linh, Nguyễn Hoàng, Hàm Nghi, khu dân cư các phường Nam Dương, Vĩnh Trung, Thạc Gián 7 Để góp phần nhỏ trong quá trình nâng cao hiệu quả sử dụng và bảo vệ lâu dài nguồn nước Bàu Thạc Gián - Vĩnh Trung, chúng tôi thực hiện đề tài “Phân tích, đánh giá hàm lượng PO 4 3- trong nước bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS. Qua đó, đánh giá sự phú dưỡng nguồn nước Bàu Thạc Gián – Vĩnh Trung, thành phố Đà Nẵng”. Nội dung đề tài: 1. Nghiên cứu quy trình xác định PO 4 3- trong nước bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS. 2. Tìm điều kiện thích hợp cho quá trình phân tích đánh giá hàm lượng PO 4 3- trong nước bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS. 3. Phân tích và đánh giá hàm lượng PO 4 3- trong nước, qua đó đánh giá sự phú dưỡng nguồn nước Bàu Thạc Gián – Vĩnh Trung, thành phố Đà Nẵng. 8   [2]  Thủy quyển là một thành phần cơ bản của môi trường tự nhiên, bao gồm toàn bộ nước của các đại dương, sông, suối, ao, hồ, đầm, kênh rạch, nước ngầm, băng tuyết và hơi ẩm trong không khí. Khoảng 97% lượng nước trên thế giới là nước mặn. Nước ngọt chiếm tỉ lệ rất nhỏ khoảng 3%. Nguồn nước tự nhiên dồi dào đảm bảo cho trái đất luôn được cân bằng về khí hậu. Nước là dung môi lý tưởng để hòa tan, phân bố các hợp chất vô cơ và hữu cơ, tạo điều kiện thuận lợi cho sự phát triển của thủy sinh và các động-thực vật trên cạn. Nước cũng là môi trường thuận lợi cho giao thông đường thủy, thể thao và giải trí. Nước mặt bao gồm các nguồn nước ở sông, suối, ao, hồ, đầm, kênh rạch…Đặc điểm chung của các nguồn nước này phụ thuộc rất mạnh vào điều kiện khí hậu, địa hình từng khu vực. Nguồn nước mặt có tầm quan trọng hàng đầu trong việc cung cấp nước cho các mục đích khác của con người, đồng thời là nơi tiếp nhận một khối lượng khổng lồ các nguồn chất thải do sinh hoạt và các hoạt động sản xuất của con người thải ra.  Nước ngầm được dự trữ trong phần xốp của bề mặt trái đất hoặc trong các khe nứt từ đá. Nước này có khả năng di chuyển thành mạch ngầm. Mức nước ngầm phụ thuộc vào địa hình và lượng mưa của từng khu vực. Nước ngầm cũng là một nguồn nước quan trọng được dùng để cung cấp cho các nhu cầu sinh hoạt của con người cũng như phục vụ sản xuất công nghiệp.   [4,5] Sự ô nhiễm nguồn nước: “Khi nồng độ của một hay nhiều chất có trong nước vượt quá tải trọng của môi trường và trong một khoảng thời gian đủ để gây tác động hay hậu quả rõ rệt gọi là sự ô nhiễm nguồn nước”. 9 Sự có mặt của các chất độc hại trong nước thải xả vào nguồn nước sẽ làm phá vỡ cân bằng sinh học tự nhiên của nguồn nước phụ thuộc vào các điều kiện xáo trộn và pha loãng của nước thải và nước nguồn. Sự có mặt của các vi sinh vật, trong đó có vi khuẩn gây bệnh sẽ đe dọa tính an toàn vệ sinh nguồn nước.  [4] Có nhiều nguồn gây ô nhiễm nước bề mặt. Hầu hết các nguồn gây ô nhiễm là do hoạt động sản xuất công nghiệp, thủ công nghiệp, nông nghiệp, ngư nghiệp, giao thông vận tải, dịch vụ du lịch và sinh hoạt của con người tạo nên. Ô nhiễm nước do yếu tố tự nhiên có thể là nghiêm trọng nhưng không thường xuyên mà nguyên nhân chính gây suy thoái chất lượng nước toàn cầu là do các nguồn nhân tạo.  Sự ô nhiễm có nguồn gốc tự nhiên: Đó là do mưa, tuyết tan, lũ lụt, gió bão… hoặc do các sản phẩm hoạt động sống của sinh vật, kể cả xác chết của chúng có thể là nghiêm trọng nhưng đây không phải là nguyên nhân chính gây suy thoái chất lượng nước toàn cầu.  Sự ô nhiễm có nguồn gốc nhân tạo: Chủ yếu do nguồn nước thải từ các vùng dân cư, khu công nghiệp, hoạt động giao thông vận tải, do sử dụng thuốc trừ sâu diệt cỏ và phân bón trong nông nghiệp vào các nguồn nước sẵn có. 1.2.3. Các tác nhân  1.2.3.1.  Nhiều ion vô cơ có nồng độ rất cao trong nước tự nhiên, đặc biệt là trong nước biển. Trong nước thải đô thị luôn chứa một lượng lớn các ion Cl - , SO 4 2- , PO 4 3- , Na + , K + . Trong nước thải công nghiệp, ngoài các ion kể trên còn có thể có các chất vô cơ có độc tính rất cao như các hợp chất của Hg, Pb, Cd, As, Sb, Cr, F  Các hợp chất chứa nitơ: Các hợp chất chứa nitơ trong nước tự nhiên là chất dinh dưỡng cho thực vật. Nó thúc đẩy sự phát triển của vi sinh vật như vi khuẩn, nấm nước, tảo, thực vật nổi. Khi nhiều chất dinh dưỡng chúng sẽ phát triển dày đặc , khi chết đi chúng làm BOD cao, gây thiếu oxi trong nguồn nước, tạo mùi vị cho nước và hạn chế sử dụng nguồn nước cho mục đích khác. 10 Nitơ ở trong nước tồn tại ở nhiều dạng khác nhau như nitrit, nitrat, amoni và các dạng hữu cơ. Nitơ có vai trò quan trọng trong hệ sinh thái nước, cần thiết cho đời sống sinh vật vì là một phần của protein. Tất cả các quá trình sống đều được các enzim điều chỉnh mà các enzim lại là những protein chứa nitơ. Do đó, nitơ ở một lượng thích hợp là cần thiết. Người ta đề cập đến ba dạng tồn tại chủ yếu của nitơ đó là: nitrit, nitrat, amoni. Nitrit (NO 2 - ), nitrat (NO 3 - ), amoni (NH 4 + ) là sản phẩm của quá trình trao đổi chất. Trong chu trình nitơ, các chất này có thể chuyển hóa qua lại lẫn nhau. Khi phân tích hàm lượng nitơ trong nước:  Nếu nước chứa hầu hết các hợp chất hữu cơ chứa nitơ ở dạng amoni và các amoni hydroxyt (NH 4 OH) thì chứng tỏ nước mới bị ô nhiễm. Amoniac trong nước sẽ ảnh hưởng độc hại đối với cá và vi sinh vật.  Nếu nước chứa chủ yếu hợp chất nitơ ở dạng nitrit là nước đã bị ô nhiễm trong một thời gian dài.  Nếu nước chứa chủ yếu hợp chất nitơ ở dạng nitrat chứng tỏ quá trình oxi hóa đã kết thúc. Nitrit là một sản phẩm trung gian trong cả hai quá trình: oxi hóa NH 3 thành nitrat và quá trình khử nitrat. Nitrat là thành phần tự nhiên của nước, là sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy các hợp chất chứa nitơ trong nước. Tuy nhiên, các nitrat chỉ bền ở điều kiện hiếu khí. Trong điều kiện yếm khí, chúng nhanh chóng bị khử thành nitơ tự do tách ra khỏi nước, loại trừ sự phát triển của tảo và các thực vật khác sống dưới nước. Khi hàm lượng nitrat cao thì nó gây hiện tượng phú dưỡng làm cho thực vật phát triển nhanh, tiếp theo là chúng chết hàng loạt gây giảm DO và tăng BOD rồi bốc mùi các khí thối. Mặt khác, khi hàm lượng nitrat cao có thể gây độc hại đối với người vì khi vào cơ thể trong điều kiện thích hợp ở hệ tiêu hóa chúng sẽ chuyển hóa thành nitrit, kết hợp với hồng cầu tạo thành chất không vận chuyển oxi gây bệnh cho người như xanh xao, thiếu máu. Trẻ sơ sinh dưới 6 tháng tuổi rất dễ mắc bệnh vì trong cơ thể lượng enzim ức chế methemoglobin rất thấp. Methemoglobin được tạo thành do hemoglobin trong tế bào máu bị oxi hóa, mà methemoglobin không có [...]... phương pháp này 1.6 Giới thiệu Bàu Thạc Gián – Vĩnh Trung [9] 1.6.1 Vị trí địa lý Hồ Thạc Gián – Vĩnh Trung nằm giữa hai phường Thạc Gián và Vĩnh Trung, quận Thanh Khê, thành phố Đà nẵng Nguyên gốc hồ Thạc Gián – Vĩnh Trung là một cái đầm có diện tích khoảng 11 ha, do quá trình đô thị hóa nên diện tích hồ bị thu hẹp còn lại khoảng 3 ha Hình 1.3 Bản đồ hồ Thạc Gián – Vĩnh Trung 1.6.2 Chức năng của hồ... hơn 10-7 M Do đó, được ứng dụng trong hai lĩnh vực Thứ nhất là trong lĩnh vực phân tích lượng vết, phép đo phổ trắc quang trong vùng phổ tử ngoại và khả kiến cho phép định lượng các cấu tử của mẫu có hàm lương cỡ 1ppm về khối lượng Thứ hai là trong lĩnh vực vi phân phân tích có thể xác định, định lượng các cấu tử chính trong mẫu có kích thước rất nhỏ - So với phương pháp chuẩn độ và trọng lượng truyền... phép phổ trắc quang là một phương pháp thực hiện nhanh và thuận lợi - Nhờ có phần lớn máy quang phổ hiện đại mà có thể tiến hành phép đo từ 5 đến 10 mẫu trong 1 phút Ngoài ra dễ dàng tự động hóa phương pháp đo phổ trắc quang, bắt đầu từ việc đưa mẫu vào cho đến tính nồng độ một số cấu tử trong mẫu 1.4.5 Các phƣơng pháp phân tích định lƣợng trắc quang UV-VIS 1.4.5.1 Phƣơng pháp đƣờng chuẩn Khi phân. .. [3] 1.4.1 Cơ sở lý thuyết của phƣơng pháp Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS là một trong những phương pháp tiêu chuẩn để phân tích các chỉ tiêu chất lượng nước Cơ sở của phép định lượng là dựa trên định luật Lambert-Beer như sau: Khi chiếu một chùm tia đơn sắc với cường độ ánh sáng I0 đi qua dung dịch có nồng độ xác định thì một phần ánh sáng bị hấp thụ (Ih) và một phần ló ra khỏi dung dịch... hình thành như phản ứng trên rồi bị khử bởi thiếc diclorua tạo hợp chất màu mạnh là Xanh molipden Độ đậm màu của dung dịch (độ hấp thụ hay mật độ quang) tỉ lệ với hàm lượng photphat có trong dung dịch phân tích Phương pháp này nhạy hơn và nồng độ tối thiểu có thể phân tích nhỏ hơn phương pháp axit Vanadomolipdo photphoric Độ nhạy của phương pháp là 0.01 mg/l Trong đề tài chúng tôi sử dụng phương pháp. .. cơ phân hủy sinh học Tổng lượng các nguyên tố phú dưỡng có thể bao gồm lượng nguyên tố phú dưỡng bên ngoài từ sự ô nhiễm các nguồn nước chảy vào hồ, do xóa mòn và rửa trôi đất nông nghiệp, đồng thời bao gồm lượng nguyên tố phú dưỡng bên trong do các nguyên tố photpho và nitơ được tái tạo từ các lắng đọng đáy hồ 1.3.3 Các nguồn gây nên sự phú dƣỡng Trong tự nhiên các hồ nguyên thủy đều nghèo dinh dưỡng, ... phú dưỡng nhân tạo Sông hồ bị phú dưỡng nguồn nước do phải tiếp nhận chất dinh dưỡng từ các nguồn sau: 1.3.3.1 Nƣớc thải đô thị (sinh hoạt, dịch vụ) Các chất dinh dưỡng từ các nguồn đô thị có thể từ nước thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp và nước thoát đi sau khi mưa Bột giặt chứa photpho trở thành nguồn photpho rất quan trọng trong nước thải sinh hoạt Tùy vào ngành công nghiệp và mức độ xử lý mà lượng. .. súc, nhưng có nhiều trong nước là điều không tốt vì dẫn đến sự phú dưỡng hóa nguồn nước Nước không ô nhiễm có nồng độ photphat nhỏ hơn 0.01mg/l Ở các nguồn nước bị ô nhiễm do nước thải đô thị và công nghiệp có thể có nồng độ photphat đến 0.5mg/l 1.5.2 Sự tồn tại của photpho trong nƣớc [1] 27 Photpho xâm nhập vào nước có nguồn gốc từ nước thải đô thị, phân hóa học cuốn trôi từ đất, nước mưa hoặc photpho... thời gian thích hợp cho mỗi quy trình phân tích các chất cụ thể Phép đo mật độ quang phải được thực hiện khi dung dịch màu ổn định 1.4.3 Sơ đồ máy quang phổ hấp thụ phân tử Không phụ thuộc vào vùng phổ, các máy đo độ truyền quang và độ hấp thụ (mật độ quang) của dung dịch bao gồm 5 bộ phận cơ bản : - Nguồn bức xạ có năng lượng ổn định 23 - Bộ phận tạo bức xạ đơn sắc cho phép ta chọn bước sóng của bức... thực phẩm trong nước phụ thuộc vào lượng N, P có mặt trong nước Do hoạt động của con người, nước thải đô thị, nước thải sản xuất, nước từ đất canh tác dư thừa phân bón đã làm tăng cao chất dinh dưỡng kích thích sự phát triển của thủy sinh vật, đặc biệt là tảo lam và làm giảm chất lượng nước Sự phát triển bùng nổ của tảo làm cho nước đục, tảo chết sẽ kết thành khối nổi trên mặt nước, quá trình phân hủy . Phân tích, đánh giá hàm lượng PO43- trong nước bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV – VIS. Qua đó, đánh giá sự phú dưỡng nguồn nước Bàu Thạc Gián – Vĩnh Trung, thành phố Đà Nẵng.  Phân tích, đánh giá hàm lượng PO 4 3- trong nước bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS. Qua đó, đánh giá sự phú dưỡng nguồn nước Bàu Thạc Gián – Vĩnh Trung, thành phố Đà Nẵng. . giá hàm lượng PO 4 3- trong nước bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS. Qua đó, đánh giá sự phú dưỡng nguồn nước Bàu Thạc Gián – Vĩnh Trung, thành phố Đà Nẵng . Nội dung đề tài: