Luận Văn Phân tích, đánh giá hàm lượng (PO4)3- trong nước bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS.

Khóa luận tốt nghiệp năm 2012
Đề tài: Phân tích, đánh giá hàm lượng (PO4)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


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 6
CHƯƠNG 1: TỔNG QU N . 8
1.1. Khái quát về nguồn nước 8
1.1.1. Nguồn nước mặt 8
1.1.2. Nguồn nước ngầm . 8
1.2. Sự ô nhiễm nguồn nước 8
1.2.1. Khái niệm sự ô nhiễm nguồn nước . 8
1.2.2. Nguồn gốc gây ô nhiễm nước 9
1.2.3. Các tác nhân gây ô nhiễm nguồn nước . 9
1.3. Sự phú dưỡng nguồn nước 14
1.3.1. Khái niệm 14
1.3.2. Nguồn gốc của sự phú dưỡng nguồn nước . 14
1.3.3. Các nguồn gây nên sự phú dưỡng 14
1.3.4. Ảnh hưởng của sự ô nhiễm nitơ, photpho đến sự phú dưỡng . 16
1.3.5. Ảnh hưởng của sự phú dưỡng nguồn nước đến môi trường 17
1.3.6. Mô hình đánh giá sự phú dưỡng hóa 18
1.3.7. Các biện pháp khống chế . 19
1.4. Phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UV-VIS 20
1.4.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp . 20
1.4.2. Điều kiện tối ưa cho phương pháp . 20
1.4.3. Sơ đồ máy quang phổ hấp thụ phân tử . 22
1.4.4. Ưu điểm của phương pháp . 24
1.4.5. Các phương pháp phân tích định lượng trắc quang UV-VIS . 24
1.5. Giới thiệu về ion PO4 3-và các phương pháp phân tích PO4 3- . 25
1.5.1. Giới thiệu về ion PO4 3- 25
1.5.2. Sự tồn tại của photpho trong nước . 26
1.5.3. Các phương pháp xác định PO4 3- . 27
1.6. Giới thiệu Bàu Thạc Gián – Vĩnh Trung . 30
1.6.1. Vị trí địa lý 30
1.6.2. Chức năng của hồ 30
1.6.3. Tình hình ô nhiễm trước đây và biện pháp kiểm soát ô nhiễm 31
1.7. Các phương pháp lấy mẫu, bảo quản và vận chuyển mẫu 32
1.7.1. Các dạng mẫu 32
1.7.2. Phương pháp lấy mẫu 32
1.7.3. Thời gian, vị trí, tần số lấy mẫu và chọn phương pháp lấy mẫu 33
1.7.4. Thiết bị lấy mẫu . 33
1.7.5. Các phương pháp bảo quản mẫu 33
1.8. Sai số của phương pháp phân tích 34
1.8.1. Giá trị trung bình cộng . 34
1.8.2. Phương sai . 34
1.8.3. Hệ số biến động . 35
1.8.4. Biên giới tin cậy . 35
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 36
2.1. Hóa chất, dụng cụ và máy móc . 36
2.1.1. Hóa chất 36
2.1.2. Dụng cụ . 36
2.1.3. Máy móc 36
2.2. Pha hóa chất . 37
2.2.1. Dung dịch amonimolipdat 37
2.2.2. Dung dịch gốc photphat 37
2.2.3. Dung dịch SnCl2 37
2.2.4. Dung dịch FeCl3 37
2.2.5. Dung dịch NaF . 37
2.3. Quy trình xây dựng đường chuẩn xác định PO4 3- 37
2.4. Quy trình phân tích PO4
3-bằng phương pháp quang phổ hấp thụ phân tử UVVIS 38
2.5. Các quy trình khảo sát điều kiện tối ưu . 38
2.5.1. Quy trình khảo sát thời gian ổn định phức màu 38
2.5.2. Quy trình khảo sát lượng thuốc thử amonimolipdat 39
2.5.3. Quy trình khảo sát lượng thuốc thử thiếc (II) clorua . 39
2.5.4. Quy trình khảo sát ảnh hưởng của Fe3+đến quá trình xác định PO4 3- . 39
2.6. Các quy trình đánh giá sai số thống kê 40
2.6.1. Quy trình khảo sát độ lặp lại 40
2.6.2. Quy trình khảo sát độ chính xác . 40
2.7. Hiệu suất thu hồi của phương pháp. 40
2.8. Phương pháp lấy mẫu . 40
2.8.1. Thời gian lấy mẫu 40
2.8.2. Dụng cụ . 40
2.8.3. Cách lấy mẫu và bảo quản mẫu 41
2.9. Sơ đồ mặt bằng lấy mẫu 41
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN . 42
3.1. Kết quả xây dựng đường chuẩn . 42
3.2. Khảo sát thời gian ổn định phức màu 43
3.3. Kết quả khảo sát lượng thuốc thử amonimolipdat . 44
3.4. Kết quả khảo sát lượng thuốc thử thiếc (II) clorua 45
3.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng Fe3+ 46
3.6. Khảo sát loại trừ ảnh hưởng của Fe3+bằng cách tạo phức FeF6 3- . 47
3.7. Quy trình xác định PO4 3-đề xuất . 48
3.8. Kết quả xác định hiệu suất thu hồi của phương pháp . 48
3.9. Đánh giá sai số của phương pháp 49
3.9.1. Độ lặp lại của phương pháp . 49
3.9.2. Kết quả độ chính xác của phương pháp 50
3.10. Kết quả phân tích hàm lượng PO4 3-của Bàu Thạc Gián-Vĩnh Trung đợt 1 51
3.11. Kết quả phân tích hàm lượng PO4 3-của Bàu Thạc Gián-Vĩnh Trung đợt 2 52
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53
4.1. Kết luận 53
4.2. Kiến nghị 54
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 54


MỞ ĐẦU
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
CHƯƠNG 1: TỔNG QU N
1.1. Khái quát về nguồn nước [2]
1.1.1. Nguồn nước mặt
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.
1.1.2. Nguồn nước ngầm
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.
1.2. Sự ô nhiễm nguồn nước
1.2.1. Khái niệm sự ô nhiễm nguồn nước [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


TÀI LIỆU TH M KHẢO
[1]. Lê Huy Bá, Lâm Minh Triết, Sinh thái môi trường ứng dụng, Nhà xuất bản
khoa học và kỹ thuật.
[2]. Nguyễn Văn Bảo, Hóa nước, Nhà xuất bản xây dựng, 2002.
[3]. Hoàng Minh Châu, Từ Văn Mặc, Từ Vọng Nghi, Cơ sở hóa học phân tích, Nhà
xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội.
[4]. Đặng Kim Chi, Hóa học môi trường, Nhà xuất bản giáo dục.
[5]. Lê Đức, Lê Văn Khoa, Phương pháp phân tích đất nước phân bón và cây
trồng, Nhà xuất bản giáo dục, 1986.
[6]. Nguyễn Xuân Khôi, Giáo trình hóa vô cơ phần phi kim, Tài liệu lưu hành nội
bộ khoa Hóa trường Đại Học Sư Phạm Đà Nẵng.
55
[7]. Lê Thị Mùi, Hóa học phân tích định lượng, Trường Đại Học Sư Phạm, Đại Học
Đà Nẵng.
[8]. Hoàng Nhâm, Hóa vô cơ, Nhà xuất bản giáo dục.
[9]. Sở tài nguyên và môi trường thành phố Đà Nẵng, Trung tâm bảo vệ môi trường
thành phố Đà Nẵng, Phương án xử lý ô nhiễm môi trường.
[10]. Staudar methods of anlyse, American Public Health Association.