NHU CẦU OXI HÓA HỌC (CHEMICAL OXYGEN DEMAND)

GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG



GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM



- Tủ sấy 150oC.

2.2. Hóa chất:

2.2.1. Dung dòch chuẩn K2Cr2O7 0,0167 M:

Hòa tan 4,913g K2Cr2O7 (sấy ở 105oC trong 2 giờ) trong 500ml nước cất,

thêm vào 167ml H2SO4 đậm đặc và 33,3g HgSO4, khuấy tan để nguội đến nguội

đến nhiệt độ phòng, đònh mức thành 1000ml.

2.2.2. Dung dòch chuẩn K2Cr2O7 0,00417 M:

Hòa tan 1,2259g K2Cr2O7 (sấy ở 105oC trong 2 giờ) trong nước cất và đònh

mức thành 1000ml.

2.2.3. Acid sulfuric (sulfuric acid reagent):

Cân 5,5g Ag2SO4 trong 1kg H2SO4 đậm đặc (1lít = 1,84kg), để 1 -2 ngày cho

hòa tan hoàn toàn Ag2SO4.

2.2.4. Chỉ thò màu feroin:

Hòa tan 1,485g 1-10 phenantroline monohydrate và 0,695g FeSO 4.7H2O

trong nước cất và đònh mức thành 100ml.

2.2.5. Dung dòch ferrous ammonium sulfate (FAS) 0,10M:

Hòa tan 39,2g Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O trong một ít nước cất, thêm vào 20ml

H2SO4 đậm đặc, làm lạnh và đònh mức thành 1000ml.

2.2.6. Dung dòch ferrous ammonium sulfate (FAS) 0,025M:

Hòa tan 9,8g Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O trong một ít nước cất, thêm vào 20ml

H2SO4 đậm đặc, làm lạnh và đònh mức thành 1000ml.

2.2.7. Sulfamic acid:

Sử dụng nếu như ảnh hưởng của nitrite đáng kể.

2.2.8. Dung dòch potassium hydrogen phthalate chuẩn (KHP):

Hòa tan 425g potassium hydrogen phthalate (HOOCC 6H4COOK) đã sấy khô

ở nhiệt độ 120oC trong 2 giờ thêm nước cất thành 1000ml. Dung dòch này (KHP) có

COD = 1,176 mgO2/mg hay COD = 500g O2µg/ml.

Đònh phân FAS: chọn thể tích mẫu và hóa chất sử dụng theo bảng sau:

Bảng 2: Tỉ lệ thể tích mẫu và hóa chất dùng trong phân tích COD

ng nghiệm

(d x l)

16 x 100mm

20 x 150mm

25 x 150mm

ng

chuẩn

10ml



Thể tích mẫu

(ml)

2,5

5,0

10,0

2,5



Dd K2Cr2O7

1,5

3,0

6,0

1,5



H2SO4

reagent

3,5

7,0

14,0

3,5



Tổng thể tích

(ml)

7,5

15,0

30,0

7,5



Sau khi lấy mẫu và cho hóa chất vào để nguội đònh phân bằng FAS mới pha.



51



GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG



M ( FAS ) =



GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM



ThểtíchK 2 Cr2 O7 đãdùng(ml)

× C ( FAS )

ThểtíchFASdùngđònhphân(ml)



Với C(FAS) là nồng độ của FAS đã dùng để đònh phân.

3. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM

3.1. Phương pháp đun kín: (với mẫu COD > 50mg/l)

Rửa sạch ống nghiệm có nút vặn kín với H 2SO4 20% trước khi sử dụng. Chọn

thể tích mẫu và thể tích hoá chất dùng tương ứng theo bảng 2.

Cho mẫu vào ống nghiệm, thêm dung dòch K 2Cr2O7 0,0167M vào, cẩn thận

thêm H2SO4 reagent vào bằng cách cho acid chảy dọc từ từ theo thành bên trong

của ống nghiệm. Đậy nút vặn ngay, lắc kỹ nhiều lần (cẩn thận vì phản ứng phát

nhiệt), đặt ống nghiệm vào rổ inox và cho vào lò sấy 150 oC trong 2 giờ. Để nguội

đến nhiệt độ phòng, cho dung dòch vào erlen thêm 0,05 – 0,1ml (1 -2 giọt) chỉ thò

feroin và đònh phân bằng FAS 0,10M. Dứt điểm khi mẫu chuyển từ xanh lục sang

nâu đỏ. Làm một mẫu thử không với nước cất.

3.2. Phương pháp đun hoàn lưu: (với mẫu COD < 50mg/l)

Lấy 50 hoặc 100ml cho vào bình cầu hút mài thêm 1g HgSO 4 và vài viên bi

thủy tinh, cẩn thận thêm 5,0ml H2SO4 reagent lắc đều cho HgSO4 tan ra (nên đặt

trong môi trường lạnh để tránh những chất hữu cơ có thể bay hơi). Thêm 25,0ml

K2Cr2O7 0,00417M vào lắc đều, sau đó nối với hệ thống hoàn lưu, thêm 70ml

H2SO4 còn lại qua phễu của hệ thống hoàn lưu, lắc đều. Đun hoàn lưu trong hai giờ,

để nguội và rửa ống hoàn lưu bằng nước cất, để nguội ở nhiệt độ phòng. Sau đó

đònh phân lượng K2Cr2O7 thừa bằng FAS 0,025M với 0,10 – 0,15ml (2 -3 giọt) làm

chỉ thò màu feroin, dứt điểm dung dòch chuyển từ màu xanh sang màu nâu đỏ.

* Ghi chú:

- Phương pháp đun kín dùng K2Cr2O7 0,0167M và FAS 0,1M.

- Phương pháp đun hoàn lưu dùng K2Cr2O7 0,00417M và FAS 0,025 M.

4. TÍNH TOÁN

Phương pháp đun kín và phương pháp đun hoàn lưu đều cùng tính trên một

công thức sau:

COD mgO2/l =



( A − B) × M × 8000

mlmẫu



Trong đó:



A: Thể tích FAS dùng cho thử không.

B: Thể tích FAS dùng cho thử thật.

M: Nguyên chuẩn độ của FAS.



52



GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG



GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM



5. CÂU HỎI

5.1. Các sai số trong quá trình thí nghiệm?

5.2. Sự khác nhau giữa phương pháp đun kín và đun hoàn lưu?

5.3. Ý nghóa của việc kiểm tra COD?



53



GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG



GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM



BÀI 17

NHU CẦU OXI SINH HỌC (BOD)

1. GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Ý NGHĨA MÔI TRƯỜNG

Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD) là lượng oxy cần thiết để vi sinh vật oxy hóa các chất

hữu cơ có khả năng phân hủy sinh học trong điều kiện hiếu khí. Khái niệm “có khả

năng phân hủy” có nghóa là chất hữu cơ có thể dùng làm thức ăn cho vi sinh vật.

BOD là một trong những chỉ tiêu được dùng để đánh giá mức độ gây ô nhiễm của

các chất thải sinh hoạt, nước thải công nghiệp và khả năng tự làm sạch của nguồn

nước.

1.2 NGUYÊN TẮC

Sử dụng chai DO có V = 300ml. Đo hàm lượng DO ban đầu và sau 5 ngày ủ ở 20 oC.

Lượng oxy chênh lệch do vi sinh vật sử dụng chính là BOD.

1.3 CÁC ẢNH HƯỞNG

Vi sinh vật nitrate hóa sẽ sử dụng oxy để oxy hóa nitơ NH 3 thành NO2- và NO3- , do

đó có thể làm thiếu hụt oxy hòa tan dẫn đến BOD không còn chính xác.

2. DỤNG CỤ, THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT

2.1 DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ

Tủ điều nhiệt BOD ở 20oC ± 1oC

Chai BOD

Ống đong 100ml

Buret

Pipet

2.2 HÓA CHẤT

a. DD đệm phosphate: hòa tan 8,5g KH2PO4; 21,75g K2HPO4; 33,4g Na2HPO4.7H2O

và 1,7g NH4Cl trong 500ml nước cất và đònh mức thành 1 lít.

b. DD MgSO4 : hòa tan 22,5g MgSO4.7 H2O trong nước cất, đònh mức thành 1 lít.

c. DD CaCl2 : hòa tan 27,5g CaCl2 trong nước cất, đònh mức thành 1 lít.

d. DD FeCl3 : hòa tan 0,225g FeCl3.6H2O trong nước cất, đònh mức thành 1 lít.

e. DD H2SO4 1N hoặc NaOH 1N để trung hòa mẫu có tính kiềm hoặc tính acid.

54



GIÁO TRÌNH THỰC HÀNH PHÂN TÍCH MƠI TRƯỜNG



GIẢNG VIÊN: LÊ NHẤT TÂM



f. DD Sulfit natri: hòa tan 1,575g Na2SO3 trong 1 lít nước cất.

g. DD Acid glutami (glucose – glutamic acid solution): sấy glucose và glutamic acid

trong 1h ở nhiệt độ 103oC, thêm 150mg glutamic acid vào nước cất và pha thành

1lít.

h. DD ammonium chloride: hòa tan 1,15g NH 4Cl trong nước cất, chỉnh pH = 7,2

bằng NaOH và pha loãng thành 1 lít. DD chứa 0,3mg N/ml.

3. TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM

a. Chuẩn bò nước pha loãng:

Sử dụng mỗi dung dòch phosphate, MgSO 4, CaCl2, FeCl3 là 1ml cho 1 lít nước cất

bão hòa oxy và giữ ơ 20oC ± 1oC (nước pha loãng này được sục khí từ 1,5 – 2h).

b. Xử lý mẫu:

Nếu có độ kiềm hoặc độ acid thì mẫu phảo được trung hòa đến Ph 6,5 – 7,5 bằng

H2SO4 hoặc NaOH.

Nếu mẫu có hàm lượng chlor dư đáng kể, thêm 1ml acid acetic 1:1 hay H 2SO4 1:50

trong 1 lít mẫu, sau đó tiếp tục thêm 10ml% rồi đònh phân bằng Na 2S2O3 đến dứt

điểm.

c. Kỹ thuật pha loãng mẫu xử lý theo tỷ lệ đề nghò sau:

0,4% - 1% : cho nước thải công nghiệp nhiễm bẩn nặng

1% - 55% : cho nước uống chưa xử lý hoặc đã lắng

5% - 25% : cho dòng chảy qua quá trình oxy hóa

25% - 100% : cho các dòng sông ô nhiễm

d. Chiết nước pha loãng vào 2 chai. Cho mẫu vào mỗi chai bằng cách nhúng pipet

xuống đáy chai thả từ từ mẫu vào chai cho đến khi đạt thể tích cần sừ dụng, lấy

nhanh pipet ra khỏi chai đậy nhanh nút lại(không được có bọt khí). Một chai đậy

kín để ủ 5 ngày (DO5). Chai ủ trong tủ 20oC đậy kỹ, niêm bằng nước mỏng trên chỗ

loe của miệng chai (lưu ý không để nước cạn hết).

c. Đònh phân lượng oxy hòa tan:

- Một chai xác đònh DO ngay trên mẫu pha loãng: DOO

- Một chai còn lại ủ ở 20oC ± 1oC và đònh phân sau 5 ngày: DO5

-Độ pha loãng sao cho để sự khác biệt giữa 2 lần đònh phân phải >1 mgO 2/L



55