Bài giảng chương 1: Các thông số đánh giá chất lượng nước

CHÖÔNG 1 Caùc thoâng soá ñaùnh giaù chaát löôïng nöôùc Caùc chæ tieâu vaät lyù 1. Ñoä pH 2. Nhieät ñoä 3. Maøu saéc 4. Ñoä ñuïc 5. Toång haøm löôïng chaát raén (TS) 6. Toång haøm löôïng chaát raén lô löõng (SS)7. Toång haøm löôïng chaát raén hoøa tan (DS) 8. Toång haøm löôïng caùc chaát deã bay hôi (VS) Caùc chæ tieâu hoùa hoïc 1. Ñoä kieàm toaøn phaàn 2. Ñoä cöùng cuûa nöôùc 3. Haøm löôïng oxigen hoøa tan (DO) 4. Nhu caàu oxigen hoùa hoïc (COD) 5. Nhu caàu oxigen sinh hoùa (BOD) 6. Moät soá chæ tieâu hoùa hoïc khaùc trong nöôùc Caùc chæ tieâu vi sinh cuûa nöôùc Nöôùc chieám 70% dieän tích quaû ñaát. Trong löôïng nöôùc coù maët treân quaû ñaát, nöôùc ñaïi döông chieám khoaûng 97%, nöôùc ñoùng baêng ôû caùc cöïc quaû ñaát chieám khoaûng 2%, coøn laïi khoaûng 1% laø “nöôùc ngoït” (ao hoà, soâng, nöôùc ngaàm…). Khaùc 3% ÑAÏI DÖÔNG 97% Khaùc 1% NÖÔÙC NGAÀM 22% NÖÔÙC ÑOÙNG BAÊNG VAØ BIEÅN NOÄI ÑÒA 77% Khaùc 1% NÖÔÙC HOÂ 39% ÑOÄ AÅM TRONG KHÍ QUYEÅN VAØ ÑAÁT ÑAÙ 61% Hình 1 : Thaønh phaàn nguoàn nöôùc treân traùi ñaát Nöôùc ñoùng vai troø raát quan troïng trong caùc heä sinh hoïc. Coù hai tính chaát raát quan troïng khieán cho nöôùc ñoùng vai troø heát söùc ñoäc ñaùo trong töï nhieân : nöôùc laø moät phaân töû phaân cöïc vaø giöõa caùc phaân töû nöôùc coù lieân keát hidrogen raát maïnh. Hình 2 : Lieân keát hidrogen giöõa caùc phaân töû nöôùc Nhöõng tính chaát quan troïng naøy laøm cho nöôùc coù theâm moät soá tính chaát ñaëc thuø khaùc, theå hieän qua caùc tính chaát vaät lyù vaø hoùa hoïc cuûa nöôùc maø chuùng ta saeõ ñeà caäp chi tieát döôùi ñaây. CAÙC CHÆ TIEÂU VAÄT LYÙ  1. Ñoä pH  pH chæ coù ñònh nghóa veà maët toaùn hoïc : pH = -log[H+]. pH laø moät chæ tieâu caàn ñöôïc xaùc ñònh ñeå ñaùnh giaù chaát löôïng nguoàn nöôùc. Söï thay ñoåi pH daãn tôùi söï thay ñoåi thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa nöôùc (söï keát tuûa, söï hoøa tan, caân baèng carbonat…), caùc quaù trình sinh hoïc trong nöôùc. Hình 3 : Aûnh höôûng cuûa pH ñeán daïng toàn taïi cuûa HCO3-, CO32- vaø CO2 Giaù trò pH cuûa nguoàn nöôùc goùp phaàn quyeát ñònh phöông phaùp xöû lyù nöôùc. pH ñöôïc xaùc ñònh baèng maùy ño pH hoaëc baèng phöông phaùp chuaån ñoä. 2. Nhieät ñoä Nhieät ñoä aûnh höôûng ñeán ñoä pH, ñeán caùc quaù trình hoùa hoïc vaø sinh hoùa xaûy ra trong nöôùc. Nhieät ñoä phuï thuoäc raát nhieàu vaøo moâi tröôøng xung quanh, vaøo thôøi gian trong ngaøy, vaøo muøa trong naêm…Nhieät ñoä caàn ñöôïc xaùc ñònh taïi choã (taïi nôi laáy maãu) 3. Maøu saéc Nöôùc nguyeân chaát khoâng coù maøu. Maøu saéc gaây neân bôûi caùc taïp chaát trong nöôùc (thöôøng laø do chaát höõu cô (chaát muøn höõu cô – acid humic), moät soá ion voâ cô (saét…), moät soá loaøi thuûy sinh vaät…Maøu saéc mang tính chaát caûm quan vaø gaây neân aán töôïng taâm lyù cho ngöôøi söû duïng. Ñoä maøu thöôøng ñöôïc so saùnh vôùi dung dòch chuaån trong oáng Nessler, thöôøng duøng laø dung dòch K2PtCl6 + CaCl2 (1 mg K2PtCl6 töông ñöông vôùi 1 ñôn vò chuaån maøu). Ñoä maøu cuûa maãu nöôùc nghieân cöùu ñöôïc so saùnh vôùi daõy dung dòch chuaån baèng phöông phaùp traéc quang. 4. Ñoä ñuïc Ñoä ñuïc gaây neân bôûi caùc haït raén lô löûng trong nöôùc. Caùc chaát lô löûng trong nöôùc coù theå coù nguoàn goác voâ cô, höõu cô hoaëc caùc vi sinh vaät, thuûy sinh vaät coù kích thöôùc thoâng thöôøng töø 0,1 – 10 mm. Ñoä ñuïc laøm giaûm khaû naêng truyeàn saùng cuûa nöôùc, aûnh höôûng tôùi quaù trình quang hôïp.1 ñôn vò ñoä ñuïc laø söï caûn quang gaây ra bôûi 1 mg SiO2 hoøa trong 1 lít nöôùc caát. Ñoä ñuïc ñöôïc ño baèng maùy ño ñoä ñuïc (ñuïc keá – turbidimeter). Ñôn vò ño ñoä ñuïc theo caùc maùy do Myõ saûn xuaát laø NTU (Nephelometric Turbidity Unit). Theo tieâu chuaån Vieät Nam (TCVN), ñoä ñuïc ñöôïc xaùc ñònh baèng chieàu saâu lôùp nöôùc thaáy ñöôïc (goïi laø ñoä trong) maø ôû ñoä saâu ñoù ngöôøi ta vaãn ñoïc ñöôïc haøng chöõ tieâu chuaån. Ñoä ñuïc caøng thaáp chieàu saâu cuûa lôùp nöôùc coøn thaáy ñöôïc caøng lôùn. Nöôùc ñöôïc goïi laø trong khi möùc ñoä nhìn saâu lôùn hôn 1 m (hay ñoä ñuïc nhoû hôn 10 NTU). Theo qui ñònh cuûa TCVN, ñoä ñuïc cuûa nöôùc sinh hoaït phaûi lôùn hôn 30cm. Baûng 1 : Thang ño ñoä ñuïc Thang ño theo chieàu saâu lôùp nöôùc Ñoä ñuïc theo thang ñuïc silic (mg/L) Ghi chuù 2 1000 Nhanh taéc beå loïc 4 360 Nhanh taéc beå loïc 6 190 Nhanh taéc beå loïc 8 130 Nhanh taéc beå loïc 10 100 Nhanh taéc beå loïc 15 65 Vaän haønh beå loïc khoù khaên 30 30 Vaän haønh beå loïc coù ñieàu kieän 45 18 Vaän haønh rieâng 80 10 Giôùi haïn treân cuûa nöôùc ñöa vaøo 5. Toång haøm löôïng caùc chaát raén (TS) Caùc chaát raén trong nöôùc coù theå laø nhöõng chaát tan hoaëc khoâng tan. Caùc chaát naøy bao goàm caû nhöõng chaát voâ cô laãn caùc chaát höõu cô. Toång haøm löôïng caùc chaát raén (TS : Total Solids) laø löôïng khoâ tính baèng mg cuûa phaàn coøn laïi sau khi laøm bay hôi 1 lít maãu nöôùc treân noài caùch thuûy roài saáy khoâ ôû 105oC cho tôùi khi khoái löôïng khoâng ñoåi (ñôn vò tính baèng mg/L). 6. Toång haøm löôïng caùc chaát lô löûng (SS) Caùc chaát raén lô löûng (caùc chaát huyeàn phuø) laø nhöõng chaát raén khoâng tan trong nöôùc. Haøm löôïng caùc chaát lô löûng (SS : Suspended Solids) laø löôïng khoâ cuûa phaàn chaát raén coøn laïi treân giaáy loïc sôïi thuûy tinh khi loïc 1 lít nöôùc maãu qua pheãu loïc roài saáy khoâ ôû 105oC cho tôùi khi khoái löôïng khoâng ñoåi. Ñôn vò tính laø mg/L. 7. Toång haøm löôïng caùc chaát hoøa tan (DS) Caùc chaát raén hoøa tan laø nhöõng chaát tan ñöôïc trong nöôùc, bao goàm caû chaát voâ cô laãn chaát höõu cô. Haøm löôïng caùc chaát hoøa tan DS (Dissolved Solids) laø löôïng khoâ cuûa phaàn dung dòch qua loïc khi loïc 1 lít nöôùc maãu qua pheãu loïc coù giaáy loïc sôïi thuûy tinh roài saáy khoâ ôû 105oC cho tôùi khi khoái löôïng khoâng ñoåi. Ñôn vò tính laø mg/L. DS = TS – SS 8. Toång haøm löôïng caùc chaát deã bay hôi Ñeå ñaùnh giaù haøm löôïng caùc chaát höõu cô coù trong maãu nöôùc, ngöôøi ta coøn söû duïng caùc khaùi nieäm toång haøm löôïng caùc chaát khoâng tan deã bay hôi (VSS : Volatile Suspended Solids), toång haøm löôïng caùc chaát hoøa tan deã bay hôi (VDS : Volatile Dissolved Solids). Haøm löôïng caùc chaát raén lô löûng deã bay hôi VSS laø löôïng maát ñi khi nung löôïng chaát raén huyeàn phuø (SS) ôû 550oC cho ñeán khi khoái löôïng khoâng ñoåi (thöôøng ñöôïc qui ñònh trong moät khoaûng thôøi gian nhaát ñònh) Haøm löôïng caùc chaát raén hoøa tan deã bay hôi VDS laø löôïng maát ñi khi nung löôïng chaát raén hoøa tan (DS) ôû 550oC cho ñeán khi khoái löôïng khoâng ñoåi (thöôøng ñöôïc qui ñònh trong moät khoaûng thôøi gian nhaát ñònh) CAÙC CHÆ TIEÂU HOÙA HOÏC  1. Ñoä kieàm toaøn phaàn  Ñoä kieàm toaøn phaàn (Alkalinity) laø toång haøm löôïng caùc ion HCO3-, CO32-, OH- coù trong nöôùc. Ñoä kieàm trong nöôùc töï nhieân thöôøng gaây neân bôûi caùc muoái cuûa acid yeáu, ñaëc bieät laø caùc muoái carbonat vaø bicarbonat. Ñoä kieàm cuõng coù theå gaây neân bôûi söï hieän dieän cuûa caùc ion silicat, borat, phosphat… vaø moät soá acid hoaëc baz höõu cô trong nöôùc, nhöng haøm löôïng cuûa nhöõng ion naøy thöôøng raát ít so vôùi caùc ion HCO3-, CO32-, OH- neân thöôøng ñöôïc boû qua. Khaùi nieäm veà ñoä kieàm (alkalinity – khaû naêng trung hoøa acid) vaø ñoä acid (acidity – khaû naêng trung hoøa baz) laø nhöõng chæ tieâu quan troïng ñeå ñaùnh giaù ñoäng thaùi hoùa hoïc cuûa moät nguoàn nöôùc voán luoân luoân chöùa carbon dioxid vaø caùc muoái carbonat. Xeùt moät dung dòch chæ chöùa caùc ion carbonat HCO3- vaø CO32-. ÔÛ caùc giaù trò pH khaùc nhau, haøm löôïng carbonat seõ naèm caân baèng vôùi haøm löôïng CO2 (caân baèng carbonat) vì trong nöôùc luoân dieãn ra quaù trình :  2HCO3- ⇌ CO32- + H2O + CO2 CO32- + H2O ⇌ 2OH- + CO2 Giaû söû ngoaøi H+ ion döông coù haøm löôïng nhieàu nhaát laø Na+  thì ta luoân luoân coù caân baèng sau : [H+ ] + [Na+ ] = [HCO3- ] + 2[CO32- ] + [OH- ]  Ñoä kieàm ñöôïc ñònh nghóa laø löôïng acid maïnh caàn ñeå trung hoøa ñeå ñöa taát caû caùc daïng carbonat trong maãu nöôùc veà daïng H2CO3. Nhö vaäy ta coù caùc bieåu thöùc : [Alk] = [Na+ ] hoaëc [Alk] = [HCO3- ] + 2[CO32- ] + [OH- ] + [H+ ]  Ngöôøi ta coøn phaân bieät ñoä kieàm carbonat (coøn goïi laø ñoä kieàm m hay ñoä kieàm toång coäng T vì phaûi duøng metyl cam laøm chaát chæ thò chuaån ñoä ñeán pH = 4,5; lieân quan ñeán haøm löôïng caùc ion OH-, HCO3- vaø CO32-) vôùi ñoä kieàm phi carbonat (coøn goïi laø ñoä kieàm p vì phaûi duøng phenolphtalein laøm chaát chæ thò chuaån ñoä ñeán pH = 8,3; lieân quan ñeán ion OH-). Hieäu soá giöõa ñoä kieàm toång m vaø ñoä kieàm p ñöôïc goïi laø ñoä kieàm bicarbonat. Treân sô ñoà caân baèng carbonat trong nöôùc cho thaát, ôû pH = 6,3, noàng ñoä CO2 hoøa tan trong nöôùc vaø noàng ñoä ion HCO3- baèng nhau, coøn ôû pH = 10,3 thì noàng ñoä caùc ion HCO3- vaø CO32- seõ baèng nhau. ÔÛ pH 10,3 daïng toàn taïi chuû yeáu laø daïng CO32-, coøn trong khoaûng 6,3 < pH < 10,3 daïng toàn taïi chuû yeáu laø HCO3-. Hình 4 : Söï phaân boá caùc daïng toàn taïi cuûa carbonat theo pH Tuøy töøng nöôùc qui ñònh, ñoä kieàm coù nhöõng ñôn vò khaùc nhau, coù theå laø mg/L, ñlg/L (Eq/L) hoaëc mol/L. Trò soá ñoä kieàm cuõng coù theå qui ñoåi veà moät hôïp chaát naøo ñoù, ví duï Ñöùc thöôøng qui veà CaO, Myõ thöôøng qui veà CaCO3. Khi tính theo CaCO3, caùch tính ñöôïc thöïc hieän nhö sau :  mg CaCO3/L = mg ion/L ´ Ví duï, neáu haøm löôïng caùc ion CO32- vaø HCO3- laàn löôït laø 80 vaø 90 mg/L thì khi qui ñoåi veà CaCO3 chuùng laàn löôït coù giaù trò laø :  mg CO32- theo CaCO3/L = 80 mg/L ´ = 133,3 mg/L mg HCO3- theo CaCO3/L = 90 ´ = 73,7 mg/L 2. Ñoä cöùng cuûa nöôùc Ñoä cöùng cuûa nöôùc gaây neân bôûi caùc ion ña hoùa trò coù maët trong nöôùc. Chuùng phaûn öùng vôùi moät soá anion taïo thaønh keát tuûa. Caùc ion hoùa trò 1 khoâng gaây neân ñoä cöùng cuûa nöôùc. Treân thöïc teá vì caùc ion Ca2+  vaø Mg2+ chieám haøm löôïng chuû yeáu trong caùc ion ña hoùa trò neân ñoä cöùng cuûa nöôùc xem nhö laø toång haøm löôïng cuûa caùc ion Ca2+  vaø Mg2+ . Ñôn vò ño ñoä cöùng ñöôïc duøng khaùc nhau ôû nhieàu nöôùc. 1o cöùng Ñöùc 1 dH = 10 mg CaO/L 1o cöùng Anh 1eH = 10 mg CaCO3/0,7L 1o cöùng Phaùp 1 fH = 10 mg CaCO3/L 1o cöùng Myõ 1 aH = 1 mg CaCO3/L 1 mEq/L = 5 fH 1 fH = 0,56 dH = 0,7 eH = 10 mg CaCO3/L  1 dH =1,786 fH =1,25 eH = 17,86 mgCaCO3/L = 10 mg CaO/L 1 eH = 1,438 fH = 0,8 dH = 14,38 mg CaCO3/L 1 mg CaCO3/L = 0,1 fH = 0,056 dH = 0,7 eH Moät ñôn vò khaùc cuõng hay ñöôïc duøng ñeå ñaùnh giaù ñoä cöùng laø ppm (Parts Per Million). 1 dH = 17 ppm. Baûng 2 : Phaân loaïi nöôùc theo ñoä cöùng 0 ñeán 4 dH 0 ñeán 70 ppm Raát meàm 4 ñeán 8 dH 70 ñeán 125 ppm Meàm 8 ñeán 12 dH 125 ñeán 200 ppm Cöùng trung bình 12 ñeán 18 dH 200 ñeán 300 ppm Cöùng 18 ñeán 30 dH 300 ñeán 500 ppm Raát cöùng treân 30 dH Treân 500 ppm Cöïc kyø cöùng Caùc ion Ca2+ vaø Mg2+ coù theå taïo keát tuûa vôùi moät soá chaát khoaùng coù trong nöôùc, taïo laéng caën trong noài hôi, bình ñun nöôùc hoaëc heä thoáng daãn nöôùc. Ngöôøi ta coøn phaân bieät caùc loaïi ñoä cöùng khaùc nhau : - ñoä cöùng carbonat (thöôøng ñöôïc kyù hieäu CH : Carbonate Hardness): laø ñoä cöùng gaây ra bôûi haøm löôïng Ca2+ vaø Mg2+ toàn taïi döôùi daïng HCO3-. Ñoä cöùng carbonat coøn ñöôïc goïi laø ñoä cöùng taïm thôøi vì seõ maát ñi khi bò ñun soâi. - ñoä cöùng phi carbonat (thöôøng ñöôïc kyù hieäu laø NCH : Non-Carbonate Hardness) laø ñoä cöùng gaây ra bôûi haøm löôïng Ca2+ vaø Mg2+ lieân keát vôùi caùc anion khaùc HCO3- nhö SO42-, Cl-…Ñoä cöùng phi carbonat coøn ñöôïc goïi laø ñoä cöùng thöôøng tröïc hay ñoä cöùng vónh cöõu. 3. Haøm löôïng oxigen hoøa tan Oxigen hoøa tan trong nöôùc (DO : Dissolved Oxygen) khoâng taùc duïng vôùi nöôùc veà maët hoùa hoïc. Haøm löôïng DO trong nöôùc phuï thuoäc nhieàu yeáu toá nhö aùp suaát, nhieät ñoä, thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa nguoàn nöôùc, soá löôïng vi sinh, thuûy sinh vaät… Haøm löôïng oxigen hoøa tan laø moät chæ soá ñaùnh giaù “tình traïng söùc khoûe” cuûa nguoàn nöôùc. Moïi nguoàn nöôùc ñeàu coù khaû naêng töï laøm saïch neáu nhö nguoàn nöôùc ñoù coøn ñuû moät löôïng DO nhaát ñònh. Khi DO xuoáng ñeán khoaûng 4 – 5 mg/L, soá sinh vaät coù theå soáng ñöôïc trong nöôùc giaûm maïnh. Neáu haøm löôïng DO quaù thaáp, thaäm chí khoâng coøn, nöôùc seõ coù muøi vaø trôû neân ñen do trong nöôùc luùc naøy dieãn ra chuû yeáu laø caùc quaù trình phaân huûy yeám khí, caùc sinh vaät khoâng theå soáng ñöôïc trong nöôùc naøy nöõa. Hình 5 : Ñoä tan cuûa oxigen trong nöôùc giaûm theo nhieät ñoä Haøm löôïng DO trong nöôùc tuaân theo ñònh luaät Henry, coù nghóa laø noùi chung ñoä tan giaûm theo nhieät ñoä. ÔÛ nhieät ñoä bình thöôøng, ñoä hoøa tan tôùi haïn cuûa oxigen trong nöôùc vaøo khoaûng 8 mg O2/L. Khi moät chaát khí hoøa tan trong nöôùc ñaït ñeán traïng thaùi caân baèng, ta coù : X(g) = X(aq)                   Nhö vaäy, haèng soá caân baèng cuûa söï hoøa tan naøy laø :                 KH = [X,aq] / PX  Moãi chaát khí seõ coù moät haèng soá caân baèng KH khaùc nhau neân moãi chaát khí seõ coù moät ñoä tan khaùc nhau ôû cuøng moät nhieät ñoä . Khí KH/mol L-1 atm-1  O2 1,28 ´ 10-3 CO2 3,38 ´ 10-2 H2 7,90 ´ 10-4 CH4 1,34 ´ 10-3 N2 6,48 ´ 10-4 NO 2,0 ´ 10-4  Hình 6 : Ñoä tan cuûa oxigen taêng theo aùp suaát rieâng phaàn cuûa oxigen Baûng 3 : Haøm löôïng DO baõo hoøa trong nöôùc saïch ôû aùp suaát 1 atm theo nhieät ñoä Nhieät ñoä (oC) 0 5 10 15 20 25 30 35 Nöôùc ngoït (mg/L) 14,6 12,8 11,3 10,2 9,2 8,4 7,6 7,0 Nöôùc bieån (mg/L) 11,3 10,0 9,0 8,1 7,1 6,7 6,1 - * Xem ñoä tan cuûa oxigen ôû nhöõng nhieät ñoä khaùc nhau trong phaàn phuï luïc Haøm löôïng DO coù quan heä maät thieát ñeán caùc thoâng soá COD vaø BOD cuûa nguoàn nöôùc. Neáu trong nöôùc haøm löôïng DO cao, caùc quaù trình phaân huûy caùc chaát höõu cô seõ xaûy ra theo höôùng haùo khí (aerobic), coøn neáu haøm löôïng DO thaáp, thaäm chí khoâng coøn thì quaù trình phaân huûy caùc chaát höõu cô trong nöôùc seõ xaûy ra theo höôùng yeám khí (anaerobic). Haøm löôïng DO baõo hoøa Nhieät ñoä (oC) DO baõo hoøa Nöôùc ngoït Nöôùc bieån 10 10,9 9,0 20 8,8 7,4 30 7,5 6,1 40 6,6 5,0 4. Nhu caàu oxigen hoùa hoïc Nhu caàu oxigen hoùa hoïc (COD : Chemical Oxygen Demand) laø löôïng oxigen caàn thieát (cung caáp bôûi caùc chaát hoùa hoïc) ñeå oxid hoùa caùc chaát höõu cô trong nöôùc. Chaát oxid hoùa thöôøng duøng laø KMnO4 hoaëc K2Cr2O7 vaø khi tính toaùn ñöôïc qui ñoåi veà löôïng oxigen töông öùng ( 1 mg KMnO4 öùng vôùi 0,253 mgO2). Caùc chaát höõu cô trong nöôùc coù hoaït tính hoùa hoïc khaùc nhau. Khi bò oxid hoùa khoâng phaûi taát caû caùc chaát höõu cô ñeàu chuyeån hoùa thaønh nöôùc vaø CO2 neân giaù trò COD thu ñöôïc khi xaùc ñònh baèng phöông phaùp KMnO4 hoaëc K2Cr2O7 thöôøng nhoû hôn giaù trò COD lyù thuyeát neáu tính toaùn töø caùc phaûn öùng hoùa hoïc ñaày ñuû. Maët khaùc, trong nöôùc cuõng coù theå toàn taïi moät soá chaát voâ cô coù tính khöû (nhö S2-, NO2-, Fe2+ …) cuõng coù theå phaûn öùng ñöôïc vôùi KMnO4 hoaëc K2Cr2O7 laøm sai laïc keát quaû xaùc ñònh COD. Nhö vaäy, COD giuùp phaàn naøo ñaùnh giaù ñöôïc löôïng chaát höõu cô trong nöôùc coù theå bò oxid hoùa baèng caùc chaát hoùa hoïc (töùc laø ñaùnh giaù möùc ñoä oâ nhieãm cuûa nöôùc). Vieäc xaùc ñònh COD coù öu ñieåm laø cho keát quaû nhanh (chæ sau khoaûng 2 giôø neáu duøng phöông phaùp bicromat hoaëc 10 phuùt neáu duøng phöông phaùp permanganat). 5. Nhu caàu oxigen sinh hoùa Nhu caàu oxigen sinh hoùa (BOD : Biochemical Oxygen Demand) laø löôïng oxigen caàn thieát ñeå vi khuaån coù trong nöôùc phaân huûy caùc chaát höõu cô. Töông töï nhö COD, BOD cuõng laø moät chæ tieâu duøng ñeå xaùc ñònh möùc ñoä nhieãm baån cuûa nöôùc (ñôn vò tính cuõng laø mgO2/L). Trong moâi tröôøng nöôùc, khi quaù trình oxid hoùa sinh hoïc xaûy ra thì caùc vi khuaån söû duïng oxigen hoøa tan ñeå oxid hoùa caùc chaát höõu cô vaø chuyeån hoùa chuùng thaønh caùc saûn phaåm voâ cô beàn nhö CO2, CO32-, SO42-, PO43- vaø caû NO3-. Quaù trình oxid hoùa caùc chaát höõu cô trong nöôùc coù theå xaûy ra theo hai giai ñoaïn : - giai ñoaïn 1 : chuû yeáu laø oxid hoùa caùc hôïp chaát hidrocarbon. Quaù trình naøy xaûy ra ôû 20oC vaø keùo daøi khoaûng 20 ngaøy. CnHm + (n + ) O2 nCO2 + H2O  Trong 5 ngaøy ñaàu cuûa giai ñoaïn naøy, coù khoaûng 60 – 70% caùc chaát höõu cô carbon bò phaân huûy vaø ñeán ngaøy thöù 20 coù khoaûng 95 – 99% chaát höõu cô naøy bò phaân huûy. - giai ñoaïn 2 : oxid hoùa caùc hôïp chaát chöùa nitrogen, thöôøng baét ñaàu töø ngaøy thöù 10 (coù tröôøng hôïp baét ñaàu töø ngaøy thöù 5) 2NH3 + 3O2 2NO2- + 2H+  + 2H2O 2NO2- 2NO3- Trong thöïc teá ngöôøi ta khoâng theå xaùc ñònh löôïng oxigen caàn thieát ñeå phaân huûy hoaøn toaøn chaát höõu cô vì nhö theá toán quaù nhieàu thôøi gian (20 ngaøy hoaëc hôn). Theo qui öôùc, ngöôøi ta chæ xaùc ñònh löôïng oxigen caàn thieát trong 5 ngaøy ñaàu ôû nhieät ñoä uû 20oC, kyù hieäu laø BOD5. Chæ tieâu naøy ñaõ ñöôïc chuaån hoùa vaø söû duïng ôû haàu heát caùc nöôùc treân theá giôùi (xem caùch xaùc ñònh trong phaàn phaân tích nöôùc). Nghieân cöùu ñoäng hoïc caùc phaûn öùng xaûy ra trong quaù trình xaùc ñònh BOD cho thaáy chuùng ñeàu laø caùc phaûn öùng baäc moät, nghóa laø vaän toác phaûn öùng tæ leä vôùi löôïng chaát höõu cô coù trong nöôùc. Neáu goïi Lt laø haøm löôïng BOD coøn laïi ôû taïi thôøi gian t ngaøy vaø k laø haèng soá vaän toác cuûa phaûn öùng, ta coù :  = - kLt Laáy tích phaân bieåu thöùc naøy, ta coù : = e-kt = 10-Kt vôùi Lo laø haøm löôïng BOD öùng vôùi thôøi ñieåm t = 0 (nghóa laø toång BOD hay BOD cuoái cuøng). Haèng soá vaän toác k (cô soá e) vaø K (cô soá 10) coù moái quan heä nhö sau : K = Nhö vaäy, löôïng BOD coøn laïi ôû thôøi ñieåm t seõ laø : Lt = L0 e-kt coøn löôïng BOD ñaõ bò vi khuaån söû duïng ñeán thôøi ñieåm t baát kyø seõ laø: BODt = L0 – Lt = L0(1 – e-kt) Baûng 4 : Moät soá giaù trò ñieån hình cuûa k20 Maãu k (ngaøy-1) Nöôùc coáng 0,35 – 0,70 Nöôùc coáng ñaõ xöû lyù toát 0,10 – 0,25 Nöôùc soâng bò oâ nhieãm 0,10 – 0,25 Haèng soá vaän toác phaûn öùng phaân huûy k theå hieän toác ñoä phaûn öùng phaân huûy vì duø cho k coù taêng nhöng toång BOD cuoái cuøng cuõng khoâng ñoåi. Vaän toác phaân huûy sinh hoïc taêng khi nhieät ñoä maãu nöôùc taêng. Giöõa nhieät ñoä vaø haèng soá vaän toác phaûn öùng k coù moái quan heä nhö sau : k = k20 ´ q(T – 20) trong ñoù : k20 : haèng soá vaän toác phaûn öùng phaân huûy ôû nhieät ñoä chuaån 20oC k : haèng soá vaän toác ôû nhieät ñoä ToC q : heä soá nhieät ñoä (thöôøng ñöôïc laáy theo kinh nghieäm laø 1,047).  Trong thöïc nghieäm, giaù trò BOD5 ñöôïc tính nhö sau : BOD5 = mg O2/L trong ñoù : DOo : laø haøm löôïng DO cuûa maãu nöôùc xaùc ñònh (ñaõ pha loaõng tröôùc khi uû); DO5 : laø haøm löôïng DO cuûa maãu nöôùc xaùc ñònh (ñaõ pha loaõng) sau 5 ngaøy uû ôû 20oC; P : heä soá pha loaõng P = Xaùc ñònh BOD töø caùc soá lieäu thöïc nghieäm baèng phöông phaùp Thomas. Coù nhieàu phöông phaùp xaùc ñònh k vaø L töø caùc döõ kieän thöïc nghieäm BOD. Phöông phaùp ñôn giaûn nhaát laø veõ BOD theo thôøi gian, khi ñoù seõ thu ñöôïc ñöôøng hyperbol vaø giaù trò BOD ngaøy cuoái (Lo) ñöôïc döï ñoaùn töø ñöôøng tieäm caän vôùi ñöôøng cong. Sau ñoù duøng coâng thöùc BODt = L0 – Lt = L0(1 – e-kt) ñeå tính giaù trò cuûa k. Tuy nhieân trong thöïc teá, caùc giaù trò thöïc nghieäm raát phaân taùn khoù loøng cho ñöôïc giaù trò Lo chính xaùc, do ñoù ngöôøi ta coù khuynh höôùng tuyeán tính hoùa caùc döõ kieän thöïc nghieäm. Moät trong caùc phöông phaùp thöôøng duøng nhaát laø phöông phaùp ñoà thò Thomas. Veà maët toaùn hoïc, phöông phaùp naøy döïa treân söï töông töï trong phaàn môû roäng cuûa hai haøm F1 vaø F2 sau : F1 = 1 – e-kt F2 = (kt)[1 + (1/6)kt]-3 Khi khai trieån chuoãi cuûa hai haøm naøy, ta coù : F1 = (kt)[1 – 0,5(kt)] + (kt)2 – (kt)3 F2 = (kt)[1 – 0,5(kt)] + (kt)2 – (kt)3 Hai soá haïng ñaàu tieân cuûa hai chuoãi naøy hoaøn toaøn gioáng nhau, coøn soá haïng thöù ba chæ khaùc nhau chuùt ít. Thay caùc bieåu thöùc naøy vaøo bieåu thöùc BODt = L0(1 – e-kt) ta coù phöông trình gaàn ñuùng sau ñaây : BODt = L(kt)[1 + (1/6)kt]-3 Ruùt caên caû hai veá, ta coù : = + (t) Ñöôøng bieåu dieãn (t/BODt)1/3 theo t seõ tuyeán tính. Giao ñieåm A cuûa ñöôøng naøy vôùi truïc tung coù giaù trò laø A = kL-1/3. Ñoä doác B cuûa ñöôøng naøy ñöôïc cho bôûi bieåu thöùc : B = Töø ñoù coù theå tính ñöôïc k = 6 vaø L = Toùm laïi, phöông phaùp ñoà thò Thomas coù theå thöïc hieän theo trình töï sau : Töø caùc giaù trò thöïc nghieäm BOD theo t, tính caùc giaù trò (t/BODt)1/3 cho moãi ngaøy. Veõ (t/BODt)1/3 theo t sao cho ñaït ñöôïc daïng thaúng nhaát. Xaùc ñònh giao ñieåm A vaø ñoä doác B cuûa ñöôøng bieåu dieãn. Tính k vaø L töø caùc bieåu thöùc k = 6 vaø L = Ví duï : Moät nguoàn nöôùc thaûi coù caùc soá lieäu phaân tích BOD nhö sau : Ngaøy 0 1 2 4 6 8 BOD (mg/L) 0 32 57 84 106 111 Xaùc ñònh haèng soá vaän toác k cuûa phaûn öùng phaân huûy BOD vaø BOD cuoái cuûa nguoàn nöôùc naøy. Giaûi : Tröôùc heát tính caùc giaù trò (t/BODt)1/3 Ngaøy 0 1 2 4 6 8(t/BODt)1/3 - 0,315 0,327 0,362 0,384 0,416 Veõ ñöôøng bieåu dieãn (t/BODt)1/3 theo t, ta coù : Töø hình veõ, xaùc ñònh ñöôïc A = 0,30 vaø B = = 0,0145 Töø ñoù tính ñöôïc k = = 0,29 ngaøy-1 L = = 128 mg/L 6. Moät soá chæ tieâu hoùa hoïc khaùc trong nöôùc a) Saét Saét chæ toàn taïi daïng hoøa tan trong nöôùc ngaàm döôùi daïng muoái Fe2+ cuûa HCO3-, SO42-, Cl-…, coøn trong nöôùc beà maët, Fe2+ nhanh choùng bò oxid hoùa thaønh Fe3+ vaø bò keát tuûa döôùi daïng Fe(OH)3. 2Fe(HCO3)2 + 0,5 O2 + H2O ¾® 2Fe(OH)3 + 4CO2 Nöôùc thieân nhieân thöôøng hcöùa haøm löôïng saét leân ñeán 30 mg/L. Vôùi haøm löôïng saét lôùn hôn 0,5 mg/L nöôùc coù muøi tanh khoù chòu, laøm vaøng quaàn aùo khi giaët… Caùc caën keát tuûa cuûa saét coù theå gaây taéc ngheõn ñöôøng oáng daãn nöôùc. Trong quaù trình xöû lyù nöôùc, saét ñöôïc loaïi baèng phöông phaùp thoâng khí vaø keo tuï. b) Caùc hôïp chaát clorur Clor toàn taïi trong nöôùc döôùi daïng Cl-. Noùi chung ôû möùc noàng ñoä cho pheùp thì caùc hôïp chaát clor khoâng gaây ñoäc haïi, nhöng vôùi haøm löôïng lôùn hôn 250 mg/L laøm cho nöôùc coù vò maën. Nöôùc coù nhieàu Cl- coù tính xaâm thöïc ximaêng. c) Caùc hôïp chaát sulfat Ion SO42- coù trong nöôùc do khoaùng chaát hoaëc coù nguoàn goác höõu cô. Vôùi haøm löôïng lôùn hôn 250 mg/L gaây toån haïi cho söùc khoûa con ngöôøi. ÔÛ ñieàu kieän yeám khí, SO42- phaûn öùng vôùi chaát höõu cô taïo thaønh khí H2S coù ñoäc tính cao. CAÙC CHÆ TIEÂU VI SINH Trong nöôùc thieân nhieân coù nhieàu loaïi vi truøng, sieâu vi truøng, rong taûo vaø caùc loaøi thuûy vi sinh khaùc. Tuøy theo tính chaát, caùc loaïi vi sinh trong nöôùc coù theå voâ haïi hoaëc coù haïi. Nhoùm coù haïi bao goàm caùc loaïi vi truøng gaây beänh, caùc loaøi rong reâu, taûo…Nhoùm naøy caàn phaûi loaïi boû khoûi nöôùc tröôùc khi söû duïng. Caùc vi truøng gaây beänh nhö lî, thöông haøn, dòch taû…thöôøng khoù xaùc ñònh chuûng loaïi. Trong thöïc teá hoùa nöôùc thöôøng xaùc ñònh chæ soá vi truøng ñaëc tröng. Trong chaát thaûi cuûa ngöôøi vaø ñoäng vaät luoân coù loaïi vi khuaån E.Coli sinh soáng vaø phaùt trieån. Söï coù maët cuûa E.Coli trong nöôùc chöùng toû chöùng toû nguoàn nöôùc ñaõ bò oâ nhieãm bôûi phaân raùc, chaát thaûi cuûa ngöôøi vaø ñoäng vaät vaø nhö vaäy cuõng coù khaû naêng toàn taïi caùc loaïi vi truøng gaây beänh khaùc. Soá löôïng E.Coli nhieàu hay ít tuøy thuoäc möùc ñoä nhieãm baån cuûa nguoàn nöôùc. Ñaëc tính cuûa khuaån E.Coli laø khaû naêng toàn taïi cao hôn caùc loaïi vi khuaån, vi truøng gaây beänh khaùc neân neáu sau khi xöû lyù nöôùc, neáu trong nöôùc khoâng coøn phaùt hieän thaáy E.Coli thì ñieàu ñoù chöùng toû caùc loaïi vi truøng gaây beänh khaùc ñaõ bò tieâu dieät heát. Maët khaùc, vieäc xaùc ñònh soá löôïng E.Coli thöôøng ñôn giaûn vaø nhanh choùng neân loaïi vi khuaån naøy thöôøng ñöôïc choïn laøm vi khuaån ñaëc tröng trong vieäc xaùc ñònh möùc ñoä nhieãm baån do vi truøng gaây beänh trong nöôùc. Ngöôøi ta phaân bieät trò soá E.Coli vaø chæ soá E.Coli. Trò soá E.Coli laø ñôn vò theå tích nöôùc coù chöùa 1 vi khuaån E.Coli. Chæ soá E.Coli laø soá löôïng vi khuaån E.Coli coù trong 1 lít nöôùc. Tieâu chuaån nöôùc caáp cho sinh hoaït ôû caùc nöôùc tieân tieán qui ñònh trò soá E.Coli khoâng nhoû hôn 100 mL, nghóa laø cho pheùp chæ coù 1 vi khuaån E.Coli trong 100 mL nöôùc (chæ soá E.Coli töông öùng laø 10). TCVN qui ñònh chæ soá E.Coli cuûa nöôùc sinh hoaït phaûi nhoû hôn 20. Baøi taäp chöông 1 Moät sinh vieân tieán haønh xaùc ñònh haøm löôïng caën cuûa moät maãu nöôùc thaûi nhö sau : Laáy 100 mL maãu nöôùc thaûi cho vaøo ñóa saáy (coù khoái löôïng chính xaùc laø 0,5 gam tröôùc khi cho maãu nöôùc thaûi vaøo). Cho ñóa chöùa nöôùc thaûi vaøo tuû saáy vaø saáy khoâ ôû nhieät ñoä 104oC cho ñeán khi bay hôi toaøn boä. Khoái löôïng cuûa ñóa sau khi saáy laø 0,5625 gam. Laáy 100 mL maãu nöôùc thaûi khaùc cho qua pheãu loïc vaø cho nöôùc qua loïc vaøo moät ñóa saáy khaùc (cuõng coù khoái löôïng ban ñaàu laø 0,5 gam) roài cuõng tieán haønh saáy ñeán khoâ ôû 104oC. Khoái löôïng ñóa sau khi saáy ghi ñöôïc laø 0,5325 gam. Haõy tính (duøng ñôn vò mg/L): a) haøm löôïng caën toaøn phaàn TS , b) toång haøm löôïng caùc chaát khoâng tan TSS, c) toång haøm löôïng caùc chaát hoøa tan TDS, d) haøm löôïng chaát khoâng tan deã bay hôi VSS (giaû söû VSS = 0,7TSS) Keát quaû phaân tích haøm löôïng caën cuûa moät maãu nöôùc thaûi nhö sau : TS = 200 mg/L TDS = 30 mg/L FSS = 30 mg/L a) Tính TSS (toång haøm löôïng caùc chaát khoâng tan) cuûa maãu nöôùc naøy.b) Maãu nöôùc naøy coù chöùa nhieàu chaát höõu cô keùm tan khoâng? Taïi sao? Neáu moät maãu nöôùc thaûi coù COD laø 450 mg/L thì HHH caàn tieâu toán bao nhieâu mg K2Cr2O7 khi xaùc ñònh COD cuûa 1 lít maãu nöôùc naøy? Haõy xaùc ñònh (duøng ñôn vò laø mg/L) : a/ toång haøm löôïng caùc chaát raén tan vaø khoâng tan TS (Total Solids), b/ toång haøm löôïng caùc chaát raén deã bay hôi TVS (Total Volatile Solids), c/ haøm löôïng caùc chaát raén khoâng tan SS (Suspended Solids) d/ haøm löôïng caùc chaát raén khoâng tan deã bay hôi VSS (Volatile Suspended Solids) döïa treân caùc soá lieäu thöïc nghieäm sau ñaây : - löôïng maãu ñem phaân tích cho töøng chæ tieâu noùi treân : 50 mL - khoái löôïng ñóa laøm bay hôi (evaporating dish) : 52,1533 gam - khoái löôïng cuûa ñóa laøm bay hôi vaø caën sau khi cho bay hôi ôû 105oC : 52,1890 gam - khoái löôïng cuûa ñóa laøm bay hôi vaø caën sau khi nung ôû 550oC : 52,1863 gam - khoái löôïng cuûa giaáy loïc (baèng sôïi thuûy tinh) : 1,5413 gam - khoái löôïng caën vaø giaáy loïc sau khi saáy khoâ ôû 105oC : 1,5541 gam - khoái löôïng caën vaø giaáy loïc sau khi nung ôû 550oC : 1,5519 gam Keát quaû phaân tích BOD cuûa moät nguoàn nöôùc thaûi ôû 20oC ñöôïc trình baøy trong baûng sau : t (ngaøy) 0 1 2 3 4 5 y (mg/L) 0 65 109 138 158 172Tính haèng soá vaän toác k ôû 20oC vaø BOD cuoái. Keát quaû phaân tích BOD cuûa moät nguoàn nöôùc ôû 26oC ñöôïc trình baøy trong baûng sau : t (ngaøy) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9y (mg/L) 0 3 5,4 7 8,3 9 9,6 9,8 10 10,1Tính haèng soá vaän toác k ôû 20oC vaø BOD cuoái Keát quaû phaân tích thaønh phaàn moät maãu nöôùc khoaùng nhö sau : [Na+] = 0,65 mg/L [Cl-] = 0,8 mg/L [K+] = 0,4 mg/L [SO42-] = 14,3 mg/L [Mg2+] = 19 mg/L [HCO3-] = 189 mg/L [Ca2+] = 35 mg/L [NO3-] = 3,8 mg/L pH cuûa maãu nöôùc khoaùng naøy laø 7,3. a) Tính ñoä cöùng TH, CH, NCH cuûa maãu nöôùc naøy (qui veà mg CaCO3/L) b) Keát quaû phaân tích noùi treân coù hôïp lyù khoâng? Moät maãu nöôùc thaûi coù BOD5 laø 40 mg/L Khi xaùc ñònh BOD5 cuûa maãu nöôùc thaûi naøy ngöôøi ta phaûi duøng nöôùc pha loaõng coù haøm löôïng DO ban ñaàu laø 9 mg/L. Sau khi uû 5 ngaøy, haøm löôïng DO cuûa maãu xaùc ñònh giaûm xuoáng coøn 2,74 mg/L. Theå tích maãu nöôùc ñaõ laáy ñeå xaùc ñònh BOD laø 40 mL vaø theå tích chai xaùc ñònh BOD laø 300 mL. Tính DO ban ñaàu cuûa maãu nöôùc thaûi. BOD5 ôû 20oC cuûa moät maãu nöôùc thaûi laø 210 mg/L. a) Tính BOD cuoái cuûa maãu nöôùc naøy. b) BOD10 laø bao nhieâu? c) Neáu chai xaùc ñònh BOD ñöôïc uû ôû 30oC thì BOD5 seõ laø bao nhieâu? (cho k = 0,23/ngaøy). Keát quaû phaân tích moät maãu nöôùc nhö sau (mg/L, chöa qui ñoåi veà mg CaCO3/L): Ca2+ Mg2+ CO2 HCO3- SO42- Na+ 60 25 6,2 36,5 96,2 6,88Tính ñoä cöùng toaøn phaàn TH, ñoä cöùng carbonat CH, ñoä cöùng phi carbonat NCH cuûa maãu nöôùc naøy. XAÙC ÑÒNH BOD TÖØ CAÙC SOÁ LIEÄU THÖÏC NGHIEÄM BAÈNG PHÖÔNG PHAÙP THOMAS Coù nhieàu phöông phaùp xaùc ñònh k vaø L töø caùc döõ kieän thöïc nghieäm BOD. Phöông phaùp ñôn giaûn nhaát laø veõ BOD theo thôøi gian, khi ñoù seõ thu ñöôïc ñöôøng hyperbol vaø giaù trò BOD ngaøy cuoái (Lo) ñöôïc döï ñoaùn töø ñöôøng tieäm caän vôùi ñöôøng cong. Sau ñoù duøng coâng thöùc BODt = L0 – Lt = L0(1 – e-kt) ñeå tính giaù trò cuûa k. Tuy nhieân trong thöïc teá, caùc giaù trò thöïc nghieäm raát phaân taùn khoù loøng cho ñöôïc giaù trò Lo chính xaùc, do ñoù ngöôøi ta coù khuynh höôùng tuyeán tính hoùa caùc döõ kieän thöïc nghieäm. Moät trong caùc phöông phaùp thöôøng duøng nhaát laø phöông phaùp ñoà thò Thomas. Veà maët toaùn hoïc, phöông phaùp naøy döïa treân söï töông töï trong phaàn môû roäng cuûa hai haøm F1 vaø F2 sau : F1 = 1 – e-kt F2 = (kt)[1 + (1/6)kt]-3 Khi khai trieån chuoãi cuûa hai haøm naøy, ta coù : F1 = (kt)[1 – 0,5(kt)] + (kt)2 – (kt)3 F2 = (kt)[1 – 0,5(kt)] + (kt)2 – (kt)3 Hai soá haïng ñaàu tieân cuûa hai chuoãi naøy hoaøn toaøn gioáng nhau, coøn soá haïng thöù ba chæ khaùc nhau chuùt ít. Thay caùc bieåu thöùc naøy vaøo bieåu thöùc BODt = L0(1 – e-kt) ta coù phöông trình gaàn ñuùng sau ñaây : BODt = L(kt)[1 + (1/6)kt]-3 Ruùt caên caû hai veá, ta coù : = + (t) Ñöôøng bieåu dieãn (t/BODt)1/3 theo t seõ tuyeán tính. Giao ñieåm A cuûa ñöôøng naøy vôùi truïc tung coù giaù trò laø A = kL-1/3. Ñoä doác B cuûa ñöôøng naøy ñöôïc cho bôûi bieåu thöùc : B = Töø ñoù coù theå tính ñöôïc : k = 6 vaø L = Toùm laïi, phöông phaùp ñoà thò Thomas coù theå thöïc hieän theo trình töï sau : Töø caùc giaù trò thöïc nghieäm BOD theo t, tính caùc giaù trò (t/BODt)1/3 cho moãi ngaøy. Veõ (t/BODt)1/3 theo t sao cho ñaït ñöôïc daïng thaúng nhaát. Xaùc ñònh giao ñieåm A vaø ñoä doác B cuûa ñöôøng bieåu dieãn. Tính k vaø L töø caùc bieåu thöùc k = 6 vaø L = Ví duï : Moät nguoàn nöôùc thaûi coù caùc soá lieäu phaân tích BOD nhö sau : Ngaøy 0 1 2 4 6 8 BOD (mg/L) 0 32 57 84 106 111 Xaùc ñònh haèng soá vaän toác k cuûa phaûn öùng phaân huûy BOD vaø BOD cuoái cuûa nguoàn nöôùc naøy. Giaûi : Tröôùc heát tính caùc giaù trò (t/BODt)1/3 Ngaøy 0 1 2 4 6 8(t/BODt)1/3 - 0,315 0,327 0,362 0,384 0,416 Veõ ñöôøng bieåu dieãn (t/BODt)1/3 theo t, ta coù : Töø hình veõ, xaùc ñònh ñöôïc A = 0,30 vaø B = = 0,0145 Töø ñoù tính ñöôïc k = = 0,29 ngaøy-1 L = = 128 mg/L Baøi taäp Moät sinh vieân tieán haønh xaùc ñònh haøm löôïng caën cuûa moät maãu nöôùc thaûi nhö sau : Laáy 100 mL maãu nöôùc thaûi cho vaøo ñóa saáy (coù khoái löôïng chính xaùc laø 0,5 gam tröôùc khi cho maãu nöôùc thaûi vaøo). Cho ñóa chöùa nöôùc thaûi vaøo tuû saáy vaø saáy khoâ ôû nhieät ñoä 104oC cho ñeán khi bay hôi toaøn boä. Khoái löôïng cuûa ñóa sau khi saáy laø 0,5625 gam. Laáy 100 mL maãu nöôùc thaûi khaùc cho qua pheãu loïc vaø cho nöôùc qua loïc vaøo moät ñóa saáy khaùc (cuõng coù khoái löôïng ban ñaàu laø 0,5 gam) roài cuõng tieán haønh saáy ñeán khoâ ôû 104oC. Khoái löôïng ñóa sau khi saáy ghi ñöôïc laø 0,5325 gam. Haõy tính (duøng ñôn vò mg/L) : a) haøm löôïng caën toaøn phaàn TS , b) toång haøm löôïng caùc chaát khoâng tan TSS, c) toång haøm löôïng caùc chaát hoøa tan TDS, d) haøm löôïng chaát khoâng tan deã bay hôi VSS (giaû söû VSS = 0,7TSS) Keát quaû phaân tích haøm löôïng caën cuûa moät maãu nöôùc thaûi nhö sau : TS = 200 mg/L TDS = 30 mg/L FSS = 30 mg/L a) Tính TSS (toång haøm löôïng caùc chaát khoâng tan) cuûa maãu nöôùc naøy.b) Maãu nöôùc naøy coù chöùa nhieàu chaát höõu cô keùm tan khoâng? Taïi sao? Keát quaû phaân tích thaønh phaàn moät maãu nöôùc khoaùng nhö sau : [Na+] = 0,65 mg/L [Cl-] = 0,8 mg/L [K+] = 0,4 mg/L [SO42-] = 14,3 mg/L [Mg2+] = 19 mg/L [HCO3-] = 189 mg/L [Ca2+] = 35 mg/L [NO3-] = 3,8 mg/L pH cuûa maãu nöôùc khoaùng naøy laø 7,3. a) Tính ñoä cöùng TH, CH, NCH cuûa maãu nöôùc naøy (qui veà mg CaCO3/L) b) Keát quaû phaân tích noùi treân coù hôïp lyù khoâng? Keát quaû phaân tích BOD cuûa moät nguoàn nöôùc ôû 26oC ñöôïc trình baøy trong baûng sau : t (ngaøy) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9y (mg/L) 0 3 5,4 7 8,3 9 9,6 9,8 10 10,1Tính haèng soá vaän toác k ôû 20oC vaø BOD cuoái Moät maãu nöôùc thaûi coù BOD5 laø 40 mg/L Khi xaùc ñònh BOD5 cuûa maãu nöôùc thaûi naøy ngöôøi ta phaûi duøng nöôùc pha loaõng coù haøm löôïng DO ban ñaàu laø 9 mg/L. Sau khi uû 5 ngaøy, haøm löôïng DO cuûa maãu xaùc ñònh giaûm xuoáng coøn 2,74 mg/L. Theå tích maãu nöôùc ñaõ laáy ñeå xaùc ñònh BOD laø 40 mL vaø theå tích chai xaùc ñònh BOD laø 300 mL. Tính noàng ñoä DO ban ñaàu cuûa maãu nöôùc thaûi. Keát quaû phaân tích BOD cuûa moät nguoàn nöôùc thaûi ôû 20oC ñöôïc trình baøy trong baûng sau : t (ngaøy) 0 1 2 3 4 5 y (mg/L) 0 65 109 138 158 172Tính haèng soá vaän toác k ôû 20oC vaø BOD cuoái. Neáu moät maãu nöôùc thaûi coù COD laø 450 mg/L thì HHH caàn tieâu toán bao nhieâu mg K2Cr2O7 khi xaùc ñònh COD cuûa 1 lít maãu nöôùc naøy? BOD5 ôû 20oC cuûa moät maãu nöôùc thaûi laø 210 mg/L. a) Tính BOD cuoái cuûa maãu nöôùc naøy. b) BOD10 laø bao nhieâu? c) Neáu chai xaùc ñònh BOD ñöôïc uû ôû 30oC thì BOD5 seõ laø bao nhieâu? (cho k = 0,23/ngaøy). Keát quaû phaân tích moät maãu nöôùc nhö sau (mg/L, chöa qui ñoåi veà mg CaCO3/L): Ca2+ Mg2+ CO2 HCO3- SO42- Na+ 60 25 6,2 36,5 96,2 6,88Tính ñoä cöùng toaøn phaàn TH, ñoä cöùng carbonat CH, ñoä cöùng phi carbonat NCH cuûa maãu nöôùc naøy.  Haõy xaùc ñònh (duøng ñôn vò laø mg/L) : a/ toång haøm löôïng caùc chaát raén tan vaø khoâng tan TS (Total Solids),b/ toång haøm löôïng caùc chaát raén deã bay hôi TVS (Total Volatile Solids), c/ haøm löôïng caùc chaát raén khoâng tan SS (Suspended Solids) d/ haøm löôïng caùc chaát raén khoâng tan deã bay hôi VSS (Volatile Suspended Solids) döïa treân caùc soá lieäu thöïc nghieäm sau ñaây : - löôïng maãu ñem phaân tích cho töøng chæ tieâu noùi treân : 50 mL - khoái löôïng ñóa laøm bay hôi (evaporating dish) : 52,1533 gam - khoái löôïng cuûa ñóa laøm bay hôi vaø caën sau khi cho bay hôi ôû 105oC : 52,1890gam- khoái löôïng cuûa ñóa laøm bay hôi vaø caën sau khi nung ôû 550oC : 52,1863gam - khoái löôïng cuûa giaáy loïc (baèng sôïi thuûy tinh) : 1,5413gam - khoái löôïng caën vaø giaáy loïc sau khi saáy khoâ ôû 105oC : 1,5541 gam- khoái löôïng caën vaø giaáy loïc sau khi nung ôû 550oC : 1,5519 gam 15 mL nước thải ban đầu được cho vào chai xác định BOD (có thể tích 300 mL) rồi thêm nước pha loãng đến đầy, sau đó tiến hành xác định hàm lượng oxigen hòa tan ngay ở thời điểm đầu tiên (DO0=8,8mgO2/L). Sau 5 ngày ủ, xác định lại hàm lượng oxigen hòa tan, kết quả là DO5=1,9mg O2/L. Kết quả phân tích mẫu trắng (chỉ có nước dùng pha loãng mà không có mẫu nước thải) tương ứng là DO0=9,1mgO2/L và DO5=7,9mgO2/L. Xác định BOD5 (mgO2/L) của mẫu nước thải này.