Bài giảng Phép phân tích đất, trầm tích, bùn lắng và bụi

PHÉP PHÂN TÍCH ĐẤT, TRẦM TÍCH, BÙN LẮNG VÀ BỤI I. Giới thiệu 1. Đất 2. Bùn lắng 3. Trầm tích 4. Bụi II. Những thông số vật lý Tỷ trọng Trọng lượng riêng Độ ẩm Hao hụt trong quá trình nung Kích thước phân tử. III. Đo lường điện hoá Tính dẫn pH Thế oxi hoá-khử IV. Chất hữu cơ Phương pháp luận 2. Quy trình thí nghiệm. V. Chỉ tiêu Nitơ Giới thiệu Nitơ hữu cơ Ammoni trao đổi Nitrate trao đổi Nitrite trao đổi VI. Chỉ tiêu phốt pho Giới thiệu Tổng phốt pho Tổng phốt pho hữu cơ Tổng phốt pho vô cơ. VII. Các cation trao đổi và khả năng hấp phụ trao đổi (CEC) Các cation trao đổi (Ca2+, Mg2+, K+, Na+) Khả năng hấp phụ trao đổi (CEC) VIII. Kim loại nặng Nhôm Asen Cacmi Crom Chì Mangan Thủy ngân GIỚI THIỆU Đất Là sự pha trộn của các khoáng chất (hạt sét, thạch anh…), nước, không khí và sinh vật sống. Đất được hình thành bởi sự phong hóa đá mẹ và sự phân hủy các chất hữu cơ Bùn lắng Bùn phát sinh chủ yếu từ các nhà máy xử lý chất thải đô thị. Bùn hiện nay bị ô nhiễm nặng bởi chất độc hữu cơ và chất độc kim loại nặng. Trầm tích Là kết quả lực hút trọng trường làm lắng đọng các chất lơ lửng xuống đáy ao, hồ, sông, suối… Bụi Bụi là mối quan tâm lớn ở các khu đô thị vì chúng chứa nhiều chất độc và tiềm ần nhiều mối nguy hiểm cho con người TÍNH CHẤT VẬT LÝ Tỷ trọng: là khối lượng khô của một đơn vị thể tích đất được thể hiện bằng g cm-3. Trọng lượng riêng: là tỉ số giữa khối lượng của một thể tích đất xác định với khối lượng của cùng một thể tích nước. Độ ẩm: là tổng trọng lượng nước chứa trong một mẫu đất ở điều kiện tự nhiên so với trọng lượng mẫu đất sau khi sấy khô, tính bằng % Kích thước phân tử: chia thành 3 cấp hạt (cát, thịt và sét). Sự phối hợp của chúng về mặt tỷ lệ tạo thành sa cấu đất. Hao hụt khi nung xảy ra khi các CHC bị phân hủy làm sai lệch kết quả. ĐO LƯỜNG ĐIỆN HOÁ Thế oxi hoá-khử trong đất Ảnh hưởng đến: Tính chất đất Các phản ứng hoá học trong đất Hệ vi sinh vật Hệ động thực vật của một vùng. Thế oxi hoá khử thay đổi phụ thuộc vào độ sâu của đất: Ở tầng mặt thì lượng oxy nhiều nên quá trình oxi hóa là chủ yếu (Eh cao). Ở tầng sâu thì quá trình khử là chủ yếu. Nitơ hữu cơ Giới thiệu Đa số nitơ trong đất, bùn và trầm tích tồn tại dưới dạng hữu cơ. Tổng lượng nitơ hữu cơ (TON-total organic nitrogen) là một trong những chỉ tiêu dinh dưỡng phổ biến nhất của đất. Phương pháp sau đây dựa trên những nguyên tắc của Kjeldahl bằng việc nung và chưng cất. Phương pháp luận Nitơ hữu cơ được chuyển thành NH3-N bằng cách nung với sulfuric acid có chứa kali sulfate Tiến hành trong bình nung Kjeldahl. Chất xúc tác: Cu, Hg hoặc Se Sau đó, ammoniac được chưng cất và đem đi định lượng. Quy trình thí nghiệm 5g mẫu chất đã làm khô 5g K2SO4 1g CuSO4 10mL H2SO4 đậm đặc Nung ở 3800C cho đến khi mất màu. Nung nhẹ trong 3h Để lắng hoàn toàn Pha loãng phần dung dịch thu được thành 100 mL rồi chuyển vào bình tam giác 250 mL Chuẩn bị dung dịch hấp thu: Cho 10 mL dung dịch acid boric vào một bình đáy tròn thể tích 250 mL ۞Chú ý: để đầu ra của hệ thống chưng cất chìm vào dung dịch này. Khi nhận được 50-60 mL thì ngưng. Dung dịch nhận được: Trung hoà dung dịch thu được với NaOH Pha loãng dung dịch trên thành 100 mL Đong chính xác 50 mL dung dịch này và thêm 1 mL thuốc thử Nessler. ۞Thuốc thử Nessler: 12 g NaOH vào 70 mL dung dịch KI 5% bão hoà HgI2 và pha thành 100 mL. Đo độ hấp thu của dung dịch bằng máy phân tích quang phổ (AAS) Tiến hành tương tự với mẫu trống. Lấy độ hấp thu của mẫu và chuỗi chuẩn trừ đi độ hấp thu của mẫu trống. Vẽ đồ thị theo µg N. Ngoại suy lượng ammonia (biễu diễn là N) trong mẫu. Tính theo công thức: mg NH-3-N L-1 = µg NH3-N/V N-hữu cơ (mg N kg-1)= C x V/M Trong đó, V là thể tích dung dịch đem đi phân tích (50 mL) Chỉ tiêu phốt pho Tiến hành: Phốt pho hữu cơ Mẫu được nung ở 550oC để vô cơ hoá các chất hữu cơ trước khi được trích vào H2SO4 và phân tích Ta sẽ có được tổng phốt pho Một mẫu không nung cũng được trích vào H2SO4 và phân tích ta sẽ có được lượng phốt pho vô cơ Chênh lệch giữa hai lượng là lượng phốt pho hữu cơ. CHẤT HỮU CƠ PHƯƠNG PHÁP: Một lượng dư K2Cr207 được thêm vào mẫu cùng với H2SO4 2Cr2O72- +3CCHC +16H+→4 Cr3++3CO2 +8H2O Lượng dư Cr2O72- được xác định bằng chuẩn độ với sắt sulfat. Cr2O72-+ 6Fe2+ + 14H+ → 2Cr3+ +6Fe3++ 7 H2O Quy trình thí nghiệm Cân 0.5g chất đã sấy khô và lọc đất cặn Thêm 10mL dd chuẩn K2Cr2O7 và lắc đều Thêm từ từ 15 mL H2SO4 đậm đặc. Một đầu hở của bình ngưng tụ cho vào một cốc nhỏ. Thêm 100mL nước vào dung dịch sau chưng cất và 5 giọt ferroin Chuẩn độ với Fe(NH4)2(SO4)2.6H2O Đến điểm cuối, có sự đổi màu từ xanh lục sang đỏ tím. Kim loại nặng Nguồn Pb chính chất phụ gia khai thác mỏ công nghiệp in rỉ rác thuốc trừ sâu Nồng độ trung bình của Pb trong đất biến thiên từ 15-25mg/kg Trạng thái tự nhiên PbS Pb Pb Rất nhiều sự nghiên cứu đã chỉ rõ sự ảnh hưởng của giao thông vận tải lên lượng Pb trong môi trường Pb Đồ thị thể hiện sự thay đổi lượng Pb trong đất và cỏ theo khoảng cách từ đường. Nồng độ Mn trong đất biến thiên rất lớn: 20-3000mg/kg. Nhưng chỉ một lượng nhỏ có giá trị cho cây trồng. Ion Mn có giá trị cho đất nhất Sự thiếu hụt và dư thừa Mn đều có thể gây độc. Sự thoái hóa và acid hóa đất làm tăng nồng độ ion Mn2+, Mn gây ra những ảnh hưởng độc hại khai thác mỏ nhà máy bột giấy lò nấu kim loại quá trình đốt than và các chất dẻo việc sử dụng thuốc trừ sâu Hg MÔI TRƯỜNG THỦY NGÂN Ngoài ra khi phân tích đất, trầm tích, bùn lắng và bụi, ta còn phân tích nồng độ của một số kim loại nặng khác, như : Nhôm Asen Crôm Niken Silicon Cadmi Khả năng hấp phụ trao đổi (CEC) Là khả năng đất giữ lại các chất dinh dưỡng và ngăn không cho chúng trực di xuống khỏi tầm ảnh hưởng của rễ cây CEC càng cao thì đất càng có hàm lượng dưỡng chất càng cao. Là một chỉ tiêu đánh giá độ phì nhiêu của đất. CEC [meq (100g)-1] = NH4+- N [ meq (100g) -1 ] = F x V/M CEC =∑ các ion trao đổi [trong meq (100g) -1] HẾT CÁM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ THEO DÕI Nhóm “?”