Xác định hàm lượng nitrat và nitrit trong nước sinh hoạt tại phường Trường Xuân- thành phố Tam Kỳ bằng phương pháp UV-VÍ - Hồ Thị Kim Hạnh

1 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NITRAT VÀ NITRIT TRONG NƯỚC SINH HOẠT TẠI PHƯỜNG TRƯỜNG XUÂN- THÀNH PHỐ TAM KỲ BẰNG PHƯƠNG PHÁP UV-VIS Hồ Thị Kim Hạnh1 Tóm tắt: Bài báo trình bày kết quả nghiên cứu xác định hàm lượng nitrat, nitrit trong nước sinh hoạt tại phường Trường Xuân, Thành phố Tam Kỳ. Kết quả phân tích cho thấy: mẫu có hàm lượng nitrat cao nhất là mẫu S6 (11,4493 mg/L), thấp nhấp là S7 (0,3386 mg/L). Đối với nitrit, cao nhất là S1 (0,042 mg/L), thấp nhất là S9 (0,0001 mg/L). Hàm lượng nitrat, nitrit có sự chênh lệch tại các vị trí lấy mẫu và thay đổi không đáng kể từ tháng một đến tháng ba, chưa có dấu hiệu ô nhiễm nitrat, nitrit ở nước sinh hoạt. Từ khóa: nitrat, nitrit, phường Trường Xuân. 1. Mở đầu Nước là một tài nguyên thiên nhiên vô cùng quan trọng đối với sự sống của con người và sinh vật, là thành phần chủ yếu của môi trường sống. Tài nguyên nước quyết định đến sự thành công trong các chiến lược qui hoạch, kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội, bảo đảm an ninh quốc gia như giao thông, y tế, sản xuất... Trong sản xuất, sinh hoạt, việc sử dụng các loại phân bón, các loại nước thải công nghiệp, sinh hoạt, các bãi chôn lấp rác thải giàu hợp chất nitơ thải vào môi trường sống làm cho nước ngầm càng ngày càng bị ô nhiễm nitơ mà chủ yếu là nitrat, nitrit và các hợp chất của chính nó. Phường Trường Xuân, thành phố Tam kỳ, một trong những nơi tập trung đông dân cư của thành phố. Hằng ngày, nước thải sinh hoạt, phân bón hóa học, thuốc trừ sâu, các chất thải chăn nuôi, đặc biệt là các chất thải từ các chợ và khu công nghiệp thải trực tiếp ra bên ngoài mà chưa qua bất cứ một khâu xử lý nào. Trong khi đó hơn 90% các hộ gia đình ở đây đều dùng nguồn nước sinh hoạt chủ yếu từ giếng khoan hoặc giếng đào, chưa qua quy trình xử lý nào, do đó nguồn nước người dân đang sử dụng bị ô nhiễm là điều không thể tránh khỏi. 1 . ThS. Khoa Lý-Hóa-Sinh, trường Đại học Quảng Nam HỒ THỊ KIM HẠNH 2 Bài báo này công bố kết quả nghiên cứu phân tích, đánh giá hàm lượng nitrat, nitrit trong nước sinh hoạt của các hộ dân cư tại phường Trường Xuân, từ đó đưa ra biện pháp quản lý phù hợp nhằm cải thiện chất lượng nước góp phần quan trọng trong đảm bảo sức khỏe, đời sống cũng như sinh hoạt của người dân. 2. Nội dung 2.1. Hóa chất, dụng cụ, thiết bị 2.1.1. Hóa chất - Nước cất: TCVN 4851:1989. - Axít photphoric (H3PO4): 15M (d= 1,7 g/ml ). - Sulfanilamit (C6H8N2O2S). - Natri clorua (NaCl): 30%. - N (1-naphthyl) etylen diamin dihydroclorua (NED) C12H14N2.2 HCl. - Axit sulfanilic (C6 H 7 NO 3S). - Axit clohidric (HCl). - Axit sunfuric (H2SO4) d= 1,84. - Amoni hydroxit (NH4OH). - Natri hydroxit (NaOH). - Tinh thể NaNO3. - Tinh thể NaNO2. - Thuốc thử brucine sulfanilic: Được điều chế bằng cách hòa tan 1g brucine sulfate và 0.1g sulfanilic trong khoảng 70ml nước cất nóng. Thêm vào 3ml axit clohidric đậm đặc, trộn đều và pha loãng đến 100ml bằng nước cất - Thuốc thử griss cải tiến: Hòa tan 2g sulfanilamide trong hỗn hợp của 5ml axit photphoric đậm đặc và 20ml nước cất trong cốc thủy tinh, thêm tiếp vào dung dịch này 0.1g N-(1-naphtyl)-1,2 diamoni etan dihidroclorua (C10H7-NH-CH2- CH2-NH-2HCl) chuyển dung dịch này sang bình định mức 50ml và định mức tới vạch bằng nước cất, bảo quản ở nhiệt độ 2-5°C. 2.1.2. Dụng cụ - Các loại dụng cụ thông thường: Bình định mức, cốc chịu nhiệt, pipet, bình tam giác, ống nghiệm, ống bóp cao su, buret. HỒ THỊ KIM HẠNH 3 - Nhiệt kế 2.1.3 . Thiết bị - Lò vi sóng MW86N: Công suất 850W, tần số 2450MHz - Nồi cách thủy: Nhiệt độ 100°C. - Cân phân tích điện tử 4 số Ohaus (PA 214) - Máy quang phổ hấp thụ phân tử UV-Vis (Thermo Electron Corporation, UK ) 2.2 . Kỹ thuật thực nghiệm 2.2.1 . Địa điểm và thời gian lấy mẫu - Các mẫu được lấy từ các nguồn nước sinh hoạt, chủ yếu là nước giếng đào và giếng khoan của 12 người dân tại địa bàn phường Trường Xuân ở một số địa điểm có nguy cơ ô nhiễm cao như: khu vực chợ, cây xăng, khu công nghiệp, đồng rau, khu vực trồng lúa. Thời gian lấy mẫu: tháng 1, tháng 2, tháng 3 năm 2018, mỗi tháng một đợt lấy mẫu vào đầu tháng và cuối tháng, mỗi vị trí lấy ba mẫu. 2.2.2. Cách lấy mẫu và bảo quản mẫu - Lấy trực tiếp bằng gầu múc nước - Dụng cụ lấy mẫu là các chai thủy tinh polisilicat trong suốt, không màu hoặc các bình bằng polyetylen bền vững về mặt hóa học và ít hấp phụ các ion trong nước lên thành bình, nút đậy chắc và kín. Bình và nút cần được rửa sạch trước khi dùng bằng hỗn hợp cromic, sau đó rửa nhiều lần bằng nước thường và tráng lại từ 2 - 3 lần bằng nước cất 2 lần, cuối cùng đem sấy hoặc để khô trong không khí. - Mẫu sau khi lấy, lọc chất lơ lửng, cặn lắng, tảo và các vi sinh vật khác có thể được loại đi lúc lấy mẫu hoặc ngay sau đó bằng cách lọc mẫu qua giấy hoặc màng lọc, hoặc ly tâm sau đó bảo quản trong phòng lạnh, tối. 2.2.3 . Thực nghiệm 2.2.3.1 Quy trình phân tích xác định hàm lượng nitrat và nitrit trong các mẫu nước giếng Phân tích tại phòng thí nghiệm Hóa theo quy trình sau: Bước 1: Lấy mẫu Bước 2: Xử lý mẫu: Mẫu được đem tới phòng thí nghiệm ngay sau khi lấy nên không cần bảo quản. HỒ THỊ KIM HẠNH 4 Bước 3: Xây dựng đường chuẩn xác định hàm lượng nitrat và nitrit. Bước 4: Tiến hành đo độ hấp thụ của các mẫu phân tích trong cùng điều kiện giống với các dung dịch chuẩn. Bước 5: Xử lý số liệu và tính kết quả. 2.2.3.2 . Xây dựng đường chuẩn đo nitrat, nitrit - Chuẩn bị dãy dung dịch chuẩn NO3- có nồng độ 0; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3 ,0,4,0; 5,0 mg/L - Tiến hành đo A tại bước sóng 410nm - Chuẩn bị dãy dung dịch chuẩn NO2- có nồng độ 0; 0,02; 0,04; 0,06; 0,08; 0,1; 0 ,2; 0,5 mg/L - Tiến hành đo A tại bước sóng 540nm 2.2.3.3 . Xác định hàm lượng nitrat trong mẫu - Hàm lượng nitrat trong mẫu được xác định bằng phương pháp đo quang phổ hấp thụ phân tử dùng thuốc thử brucine sulfate, dựa vào đồ thị chuẩn tính hàm lượng nitrat trong mẫu. - Hàm lượng nitrit trong mẫu được xác định bằng phương pháp đo quang phổ hấp thụ phân tử dùng thuốc thử Gress, dựa vào đồ thị chuẩn tính hàm lượng nitrat trong mẫu. 2.3. Kết quả 2.3.1 . Kết quả xây dựng đường chuẩn 2.3.1.1. Đường chuẩn xác định nitrat Kết quả xây dựng đường chuẩn được trình bày ở bảng 2.1và hình 2.1: Bảng 1. Khảo sát độ nhảy của phản ứng giữa NO3- và thuốc thử brucine sulfate (Abs) NO3-] mg/L[ 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 4 5 Abs 0 0,1 0,194 0,312 0,414 0,509 0,611 0,809 1 , 06 HỒ THỊ KIM HẠNH 5 Hình 3.1. Đường chuẩn xác định hàm lượng nitrat. 2.3.1.2. Đường chuẩn xác định nitrit Kết quả xây dựng đường chuẩn được trình bày ở bảng 1 và hình 1: Bảng 2. Khảo sát độ nhạy của phản ứng giữa NO2- và thuốc thử gress cải tiến (Abs) NO2-] mg/l[ 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,2 0 , 5 Abs 0 0,0227 0,041 0,0617 0,0817 0,1007 0,2023 0,5016 Từ kết quả chúng tôi xác định đường chuẩn, kết quả được trình bày ở hình 2: HỒ THỊ KIM HẠNH 6 Hình 2. Đường chuẩn xác định hàm lượng nitrit. 2.3.2 .Kết quả xác định hàm lượng nitrat (mg/L ) 2.3.2.1 . Hàm lượng nitrat trong mẫu qua các lần đo (lần/ tháng ) Bảng 3. Kết quả xác định hàm lượng nitrat trong các mẫu nước sinh hoạt tại P. Trường Xuân Mẫu ( Hàm lượng nitrat (mg/ L Lần 1 Lần 2 Lần 3 S1 4.0455 4.1225 4.0171 S2 4.0027 3.8167 3.9928 S3 4.4752 4.5587 4.5593 S4 4.9981 4.8995 4.8763 S5 11.411 11.6325 11.3045 S6 5.4431 5.3267 5.2009 S7 0.3659 0.3165 0.3333 S8 2.2546 2.6107 2.3572 HỒ THỊ KIM HẠNH 7 S9 2.4454 2.3568 2.3522 S10 3.1257 2.9837 2.997 S11 3.2547 3.0527 3.2096 S12 4.2305 4.1258 4.3168 tại phường Trường Xuân Qua bảng 3 cho thấy: hàm lượng nitrat trong 12 mẫu nước lấy cùng một khu vực thì chênh lệch nhau không lớn nhưng giữa các khu vực khác nhau thì chênh lệch rất lớn. Do địa hình và vị trí lấy mẫu giữa các khu vực có sự khác nhau lớn, dẫn tới các nguồn gây ô nhiễm khác nhau: mẫu S1, S2 được lấy gần khu vực chợ nên nguồn ô nhiễm chủ yếu là rác thải, nước thải từ chợ chưa qua xử lý. Mẫu S5, S6 thuộc cụm công nghiệp Trường uân nên ảnh hưởng trực tiếp từ khói bụi. Các mẫu S1 và S2, S7 và S8 chênh lệch nhau nhiều do các nguồn gây ô nhiễm ngấm vào đất, vào nguồn nước ngầm tích tụ khác nhau. Các mẫu còn lại nồng độ tương đối ổn định giữa các vùng. Qua 3 lần đo, thời gian lấy mẫu khác nhau nhưng sự chênh lệch nồng độ là rất nhỏ. 2.3.2.2. Hàm lượng nitrat trung bình trong mẫu Bảng 4. Kết quả xác định hàm lượng nitrat trong các mẫu nước sinh hoạt tại P. Trường Xuân Mẫu S1 S2 S3 S4 S5 S6 Hình 3. Biểu đồ hàm lượng nitrat trong các mẫu nước sinh hoạt Ký hiệu mẫu C (mg/L) HỒ THỊ KIM HẠNH 8 (Conc (mg/l 4.0617 3.9374 4.5310 4.9246 11.4493 5.3236 Mẫu S7 S8 S9 S10 S11 S12 (Conc (mg/l 0.3386 2.4075 2.3848 3.0355 3.1723 4.2244 Hình 4. Biểu đồ hàm lượng nitrat trung bình trong các mẫu nước sinh hoạt tại P. Trường Xuân Theo TCVN 6180 - 1996 (ISO 7890 -1988) quy định chỉ tiêu hàm lượng nitrat có trong nước sinh hoạt thì tất cả 12 mẫu đều không vược mức quy định (< 50 mg/l), vẫn đảm bảo để người dân sinh hoạt và ăn uống. Trong 12 mẫu nước nghiên cứu nên thận trọng với nguồn nước lấy mẫu S5 và S6 vì nồng độ nitrat vẫn ở mức khá cao so với các vùng khác. hàm lượng nitrat cao nhất là mẫu S5 (11,449 mg/L), thấp nhất là mẫu S7 (0,3386 (mg/L)). 2.3.3 . Hàm lượng nitrit (mg/L ) Bảng 5. Kết quả xác định hàm lượng nitrit trong các mẫu nước sinh hoạt tại phường Trường Xuân Mẫu ( Hàm lượng nitrit (m g/L Lần 1 Lần 2 Lần 3 S1 0.0449 0.0397 0.0415 S2 0.0257 0.0199 0.0245 S3 0.0018 0.0012 0.0023 HỒ THỊ KIM HẠNH 9 S4 0.0023 0.0018 0.0026 S5 0.0018 0.0010 0.0019 S6 0.0017 0.0019 0.0014 S7 0.0043 0.0060 0.0045 S8 0.0067 0.0054 0.0061 S9 0.0001 0.0001 0.0001 S10 0.0011 0.0009 0.0013 S11 0.0056 0.0064 0.0058 S12 0.0067 0.0071 0.0064 Hình5. Biểu đồ hàm lượng nitrit trong các mẫu nước sinh hoạt tại phường Trường Xuân Nhận xét: Hàm lượng nitrit trong 12 mẫu nước giữa các lần đo chênh lệch nhau không nhiều nhưng giữa các khu vực lấy mẫu khác nhau có chênh lệch nhau rất lớn, cao nhất là mẫu S1 ở khu vực chợ, các khu vực khác thì có chênh lệch nhưng chênh lệch nhau không cao, vì khu vực chợ là khu vực thấp trũng, bao quanh chợ là kênh thoát nước nên tất cả rác thải, nước thải chưa qua xử lý xả trực tiếp ra môi trường. Đặc biệt là khu vực lấy mẫu S1, nằm ngay bên cạnh hàng cá, mỗi ngày nước rã cá, nước thải xả ra rất nhiều. Các khu vực khác tùy theo địa hình và tác nhân gây ô nhiễm mà mức độ chênh lệch khác nhau. Sự chênh lệch nồng độ các mẫu qua các đợt lấy mẫu rất nhỏ. 2.3.3.1. Hàm lượng nitrit trung bình trong mẫu HỒ THỊ KIM HẠNH 10 Bảng 6. Hàm lượng nitrit trung bình trong các mẫu nước sinh hoạt tại phường Trường Xuân Mẫu S1 S2 S3 S4 S5 S6 (Conc (mg/L 0.0420 0.0234 0.0018 0.0023 0.0016 0.0017 Mẫu S7 S8 S9 S10 S11 S12 (Conc (mg/L 0.0049 0.0060 0.0001 0.0011 0.0059 0.0067 Hình 6. Biểu đồ hàm lượng nitrit trung bình trong các mẫu nước sinh hoạt tại phường Trường Xuân Nhận xét: Theo TCVN 6178 - 1996 (ISO 6777-1984) quy định chỉ tiêu hàm lượng nitrit trong nước sinh hoạt thì trong tất cả 12 mẫu nước đều không vượt mức quy định (< 3mg/l) vẫn đảm bảo để người dân sinh hoạt và ăn uống, hoàn toàn không vượt mức quy định. Trong 12 mẫu thì hàm lượng mẫu S1 là cao nhất (0.042 mg/l), thấp nhất là S9 (0,0001 mg/l), cần cẩn trọng trong khi dùng để ăn uống với khu vực quanh mẫu S1 vì khu vực S1 và S2 nằm xen lẫn với khu công nghiệp, tốt nhất nên dùng nước máy để ăn uống, các giếng đào hoặc giếng khoan có thể dùng để tưới tiêu và sinh hoạt 3 . Kết luận Quá trình nghiên cứu đã phân tích, xác định 12 mẫu nước giếng tại khu vực phường Trường Xuân, thành phố Tam Kỳ đều không bị ô nhiễm nitrat và nitrit, có thể dùng để sinh hoạt và ăn uống. HỒ THỊ KIM HẠNH 11 Đối với nitrat, nồng độ cao nhất là mẫu S6 (11,4493 mg/L), thấp nhấp là S7 (0,3386 mg/L). Đối với nitrit, cao nhất là mẫu S1 (0,042 mg/L), thấp nhất là mẫu S9 (0,0001 mg/L). Tuy không vượt mức quy định để ăn uống, sinh hoạt nhưng cần cẩn trọng với mẫu S1 và S5 vì khu vực đó có nồng độ tương đối cao. Mỗi hộ gia đình và mỗi cá nhân cần tìm hiểu và có biện pháp xử lý nước sơ bộ trước khi dùng để ăn uống và sinh hoạt nhằm hạn chế những ảnh hưởng đến sức khỏe của bản thân và mọi người xung quanh. Thông qua kết quả nghiên cứu có thể đánh giá được mức độ ô nhiễm nguồn nước sinh hoạt tại phường Trường Xuân, thành phố Tam kỳ. Bên cạnh đó góp phần xây dựng phương pháp xác định nitrat và nitrit trong nước bằng phương pháp trắc quang dùng thuốc thử brucine sulfate và dung dịch thuốc thử griss cải tiến phù hợp với các điều kiện của phòng thí nghiệm. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Quốc Hùng (2006), Các phương pháp và thiết bị quan trắc môi trường nước, Viện khoa học và công nghệ Việt Nam. [2] Trần Tứ Hiếu (2003), Phân tích trắc quang phổ hấp thụ UV - VIS, NXB ĐH quốc gia Hà Nội. [3] Nguyễn Hữu Phú (2001), Cơ sở lý thuyết và công nghệ xử lý nước tự nhiên, NXB Khoa học và xã hội. [4] Phạm Luận (1994), Cơ sở lý thuyết các phương pháp hóa học, Trường ĐH KHTN, ĐH quốc gia Hà Nội. [5] QCVN 09-MT:2015/BTNMT quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng nước mặt [6] Nguyễn Thị Thu Thủy (2003), Xử lý nước thải sinh hoạt và công nghiệp, In lần thứ NXB khoa học và kỹ thuật Hà Nội. [7] Trịnh Thị Thanh (2003), Độc học môi trường và sức khỏe con người, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội. Title: DETERMINATION OF NITRATE AND NITRITE IN DRINKING WATER IN TRUONG XUAN WARD, TAM KY CITY BY UV-VIS METHOD HO THI KIM HANH Quang Nam University HỒ THỊ KIM HẠNH 12 Abstract: This paper presents the results of research on nitrate and nitrite content in drinking water in Truong Xuan Ward, Tam Ky City. The analytical results showed that the waster samples with the highest nitrate content were S6 (11.4493 mg / L), the lowest level of nitrate was S7 (0.3386 mg / L). The highest level of nitrite was S1 (0.042 mg / L), the lowest level was S9 (0.0001 mg / L). Nitrate and nitrite concentrations were different in sampling locations and have not changed from January to March. There were no signs of nitrate and nitrite pollution in drinking water. Keywords: nitrate, nitrite, Truong Xuan Ward. HỒ THỊ KIM HẠNH 13