nhoc_xinh_nhat_nha
New Member
Luận văn: Nghiên cứu tách loại Amoni, Nitrit, Nitrat trong nước ngầm ở khu vực Ngọc Hà, Hà Nội bằng phương pháp trao đổi Ion và phương pháp Clo hoá : Luận văn ThS. Hóa học : 60 44 25
Nhà xuất bản: ĐHKHTN
Ngày: 2000
Chủ đề: Hóa vô cơ
Hà Nội
Ngọc Hà
Phương pháp Clo
Phương pháp trao đổi ion
Ô nhiễm nguồn nước
Ứng dụng hoá học
Miêu tả: 80 tr.
Luận văn ThS. Hóa vô cơ -- Trường Đại học Khoa học Tự nhiên. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2000
Đi sâu tìm hiểu các hợp chất của Nitơ và sự ô nhiễm nguồn nước, tiến hành một số phương pháp phân tích xác định hàm lượng các hợp chất Nitơ và Clo trong nước bằng các phương pháp trao đổi Ion, phương pháp Clo hoá. Cuối cùng tác giả áp dụng kết quả nghiên cứu để xử lý thử mẫu nước ngầm khu vực Ngọc Hà-Hà Nội và đưa ra một số đề nghị nhằm ngăn chặn sự ô nhiễm nguồn nước ngầm ở khu vực Ngọc Hà nói riêng và thành phố Hà Nội nói chung.
M ự c LỤC
Trang
PH Ẩ N M Ở Đ Ầ U 01
A. PHẦN TỔNG QƯAN . 03
Chương 1 : Giới thiệu chung về các hợp chất của nitơ 03
và sự ô nhiễm nguồn nước
1.1. Tinh hình ổ nhiễm m ôi trường hiện nay 03
1.2. N itơ và chu trình của ni tơ trong tự nhiên 05
1.3. Các hợp chất của nitơ và sự ỏ nhiễm nguồn nước 10
1.4. Sự ô nhiễm hợp chất nitư trong nước ngầm Hà Nội 11
1.5. N guồn gốc g ây nên sự tảng am oni trong nước ngầm Hà Nội 12
Chương 2 :Một sô phương pháp phân tích 14
xác định hàm lượng các hợp chất nitơ và clo trong nước
2.1. Các phương pháp phân tích 14
2 .1.1. Phương pháp chuẩn độ axit - bazơ xác định am oni 14
2 .1 .2 . Phương pháp ôxi hoá khử xác định am oni 14
2 .1 .3 . Phương pháp đo quang xác định am oni 14
2 .1 .4 . Phương pháp điện cực chọn lọc mànR ion xác định nitral 15
2 1.5. Piương pháp cực phổ xác định nitrat 16
2 . 1.6. P iương pháp trắc quang xác định nitrit 16
2 .1 .7 . Pìương pháp đo quang xử dụne; thuốc thử O .tolidin xác định clo dư 16
2 .1.8. Piương pháp xác định đ o hoạt động 16
2.2. Mệt số phương pháp xứ lý am oni, nitrit, nitrat trong nước 16
2.2.1. Piương pháp oxi hoá am oni hằng clo và các hợp chất của clo 16
2 .2 .2 . Piương pháp thổi khí xử lý am oni 20
2.2.3. Fhương pháp sinh học xử lý am oni trong nước 20
2 .2 .3 . Riương pháp trao đổi ion xử lí am oni, nitrit, nitrat 21
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiB. PH Ầ N THỤC N G H IỆ M 24
Chương 3: Hoá chất, công cụ và kỹ thuật thực nghiệm 24
3.1. C ác phương pháp xác định các chỉ tiêu đánh giá ch ất lượng nước 24
3.1 .1 . X ác định am oni 24
3 .1.2. Xác định nitrit 25
3.1.3. Xác định nitrat 27
3.1.4. X ác định elo ho ạt động 28
3 .1.5. X ác định đ ộ oxy hoá của nước 29
3 .1.6. Xác định pH và độ dẫn điện của các dung dịch 30
3 .2. Kỹ thuật xử lý am oni, nitrit, nitrat bằng phương pháp trao đổi ion 30
3 .2 .1 . Chuẩn bị nhựa trao đổi ion 30
3 .2.2.Xác định dung lượng trao đổi tĩnh của nhựa 3 1
3 .2 .3 . Chuẩn bị cộ t trao đổi ion và hê thống thực nghiệm 32
3 .2 .4 . Lạp sơ đồ khảo sát ảnh hưởng đồng thời của nồng độ ion và tốc độ chảy 34
đ«ến khả năng trao đổi của nhựa
3 .3 . Kỹ thuật xử lý am oni bằng phương pháp đ o hoá 36
Chương 4 : Kết qủa nghiên cứu xử iý amoni, nitrit, nitrat 40
trong dung dịch bằng phương pháp trao đổi ion
4 .1. Xác định dung lượng trao đổi tinh của nhựa 40
4-. 1.1. X ác định dung lượng hấp thụ tĩnh của nhựa A m berlite IR 120 đối với 40
ion am oni
4 .1 .2 . X ác đ ịnh dung lượng hấp thụ tĩnh của nhựa A m berlite IR A 400 đối với 41
ion nitrat
4ị.2. Ảnh hưởng của nồng độ và tốc độ chảy đến khả năng hấp thụ của nhựa 43
trong điều kiện động
41.2.1. Ả nh hưởng của nồng độ ion am oni 43
4ị.2.2. Ả nh hưưng của nồng độ ion nitrit 46
4ị.2.}. Ả nh hưởng của nồng độ nitrat 49Chương 5: kết quả nghiên cứu xử H amoni trong dung dịch 54
bàng phương pháp clo hoá
5.1. X ác định thời gian clo hoá 54
5.2. X ác định tỷ lệ đ o hoá đối với m ột số dung dịch am oni có nồng độ đầu 55
khác nhau
5.3. N hận xét chung 60
Chương 6: áp dụng kết quả nghiên cứu để xử lí thử mẩu nước ngầm 61
khu vực Ngọc Hà , Hà Nội
6.1. G iới thiệu sư đồ nguồn nước 61
6.2. K ết quả kh ảo sát chất lưựng nước nguồn 62
6.3. X ử lí am oni, nitrit, nitrat bằng phương pháp trao đổi ion 63
6.4. X ử lí hợp chất nitơ bằng phương pháp clo hoá 68
KIẾN N G H Ị 71
c . KẾT LUẬN 72
TÀI LIỆU TH AM KHẢ O 74
PHẦN PHỤ LỤC 77
Phụ lục 1 -Tiêu chuẩn chất lượng nước 20 TCN 33-85 -BXD ban hành 77
Phụ lục 2 - T iêu chuẩn vệ sinh đối với chất lượng nước ăn uống và sinh hoạt về 78
phương diện vật lí và hoá học
T iêu ch u ẩi tạm thời ban hành kèm theo Q Đ số 505 B Y T/Q Đ ngày 13/4/1992
P hụ lục > T iêu chuẩn vệ sinh ăn uống và sinh ho ạt về vi khuẩn, vi sinh vật 79
T iêu chuái tạm thời Ban hành kèm theo Q Đ số 505 B Y T/Q Đ ngày 13/4/1992
P hụ lục 4 TC V N 5944 - 1995 80
G iá trị pới han cho phép của các thông số và nồng độ các ch ất ô nhiễm
tro n g nưóc ngầm
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiPHẦN MỞ ĐẦU
Từ thuở xa xưa người Hà Nội chuyên dùng nước m ưa, nước sông hồ
tro ig sinh hoạt. M ãi đốn năm 1894 hệ thống cấp nước đầu tiên m ới được xây
dựE g. N guồn nước lúc đầu lấy từ sông H ồng, nhưng do chất lượng nước không
tố t x ử lý quá tốn kém nên từ 1909 cho đến nay được thay thố tô i nguồn nước
n g ìm . T rong tương lai đày vẫn là nguồn cấp nước quan trọng của Hà Nội. Chất
lư cng cuộc sống ngày càng tăng cao đòi hỏi lượng nước cung cấp và chất lượng
nước cũng ngày càng cao. Đ ó là yêu cẩu hức bách của thực tế cần thoả
mân.
Theo thống kê của tổ chức Y tế th ế giỏi hiện cỏ khoảng m ột phần ba dân
c ư trên th ế giới thiếu nưức sạch để sinh hoạt và do đó hàng năm có tới 500 triệu
ngíòri bị m ắc bệnh và 10 triệu người (chủ yếu là trẻ em ) hị chết. T rong số đó thì
&0$> các trường hợp m ắc hênh ử các nước đang phát triển là do dùng nước
k h àn g đạt tiêu chuẩn vệ sinh.
Ở nước ta, m ột Irong những m ục tiêu chú yếu của thừi kỳ đẩy m ạnh công
nigiiệp hoá, hiện đại hoá đất nước m à Đại hội Đ ảng lổn thứ V III đã đề ra là "tất
c ả d â n cư thành thị và 80% dân số ở nông thôn phải được cung cấp nước sạch"
rmiiốn vậy trước hết chúng ta cần "xây dựng quy hoạch hảo vệ và khai thác
hợo lý nguồn nước, đáp ứng yêu cầu của sản xuất và đời sống".
C ùng với sự tăng trương kinh tế xã hội, tốc độ đô thị hoá, sự gia tăng dân
Stố và sự phát triển công nghiệp hoá đã kéo theo m ức độ nhiễm nguồn nước
nigìy càng tăng. C ác hợp chất của nitơ là sản phẩm phân huỷ của các chất hữu
c ơ động vật và thực vật đã xuất hiện trong nước ngầm Hà Nội với hàm lượng
mgày càng lớn đ ặc hiệt là ở khu vực nội thành. Chất lượng nước không tốt đã
gỊây ảnh hưởng đán g kể đến sức khoẻ và năng xuất lao động của nhân dân.
V ấn đề m ang lính cấp thiết đặt ra ờ đây là bằng m ọi hiện pháp phải khắc
phục để cung cấp đủ số lượng nước sạch phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của
nibân dân H à Nội trong khi các công trình cấp nước sạch cho nhân dân từ ngoại
tỉhinh đưa vào chưa đáp ứng được.
K hu vực N gọc Hà thuộc quận Ba Đ ình. Hà Nội, có đặc điểm địa lí đặc
b ièt là nằm cạnh H ồ Bách thảo, Hồ Tây chứa nước thải của các khu dân cư lân
1cận và là nguyên nhân chính gây lên sự ỏ nhiễm nước hề m ặt, dẫn đến ô nhiễm
nước n g ầm . M ặt hằng khai thác nước ngầm ơ đây khá chặt hẹp lại xen kẽ các
vùng d â n cư dẫn đến chất lượng nước chưa được như m ong m uốn.
T rong những năm gần đây chất lượng của nguồn nước này bị giảm dần.
H iện tượng đ ổng cặn cúa nồi hơi tăng nhanh và hiện tượng thủng ống dẫn nước
của các thiết bị làm lạm h xảy ra khá phổ biến ở các cơ quan xí nghiệp trong
khu vực. Đ iều đó đòi hỏi phải phốn tích m ột cách hệ thống để đánh giá chất
lượng nưđược và đề xuất phương án khắc phục nhằm nâng cấp chất lượng nước
sản phẩm . Đ ể góp phần nghiên cứu giải quyết vấn đề thực tiễn của khu vực và
đơn vị chúng tui chọn đề tài: N ghiên cứu tách loại am oni, nitrit, nitrat trong
nước ngầm bằng phương pháp trao đổi ion và phương pháp clo hoá.
Do thời gian có hạn trong cuốn luận án này mới chí dừng lại ở m ức độ
phAn tích tương đối toàn diện các chỉ tiêu chú yếu để đánh giá chất lượng của
nguồn nước. K háo sát các yếu tố ánh hưởng đô tìm điều kiện tối ưu cho việc xử
lí thử m ẫu nước hằng hai phương pháp trao đổi ion và phương pháp cỉo hoá.
Với hy vọng rằng các kết quả thu được sau khi xử lí thử trong phòng thí
nghiệm có thổ đóng góp m ội số thông tin hữu ích cho việc nống cấp công nghệ
xử lí để cung cấp nước sạch phục vụ cho sinh hoạt và nghiên cứu khoa học ở
k h u vực sau này.
Cuối luận án chúng tui m ạnh dạn đưa ra m ột vài kiến nghị nhỏ nhằm
n â n g cấp chất lượng nước của khu vưe.
2
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiA . P H Â N T Ô N G Q U A N .
C H Ư Ơ N G 1: G IỚ I TH IỆU CH U N G V Ề C Á C H Ợ P C H Ấ T C Ủ A NITƠ
VÀ S ự Ô N H IỄM N G U Ồ N N Ư Ớ C
1.1 Tinh hình ô nhiẻm inỏỉ trường hiện nay
N ăm 1995 Uỷ han khoa học chính thức của N hà Trắng về bảo vệ môi
trưtoầg đã định Iighìa về sự ô nhiễm môi trường như sau: “Sự ổ nhiễm là sự
thay đổi bất lợi của m ồi Irường thiên nhiên, nó thể hiện hoàn toàn hay m ột phần
n h í ìà sản phẩm phụ do hoạt động của con người, qua các hiệu quả trực tiếp
h a ' gián tiếp m à làm Ihay đổi dạng thức phân bố các luồng năng lượng, mức độ
bứ t x ạ, thành phần vật lý và hoá học của m ôi trường tự nhiên và độ phổ biến
củí c á c sinh vật. Những sự thay đổi này cổ thể làm ảnh hưởng đến con người
m ệt cách trực tiếp hay hay gián tiếp thông qua các nguồn sản phẩm nông
nghiệp, nước và các sản phẩm sinh hoạt khác, chúng cũng có thể ảnh hưởng tới
eton người bằng cách làm thay đổi các đối tượng vật lý thuộc sở hữu của con
n,girờj và có khả năng làm thoái hoá thiên nhiên” {2 }.
Sự ỏ nhiễm m ôi lrường ngày nay đã và đang được toàn T h ế giới quan tâm
nihít là trong th(íi đại cách m ạng khoa học - kỳ thuật, khi m à hoạt động của con
n;gíời phát triển tới qui m ô chưa từng thấy thì vấn đề ỏ nhiễm m ôi trường lai
c;àng trở nên gia tăng. Trong vòng 100 năm gần đây, tốc độ di chuyển trong
k;h)ng gian của con người đã tăng lên 100 lần, m ức độ tiêu thụ năng lượng tăng
1 0)0 lần, sức m ạnh quân sự tăng hàng triệu lần... điều đó đã kéo theo sự tăng
líêr. gấp bội của m ức độ ô nhiễm .
Người ta xác định được rằng vào những năm 70 đã có khoảng 2 triệu chất
htoí chất khác nhau được thải vào môi trưím g xung quanh ( không kể các loại
pihìn khoáng), trong số đó 40.000 chất thuộc loại độc hại. N ền sản xuất hiện
đìạ không những chỉ tạo ra các sản phẩm mới m à còn thải ra các chất thải mới
c:hiía hề có trong thiên nhiên, và phần lớn là xa lạ đối với các cơ thể sống.C ác nguồn gây ỏ nhiễm chính là các nhà m áy của ngành công nghiệp hoá
chất, luyện kim , ch ế hiến dầu m ỏ, chế tạo m áy, vật liệu xây dự ng....H àng năm
chúng ta đã thải vào khí quyển hàng trăm triệu tấn các chất độc CỈT, HC1, S 0 2,
C 0 „ CO, N O x ( các ôxit khác nhau của nitơ ), các hợp chất thuỷ ngân, chì,
Càdimi, asen.... Đ ặc biệt nguy hiểm là chất thải của các nhà m áy xử lý chất thải
hat nhán, bụi phóng xạ của các vụ thử hạt nhân.
Các nguồn gây ô nhiễm quan trọng khác là các nhà m áy nhiệt điên, các
phương tiện giao thông vận tải chạy hàng động cơ đốt trong, các vụ tai nạn chở
dầu, sự cố ốn g dẫn dầu, nước thải sinh hoạt và công nghiệp v.v
Hiện nay vấn cĩề ô nhiễm môi trường đã trở thành nỗi lo của toàn nhân
loại. Nó đòi hỏi giải q uyết vấn đề môi trường tự nhiên đang bị thoái hoá nghiêm
trọng co sự tích luỹ m ột khối lượng lớn các hoá chất và đã gây ra nhiều bệnh
chưa từng biết đến. Sự ô nhiễm môi trường cũng gây ảnh hưởng xấu đến năng
suất cây trồng và vật nuôi, phẩm chất lương thực và thực phẩm . Sự ô nhiễm còn
đẩy nhanh quá trình ăn m òn m áy m óc, thiết bị và làm giảm tuổi thọ của các
công trình kiến trúc, xây dựng...
T iiệ t hại vé kinh tế đo ô nhiễm m ôi trường gây ra rất lớn, chẳng hạn năm
1970 uớc tính thiệt hại ở N hật là 23 tỉ đỏla, ở M ỹ 25 ti’ đôla. N hiều người cho
rằng k ió đánh giá hết được các thiệt hại do ỏ nhiễm m ôi trường gây ra vì còn
phải tíih đ ến nhiều yếu tố khác như chi phí cho việc chữa bệnh, sự giảm năng
suất la) đ ộ n g xã hội...V ấn đề hảo vệ m ỏi trường liên quan trực tiếp đến vấn đề
sử dụng hợ p lý và hiệu quả các nguồn tài nguyên thiên nhiên, n hất là các tài
nguyêi k h ô n g thể tái tạo. Đ ể cho con người không bị đầu độc bởi các yếu tố
đ ộ c hạ phát sinh từ m ọi nguồn khác nhau đòi hỏi phải quan tâm đến chất lượng
không kh í m à con người hít thở, chất lượng của nước m à con người dùng để ăn
uống hàng ngày... và m ột số nhân tố khác tác động lên cơ thể con người ngoài
đường hô hấp và tiêu hoá nhưng cũng làm tổn hại trạng thái sinh lý của cơ thể,
chẳng lạ n tiếng ồn.
|)ể b ảo vệ các nguồn nước khỏi bị ỏ nhiễm không có con đường nào khác
là phả bảo vệ m ôi trường. Đ iều đó cổ nĩ;hĩa là nhất thiết phải hạn c h ế lượng
ch ất tlải phát sinh từ các quá trình sản xuất, hằng cách sử dụng các thành tựu
4
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiIT.ớ của khoa học và kỹ thuật đ ể xây dựng các công nghệ không có hay có rất ít
chá. thải, và phải xử lý chất thải trước khi thải chúng vào m ôi trường.
V iệc xây dựng những dây chuyền khôny có chất thải hay các tổ hợp xử lý
châ thái đòi hỏi n hiều phí tổn, đôi khi làm cho quá trình sản xuất không còn
giá trị kinh tế. Có thể nói rằng, thông thường m ột giải pháp có lợi cho môi
trương thì bất lợi về kinh tế và ngược lại. V iệc tìm ra các giải pháp sao cho phù
h(f[ với cả hai vấn đề trên đang là vấn đề hức xúc cho toàn nhân loại.
V à do đó, ch ú n g ta cần nghiên cứu cả hai lĩnh vực bảo vệ và xử lí môi
trương
1.2 Nitơ và chu trình của nitơ trong tự nhiên [1, 2]
Ni tơ tạo thành hàng loạt các hợp chất vô cơ và hữu cơ quan trọng trong
kh('ng khí, đất và nước nhờ các quá trình hoá học khác nhau. N guyên tử nitơ có
khí nàng tạo thành các hợp chất hoá học với m ức oxi hoá từ (-III) đến (+V ), vì
vậ) hoá học m ôi trường của nitơ m à Irước hết là các phản ứng có sự chuyển
electron m ang ý n ghía rất lớn trong các quá trình chuyển hoá hoá học và sinh
học. M ột số ví dụ về các dạng tồn tại của nitơ như sau:
M íc oxi hoá: - 3 -2 -1 0 +1 +2 +3 + 4 +5
Ị ị I------ X 1 I T I I
Dạig tổn tại: N H , -N H2 N2 N ,0 NO H N O , N 0 2 H N O ,
N H /
CO(NH2)2 R2N - NO n o 2- C H ,C (0)00N 0
R -C H (N H 2)CO O H n o 3
N guồn ni tí í chính Irong m ôi trường là nitơ của không khí, ngoài ra nitơ
CÒI c ó 'tro n g đấl và nước .
5Phân bô nguồn nitư trong m ỏi trườnu I 1
N guồn Khối lượng, triệu tấn
Đ ấ t, đá O A K )12
N ước 23.10'
Ni tơ hoà tan 2 2 .1()6
H ợp chất có chứa ni tơ 0,6.10°
K hổng khí 3,9.10
Sinh quyển 3.9. K í’
Sinh vật sống trong đất 1,2. i ()3
Sinh vật sống ở hiển 0 ,5 .1 0 ’
Sinh vật chết trong đất 3 0 0 .1 0 '
Sinh vật chết ở hiển 6 0 0 .1 0 '
Nitơ là thành phần chính Irong k h í quyển nhưng nó khổng hoạt động m ạnh
nlhtf ôxy bởi lẽ năng lượng liên kết trong phân tử nitơ lương đối lớn ( E = 942
k.J / m ol ). Q uá trình phân ly quang học của phân tử nitơ đòi hỏi các photon có
biước sóng ngắn Ằ < 169 nm . Dưới tác dụng cúa các tia sóng rất ngắn X < 100
mm có thể xảy ra các phan ứng quaniì hoá phức tạp với sự tạo ihành nguyên tử
h«oic phân tử niu# hoạt hoá như :
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
Nhà xuất bản: ĐHKHTN
Ngày: 2000
Chủ đề: Hóa vô cơ
Hà Nội
Ngọc Hà
Phương pháp Clo
Phương pháp trao đổi ion
Ô nhiễm nguồn nước
Ứng dụng hoá học
Miêu tả: 80 tr.
Luận văn ThS. Hóa vô cơ -- Trường Đại học Khoa học Tự nhiên. Đại học Quốc gia Hà Nội, 2000
Đi sâu tìm hiểu các hợp chất của Nitơ và sự ô nhiễm nguồn nước, tiến hành một số phương pháp phân tích xác định hàm lượng các hợp chất Nitơ và Clo trong nước bằng các phương pháp trao đổi Ion, phương pháp Clo hoá. Cuối cùng tác giả áp dụng kết quả nghiên cứu để xử lý thử mẫu nước ngầm khu vực Ngọc Hà-Hà Nội và đưa ra một số đề nghị nhằm ngăn chặn sự ô nhiễm nguồn nước ngầm ở khu vực Ngọc Hà nói riêng và thành phố Hà Nội nói chung.
M ự c LỤC
Trang
PH Ẩ N M Ở Đ Ầ U 01
A. PHẦN TỔNG QƯAN . 03
Chương 1 : Giới thiệu chung về các hợp chất của nitơ 03
và sự ô nhiễm nguồn nước
1.1. Tinh hình ổ nhiễm m ôi trường hiện nay 03
1.2. N itơ và chu trình của ni tơ trong tự nhiên 05
1.3. Các hợp chất của nitơ và sự ỏ nhiễm nguồn nước 10
1.4. Sự ô nhiễm hợp chất nitư trong nước ngầm Hà Nội 11
1.5. N guồn gốc g ây nên sự tảng am oni trong nước ngầm Hà Nội 12
Chương 2 :Một sô phương pháp phân tích 14
xác định hàm lượng các hợp chất nitơ và clo trong nước
2.1. Các phương pháp phân tích 14
2 .1.1. Phương pháp chuẩn độ axit - bazơ xác định am oni 14
2 .1 .2 . Phương pháp ôxi hoá khử xác định am oni 14
2 .1 .3 . Phương pháp đo quang xác định am oni 14
2 .1 .4 . Phương pháp điện cực chọn lọc mànR ion xác định nitral 15
2 1.5. Piương pháp cực phổ xác định nitrat 16
2 . 1.6. P iương pháp trắc quang xác định nitrit 16
2 .1 .7 . Pìương pháp đo quang xử dụne; thuốc thử O .tolidin xác định clo dư 16
2 .1.8. Piương pháp xác định đ o hoạt động 16
2.2. Mệt số phương pháp xứ lý am oni, nitrit, nitrat trong nước 16
2.2.1. Piương pháp oxi hoá am oni hằng clo và các hợp chất của clo 16
2 .2 .2 . Piương pháp thổi khí xử lý am oni 20
2.2.3. Fhương pháp sinh học xử lý am oni trong nước 20
2 .2 .3 . Riương pháp trao đổi ion xử lí am oni, nitrit, nitrat 21
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiB. PH Ầ N THỤC N G H IỆ M 24
Chương 3: Hoá chất, công cụ và kỹ thuật thực nghiệm 24
3.1. C ác phương pháp xác định các chỉ tiêu đánh giá ch ất lượng nước 24
3.1 .1 . X ác định am oni 24
3 .1.2. Xác định nitrit 25
3.1.3. Xác định nitrat 27
3.1.4. X ác định elo ho ạt động 28
3 .1.5. X ác định đ ộ oxy hoá của nước 29
3 .1.6. Xác định pH và độ dẫn điện của các dung dịch 30
3 .2. Kỹ thuật xử lý am oni, nitrit, nitrat bằng phương pháp trao đổi ion 30
3 .2 .1 . Chuẩn bị nhựa trao đổi ion 30
3 .2.2.Xác định dung lượng trao đổi tĩnh của nhựa 3 1
3 .2 .3 . Chuẩn bị cộ t trao đổi ion và hê thống thực nghiệm 32
3 .2 .4 . Lạp sơ đồ khảo sát ảnh hưởng đồng thời của nồng độ ion và tốc độ chảy 34
đ«ến khả năng trao đổi của nhựa
3 .3 . Kỹ thuật xử lý am oni bằng phương pháp đ o hoá 36
Chương 4 : Kết qủa nghiên cứu xử iý amoni, nitrit, nitrat 40
trong dung dịch bằng phương pháp trao đổi ion
4 .1. Xác định dung lượng trao đổi tinh của nhựa 40
4-. 1.1. X ác định dung lượng hấp thụ tĩnh của nhựa A m berlite IR 120 đối với 40
ion am oni
4 .1 .2 . X ác đ ịnh dung lượng hấp thụ tĩnh của nhựa A m berlite IR A 400 đối với 41
ion nitrat
4ị.2. Ảnh hưởng của nồng độ và tốc độ chảy đến khả năng hấp thụ của nhựa 43
trong điều kiện động
41.2.1. Ả nh hưởng của nồng độ ion am oni 43
4ị.2.2. Ả nh hưưng của nồng độ ion nitrit 46
4ị.2.}. Ả nh hưởng của nồng độ nitrat 49Chương 5: kết quả nghiên cứu xử H amoni trong dung dịch 54
bàng phương pháp clo hoá
5.1. X ác định thời gian clo hoá 54
5.2. X ác định tỷ lệ đ o hoá đối với m ột số dung dịch am oni có nồng độ đầu 55
khác nhau
5.3. N hận xét chung 60
Chương 6: áp dụng kết quả nghiên cứu để xử lí thử mẩu nước ngầm 61
khu vực Ngọc Hà , Hà Nội
6.1. G iới thiệu sư đồ nguồn nước 61
6.2. K ết quả kh ảo sát chất lưựng nước nguồn 62
6.3. X ử lí am oni, nitrit, nitrat bằng phương pháp trao đổi ion 63
6.4. X ử lí hợp chất nitơ bằng phương pháp clo hoá 68
KIẾN N G H Ị 71
c . KẾT LUẬN 72
TÀI LIỆU TH AM KHẢ O 74
PHẦN PHỤ LỤC 77
Phụ lục 1 -Tiêu chuẩn chất lượng nước 20 TCN 33-85 -BXD ban hành 77
Phụ lục 2 - T iêu chuẩn vệ sinh đối với chất lượng nước ăn uống và sinh hoạt về 78
phương diện vật lí và hoá học
T iêu ch u ẩi tạm thời ban hành kèm theo Q Đ số 505 B Y T/Q Đ ngày 13/4/1992
P hụ lục > T iêu chuẩn vệ sinh ăn uống và sinh ho ạt về vi khuẩn, vi sinh vật 79
T iêu chuái tạm thời Ban hành kèm theo Q Đ số 505 B Y T/Q Đ ngày 13/4/1992
P hụ lục 4 TC V N 5944 - 1995 80
G iá trị pới han cho phép của các thông số và nồng độ các ch ất ô nhiễm
tro n g nưóc ngầm
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiPHẦN MỞ ĐẦU
Từ thuở xa xưa người Hà Nội chuyên dùng nước m ưa, nước sông hồ
tro ig sinh hoạt. M ãi đốn năm 1894 hệ thống cấp nước đầu tiên m ới được xây
dựE g. N guồn nước lúc đầu lấy từ sông H ồng, nhưng do chất lượng nước không
tố t x ử lý quá tốn kém nên từ 1909 cho đến nay được thay thố tô i nguồn nước
n g ìm . T rong tương lai đày vẫn là nguồn cấp nước quan trọng của Hà Nội. Chất
lư cng cuộc sống ngày càng tăng cao đòi hỏi lượng nước cung cấp và chất lượng
nước cũng ngày càng cao. Đ ó là yêu cẩu hức bách của thực tế cần thoả
mân.
Theo thống kê của tổ chức Y tế th ế giỏi hiện cỏ khoảng m ột phần ba dân
c ư trên th ế giới thiếu nưức sạch để sinh hoạt và do đó hàng năm có tới 500 triệu
ngíòri bị m ắc bệnh và 10 triệu người (chủ yếu là trẻ em ) hị chết. T rong số đó thì
&0$> các trường hợp m ắc hênh ử các nước đang phát triển là do dùng nước
k h àn g đạt tiêu chuẩn vệ sinh.
Ở nước ta, m ột Irong những m ục tiêu chú yếu của thừi kỳ đẩy m ạnh công
nigiiệp hoá, hiện đại hoá đất nước m à Đại hội Đ ảng lổn thứ V III đã đề ra là "tất
c ả d â n cư thành thị và 80% dân số ở nông thôn phải được cung cấp nước sạch"
rmiiốn vậy trước hết chúng ta cần "xây dựng quy hoạch hảo vệ và khai thác
hợo lý nguồn nước, đáp ứng yêu cầu của sản xuất và đời sống".
C ùng với sự tăng trương kinh tế xã hội, tốc độ đô thị hoá, sự gia tăng dân
Stố và sự phát triển công nghiệp hoá đã kéo theo m ức độ nhiễm nguồn nước
nigìy càng tăng. C ác hợp chất của nitơ là sản phẩm phân huỷ của các chất hữu
c ơ động vật và thực vật đã xuất hiện trong nước ngầm Hà Nội với hàm lượng
mgày càng lớn đ ặc hiệt là ở khu vực nội thành. Chất lượng nước không tốt đã
gỊây ảnh hưởng đán g kể đến sức khoẻ và năng xuất lao động của nhân dân.
V ấn đề m ang lính cấp thiết đặt ra ờ đây là bằng m ọi hiện pháp phải khắc
phục để cung cấp đủ số lượng nước sạch phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của
nibân dân H à Nội trong khi các công trình cấp nước sạch cho nhân dân từ ngoại
tỉhinh đưa vào chưa đáp ứng được.
K hu vực N gọc Hà thuộc quận Ba Đ ình. Hà Nội, có đặc điểm địa lí đặc
b ièt là nằm cạnh H ồ Bách thảo, Hồ Tây chứa nước thải của các khu dân cư lân
1cận và là nguyên nhân chính gây lên sự ỏ nhiễm nước hề m ặt, dẫn đến ô nhiễm
nước n g ầm . M ặt hằng khai thác nước ngầm ơ đây khá chặt hẹp lại xen kẽ các
vùng d â n cư dẫn đến chất lượng nước chưa được như m ong m uốn.
T rong những năm gần đây chất lượng của nguồn nước này bị giảm dần.
H iện tượng đ ổng cặn cúa nồi hơi tăng nhanh và hiện tượng thủng ống dẫn nước
của các thiết bị làm lạm h xảy ra khá phổ biến ở các cơ quan xí nghiệp trong
khu vực. Đ iều đó đòi hỏi phải phốn tích m ột cách hệ thống để đánh giá chất
lượng nưđược và đề xuất phương án khắc phục nhằm nâng cấp chất lượng nước
sản phẩm . Đ ể góp phần nghiên cứu giải quyết vấn đề thực tiễn của khu vực và
đơn vị chúng tui chọn đề tài: N ghiên cứu tách loại am oni, nitrit, nitrat trong
nước ngầm bằng phương pháp trao đổi ion và phương pháp clo hoá.
Do thời gian có hạn trong cuốn luận án này mới chí dừng lại ở m ức độ
phAn tích tương đối toàn diện các chỉ tiêu chú yếu để đánh giá chất lượng của
nguồn nước. K háo sát các yếu tố ánh hưởng đô tìm điều kiện tối ưu cho việc xử
lí thử m ẫu nước hằng hai phương pháp trao đổi ion và phương pháp cỉo hoá.
Với hy vọng rằng các kết quả thu được sau khi xử lí thử trong phòng thí
nghiệm có thổ đóng góp m ội số thông tin hữu ích cho việc nống cấp công nghệ
xử lí để cung cấp nước sạch phục vụ cho sinh hoạt và nghiên cứu khoa học ở
k h u vực sau này.
Cuối luận án chúng tui m ạnh dạn đưa ra m ột vài kiến nghị nhỏ nhằm
n â n g cấp chất lượng nước của khu vưe.
2
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiA . P H Â N T Ô N G Q U A N .
C H Ư Ơ N G 1: G IỚ I TH IỆU CH U N G V Ề C Á C H Ợ P C H Ấ T C Ủ A NITƠ
VÀ S ự Ô N H IỄM N G U Ồ N N Ư Ớ C
1.1 Tinh hình ô nhiẻm inỏỉ trường hiện nay
N ăm 1995 Uỷ han khoa học chính thức của N hà Trắng về bảo vệ môi
trưtoầg đã định Iighìa về sự ô nhiễm môi trường như sau: “Sự ổ nhiễm là sự
thay đổi bất lợi của m ồi Irường thiên nhiên, nó thể hiện hoàn toàn hay m ột phần
n h í ìà sản phẩm phụ do hoạt động của con người, qua các hiệu quả trực tiếp
h a ' gián tiếp m à làm Ihay đổi dạng thức phân bố các luồng năng lượng, mức độ
bứ t x ạ, thành phần vật lý và hoá học của m ôi trường tự nhiên và độ phổ biến
củí c á c sinh vật. Những sự thay đổi này cổ thể làm ảnh hưởng đến con người
m ệt cách trực tiếp hay hay gián tiếp thông qua các nguồn sản phẩm nông
nghiệp, nước và các sản phẩm sinh hoạt khác, chúng cũng có thể ảnh hưởng tới
eton người bằng cách làm thay đổi các đối tượng vật lý thuộc sở hữu của con
n,girờj và có khả năng làm thoái hoá thiên nhiên” {2 }.
Sự ỏ nhiễm m ôi lrường ngày nay đã và đang được toàn T h ế giới quan tâm
nihít là trong th(íi đại cách m ạng khoa học - kỳ thuật, khi m à hoạt động của con
n;gíời phát triển tới qui m ô chưa từng thấy thì vấn đề ỏ nhiễm m ôi trường lai
c;àng trở nên gia tăng. Trong vòng 100 năm gần đây, tốc độ di chuyển trong
k;h)ng gian của con người đã tăng lên 100 lần, m ức độ tiêu thụ năng lượng tăng
1 0)0 lần, sức m ạnh quân sự tăng hàng triệu lần... điều đó đã kéo theo sự tăng
líêr. gấp bội của m ức độ ô nhiễm .
Người ta xác định được rằng vào những năm 70 đã có khoảng 2 triệu chất
htoí chất khác nhau được thải vào môi trưím g xung quanh ( không kể các loại
pihìn khoáng), trong số đó 40.000 chất thuộc loại độc hại. N ền sản xuất hiện
đìạ không những chỉ tạo ra các sản phẩm mới m à còn thải ra các chất thải mới
c:hiía hề có trong thiên nhiên, và phần lớn là xa lạ đối với các cơ thể sống.C ác nguồn gây ỏ nhiễm chính là các nhà m áy của ngành công nghiệp hoá
chất, luyện kim , ch ế hiến dầu m ỏ, chế tạo m áy, vật liệu xây dự ng....H àng năm
chúng ta đã thải vào khí quyển hàng trăm triệu tấn các chất độc CỈT, HC1, S 0 2,
C 0 „ CO, N O x ( các ôxit khác nhau của nitơ ), các hợp chất thuỷ ngân, chì,
Càdimi, asen.... Đ ặc biệt nguy hiểm là chất thải của các nhà m áy xử lý chất thải
hat nhán, bụi phóng xạ của các vụ thử hạt nhân.
Các nguồn gây ô nhiễm quan trọng khác là các nhà m áy nhiệt điên, các
phương tiện giao thông vận tải chạy hàng động cơ đốt trong, các vụ tai nạn chở
dầu, sự cố ốn g dẫn dầu, nước thải sinh hoạt và công nghiệp v.v
Hiện nay vấn cĩề ô nhiễm môi trường đã trở thành nỗi lo của toàn nhân
loại. Nó đòi hỏi giải q uyết vấn đề môi trường tự nhiên đang bị thoái hoá nghiêm
trọng co sự tích luỹ m ột khối lượng lớn các hoá chất và đã gây ra nhiều bệnh
chưa từng biết đến. Sự ô nhiễm môi trường cũng gây ảnh hưởng xấu đến năng
suất cây trồng và vật nuôi, phẩm chất lương thực và thực phẩm . Sự ô nhiễm còn
đẩy nhanh quá trình ăn m òn m áy m óc, thiết bị và làm giảm tuổi thọ của các
công trình kiến trúc, xây dựng...
T iiệ t hại vé kinh tế đo ô nhiễm m ôi trường gây ra rất lớn, chẳng hạn năm
1970 uớc tính thiệt hại ở N hật là 23 tỉ đỏla, ở M ỹ 25 ti’ đôla. N hiều người cho
rằng k ió đánh giá hết được các thiệt hại do ỏ nhiễm m ôi trường gây ra vì còn
phải tíih đ ến nhiều yếu tố khác như chi phí cho việc chữa bệnh, sự giảm năng
suất la) đ ộ n g xã hội...V ấn đề hảo vệ m ỏi trường liên quan trực tiếp đến vấn đề
sử dụng hợ p lý và hiệu quả các nguồn tài nguyên thiên nhiên, n hất là các tài
nguyêi k h ô n g thể tái tạo. Đ ể cho con người không bị đầu độc bởi các yếu tố
đ ộ c hạ phát sinh từ m ọi nguồn khác nhau đòi hỏi phải quan tâm đến chất lượng
không kh í m à con người hít thở, chất lượng của nước m à con người dùng để ăn
uống hàng ngày... và m ột số nhân tố khác tác động lên cơ thể con người ngoài
đường hô hấp và tiêu hoá nhưng cũng làm tổn hại trạng thái sinh lý của cơ thể,
chẳng lạ n tiếng ồn.
|)ể b ảo vệ các nguồn nước khỏi bị ỏ nhiễm không có con đường nào khác
là phả bảo vệ m ôi trường. Đ iều đó cổ nĩ;hĩa là nhất thiết phải hạn c h ế lượng
ch ất tlải phát sinh từ các quá trình sản xuất, hằng cách sử dụng các thành tựu
4
Ket-noi.com kho tai lieu mien phi Ket-noi.com kho tai lieu mien phiIT.ớ của khoa học và kỹ thuật đ ể xây dựng các công nghệ không có hay có rất ít
chá. thải, và phải xử lý chất thải trước khi thải chúng vào m ôi trường.
V iệc xây dựng những dây chuyền khôny có chất thải hay các tổ hợp xử lý
châ thái đòi hỏi n hiều phí tổn, đôi khi làm cho quá trình sản xuất không còn
giá trị kinh tế. Có thể nói rằng, thông thường m ột giải pháp có lợi cho môi
trương thì bất lợi về kinh tế và ngược lại. V iệc tìm ra các giải pháp sao cho phù
h(f[ với cả hai vấn đề trên đang là vấn đề hức xúc cho toàn nhân loại.
V à do đó, ch ú n g ta cần nghiên cứu cả hai lĩnh vực bảo vệ và xử lí môi
trương
1.2 Nitơ và chu trình của nitơ trong tự nhiên [1, 2]
Ni tơ tạo thành hàng loạt các hợp chất vô cơ và hữu cơ quan trọng trong
kh('ng khí, đất và nước nhờ các quá trình hoá học khác nhau. N guyên tử nitơ có
khí nàng tạo thành các hợp chất hoá học với m ức oxi hoá từ (-III) đến (+V ), vì
vậ) hoá học m ôi trường của nitơ m à Irước hết là các phản ứng có sự chuyển
electron m ang ý n ghía rất lớn trong các quá trình chuyển hoá hoá học và sinh
học. M ột số ví dụ về các dạng tồn tại của nitơ như sau:
M íc oxi hoá: - 3 -2 -1 0 +1 +2 +3 + 4 +5
Ị ị I------ X 1 I T I I
Dạig tổn tại: N H , -N H2 N2 N ,0 NO H N O , N 0 2 H N O ,
N H /
CO(NH2)2 R2N - NO n o 2- C H ,C (0)00N 0
R -C H (N H 2)CO O H n o 3
N guồn ni tí í chính Irong m ôi trường là nitơ của không khí, ngoài ra nitơ
CÒI c ó 'tro n g đấl và nước .
5Phân bô nguồn nitư trong m ỏi trườnu I 1
N guồn Khối lượng, triệu tấn
Đ ấ t, đá O A K )12
N ước 23.10'
Ni tơ hoà tan 2 2 .1()6
H ợp chất có chứa ni tơ 0,6.10°
K hổng khí 3,9.10
Sinh quyển 3.9. K í’
Sinh vật sống trong đất 1,2. i ()3
Sinh vật sống ở hiển 0 ,5 .1 0 ’
Sinh vật chết trong đất 3 0 0 .1 0 '
Sinh vật chết ở hiển 6 0 0 .1 0 '
Nitơ là thành phần chính Irong k h í quyển nhưng nó khổng hoạt động m ạnh
nlhtf ôxy bởi lẽ năng lượng liên kết trong phân tử nitơ lương đối lớn ( E = 942
k.J / m ol ). Q uá trình phân ly quang học của phân tử nitơ đòi hỏi các photon có
biước sóng ngắn Ằ < 169 nm . Dưới tác dụng cúa các tia sóng rất ngắn X < 100
mm có thể xảy ra các phan ứng quaniì hoá phức tạp với sự tạo ihành nguyên tử
h«oic phân tử niu# hoạt hoá như :
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links
Last edited by a moderator: