Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường - ThS. Đinh Hải Hà
-63-
CHƯƠNG 5
PHÂN TÍCH CÁC THÔNG SỐ SINH HOÁ
BÀI 21: OXI HÒA TAN (Dissolved oxygen demand - DO)
1. Giới thiệu chung
1.1. Ý nghóa môi trường
DO (oxi hòa tan) là yếu tố xác đònh sự thay đổi xảy ra do vi sinh vật kò khí
hay hiếu khí. Đây là chỉ tiêu quan trọng nhất liên quan đến việc kiểm soát ô nhiễm
dòng chảy. Ngoài ra, DO còn là cơ sở kiểm tra BOD nhằm đánh giá mức độ ô
nhiễm của nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp.
Tất cả các quá trình xử lý hiếu khí phụ thuộc vào sự hiện diện của DO trong
nước thải, việc xác đònh DO không thể thiếu vì đó là phương tiện kiểm soát tốc độ
sục khí để bảo đảm đủ lượng DO thích hợp cho vi sinh vật hiếu khí phát triển.
DO cũng là yếu tố quan trọng trong sự ăn mòn sắt thép, đặc biệt là trong hệ
thống cấp nước và lò hơi.
1.2. Nguyên tắc
Phương pháp Winkler cải tiến dựa trên sự oxi hóa Mn
2+
thành Mn
4+
bởi lượng oxi
hòa tan trong nước
Khi cho MnSO
4
và dung dòch iodide kiềm (NaOH + NaI) vào mẫu có hai trường hợp
xảy ra:
Nếu không có oxi hiện diện, kết tủa Mn(OH)
2
có màu trắng
Mn

O (3)
Mn
4+
có khả năng khử I
-
thành I
2
tự do trong môi trường acid. Như vậy, lượng I
2
được giải phóng tương đương với lượng oxi hoà tan có trong nước. Lượng iod này
được xác đònh theo phương pháp chuẩn độ bằng thiosulfate với chỉ thò tinh bột.
MnO
2
+ 2I
-
+ 4H
+
󽞯 Mn
2+
+ I
2
+ 2H
2
O (4)
2Na
2
S
2
O
3

󽞯 I
2
, N
2
O
2
tạo
thành từ phản ứng lại bò oxy hóa bởi oxy khí trời qua mặt thoáng dung dòch để lại
cho NO
2
Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường - ThS. Đinh Hải Hà
-64-
2NO
2
+ 2I
-
+ 4H
+
󽞯 I
2
+ N
2
O
2
+ 2H
2
O
Và N
2
O

2
+ H
+
󽞯 N
2
+ N
2
O + H
2
O
Theo tiến trình này NO
2
bò loại hẳn.
2. Dụng cụ ,thiết bò và hóa chất
2.1. Dụng cụ và thiết bò
- 02 Chai DO
- 02 Ống đong 100ml
- 01 Buret
2.2 Hóa chất
a) Dd MnSO
4
: Hòa tan 480g MnSO
4
.4H2O (hoặc 400g MnSO
4
.2H2O hoặc 364 g
MnSO
4
.H2O)trong nước cất pha loãng thành 1lít. Để cho tan hết khoảng 3 tiếng dd
có màu hồng.

- Đậy nút, đảo chai ít nhất 20s cho kết tủa lắng
yên khoảng 2/3 chai
- Đợi kết tủa lắng yên, mở nút cẩn thận cho 2ml
H2SO4 đậm đặc. Đóng nắp đảo mạnh chai.
- Khi kết tủa đã tan hoàn toàn, dùng ống đong
Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường - ThS. Đinh Hải Hà
-65-
100ml rót bỏ 97ml dung dòch. Đònh phân lượng còn lại bằng Natrithiosunphat đến
khi có màu vàng nhạt rồi thêm 5 giọt chỉ thò hồ tinh bột. Tiếp tục đònh phân cho
đến khi dung dòch mất màu xanh.
2. Tính toán
1ml Na
2
S
2
O
3
0,025M = 1mgO
2
/L
5. Câu hỏi
Những điều gì cần lưu ýtrong quá trình lấy mẫu đo DO?
BÀI 22: NHU CẦU OXY SINH HỌC (BIOLOGICAL OXYGEN DEMAND –
BOD)
1. Giới thiệu chung
1.1 Ý Nghóa 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

2.2 Hóa chất
a. DD đệm phosphate: hòa tan 8,5g KH
2
PO
4
; 21,75g K
2
HPO
4
; 33,4g Na
2
HPO
4
.7H
2
O
và 1,7g NH
4
Cl trong 500ml nước cất và đònh mức thành 1 lít.
b. DD MgSO
4
: hòa tan 22,5g MgSO
4
.7 H
2
O trong nước cất, đònh mức thành 1 lít.
Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường - ThS. Đinh Hải Hà
-66-
c. DD CaCl
2

a. Chuẩn bò nước pha loãng (nước cất được sục khí bão hòa oxy)
Sử dụng mỗi dung dòch phosphate, MgSO
4
, CaCl
2
, FeCl
3
là 1ml cho 1 lít nước cất
bão hòa oxy và giữ ở 20
o
C 󽞲 1
o
C (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
H
2
SO
4
hoặc NaOH loãng.
Nếu mẫu có hàm lượng chlor dư đáng kể, thêm 1ml acid acetic 1:1 hay H
2
SO
4
1:50
trong 1 lít mẫu, sau đó tiếp tục thêm 10ml% rồi đònh phân bằng Na
2
S
2
O

BOD(mg/l) = (DO
O
– DO
5
)xf
DO
O
: oxy hòa tan đo được ngày đầu tiên
DO
5
: oxy hòa tan đo được sau 5 ngày
f: hệ số pha loãng
Phương pháp phân tích các chỉ tiêu môi trường - ThS. Đinh Hải Hà
-67-
5. Đo BOD bằng máy
- Giữ 2 nút A,B để reset
- Cài đặt khoảng đo thích hợp
- Cho mẫu nước thải cần đo vào chai BOD (sau khi trung hòa
đến pH=7 và bổ sung thêm chất dinh dưỡng cần thiết)
- Bỏ cá từ vào bình BOD
- Cho một ít NaOH rắn vào nút cao su đen
- Vặn chặt bình bằng sensor, sau 5 ngày đọc kết quả.
BÀI 23: NHU CẦU OXI HÓA HỌC
(CHEMICAL OXYGEN DEMAND – COD)
1. Đại cương
1.1. Ý nghóa môi trường
COD là nhu cầu oxi cần để oxi hóa các chất hữu cơ trong điều kiện môi
trường oxi hóa mạnh và nhiệt độ cao.
COD là một trong những chỉ tiêu đặc trưng dùng để kiểm tra ô nhiễm của
nguồn nước thải sinh hoạt và nước thải công nghiệp, đặc biệt là các công trình xử lý

2
(SO
4
)
2
và lượng chất hữu cơ bò oxi hóa sẽ tính ra bằng
lượng oxi tương đương qua Cr
2
O
7
2-
bò khử, lượng oxi tương đương này chính là COD.
1.3. Các ảnh hưởng
Các hợp chất béo thẳng, hydrocacbon nhân thơm và pyridine không bò oxi
hóa, mặc dù phương pháp này gần như oxi hóa chất hữu cơ hoàn toàn hơn so với
phương pháp dùng potassium permanganate. Tuy nhiên, hidrocacbon bò oxi hóa dễ
dàng hơn khi thêm Ag
2
SO
4
vào làm chất xúc tác, nhưng bạc dễ phản ứng với các
ion họ halogen tạo kết tủa và chất này cũng có thể bò oxi hóa một phần. Các cố
gắng sử dụng chất xúc tác đối với hidrocacbon vòng không đưa đến kết quả cụ thể
nào, nó chỉ có thể oxi hóa rượu và các acid dây thẳng.
Khi có kết tủa Halogen, trở ngại này có thể vượt qua bằng cách tạo phức,
nhất là với các ion thường gặp như Cl
-
, khi thêm HgSO
4
vào mẫu với tỉ lệ HgSO

7
0,0167 M
Hòa tan 4,913g K
2
Cr
2
O
7
(sấy ở 105
o
C trong 2 giờ) trong 500ml nước cất,
thêm vào 167ml H
2
SO
4
đậm đặc và 33,3g HgSO
4
, khuấy tan để nguội đến nguội
đến nhiệt độ phòng, đònh mức thành 1000ml.
2.2.2. Dung dòch chuẩn K
2
Cr
2
O
7
0,00417 M
Hòa tan 1,2259g K
2
Cr
2

4
)
2
(SO
4
)
2
.6H
2
O trong một ít nước cất, thêm vào 20ml
H
2
SO
4
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(NH
4
)
2
(SO
4
)
2
.6H
2
O trong một ít nước cất, thêm vào 20ml
H
2
SO

O
7
H
2
SO
4
reagent
Tổng thể
tích (ml)
20 x 150mm
25 x 150mm
Ống chuẩn 10ml
5,0
10,0
2,5
3,0
6,0
1,5
7,0
14,0
3,5
15,0
30,0
7,5
Sau khi lấy mẫu và cho hóa chất vào để nguội đònh phân bằng FAS mới pha (mục
đích là để kiểm tra lại nồng độ của FAS)
)(
)(
)(
)(

COD ở 150
o
C trong 2 giờ. Để nguội đến nhiệt độ
phòng, đổ vào erlen, tráng ống COD bằng nước cất
và đổ vào Erlen sau đó thêm 0,05 – 0,1ml (1 -2 giọt) chỉ thò feroin và đònh phân
bằng FAS 0,1M. Dứt điểm khi mẫu chuyển từ xanh lục sang nâu đỏ. Làm một mẫu
thử không với nước cất (cũng bao gồm các hoá chất như mẫu thật nhưng thay mẫu
bằng nước cất, ủ 150
o
C trong 2h)
3.2. Phương pháp đun hoàn lưu: (với mẫu COD < 50mg/l) – (ko làm)
Lấy 50 hoặc 100ml cho vào bình cầu nút mài thêm 1g HgSO
4
và vài viên bi
thủy tinh, cẩn thận thêm 5,0ml H
2
SO
4
reagent lắc đều cho HgSO
4
tan ra (nên đặt
trong môi trường lạnh để tránh những chất hữu cơ có thể bay hơi). Thêm 25,0ml
K
2
Cr
2
O
7
0,00417M vào lắc đều, sau đó nối với hệ thống hoàn lưu, thêm 70ml
H

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 mgO
2
/l =
mlmẫu
MBA 8000)( 󽞵󽞵󽜮
Trong đó:
A: Thể tích FAS dùng cho ống thử không
B: Thể tích FAS dùng cho thử thật.
M: Nguyên chuẩn độ của FAS (hệ số xác đònh sự chênh lệch giữa nồng độ thực của
FAS(0,1M) lúc mới pha so với nồng độ của FAS đã bò biến đổi khi để lâu ngoài
không khí)
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?
Ghi chú:
Ống thử không (A): nước cất + K
2
Cr
2
O
7
+ H
2
SO
4