ì
ị i
i
_
A
__
/ _ _ _ V
_
V
_

_ _

_
t
B ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRUÔNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TựNHIÊN
, . . . ị
i
ỉ ^&v3»&<£»4«3£»4»4$»4« \
1
1
i
I
I
I
I

1.1. Tinh hình ổ nhiễm môi 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 gây nên sự tảng amoni 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 amoni hằng clo và các hợp chất của clo 16
2 .2 .2 . Piương pháp thổi khí xử lý amoni 20
2.2.3. Fhương pháp sinh học xử lý amoni trong nước 20
2 .2 .3 . Riương pháp trao đổi ion xử lí am oni, nitrit, nitrat 21
B. PHẦN THỤC N G H IỆM 24
Chương 3: Hoá chất, dụng cụ và kỹ thuật thực nghiệm 24
3.1. C ác phương pháp xác định các chỉ tiêu đánh giá chất 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. Xác định elo hoạt động 28
3.1.5 . Xác định độ oxy hoá của nước 29
3 . 1.6. Xác định pH và độ dẫn điện của các dung dịch 30

6.4. X ử lí hợp chất nitơ bằng phương pháp clo hoá 68
KIẾN N GH Ị 71
c . KẾT LUẬN 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO 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
Tiêu ch u ẩi tạm thời ban hành kèm theo Q Đ số 505 B YT/Q Đ ngày 13/4/1992
P hụ lục > Tiêu chuẩn vệ sinh ăn uống và sinh hoạt về vi khuẩn, vi sinh vật 79
T iêu chuái tạm thời Ban hành kèm theo QĐ số 505 B YT/Q Đ ngày 13/4/1992
P h ụ lục 4 TC V N 5944 - 1995 80
G iá trị pới han cho phép của các thông số và nồng độ các chất ô nhiễm
tron g nưóc ngầm
PHẦN MỞ ĐẦU
Từ thuở xa xưa người Hà Nội chuyên dùng nước mưa, nước sông hồ
tro ig sinh hoạt. Mãi đốn năm 1894 hệ thống cấp nước đầu tiên mới được xây
dựEg. Nguồn nước lúc đầu lấy từ sông H ồng, nhưng do chất lượng nước không
tố t xử lý quá tốn kém nên từ 1909 cho đến nay được thay thố tô i nguồn nước
n gìm . Trong tương lai đày vẫn là nguồn cấp nước quan trọng của Hà Nội. Chất
lưcng 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 phải 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
kh àng 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 mà Đại hội Đ ảng lổn thứ V III đã đề ra là "tất

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 g óp 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 k hoa học ở
k h u vực sau này.
Cuối luận án chúng tôi m ạnh dạn đưa ra một vài kiến nghị nhỏ nhằm
n â n g cấp chất lượng nước của khu vưe.
2
A . P H Â N T Ô N G Q U A N .
C H Ư Ơ N G 1: GIỚ I TH IỆU C H UNG V Ề CÁC HỢ P C H Ấ T C ỦA NITƠ
VÀ S ự Ô N H IỄM NG U Ồ N NƯ ỚC
1.1 Tinh hình ô nhiẻm inỏỉ trường hiện nay
N ăm 1995 Uỷ han khoa học chính thức của Nhà Trắng về bảo vệ m ôi
trưtoầg đã định Iighìa về sự ô nhiễm môi trường như sau: “Sự ổ nhiễm là sự
thay đổi bất lợi của mồi 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
bứt xạ, thành phần vật lý và hoá học của m ôi trường tự nhiên và độ phổ biến
củí các 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 môi lrường ngày nay đã và đang được toàn T hế 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 k éo theo sự tăng
líêr. gấp bội của m ức độ ô nhiễm .

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 bảo 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
chất tlải phát sinh từ các quá trình sản xuất, hằng cách sử dụng các thành tựu
4
IT.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 môi trường.
V iệc xây dựng những dây chuyền khôny có chất thải hay các tổ hợp xử lý
châ thái đòi hỏi n h iều 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.
Và do đó, chúng ta cần phải 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 mức oxi hoá từ (-III) đến (+V), vì
vậ) hoá học m ôi trường của nitơ mà Irước hết là các phản ứng có sự chuyển
electron m ang ý nghía 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 HN O , N 0 2 H N O ,
N H /
CO(NH2)2 R2N - NO n o 2- C H ,C (0)00N 0

Trong thực tế, NO xuất hiện trong khí quyển là do quá trình oxy hoá N,
b»ở 0 2 do hiện iưựng phổng điện tự nhiên.
Phóng diện
N2 + 0 :— — V 2 NO
g .rca o
6
N itơ oxit là chất khí không màu. không m ùi, không tan trong nước. Nó
gíty tác hại cho cơ thể do khả năng tác dụng với hổng cầu trong m áu, làm giảm
khả năng vận chuyển oxi của máu. gây ra các hệnh về m áu .
N iO được sinh ra trên m ặt đất là do kết quả hoạt động của vi sinh vật. Nó
khuếch tán vào không khí và hấp phụ các tia tứ ngoại rồi bị phân huỷ nguyên tử
oxi hoạt hoá.
N itơ dioxit ià chất khí m àu nâu nhạt, có m ùi khỏ chịu, có thể phát hiện
đưcc mùi của nó ở nồng độ 0,12 ppm , NCX dỗ hấp thụ bức xạ tử ngoại, dễ hoà
tan trong nước và tham gia vào các phản ứng quang hoá. N O, là loại khí gây
kick thích m ạnh đối với niêm m ạc đường hô hấp, có thể thâm nhập vào cơ thể ở
nồrg độ 15-50 ppm gây ra các bệnh tim , phổi và gan .
N O , rất bền với phản ứng quang hoá, chỉ ở bước sóng X < 395 nm nó mới
bị [hân li thành N O và o , .
X <
398 1U11
NO, + h v

NO + o
X
>430nm
N O , + hv

> NO,* hoạt hoá.
Khi kết thúc quá trình phản ứng thì N O / hoạt hoá này phản ứng với gốc

sinh hoc đưực thực hiện bơi các vi khuẩn sống tự do như vi khuẩn hiếu khí, bán
kị kh í và yếm kh í
ò thực vật bậc cao. Đ ây là m ột quá trình xúc tác sinh học cần
có mặt của hệ thống m en nitrogenaza.
Những nghiên cứu cỏ tính chất hệ thống về m ô hình chức năng của m en
nitrogenaza đã chí ra rằng trong quá trình cố định nilơ xảy ra những phản ứng
với sự JÓ m ặt của xúc tác chứa m ỏlipđen. N gày nay người ta đã biết rằng nhiều
phức c iất của kim loại chuyển tiếp với nitơ phân tử khi có m ặt của các chất khử
m ạnh /à xúc tác thích hợp có thể hị chuyển thành am oni hoặc các hợp chất
k hác c ia nitơ.
D> nhu cầu ngày càng tăng về phân đạm con người đã sử dụng phương
pháp 11)á học để chuyển hoá nitơ trong khí quyển thành am onỉac.
Q uá trình hyd ro hoá nitơ có xúc tác xảy ra như sau:
N 2 + 3H , <-

-> 2NH, AH° = -93 kJ/m ol
Lrê là m ột ví dụ ít có đối với các chất được hình thành đồng thời cả do
qiuá trìih biến đổi nhân tạo và lự nhiên.
8
Hiện nay vởi các thiết hị công nghệ hiện có trên th ế giói, sản lượng urê đạt
kluving 35 triệu tấn/năm tương đương với lượng urê do sán xuất bằng sinh học
hàng nám trên trái đất.
Các quá trình khứ và thuỷ phàn các hợp chất nitơ trong nước có xúc tác
sinh học là các quá trình urê hoá, am oni hoá, nitrat hoá, khử nitrat hoá. Trong
đó, nitơ quay trở lại không khí ơ dạng Ni hoặc NọO, với lượng N 20 chiếm
khoảng 5% tổng số. Lượng nitơ ở dạng hợp chất tích tụ trong cơ thể sống khá ít
ỏi và chỉ vào khoảng 1()4 triệu tấn. Trong quá Irình khoáng hoá, N H / được giải
phổng. Theo m ột số tính toán, chỉ có khoảng 11% nitơ trong phân bón đưực
chuyển Ihành dinh dưỡng cho cây trồng và động vật, phần nitơ còn lại được
chuyển vào nước thải và nước hề mặt tnrớc khi tham gia quá trình khử nitrat

C á c hợp ch ất ni tơ vô cơ tồn tại tron g nư ớ c phổ b iến ở 3 lo ạ i h ợ p chất chín h
là a m o n i, nitril, nitrat. C ác ion am on i (N H 4+), nilrat (N O ,'), nitrit (N O , ) c ó m ặt
tro ng tất c ả c á c n g u ồ n nước như: n ước n gầm , n ư ớ c bề m ặt và nư ớ c th ải.
T ro n g th iên n h iê n kh í a m o n ia c được sin h ra trong q u á trình th ố i rữa của
c á c p rotein tron g xá c sin h vật và quá trình p hân h uỷ urê tro n g chất bài tiết của
đ ộ n g v ật dưới lác d ụn g c ủ a m ộ t s ố loài vi sin h vật.
D o n h iều n g u y ên n hân m à nước th ải, nư ớ c bề m ặt cũ n g n h ư n ướ c n gầm
th ư ờ n g chứa c á c hợp chất nitơ . M ột phần ni tơ ở d ạ n g a m o n i đ ư ợc sin h ra từ
n gu ồ n p h ân b ó n , nư ớ c g iả i đ ộ n g vật và m ộ t ph ần đ ư ợ c tạo ra dưới đ iề u k iện
th ích h ợ p bởi c á c vi k h u ân. N gư ờ i ta ch o ràng sự c ó m ật của a m o n i là chỉ thị
củ a sự ô n h iễm m ỏi trường n ư ớ c.
h. S ự k i ể m s o á t n h ấ n tạ o đ ô i v ớ i c á c h ọ p c h ấ t n i tơ tro n g m ỏ i tr ư ờ n g Ị 1 ]
D o v iệc p hát triển sản xuất hiện n ay c á c vấn đ ề sin h thái n á y sin h ngày
c à n g n hiều . C o n người lu ôn c ố gắng áp d ụ n g m ọ i b iện pháp k h o a h ọ c k ỹ thuật
đ ổ k h ố n g c h ế h à m lư ợn g của cá c hợp chấ t c u a n itơ ở dưới d ạng k h í, lỏn g trong
m ôi trư ờ n g. B ằ n g c á c h iện p háp sin h h ọ c , vật lí và h o á h ọ c c o n người đã h iến
đ ổ i c á c h ợ p ch ấ t c h ứ a n itơ thành cá c sản phẩm c u ối cù n g k h ô n g ảnh h ư ở ng tới
m ôi trư ờ n g sin h thái h o ặ c tạo ra sản phẩm c ó thể sử d ụ ng đư ợ c .
Q u á trình khử ồ x it n itơ c ó th ể th ự c h iệ n h ằ n g c á c h iệ n p háp k ì th uật n g ay
tại n gu ồ n sin h ra n ó (x ứ lí s ư -cấp ) h a y tá ch k h í N O x từ k h í thải n h ờ h ấp thụ
h o ặ c c á c quá trình h o á h o c (x ử lí ih ứ cấp).
C á c h iện pháp xứ lí thứ cấp như quá trình đ ốt n h iệ t, hấp thụ kh í, khử c ó
h o ặc k h ôn g c ó x ú c tác để giả m lư ợng N O x trong k h í thải sau khi đ ã xử lí s ơ b ộ.
P h ư ơng pháp k h ứ N O x gồ m c ó phương ph áp k h ử x ú c tác k h ô n g lựa ch ọ n và
k hử x ú c tác c ó lựa c h ọn . C (í s ở c ủ a p h ư ơ n g pháp khử x ú c tá c k h ô n g lưa chọ n là
b iến đ ổi đ ồ n g thời h ợ p chấ t h y d r o c a c b on và ô x it n itơ trên x ú c tác tạ o th ành sản
10
phẩm N 2, CO-,, H :0 phư tm g p háp này thường đ ư ợc ứ n g d ụ n g k hi n ồ n g đ ộ N O x
thấp.
Đ ổ x ử lí n ư ớc ô n h iễ m ch ứ a các hợp chất nitơ, c ó thể á p d ụ n g c á c phư ơng

H ổu như ở c á c nhà m áy nưức thuộc khu v ự c H à N ộ i h iệ n n a y đ ề u đan g sử
d u n g s ơ đ ồ c ô n g n gh ệ xử lí nư ớ c là:
N ư ớ c n g ầm —> già n m ưa th ông k h í - > bế lắ n g —» lọ c nhanh —> k h ử trùng
—► phân p hố i.
V ớ i s ơ đ ồ c ô n g n gh ệ n à y k hôn g th ể loại bỏ h ết đư ợ c N H 4+ c ó tron g nước
n g ầm , vì v ậ y cần phải c ó m ột c ô n g ng h ệ th ích hợp hơ n đ ể lo ạ i b ỏ hết N H 4+ n ó i
riè n g v à c á c h ợp ch ấ t n itơ n ó i ch u n g trong nư ớ c n g ầm củ a H à N ộ i.
1. 5. Nguồn gốc gây nèn sự tăng NHt+ trong nước ngầm Hà Nội [6]
C h o đ ế n n ay ở V iệt N a m nói c h u n g và H à N ộ i n ó i riên g chưa c ó cô n g
trình n à o n gh iên cứ u đ ầy đủ và toàn d iện đ ể k h ẳ n g địn h n gu ồ n g ố c và n g u yên
n hân g â y nh iễ m bẩn n g u ồ n nước, nhưn g trên th ế g iớ i đ ã có n h iều c ô n g trình
n g h iô n c ứ u c ô n g phu, đủ dài v ề vấn đ ề n ày và c h o rằng sự n hiễm b ẩn c á c hợp
c h ấ t c ủ a n itơ Irong n ư ớ c n gầm là d o m ỏ i trường bị ô n hiễm bởi c á c châ't thải
sin h h o ạt v à c ổ n g n g h iệ p c ũ n g như c á c chất h o á h ọ c đ ư ợ c lạ m d ụ n g quá m ứ c
irong n ô n g n g h iệp .
H à N ộ i là nơi tập trung m ật đ ộ dân cư đ ô n g , c ó n h iề u c ơ s ở sản xuất cô n g
n g hiô p (tron g đ ó n ư ứ c thái c ủ a n h iều x í n gh iệ p có hàm lư ợng N H 4+ c a o , v í dụ:
bán h k ẹ o H ả i H à - 4 ,8 5 m g/1, nhự a Đ ạ i K im - ^ 8m g/l ; G iầy T hư ợ n g Đ ìn h -
1 4 ,6 m g /l ).
Ở H à N ộ i lư ợ n g rác thải ra lên tới 4 0 0 0 m V n g à y, n ư ớc thải k h o ả n g
5 0 0 .0 0 0 m V n gà y , riên g lư ợ n g phân th ải ra ờ 4 q u ận n ộ i th ành tới 8 2 0 tấn /n g ày.
H ầu h ết nư ớ c th ải k h ôn g q u a xử lí m à đ ổ th ẳng ra m ư ơn g , c ố n g rồi đ ổ vào sông
h ổ. R á c thải k h ô n g kịp thu g o m ở n h iề u nơi chất đ ố n g lưu cữu bị p hân h u ỷ , thối
rữa rổ i bị n ư ớ c m ư a cuố n đi khắp nơi. C á c sô n g m a n g trong m ìn h hầu h ết lư ợng
n ư ớc thải sin h h o ạ t, n ư ớ c thải c ô n g n g h iệp củ a th ành p h ố rồ i đ ổ về k h u vực
T hanh Trì, V ăn Đ iể n .
H iệ n tư ợ n g đ ó làm ch o n ư ớc m ặt ở c á c sô n g , h ồ , m ư ơ n g, m á n g ở cả khu
vự c n ội th ành v à n g o ạ i th ành H à N ộ i đ ều bị ô n h iễ m n ặ n g N H 4+. C á c s ố liệ u
thố n g k ê g ầ n đ â y c h o ihấy:
X

Đ ể x á c đ ịn h h à m lư ợ n g a m on i tr on g n ư ớ c ngư ời ta c h o v à o m ộ t lư ợ ng d ư
h yp o b r o m it, phản ứ n g x ả y ra n h ư sau:
3 B rO - + 2 N H 3 = 3B r + N , + 3 H 20
Sau đ ó lư ợ ng h yp o b r o m it d ư đ ư ợ c x á c đ ịn h hằng p h ư ư n g pháp io d -t h io s unfat.
T u y n h iê n ph ư ơ n g pháp n ày ít d ùn g vì k ém chín h x á c.
2 H + + BrCT + 21“ = B r + I2 + H 20
ụ + 2 N a 2S2O i = 2N aI + N a 2S40 6
2 . 1.3. Phưoìig p h á p đ o quani> x á c định a m o n i
14
T ro n g n h ó m p hương p háp đ o quang x á c địn h a m o n i, trước h ết phải k ể đ ến
phưctng pháp x ử d ụ ng thu ố c thử N essỉe r. T h u ốc th ử riên g c h o p h ư ơng pháp n ày
đ ư ợ c ỏ n g N e s s le r tìm ra từ năm 1856, vì v ậ y th u ố c thử m a ng tên ô n g . T h u ố c
thử N c ssle r là d u n g d ịc h k iềm của kali tetr a io d o thuỷ n g ân (II). N ó tạo với
a m o n i hựp ch ấ t m àu v àn g th eo phản ứng sau:
N H / + OH + 2H gI42-

> [NH 2 Hg2 0 ] I +3 H 20 + 7 r
P h ư ơng pháp c ổ đ iển n à y đư ợc áp d ụn g rộ n g rãi đ ể x ác địn h N H 4+ và m u ố i
a m o n i. [N H 2H g 2OJI là h ợ p c h ấ t k e o lo ã n g m àu nâu đ ỏ, h ấp th ụ q uan g ở bư ớc
só n g X, = 4 0 0 n m phương phá p n ày c ó đ ộ n hậy rất c a o th ự c h iện đơn giả n thuận
tiệ n c h o cả đ ịn h tín h và địn h lượng.
b .P h ư ưng p h á p in d o p h e n o l xác đ ịn h am on i [8 ]
N g u y ê n tắc củ a phư ơ n g ph áp n à y là dự a trên p hản ứng củ a của N H 4+ với
d u n g d ịch k iề m p h e n ol khi c ó m ặt chất o x i hoá m ạ n h tạ o thành in doph en o l có
m àu x a n h d a trời đ ặ c trưng, rất b ền. M ật đ ộ q u a n g đ o đ ư ợc ở b ư ớc só n g X =
6 2 5 n m .
2 .1 .4 - P h in tn íi p h á p d iệ n cự c ch ọ n lọ c m àng io n x á c đ ịn h n itra t [ 8 ] '
N g u y ê n tắ c củ a phư<fng pháp n à y là đ o th ế câ n hằn g c ủ a đ iện cự c n g h iê n
cứu đ ể x á c đ ịn h n ồ n g đ ộ cân hằng c ủ a ch ất phân tích . G iá írị th ế nà y được x á c
đ ịnh b ằ n g c á ch so với m ột c ự c làm chu ẩn h a y là cự c s o sán h. C ực c ần đo th ế

th an g m àu tiêu ch u ẩn h o ặ c đ o m ật đ ộ q u a n g ở Ằ = 4 3 0 - 4 4 0 n m .
2 . J.S -Đ ịn h ỉư ọ ìĩg d o h o ạ t độ n g bằng p h in m g p há p it ì t ỉh io s u n ía t [1 0 , 2 1 Ị
ở m ồ i trường pH = 3, đ o tác d ụ n g vớ i io đ u a g iải p h ó n g ra It Lượng iot
tá ch ra đ ư ợ c c h u ẩ n đ ộ h ằn g n atrith io su n ía l vớ i chỉ thị h ồ tin h bột.
C l2 + 2K1 — > l2 + 2K C Ỉ
I2 + 2 N a 2S 20 , = 2 N a I + N a 2S 40 6
2.2. Một số phương pháp xử ỉí amoni, nitrit, nitrat trong nước
2 .2 . Ị . P ỉn n n iiỊ p h á p o x i h o á a m o n i bằng d o và cắ c h ợ p ch ấ t d o [4 , 21 , 2 7J
a. C lo và c á c hợ p ch ấ t c ủ a c lo
• C lo ở d ạ n g n g u y ê n t ố rất hoạ t đ ộ n g, n ó tác d ụn g với hổu h ế t c á c kim lo ạ i
k ể c ả và n g kh i c ó hơ i ẩ m . Ớ nhiệt hình thương c lo là m ộ t ch ất kh í m àu lụ c.
16
T h ư ờ n g c lo đ ư ợ c ch u y ên c h ớ h á o q u ản dưới dạnu lỏ n g trong c á c chai th ép ch ịu
á p su ất ca o . M ột th ế tích c lo lỏ ng c h o ta 4 5 0 thể tích c lo khí. V a n đ ư ờng ố ng
d ẫ n kh í c lo được c h ê tạo h ằn g nhữn g hợ p kim c h u y ê n d ụ n g , h oặ c làm hằn g
n h ự a. C lo rất đ ộ c với n gư ờ i n ên cô n g n h ân vận h ành cẩn đ ư ợ c h uấn lu y ện kỹ v ề
c á c biện pháp đ ả m h ảo an to à n trước kh i sử d ụ n g .
• H C IO - a x it h y p o clo r ơ chi tồ n tại trong d u n g d ịc h kh i c h o c lo v à o nước
h o ặ c k hi th u ỷ p h â n cá c m u ố i c ủ a n ó là C a(C 1 0>, và N aC IO .
• N a C lO - natri h y p o c lo r it k h ô n g tách đư ợ c ở d ạ n g n g u y ên ch ất. C hất
n à y đ ư ợ c đ iều c h ế hằng c á ch đ iệ n phân d u n g d ịch m u ối ăn k h ô n g c ó m àng
nigăn đ ể tạ o ra c u và N a O H , sa u đ ỏ c ụ và xút phản ứ n g với n h a u th eo phư ơng
trình:
C l2 + 2 N a O H — > N aC lO + N a C l + H , 0
H ỗ n hợp N aC lO , N a C l, N aO H (d ư ) đ ư ợ c g ọ i là n ước J a v en .
N ếu c ô n g n g h ê sản xu ấ t tốt h à m lư ợ ng e lo h oạt đ ộ n g c ủ a h ỗ n h ợ p c ó thổ
đĩạt 1 00 - 185 g /l. H ỗn h ợ p là c h ất lỏ n g nhớt m àu v à n g ch an h , ăn d a d o xút dư.
Ở nước ta c ó cá c n hà m á y h o á chất V iệ t trì, T ân B ìn h , c á c x ư ởn g đ iện phân của
CÁC Cồng ty giấy lớn đều sản xuất nước Javen, với hàm lượng d o hoạt động
tlheo đ ă n g k ý là s o g /1

H C IO + N H , = H -,0 + N H 2C1 (m o n o c lo ra m in )
H C IO + N H ,C 1 = H 20 + NH C 12 (d ic lo ram in )
H C IO + N H C I, = H 20 + N C 1, (tric lo ram in )
N ếu tiế p tụ c th êm c lo sẽ x ả y ra c á c phản ứ n g phâ n h u ỷ clo ram in :
H C IO + 2 N H C 1 , = N 2 + H 20 + 3HC1
N H 2C1 + N H C 1 , = N 2 + 3HC1
Đ ể đ ơ n giả n h o á ta v iết phư ơ ng trình tổng cộ n g
2 N H , + 3H C ỈO = 2 N 2 + 3 H 20 + 3HCI
h o ặ c 2 N H / + 3C12 = N 2 + 6 H CỈ + 2 H +
18
c. K ỹ th u ậ t x ử lý u n io n i (ro ng nướ c hằm: d o |211
• M ụ c đ íc h chín h cúa v iệc sử d ụ ng c lo tron g xứ lý n ư ớ c sin h h oạ i ở nhà
m á y n ư ớc h iện n ay là d iệ t vi k huẩn và vi rút (g ọ i là sát trùng ), và đ ể bảo v ệ
nước v à hệ th ố n g p hân phôi n ư ớ c k h ô n g bị tái n h iễ m khuẩn.
• D o tín h ỏ x i h o á c a o , c lo (và hợp chất cu a c lo nay g ọ i c h u n g d o ) phản
ứ ng vớ i c á c ch ấ t tạo m à n g tế bào h o ặ c n g u yên sin h chất của vi k h u ẩ n , làm c h o
vi k h u ẩ n c ó the ch ế t h o ặc bị tô liệt. T uy n h iên đ o k é m h iệ u quả đ ố i với k í sin h
trù ng, nhất là k hi ch ú n g ở d ạ n g hào tử.
T ố c đ ộ c ủ a q u á trình sá l trùng phụ th u ộc v à o n ồ ng đ ộ và d ạng tồn tại c ủ a
c lo dư, th ờ i g ian tiế p x ú c, pH , n h iệt đ ộ và m ật đ ộ vi khuẩn
K h ả n ăng d iệt khuân c á c h ợ p chất c lo x ế p th eo thứ tự từ m ạ n h đ ế n y ếu như
sau: HOC1 > C IO > c á c c lo r a m in .
K h i d ù n g clo h oặ c nước Javen n ế u pH giả m thì cân b ằng d ịc h c h u y ển v ề
p h ía tạo H O C1 n ê n h o ạ i tính tăng, n gư ợc lại pH tăn g thì h oạt tính g iả m . V ì vậy
n ế u th ự c hiện quá trình sát trùng ở pH k h ô n g thấp lắ m cần phải tă ng hàm lư ợng
c lo d ư và k é o dài th ờ i gia n tiếp xúc .
T ín h h iệu q uả của v iệ c xứ dụn g đ o là ở c h ỗ c lo c ó thể d ễ d àng phá h u ỷ
đ ư ợ c nhữ n g h ợ p ch ấ l m à khi sử d ụ n g phương ph áp kh á c bị hạn ch ế .
T ro n g k v thuật x ứ lí n ư ớ c hằn g c lo ngư ờ i la th ư ờ n g c h ia làm 2 g ia i đoạn
n h ư sau:

20
K ỹ thuật n à y sử d ụ n g c á c vi khuẩn đ ề nitrat h oá. N h iề u th í n g h iệ m đã
đ ư ợ c th ực h iệ n đ ố i với c ác vi k huẩn tự d ư ỡ n e m à sự sin h trưởng c ủ a chún g c ó
th ể phát triển h ằ n g cách sử dụn g h ydro th eo phản ứng:
2 N O , + 5 H , - » 4 H :0 + N 2 + 2 0 H
H ay c ó sự trự giú p của lưu huỳnh
5 S + 6 N O , + 2 H 20 - > 3 N 2 + 5 S 0 42’ + 4 H +
C á c k ết q u á n g h iên cứ u ch ỉ ra rằng tố c đ ộ củ a cá c p hản ứ n g trên rất chậm ,
d o đ ó thờ i g ian tiế p x ú c phải rất lớn và do đ ó tố c đ ộ th ấm lọ c sử d ụ n g đ ư ợc n h ỏ
k h o ả n g 0 ,5 H-l m /h bới v ậ y k ỹ thuật nàv ít đ ư ợ c áp dụ n g ở m ứ c đ ộ c ô n g nghiệp.
Sử d ụ n g vi khuẩn dị d ư ỡ n g là phươn g pháp sin h h ọ c thô n g d ụ n g nhất. C á c
vi khuẩn g iả i thoát n ă n g lư ợ n g từ hợp chất ch ứ a c a c b o n th eo c á c phản ứng .
V ớ i eta n o l:
12 NO, + 5 C2HsOH -» 6 N2 + 10 co, + 9 H ,0 + 12 OH
V ớ i a xil a x ctic:
8 N O , + 5 C H ,C O O H - » 4 N , + 10 C 0 2 + 6 H 3O + K O H
T u y n h ic n p h ư ơng pháp này c ó n hư ợc đ iểm là kh ó k iể m tra, k h ố n g ch ế.
2 .2 .4 . PhưoTìg p h á p tra o đ ổ i io n x ử l í a in o n i, n i tr it. n itra t ị 15, 16 /
T ra o đ ổ i io n là m ột q u á trình trao đ ổ i hoá lý , tron g đ ỏ nhự a trao đ ổi ion
đ ư ợ c đ ù n g đ ể thu nh ận n h ữ n g ion nhất đ ịn h từ d u n g d ịc h và nhả v à o d u n g dịch
m ộ t lư ợ n g tư ơng đ ư ơng những ion khác có cù n g lo ạ i đ iện tích.
N h ự a trao đ ổ i c ó c á c n hóm hoạt đ ộ n g n ằm trên m atrix - p o lim e (trên c ơ sở
p o lysty rc n ). N h ó m n à y hao g ồ m phần c ố đ ịn h là n hữ n g io n g ấ n chăt v ào nhựa
v à phần trao đ ổi là n hững ịo n trao đ ổ i có đ iệ n tíc h trái dấu vớ i nhữn g io n g ắn
trên n h ự a. N h ữ n g io n trao đ ổ i này c ó th ể Ihay t h ế đư ợ c bởi n h ữ n g io n c ần tách
từ d u n g d ịc h .
H ạt n hự a trao đổi ion thường ở d ạ n g c ầ u c ó đ ư ờ n g kín h c ỡ 0 ,3 T 1,2 m m .
Đ ể n ân g c a o k h a n ản g trao đ ổ i, n gườ i ta c ó th ể n gh iề n nhự a . T u y n h iê n khôn g
đ ư ợ c n g h iề n quá m ịn đ ể tránh tắc d òn g c h ả y tron g c ộ t trao đ ổ i.
21