Báo cáo Vấn đề phân tích đánh giá môi trường

                              Mục Lục: A. Mở bài B. Nội dung I. Độ pH 1. Định nghĩa 2. Ảnh hưởng của pH 3. cách tính pH 4. Một số pH II. Nhiệt độ 1. Định nghĩa 2. Ảnh hưởng của nhiệt độ 3. cách đo nhiệt độ III. Độ đục định nghĩa Ảnh hưởng của độ đục cách xác định độ đục IV. Màu sắc định nghĩa Ý nghĩa của màu sắc Phương pháp xác định màu và chất lượng nước thải C. Tổng kết.   A. MỞ BÀI.          Hiện nay môi trường chúng ta đang bị ô nhiễm nghiêm trọng.Những con đường khói bụi mịt mù không còn được sạch như ngày xưa. Bao con sông, kênh rạch vốn trong xanh giờ trở thành những dòng nước đen ngòm bốc lên mùi nồng nặc môi trường hiện nay đang trở nên đáng báo động. Môi trường sống con người đang ngày một xấu đi nhưng dường như chẳng mấy ai quan tâm đến.          Sự mọc lên của các khu công nghiệp, xí nghiệp, sinh hoạt của con người…đã ảnh hưởng nhiều đến môi trường. Để đánh giá mức độ ô nhiễm của một nguồn nước ta cần có nhiều chỉ tiêu lí, hóa, sinh quan trọng. Một trong những chỉ tiêu đó là: độ pH, độ đục, nhiệt độ, màu sắc. Dựa vào những chỉ tiêu này chúng ta có thể biết được mức dộ ô nhiễm của một nguồn nước, từ đó có thể tìm được một phương pháp để xử lí một cách hợp lí và hiệu quả. Thông qua bài báo cáo này chúng tôi đưa ra một số chỉ tiêu để đánh giá độ pH, nhiệt độ, độ ẩm của môi trường. B. Nội dung: I. Độ pH : Định nghĩa: pH là chỉ số đo độ hoạt động của các ion hiđrô (H+) trong dung dịch và vì vậy là độ axít hay bazơ của nó. Trong các hệ dung dịch nước, độ hoạt động của ion hiđrô được quyết định bởi hằng số điện ly của nước (Kw = 1,011 × 10−14 ở 25 °C) và tương tác với các ion khác có trong dung dịch. Do hằng số điện ly này nên một dung dịch trung hòa (độ hoạt động của các ion hiđrô cân bằng với độ hoạt động của các ion hiđrôxít) có pH xấp xỉ 7. Các dung dịch nước có giá trị pH nhỏ hơn 7 được coi là có tính axít, trong khi các giá trị pH lớn hơn 7 được coi là có tính kiềm. Ảnh hưởng của pH: Khi pH thấp ảnh hưởng đến số luợng và hoạt động của vi sinh vật, tức số lượng vi sinh vật thấp, và có thể ngừng hẳn khi pH < 3. Nếu pH thấp, lượng Ca và P trong dung dịch đất giảm lượng Al và Mn tăng gây ngộ độc cho cây. Nếu pH cao, đất bị kiềm, nồng độ P, Fe, Mn và các nguyên tố vi lượng khác đều giảm, tốc độ sinh trưởng của cây cũng giảm Nói tóm lại pH 9 thì sự hoạt động sinh lý của thực vật bị giảm mạnh do nguyên sinh chất trong tế bào bị ảnh hưởng Trong môi trường nước cũng tương tự. khi pH tăng hoặc giảm thì làm cho môi trường nước và một số chỉ số hóa lý thay đổi ảnh hưởng đến đời sống sinh vật Độ pH có ảnh hưởng tới điều kiện sống bình thường của các sinh vật nước. Cá thường không sống dược trong môi trường có độ pH 10. Sự thay đổi ph của nước thường liên quan đên sự có mặt của các hóa chất acid hoặc kiềm, sự phân hủy chất hữu cơ, sự hòa tan của một số anion Cách tính pH: Mặc dù pH không có đơn vị đo, nhưng nó không phải là thang đo ngẫu nhiên, số đo sinh ra từ định nghĩa dựa trên độ hoạt động của các ion hiđrô trong dung dịch. Công thức để tính pH là: pH = - log10[H+] [H+] biểu thị độ hoạt động của các ion H+ (hay chính xác hơn là [H3O+], tức các ion hiđrônium), được đo theo mol trên lít (còn gọi là phân tử gam). Trong các dung dịch loãng (như nước sông hay từ vòi nước) thì độ hoạt động xấp xỉ bằng nồng độ của ion H+. Trong dung dịch nước ở nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn (STP), giá trị pH bằng 7 chỉ ra tính trung hòa (tức nước tinh khiết) do nước phân ly một cách tự nhiên thành các ion H+ và OH− với nồng độ tương đương 1×10−7 mol/L. Một giá trị pH thấp hơn (ví dụ pH = 3) chỉ ra rằng độ axít đã tăng lên, và một giá trị pH cao hơn (ví dụ pH = 11) chỉ ra rằng độ kiềm đã tăng lên. Phần lớn các chất có pH nằm trong khoảng từ 0 đến 14, mặc dù các chất cực axít hay cực kiềm có thể có pH 14. Còn có khái niệm pOH, về ngữ nghĩa là ngược lại với pH, nó đo nồng độ các ion OH−. Do nước là tự ion hóa, và ghi [OH−] như là nồng độ của các ion hiđrôxít, chúng ta có: Kw = [H+] [OH-] = 10-14 trong đó Kw là hằng số ion hóa của nước. Do Log10 Kw = log10[H+] + log10[OH-] bằng các đồng nhất thức lôgarít, ta có quan hệ sau: -14 = log10[H+] + log10[OH-] và vì vậy: pH = 14 - pOH Các công thức trên Chỉ chính xác ở nhiệt độ = 298,15 K (25 °C), chấp nhận được cho phần lớn các tính toán trong phòng thí nghiệm Bằng cách bổ sung chất chỉ thị pH vào trong dung dịch đang nghiên cứu. Màu của chất chỉ thị sẽ dao động phụ thuộc vào pH của dung dịch. Trong việc sử dụng các chất chỉ thị thì việc xác định định tính có thể thực hiện với các chất chỉ thị phổ biến có khoảng dao động màu rộng trên một khoảng pH lớn và việc xác định định lượng có thể thực hiện bằng cách sử dụng các chất chỉ thị có sự thay đổi màu mạnh trên một khoảng pH nhỏ. Màu sắc của các chất chỉ thị pH có thể được chia làm 14 thang bậc thông dụng như hình vẽ bên. Các phép đo cực kỳ chính xác có thể thực hiện trên một khoảng pH rộng bằng sử dụng các chất chỉ thị có nhiều trạng thái cân bằng (ví dụ HI) chung với các phương pháp quang phổ để xác định sự phổ biến tương đối của mỗi thành phần phụ thuộc pH đã tạo ra màu của dung dịch. Một số giá trị pH phổ biến Chất pH Nước thoát từ các mỏ -3.6 – 1,0 Axít ắc quy < 1,0 Dịch vị dạ dày 2,0 Nước chanh 2,4 Cola 2,5 Dấm 2,9 Nước cam hay táo 3,5 Bia 4,5 Cà phê 5,0 Nước chè 5.5 Mưa axít < 5,6 Sữa 6,5 Nước tinh khiết 7,0 Nước bọt của người khỏe mạnh 6,5 – 7,4 Máu 7,34 – 7,45 Nước biển 8,0 Xà phòng 9,0 – 10,0 Amôniắc dùng trong gia đình 11,5 Chất tẩy 12,5 Thuốc giặt quần áo 13,5 một số máy đo pH: Bút đo pH PAL Bút đo pH Eco-PAL Bút đo pH - nhiệt độ pH 55 Nhiệt độ: 1) Định nghĩa: Nhiệt độ là tính chất vật lý của vật chất hiểu nôm na là thang đo độ "nóng" và "lạnh". Vật chất có nhiệt độ cao hơn thì nóng hơn. 2) Ảnh hưởng của nhiệt độ: Nhiệt độ nước tự nhiên phụ thuộc vào điều kiện khí hậu, thời tiết của lưu vực sông hoặc môi trường lưu vực. Nước thải từ các nhà máy chạy bằng than hoặc nhiên liệu hạt nhân thường có nhiệt độ cao hơn nước tự nhiên trong khu vực. Nhiệt độ cao của nước thải làm thay đổi nhiệt độ ở các lưu vực nước, làm cho quá trình sinh lý hóa bình thường của hệ sinh thái bị biến đổi. Một số loài sinh vật không chịu được sự thay đổi sẽ bị chết hoặc chuyển đi nơi khác. Mọtt số loài khác thì phát triển mạnh mẽ. Nhiệt độ ảnh hưởng đến độ pH, đến các quá trình hóa học và sinh hóa xảy ra trong nước. 3) Cách đo nhiệt độ: Nhiệt độ được đo bằng nhiệt kế. Nhiệt độ được đo bằng các đơn vị khác nhau và có thể biến đổi bằng các công thức. Trong hệ đo lường quốc tế, nhiệt độ được đo bằng đơn vị độ K. Trong đời sống ở Việt Nam và nhiều nước, nó được đo bằng độ C (độ C được tính bằng độ K trừ đi 273,15). Trong đời sống ở nước Anh, Mỹ và một số nước, nó được đo bằng độ F (độ F tính bằng cách lấy 9/5 độ C rồi cộng với 32) Sau đây là một số thang đo nhiệt độ: a) thang nhiệt độ Celsius (còn gọi là thang nhiệt độ bách phân): Độ Celsius (°C hay độ C) là đơn vị đo nhiệt độ được đặt tên theo nhà thiên văn học người Thụy Điển Anders Celsius (1701–1744). Ông là người đầu tiên đề ra hệ thống đo nhiệt độ căn cứ theo trạng thái của nước với 100o là nước đá đông và 0o là nước sôi ở khí áp tiêu biểu (standard atmosphere) vào năm 1742. Hai năm sau nhà khoa học Carolus Linnaeus đảo ngược hệ thống đó và lấy 0o là nước đá đông và 100o là nước sôi. Hệ thống này được gọi là hệ thống centigrade tức bách phân và danh từ này được dùng phổ biến cho đến nay mặc dù kể từ năm 1948, hệ thống nhiệt độ này đã chính thức vinh danh nhà khoa học Celsius bằng cách đặt theo tên của ông Trong thnag nhiệt độ này, nhiệt độ bắt đầu bằng sự đóng băng của nước tinh khiết được quy ước là 0oC, còn nhiệt độ nước sôi là 100oC. Khoảng chênh lệch về độ cao L của cột thủy ngân ược chia làm 100 và mỗi vạch ứng với 1oC trong thang nhiệt độ Celsius b) Thang nhiệt độ Fahrenheit: Fahrenheit, hay độ F, là một thang nhiệt độ được đặt theo tên nhà vật lý người Đức Daniel Gabriel Fahrenheit (1686–1736). Năm 1714, ông xác định điểm chuẩn thứ hai là nhiệt độ đóng băng của nước tinh khiết (ở 32 °F) và điểm chuẩn thứ ba là "thân nhiệt của một người khỏe mạnh" (ở 96 °F). Theo các tiêu chuẩn hiện nay thì các điểm chuẩn trên và dưới khó có thể tạo lại một cách thực sự chính xác được. Vì thế mà thang nhiệt độ này về sau đã được xác định lại theo hai điểm chuẩn mới là nhiệt độ đóng băng và nhiệt độ sôi của nước, tức là 32 °F và 212 °F. Theo đó, thân nhiệt bình thường của con người sẽ là 98,6 °F (37 °C), chứ không phải là 96 °F (35,6 °C) như Fahrenheit đã xác định nữa. Công thức liên hệ giữa độ C và độ F: oF = 9/5* oC + 32 Thang nhiệt độ Fahrenheit đã được sử dụng khá lâu ở Châu Âu, cho tới khi bị thay thế bởi thang nhiệt độ Celsius. Thang nhiệt độ Fahrenheit ngày nay vẫn được sử dụng rộng rãi ở Mỹ và một số quốc gia nói tiếng Anh khác. c) Thang nhiệt độ Kelvin: Trong hệ thống đo lường quốc tế, kelvin là một đơn vị đo lường cơ bản cho nhiệt độ. Nó được kí hiệu bằng chữ K. Mỗi độ K trong nhiệt giai Kenvin (1K) bằng một độ trong nhiệt giai Celsius (1°C) và 0°C ứng với 273,15K. Thang nhiệt độ này được lấy theo tên của nhà vật lý, kỹ sư người Ireland William Thomson, nam tước Kelvin thứ nhất. Công thức liên quan giữa độ C và độ K: oK = oC + 273,15 Nhiệt độ trong nhiệt giai Kelvin đôi khi còn được gọi là nhiệt độ tuyệt đối, do 0oK ứng với nhiệt độ nhỏ nhất mà vật chất có thể đạt được. Tại 0oK, trên lý thuyết, mọi chuyển động nhiệt hỗn loạn đều ngừng. Thực tế chưa quan sát được vật chất nào đạt tới chính xác 0oK; chúng luôn có nhiệt độ cao hơn 0oK một chút, tức là vẫn có chuyển động nhiệt hỗn loạn ở mức độ nhỏ. Ngay cả những trạng thái vật chất rất lạnh như ngưng tụ Bose-Einstein cũng có nhiệt độ lớn hơn 0oK. Độ đục: Định nghĩa: Nước tự nhiên thường không chứa các chất rắn lơ lửng nên trong suốt và không màu. Do chứa các hạt sét, mùn, vi sinh vật, các hạt bụi, các hạt hóa chất kết tủa nước trở nên đục. Độ đục gây nên bởi các hạt rắn lơ lửng trong nước. Các chất lơ lửng trong nước có thể có nguồn gốc vô cơ, hữu cơ hoặc các vi sinh vật, thủy sinh vật có kích thước thông thường từ 10-4 – 10-3 mm. Ảnh hưởng của độ đục: Độ đục trong nước ngăn cản quá trình chiếu sángcủa mặt trời xuống lưu vực, các chất rắn trong nước ngăn cản các quá trình hoạt động của cơ thể sinh vật và con người. ảnh hưởng tới quá trình quang hợp. Cách xác định độ đục: Độ đục được đo bằng máy đo độ đục (đục kế - turbidimeter). Đơn vị đo độ đục là NTU (Nephelomtric Turbidity Unit). Theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) độ đục được xác định bằng chiều sâu lớp nước thấy được (độ trong) mà ở độ sâu đó người ta vẫn đọc được hàng chữ tiêu chuẩn. Độ đục càng thấp chiều sâu lớp nước thấy được càng lớn. Nước được gọi là trong khi mức độ nhìn sâu lớn hơn 1m (hay độ đục nhỏ hơn 10NTU). Theo quy định của TCVN, độ đục của nước thải sinh hoạt phải lớn hơn 30cm. Bảng thang đo độ đục: Thang đo theo chiều sâu lớp nước Độ đục theo thang đục silic (mg/l) Ghi chú 2 1000 Nhanh tắt bể lọc 4 360 Nhanh tắt bể lọc 6 190 Nhanh tắt bể lọc 8 130 Nhanh tắt bể lọc 10 100 Nhanh tắt bể lọc 15 65 Vận hành bể lọc khó khăn 30 30 Vận hành bể lọc có điều kiện 45 18 Vận hành riêng 80 10 Giới hạn trên của nước đưa vào IV. MÀU SẮC : 1. Định nghĩa: Màu sắc của nước là đặc tính quang học của sự thay đổi thành phần quang phổ của ánh sáng trong thấy được truyền qua. Màu sắc bên ngoài của nước là do các chất hòa tan và các chất huyền phù không hòa tan, xác định trong mẫu nước ban đầu chưa lọc li tâm. Màu sắc của nước chỉ do các chất hòa tan được xác định khi mẫu nước qua màn lọc có kích thước lỗ 0,4nm. 2. Ý nghĩa của màu sắc: Màu sắc gây ấn tượng cho người sử dụng .Từ màu sắc ta có thể đánh giá được chất lượng của nước, từ đó đưa ra biện pháp sử lý thích hợp. 3. Phương pháp xác định màu và chất lượng nước thải Tiêu chuẩn này quy định phương pháp so mẫu trên quan sát kế. Xác định mùi bằng phương pháp cảm quan. Phương pháp lấy mẫu : Mẫu lấy để xác định nước thải không được cho hóa chất nào khác để bảo quản. Mẫu phải đem xác định ngay càng sớm càng tốt. Nếu buộc phải bảo quản thì phải để chổ tối. Trong một số trường hợp cần thiết không để mẫu thử tiếp xúc với không khí. Cũng nên tránh thay đổi nhiệt độ. Tất cả các dụng cụ để đựng mẫu phải rất sạch bằng cach rửa với acid clohidric, hoặc với dung dịch làm sạch có hoạt tính bề mặt cuối cùng tráng bằng nước cất và để cho ráo nước. Phương pháp xác định mẫu nước: Nguyên tắc: Xác định hấp thụ cực đại ánh sáng của nước thải bằng quan sắc kế và căn cứ vào phổ truyền quang của kính lọc tương ứng để xác định màu của nước thải. Dụng cụ: Máy quan sắc kế và các loại phụ tùng. Tiến hành xác định: Lấy 50ml mẫu lọc qua giấy, thường một phần nước lọc đầu tiên bỏ đi. Cho nước lọc vào buret của quan sắc kế có bề dày lớn nhất. Tìm độ dài sóng tối đa (nm) rồi từ đó tra bảng. Độ dài sóng của ánh sáng hấp thụ (nm) Màu của bức xạ hấp thụ Màu bổ xung của dung dịch nhìn thấy được 400-450 Màu tím Xanh vàng 450-480 Xanh thẫm Vàng 480-490 Da trời Da cam 490-500 Xanh lá cây Đỏ 500-560 Xanh nhạt Đỏ tía 560-575 Xanh vàng Tím 575-590 Vàng Xanh thẫm 590-625 Da cam Xanh da trời 625-750 Đỏ Xanh lá cây C. Tổng kết: Qua các thông số trên chúng ta có thể đánh giá được chất lượng nước. Sự thay đổi của môi trường sẽ thay đổi các thông số này. Đánh giá được chất lượng nước. Từ đó chúng ta sẽ có những phương pháp xử lý hợp lý. Đem lại sự trong sạch cho môi trường. Sự tác động qua lại giữa các nhân tố cũng là điều kiện quan trọng để ta có thể đánh giámột cách chính xác chất lượng nước Ví dụ: Nhiệt độ tăng sẽ làm cho cho các thông số kia thay đổi, khi nhiệt độ tăng tốc độ phản ứng của các chất trong nước tăng theo, làm thay đổi pH, độ đục cũng như màu sắc của nước. Chúng ta hãy cùng chung tay đóng góp vì một môi trường trong sạch, không ô nhiễm. Hãy luôn nghĩ rằng bảo vệ môi trường cũng chính là bảo vệ chính cuộc sống của chúng ta. Tài liệu tham khảo: Sinh thái môi trường Nguyễn Ngọc Ẩn Nea.gov.net Moitruong.com.vn Cơ sở khoa học môi trường Lưu Đức Hải