Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9242:2012 Chất lượng nước - Xác định Amoni nitơ

• Số hiệu: TCVN9242:2012
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2012

y = br + a

(1)

Trong đó

y

là giá trị được đo, theo đơn vị liên quan đến thiết bị;

b

là độ dốc của hàm hiệu chuẩn, tính theo đơn vị tương ứng của thiết bị x lít trên miligam (đơn vị tương ứng với thiết bị x l/mg);

r

là nồng độ khối lượng của amoni tính theo nitơ trong dung dịch hiệu chuẩn, tính bằng miligam trên lít (mg/l);

a

là phần giao cắt của hàm hiệu chuẩn, theo đơn vi tương ứng của thiết bị.

...

...

...

Phân tích mẫu theo đúng quy trình như dung dịch hiệu chuẩn bằng hệ thống bơm dòng (3.4.1).

Nếu nồng độ khối lượng của mẫu nằm ngoài phạm vi của dải đo đã chọn thì phải pha loãng mẫu.

Kiểm tra xác nhận hàm hiệu chuẩn cho từng dải đo sau mỗi loạt đo mẫu, nhưng muộn nhất là sau 10 mẫu đến 20 mẫu bằng cách dùng một dung dịch chuẩn có nồng độ thấp hơn và một dung dịch chuẩn có nồng độ cao hơn dải đo. Nếu cần thì lập đường hiệu chuẩn mới.

4. Xác định amoni nitơ bằng phân tích dòng chảy liên tục (CFA) và đo phổ

4.1. Nguyên tắc

Trong dòng chảy liên tục, dòng hơi nước mang khí phân đoạn, amoni có trong mẫu phản ứng với dung dịch kiềm có hypoclorit (CIO^-), đã được giải phóng trước đó khỏi dicloroisocyanuarat.

Cloramin tạo ra phản ứng với salicylat trong điều kiện xúc tác nitroprusside ở nhiệt độ 37 °C đến 50 °C để tạo thành thuốc nhuộm màu xanh lam được đo định lượng trong quang kế dòng ở bước sóng 640 nm đến 660 nm.

Thông tin bổ sung liên quan đến kỹ thuật phân tích này có thể xem các tài liệu tham khảo số [9], [10], [11], và [13].

CHÚ THÍCH: Thiết bị theo nguyên tắc này sử dụng FIA thay cho CFA là các sản phẩm có sẵn ngoài thị trường, tuy nhiên các thiết bị này không được xác nhận giá trị.

...

...

...

Các amin phân tử thấp phản ứng tương tự với amoni và sự có mặt của chúng sẽ dẫn đến sai số kết quả cao ^[12].

Cản trở có thể xảy ra nếu, sau khi bổ sung tất cả các dung dịch thuốc thử, hỗn hợp phản ứng không đạt được pH tối thiểu 12,6. Hiện tượng này chủ yếu xảy ra với mẫu có tính axit mạnh và mẫu đệm, chỉ đạt được pH gần trung hòa trước khi phân tích.

Các ion kim loại ở nồng độ cao, có xu hướng kết tủa như các hydroxit, làm giảm độ tái lập.

Để loại bỏ nền mẫu hữu cơ gây cản trở (các hợp chất với khối lượng phân tử cao) được áp dụng rộng rãi, mẫu có thể được thẩm tách, ví dụ bằng quy trình trực tiếp.

Cách khác, mẫu có thể được Iọc qua than hoạt tính, nếu thay đổi của nồng độ amoni trong mẫu có thể được loại bỏ khi chọn phương pháp này.

Các vật chất hạt trong mẫu có thể làm tắc các ống dẫn và cản trở phép đo phổ. Trường hợp các hạt lớn hơn (> 0,1 mm), thì cần lọc mẫu bằng màng lọc, trong khi đó các hạt nhỏ hơn có thể được loại bỏ bằng thẩm tách.

4.3. Thuốc thử

Ngoài các thuốc thử đã nêu trong 3.3, ngoại trừ các thuốc thử đã nêu trong 4.3.2 và 4.3.5, phải sử dụng theo các thuốc thử “đạt cấp chất lượng phân tích” và thuốc thử “đạt cấp chất lượng phân tích để xác định nitơ”.

4.3.1. Trinatri citrat ngậm hai phân tử nước, Na₃C₆H₅O₇.2H₂O.

...

...

...

Dung dịch bền trong khoảng bốn tuần.

4.3.3. Natri salicylat, NaC₇H₅O₃.

4.3.4. Natri nitroprusside ngậm hai phân tử nước [natri nitrosopentacyanoferrate (III)],

Na₂[Fe(CN)₅NO].2H₂O.

4.3.5. Natri dicloisocyanurat ngậm hai phân tử nước (natri 1,3-diclohexanhydro-1,3,5-triazin- 2,4,6-trione), NaC₃CI₂NO₃.2H₂O.

4.3.6. Dung dịch đệm citrat, dung dịch thuốc thử R3 (xem Hình A.2, A.3 và D.4).

Hòa tan 40 g trinatri citrat dihydrat (4.3.2) và 1 ml polyetylenglycol ether (4.3.2) vào nước trong bình định mức dung tích 1 000 ml và thêm nước tới vạch mức.

Dung dịch bền trong một tuần, nếu bảo quản trong tủ lạnh trong chai thủy tinh màu nâu.

4.3.7. Dung dịch pha loãng, gồm dung dịch đệm, như dung dịch đệm citrat (4.3.6), được qui định để dùng với màng thẩm tách hoặc dung dịch đệm hoặc nước có thể được sử dụng để pha loãng trực tuyến.

...

...

...

Hòa tan 34 g natri salicylat (4.3.3), 0,4 g natri nitroprusside ngậm hai phân tử nước (4.3.4), và 1 ml polyetylenglycol dodecyl ether (4.3.2) với nước trong bình định mức dung tích 1 000 ml và thêm nước đến vạch mức.

Dung dịch có thể bảo quản trong tủ lạnh trong chai thủy tinh màu nâu khoảng một tuần.

4.3.9. Dung dịch natri dicloisocyanurat, dung dịch thuốc thử R5 (xem Hình A.2, A.3 và A.4).

Hòa tan 0,8 g natri dicloisocyanurat (4.3.5) và 50 ml dung dịch natri hydroxit (3.3.2) với nước trong bình định mức dung tích 1 000 ml và thêm nước tới vạch mức.

Chuẩn bị dung dịch ngay trước khi dùng.

4.3.10. Phân đoạn khí (ví dụ nitơ), G (xem Hình A.2, A.3 và A).

4.4. Thiết bị, dụng cụ

4.4.1. Hệ thống dòng chảy liên tục

Hệ thống này bao gồm các bộ phận sau (xem Hình A.2, A.3 và A.4).

...

...

...

4.4.1.1. Thiết bị lấy mẫu tự động, hoặc thiết bị khác có khả năng cấp mẫu lặp.

4.4.1.2. Bình chứa chất lỏng và thuốc thử.

4.4.1.3. Bơm xung thấp và các ống bơm trơ với chất hóa học.

4.4.1.4. Ống phân phối có bộ cấp khí lặp lại, cấp mẫu và thuốc thử, có            hệ thống ống dẫn và lắp với khớp nối thích hợp làm bằng ví dụ thủy tinh, nhựa hoặc kim loại trơ với hóa chất.

4.4.1.5. Ngăn thấm tách, làm bằng vật liệu phụ thuộc vào thành phần nền mẫu, ví dụ màng cellophan nếu có thể.

Trong phần dưới của Hình A.2, thiết bị được mô tả với màng thấm tách on-line cũng có thể áp dụng cho dải đo II (0.1 mg/l đến 1 mg/l amoni, tính theo nitơ).

Ví dụ cỡ tách: khối lượng phân tử tương đối lớn nhất để các phân tử thẩm tách là từ 5 000 đến 14 000.

4.4.1.6. Bộ điều nhiệt dòng liên tục, điều chỉnh nhiệt độ tới khoảng ± 1 °C, phù hợp để duy trì nhiệt độ ổn định từ 37 °C đến 50 °C.

4.4.1.7. Detector quang với ngăn đo dòng liên tục, có chiều dài quang lớn nhất là 5 cm và bước sóng trong khoảng từ 640 nm đến 660 nm.

...

...

...

4.4.2. Các thiết bị bổ sung.

Xem 3.4.2.

4.4.3. Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu

Xem 3.5.

4.5. Cách tiến hành

4.5.1. Lắp đặt thiết bị

Bơm liên tục các dung dịch thuốc thử trong khoảng 10 min vào hệ thống, và ghi đường nền.

Hệ thống sẵn sàng khi đường nền không có bất kỳ sự trôi nào. Cần đạt được tương quan thỏa đáng giữa tín hiệu với mức nồng độ.

4.5.2. Kiểm tra đặc tính thiết bị

...

...

...

Nếu detector đo quang không cho kết quả độ hấp thụ, độ hấp thụ có thể được xác định bằng cách so sánh với độ hấp thụ của dãy chuẩn bằng máy quang phổ UV-VIS.

4.5.3. Kiểm tra thuốc thử trắng

Đợi cho đường nền ổn định.

Thay cho dung dịch thuốc thử, bơm nước vào hệ thống cho đến khi tín hiệu ổn định. Ghi lại sự thay đổi độ hấp thụ.

Nếu sự thay đổi hấp thụ lớn hơn 0,015 đơn vị hấp thụ trên 10 mm chiều dài quang, nước            được sử dụng hoặc dung dịch thuốc thử kiềm có thể bị nhiễm bẩn và phải thay thế mới.

Sau đó bơm dung dịch thuốc thử lại lần nữa.

4.5.4. Hiệu chuẩn

Xem 3.6.4.

Thêm liều lượng dung dịch hiệu chuẩn vào hệ thống dòng chảy trong khoảng thời gian tái lập tối thiểu 20 s bằng thiết bị thích hợp (ví dụ thiết bị lấy mẫu).

...

...

...

Chọn thời gian làm sạch vừa đủ, sao cho các giá trị đo của dung dịch hiệu chuẩn không có bất kỳ sự ô nhiễm chéo nào.

4.5.5. Đo

Xem 3.3.5.

Phân tích mẫu, theo đúng quy trình như dung dịch hiệu chuẩn bằng hệ thống dòng chảy liên tục (4.4.1).

5. Tính toán

5.1. Đánh giá

Xác định nồng độ khối lượng của chất cần xác định trong dung dịch đo sử dụng các giá trị đo đã thu được như mô tả trong 3.6.5, từ hàm hiệu chuẩn [Công thức (1), 3.6.4].

Để đánh giá, sử dụng hàm hiệu chuẩn thích hợp. Không ngoại suy một phía khoảng làm việc đã chọn.

Sử dụng Công thức (2) để tính r.

...

...

...

(2)

Trong đó r là nồng độ khối lượng, tính theo miligam trên lít (mg/l), của amoni theo nitơ, trong mẫu.

Xem Công thức (1) để giải thích các ký hiệu khác.

Trong quá trình tính kết quả, phải xem xét tất cả các bước pha loãng.

5.2. Biểu thị kết quả

Báo cáo kết quả với hai chữ số có nghĩa.

VÍ DỤ:

Amoni, tính theo nitơ:    2,0 x 10^-^1mg/l

9,2 mg/l

...

...

...

6. Độ chính xác

Số liệu đặc tính thống kê thu được từ phép thử liên phòng thí nghiệm được nêu trong Phụ lục B. Các số liệu này không loại trừ số liệu không phù hợp với các thành phần nền mẫu hoặc khoảng nồng độ khác.

7. Báo cáo thử

Báo cáo thử phải bao gồm các thông tin sau:

a) Viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) Nhận dạng mẫu nước;

c) Yêu cầu kỹ thuật của quy trình được áp dụng, theo Điều 3 hoặc Điều 4, tương ứng;

d) Mô tả quá trình xử lý mẫu sơ bộ mẫu;

e) Mô tả loại thiết bị hoặc các điều kiện dòng chảy;

...

...

...

g) Độ chính xác và độ đúng của các kết quả, nếu có giá trị;

h) Sai lệch so với phương pháp này và tất cả các tình huống có thể có ảnh hưởng đến kết quả thử.

Phụ lục A

(Tham khảo)

Ví dụ về các hệ thống phân tích dòng

CHÚ DẪN

1

...

...

...

3

4

5

6

C

R1

R2

...

...

...

Bơm mẫu để đưa mẫu vào; dung tích mẫu:

- 40 ml cho dải đo I (1 mg/l đến 10 mg/l).

- 360 ml cho dải đo II (0,1 mg/l đến 1,0 mg/l).

Vòng phản ứng, đường kính trong 0,5 mm đến 0,8 mm, chiều dài 30 cm.

Ngăn khuếch tán khí bằng màng PTFE.

Detector, bước sóng = 580 nm đến 600 nm.

Thải.

Dung dịch mang (3.3.16); vận tốc dòng: 2,0 ml/min.

Dung dịch phản ứng kiềm (3.3.17); vận tốc dòng: 0,8 ml/min.

...

...

...

Thời gian bơm điển hình: 20 s đến 25 s.

Thời gian lưu toàn bộ điển hình: 45 s.

Hình A.1 - Ví dụ hệ thống bơm (FIA) cho dải đo I và II [r(N): 0,1 mg/l NH₄-N đến 10 mg/l NH₄-N]

CHÚ DẪN

1

2

3

4

...

...

...

6

7

8

G

S

R3

R4

R5

Bơm, vận tốc dòng tính bằng ml/min.

...

...

...

Vòng phản ứng, đường kính trong 2,2 mm, chiều dài 50 cm.

Vòng phản ứng, đường kính trong 2,2 mm, chiều dài 100 cm, duy trì ở 37 °C đến 50 °C.

Detetor, bước sóng = 640 nm đến 600 nm.

Thải 1: thải khí (bọt khí).

Thải 2: thải nước (= loại bọt khí).

= A Hỗn hợp phản ứng phân đoạn, đi ra khỏi detector; vận tốc dòng: 0,60 ml/min.

Phân đoạn khí (ví dụ nitơ); tốc độ dòng: 0,32 ml/min.

Mẫu; vận tốc dòng 0,32 ml/min.

Dung dịch đệm citrat (4.3.6); tốc độ dòng: 0,32 ml/min.

...

...

...

Dung dịch natri dicloisocyanuarat (2.5.9); tốc độ dòng: 0,32 ml/min.

Thời gian lưu toàn bộ điển hình: 6 min.

Hình A.2 - Ví dụ hệ thống dòng liên tục (CFA, loại bọt khí) cho dải đo II [r(N): 0,1 mg/l NH₄-N đến 1,0 mg/l NH₄-N]

CHÚ DẪN

1

2

3

4

...

...

...

6

7

8

G1

G2

S

R3

R4

R5

...

...

...

Vòng phản ứng, đường kính trong 2,2 mm, chiều dài 25 cm.

Vòng phản ứng, đường kính trong 2,2 mm, chiều dài 100 cm, duy trì ở 37 °C đến 50 °C.

Detetor, bước sóng = 640 nm đến 600 nm.

Màng thẩm tách.

Thải 1: thải khí (bọt khí).

Thải 2: thải nước (= loại bọt khí).

= A Hỗn hợp phản ứng ngắt quãng, ra khỏi detector; vận tốc dòng: 0,60 ml/min.

Phân đoạn khí (ví dụ nitơ); vận tốc dòng: 0,16 ml/min.

Phân đoạn khí (ví dụ nitơ); vận tốc dòng: 0,32 ml/min.

...

...

...

Dung dịch đệm citrat (4.3.6); tốc độ dòng: 0,42 ml/min.

Dung dịch natri salicylat (4.3.8); tốc độ dòng 0,32 ml/min.

Dung dịch natri dicloisocyanuarat (4.3.9); tốc độ dòng: 0,32 ml/min.

Thời gian lưu toàn bộ điển hình: 6 min.

Hình A.3 - Ví dụ hệ thống dòng chảy liên tục (CFA, dòng lớn) cho dải đo I [r(N): 0,1 mg/l NH₄-N đến 1,0 mg/l NH₄-N]

CHÚ DẪN

1

2

...

...

...

4

5

6

G

S

a)

b)

R3

R4

...

...

...

Bơm, vận tốc dòng tính bằng ml/min.

Vòng phản ứng, đường kính trong 1 mm, chiều dài 40 cm.

Vòng phản ứng, đường kính trong 1 mm, chiều dài 500 cm, duy trì ở 37 °C ± 1 °C.

Detector, bước sóng = 640 nm đến 600 nm.

Thải 1: thải khí (bọt khí).

Thải 2: thải nước (= loại bọt khí).

G Khí ngắt quãng (ví dụ nitơ); vận tốc dòng: 0,074 ml/min.

Mẫu (pH = 2); vận tốc dòng.

Đối với dải đo II [r/(N) = 0,1 mg/l đến 1,0 mg/I]: 0,166 ml/min.

...

...

...

Dung dịch đệm citrat (2.5.6); vận lốc dòng: 0,118 ml/min.

Dung dịch natri salicylat (4.3.8); vận tốc dòng 0,118 ml/min.

Dung dịch natri dicloisocyanuarat (4.3.9); vận tốc dòng: 0,118 ml/min.

Các hệ số đạt được điển hình:

- Đối với dải đo II [r/(N) = 0,1 mg/l đến 1,0 mg/l]: 4

- Đối với dải đo I [r/(N) = 1,0 mg/l đến 10 mg/l]: 0,6

Hình A.4 - Ví dụ hệ thống dòng chảy liên tục (CFA, dòng lớn) cho khoảng làm việc I và II [r(N): 0,1 mg/l NH₄-N đến 1,0 mg/l NH₄-N]

Phụ lục B

...

...

...

Số liệu độ đúng

Số liệu độ đúng nêu trong Bảng B.1 và B.2 đã được thiết lập trong phép thử liên phòng thí nghiệm, tiến hành tháng 12 năm 1990.

Bảng B.1 - Dữ liệu chuẩn cứ để xác định amoni (N) bằng phân tích injection lưu lượng (FIA) và phát hiện phổ

Số mẫu

Thành phần mẫu

l

n

o

%

...

...

...

mg/l

s_R

mg/l

CV_R

%

s_r

mg/l

CV_r

%

...

...

...

Nước uống^a

15

56

6,67

0,2841

0,0279

9,81

0,0114

4,01

...

...

...

15

54

10,0

0,9019

0,0382

4,24

0,0176

1,95

...

...

...

Nước mặt^b

15

55

8,33

0,5318

0,0261

4,91

0,0165

3,10

...

...

...

15

60

0,00

0,9160

0,0737

8,05

0,0204

2,22

5

...

...

...

54

10,0

2,4600

0,0958

3,90

0,0526

2,14

6

14

...

...

...

7,14

8,0333

0,2875

3,58

0,1288

1,60

7

Nước sinh hoạt^c

15

...

...

...

6,67

2,9309

0,1969

6,72

0,0587

2,00

8

15

60

...

...

...

8,2738

0,3278

3,96

0,1234

1,49

9

Nước thải công nghiệp^d

15

48

...

...

...

2,4502

0,0752

3,07

0,0443

1,81

10

15

56

5,08

...

...

...

0,2819

3,35

0,1946

2,44

l           là số của phòng thí nghiệm vận hành (bốn giá trị mỗi lần vận hành);

n          là số giá trị phân tích không có giá trị ngoại lai;

o          là số lượng giá trị ngoại lai;

         là trung bình tổng;

s_R         là độ lệch chuẩn của độ tái lập;

...

...

...

s_r          là độ lệch chuẩn của độ lặp lại;

CV_r       là hệ số biến đổi của độ lặp lại.

Nguồn gốc mẫu:

^aNước uống, đã thêm amoni;

^b Nước sông (Rhine) đã thêm amoni;

^c Nước thải của nhà máy xử lý nước sinh hoạt;

Mẫu 7: Nước thải, đã pha loãng 1:10; không thêm chuẩn;

Mẫu 8: Nước thải, đã pha loãng 1:4, đã thêm amoni;

^d Nước thải của nhà máy xử lý nước công nghiệp, mẫu đã thêm amoni.

...

...

...

Số mẫu

Thành phần mẫu

l

n

o

%

mg/l

s_R

...

...

...

CV_R

%

s_r

mg/l

CVr

1

Nước uống^a

11

36

...

...

...

0,3024

0,0229

7,56

0,0106

3,51

2

11

44

...

...

...

0,9230

0,0771

8,35

0,0157

1,70

3

Nước mặt^b

11

44

...

...

...

0,5563

0,0393

7,07

0,0153

2,75

4

11

36

18,2

...

...

...

0,0354

3,67

0,0129

1,34

5

11

44

00,0

2,5791

...

...

...

10,0

0,0815

3,16

6

11

35

20,4

8,2097

0,1451

...

...

...

0,0676

0,82

7

Nước sinh hoạt^c

11

32

27,3

2,9847

0,0384

...

...

...

0,0329

1,10

8

11

44

0,00

8,4661

0,2217

...

...

...

0,0752

0,89

9

Nước thải công nghiệp^d

11

44

00,0

2,7118

0,1264

...

...

...

0,0436

1,61

10

11

40

9,09

8,3165

0,2040

...

...

...

0,0593

0,71

Chú thích các ký hiệu, xem Bảng B.1

Nguồn gốc mẫu:

^a Nước uống, đã thêm amoni;

^b Nước sông (Rhine) đã thêm amoni;

^c Nước thải của nhà máy xử lý nước sinh hoạt;

Mẫu 7: Nước thải, đã pha loãng 1:10; không thêm chuẩn;

Mẫu 8: Nước thải, đã pha loãng 1:4, đã thêm amoni;

...

...

...

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] R. RUZICKA and E. H. HANSEN, Flow injection Analysis, Wiley & Sons, New York, 1981

[2] J.MOLLER. Flow lnjection Analysis, Analytiker Taschenbunch, Bd. 7, Springer verlag, 1988, pp. 199-275, và B. KARLBERG, G.E. PACEY, Flow lnjection Analysis - A Practical Guide, Elsevier, Amsterdam, 1989

[3] L.T. SKEGGS Anal. Chem. 38 (6), 1966, p. 31 A

[4] W.E. VANDER LINDEN. Anal. Chim. Acta, 151, 1983, p. 359

[5] M. VAN SON and R.C. SCHOTHORTS. G. VAN DEN BOEF, Anal. Chim. Acta. 153, 1983, p. 271

[6] W. WILLASON and K. S. JOHNSON. Marine Biology, 91.1986, p. 285

[7] G. SCHULZE, C. Y. Liu, M. BRODOWSKI, O. ELSHOLZ, W. FRENZEL and J. MOLLER, Anal. Chim. Acta. 214, 1988, p. 121

...

...

...

[9] J. READON, J. A. FORMAN and R.L. SEARY. Clin. Chim. Acta, 14, 1966, p. 403

[10] EPA-600/4-79-020, Method 350.1, Nitrogen Ammonia, March 1984

[11] EPA-600/4-79-020, Method 350.2, Nitrogen, Kjeldahl, Total, March 1984

[12] M. STADLER, B. NEIDHARDT, J. RŨTER, G. PAPKE and B. WINTER. Laborpraxis, 5,1993, p.48

[13] TCVN 6179-2:1996 (ISO 7150-2), Chất lượng nước -Xác định amoni - Phần 2: Phương pháp trắc phổ tự động

2) Thường được biết đến như axit etylendiamintetraaxetic.