Nghiên cứu đánh giá khả năng hấp thụ một số ion trong nước ô nhiễm của bèo tây

1. MỤC LỤC Nội dung Trang Phần I. MỞĐẦU 2 I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 2 II. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 3 III. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 3 IV. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3 V. NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI 4 Phần II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ Chương I. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 5 I.1. Ô nhiễm nước và thực trạng hiện nay 5 I. 2. Sử dụng thực vật thủy sinh để làm sạch nguồn nước 6 I. 3. Tìm hiểu về bèo tây và tác dụng làm sạch nước của bèo tây 7 9 I.4.Một số phương pháp phân tích định lượng trong phòng thí nghiệm hóa học phổ thông Chương II. THỰC NGHIỆM 10 II. 1. Qui trình nghiên cứu khảnăng hấp thụ các ion Fe3+, Cu2+, 11 Al3+, Pb2+, PO43- của bèo tây II.2. Phân tích các ion trong các dung dịch sau khi nuôi bèo tây 11 bằng phương pháp chuẩn độ thể tích và khối lượng Chương III. KẾT QUẢ 18 Phần III. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 22 TÀI LIỆU THAM KHẢO 25 Trang 1 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

2. ĐỀ TÀI “NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢNĂNG HẤP THỤ MỘT SỐ ION TRONG NƯỚC Ô NHIỄM CỦA BÈO TÂY” PHẦN I. MỞĐẦU I. Lí do chọn đề tài. Trong những thập niên vừa qua, chất lượng môi trường sống của hành tinh chúng ta bị giảm sút nghiêm trọng, chủ yếu do tác động của con người. Đó là sự ô nhiễm môi trường gây ra do con người trong hoạt động nông-lâm nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải, chiến tranh và những chất thải sinh hoạt. Một trong các vấn đềđược quan tâm đó là chất thải công nghiệp chưa qua xử lý. Đặc biệt là chất thải các nhà máy hóa chất, với các kim loại nặng có độc tính ảnh hưởng tới môi trường sống con người, động vật, thực vật. Ở các nước công nghiệp thì chất thải công nghiệp là một trong những vấn đề cấp bách, ảnh hưởng khá sâu rộng tói môi trường. Ởnước ta, công nghiệp còn nhỏ bé, phần lớn các thiết bịđều lạc hậu, hiệu quả sử dụng nhiên liệu thấp, chất thải tính theo sốlượng sản phẩm lớn. Nhiều nhà máy chưa có thiết bị xử lý các chất thải và nước thải trước khi xả vào cống rãnh, sông hồ,... nên đã làm suy giảm chất lượng bề mặt, môi trường không khí cũng như môi trường nước. Vì vậy việc xử lí các chất thải là việc làm được quan tâm hàng đầu trong việc bảo vệmôi trường. Nhìn vào thực tiễn ởđịa phương tôi thấy môi trường nước bị ô nhiễm một phần là do chất thải công nghiệp nhưng tác nhân quan trọng hơn cả là do nhận thức của người dân còn thấp. Họ có thói quen xả rác thải sinh hoạt xuống ao hồ, sông suối,... gây ô nhiễm môi trường mà điều kiện kinh tế của người dân không đủđể xây dựng những hệ thống xửlí nước bẩn hiệu quả. Do một sự tình cờ tôi phát hiện ra ở những ao trồng bèo tây lại có môi trường nước sạch hơn những ao không có bèo. Đặc biệt, qua tìm hiểu được biết hiện nay xu hướng sử dụng thực vật thủy sinh để làm sạch nguồn nước được nhiều nhà khoa học quan tâm. Từđó tôi đã thử nghiệm kiểm tra khảnăng hấp thụ một số ion của Trang 2 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

3. bèo tây để có thể góp phần mang đến một phương pháp sinh học đơn giản, hiệu quả trong việc giảm thiểu ô nhiễm nguồn nước. II. Mục tiêu nghiên cứu. Mục tiêu chung: Tạo ra một mô hình, một cách thức cải tạo nguồn nước ô nhiễm đơn giản, không tốn kém và dễ dàng sử dụng ở mọi nơi. Mục tiêu cụ thể: Nghiên cứu khảnăng hấp thụ các ion Fe3+, Cu2+, Al3+, Pb2+, PO43- của cây Bèo tây từđó đưa ra một mô hình xửlý nước thải đơn giản, ít tốn kém, thân thiện và hiệu quả. III. Đối tượng nghiên cứu. Sản phẩm chỉ là một đề tài nghiên cứu thực nghiệm trong trường THPT, với điều kiện phương tiện thực nghiệm, hóa chất,.. còn hạn chế, tiến hành nghiên cứu thực nghiệm trong thời gian ngắn thực hiện nghiên cứu đề tài bằng nguồn vật liệu sẵn có và dễ tìm kiếm. Các mẫu nghiên cứu được sử dụng ởđây chỉ là các mẫu giảđịnh, pha sẵn chứ không phải là mẫu thực (mẫu ô nhiễm từmôi trường) bởi vì điều kiện phòng thí nghiệm khá hạn hẹp không thể nghiên cứu được hàm lượng các nguyên tố nhỏnhư ở mẫu thực. IV. Phương pháp nghiên cứu IV.1. Phương pháp phân loại, hệ thống hóa lý thuyết. Phân loại là phương pháp sắp xếp các tài liệu khoa học một cách có hệ thống theo từng mặt, từng đơn vị kiến thức, từng vấn đề khoa học có cùng dấu hiệu bản chất, cùng một hướng phát triển. Phân loại làm cho khoa học từ chỗ có kết cấu phức tạp trong nội dung thành cái dễ nhận thấy, dễ sử dụng theo mục đích nghiên cứu của đề tài. Hệ thống hóa là phương pháp sắp xếp tri thức theo hệ thống, giúp cho việc xem xét đối tượng nghiên cứu đầy đủ và chi tiết, rõ ràng hơn. Phân loại và hệ thống hóa luôn đi liền với nhau, trong phân loại có yếu tố hệ thống hóa, hệ thống hóa phải dựa trên cơ sở phân loại. IV.2. Phương pháp phân tích tổng hợp tài liệu. Trang 3 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

4. Phân tích tài liệu là phương pháp nghiên cứu các văn bản, tài liệu bằng cách phân tích chúng thành từng mặt, từng bộ phận để hiểu vấn đề một cách đầy đủ và toàn diện, từđó chọn lựa những thông tin cho đề tài nghiên cứu. Phương pháp tổng hợp là liên kết từng mặt, từng bộ phận thông tin từ các lý thuyết đã thu thập được để tạo ra một hệ thống lý thuyết mới, đầy đủ và sâu sắc vềđề tài cần nghiên cứu. Phân tích tài liệu chuẩn bị cho tổng hợp nhanh và chọn lọc đúng thông tin cần thiết, tổng hợp giúp cho phân tích sâu sắc hơn. IV.3. Phương pháp Pilot Phương pháp Pilot là phương pháp tiến hành xây dựng và thử nghiệm hệ thống (áp dụng thử quy trình trong một quy mô nhỏ) trước khi đưa hệ thống vào hoạt động nhằm tìm ra nhược điểm có thể mắc phải và tìm cách khắc phục và đưa hệ thống ứng dụng vào thực tiễn. V. Những đóng góp của đề tài Nước sạch và vệsinh môi trường là hai yếu tốđặc biệt quan trọng tác động trực tiếp đến sức khỏe của cộng đồng, tạo nên cơ sở vật chất để phát triển kinh tế, văn hoá, xã hội, là phương tiện sinh sống và phát triển bền vững của con người. Nước bẩn, không đảm bảo vệsinh là môi trường lây lan phát tán của mầm bệnh, tác động xấu đến sức khỏe của con người. Do vậy, bảo vệ nguồn nước và môi trường là tự bảo vệ chính bản thân mình và cả cộng đồng. Tùy mục đích sử dụng chúng ta có thể sử dụng Bèo tây để làm sạch nước phục vụ cho mục địch sinh hoạt, tẩy rửa, trồng trọt,... PHẦN II. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ Chương I. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI I.1. Ô nhiễm nước và thực trạng hiện nay Hiện nay ở Việt Nam, mặc dù các cấp, các ngành đã có nhiều cố gắng trong việc thực hiện chính sách và pháp luật về bảo vệmôi trường, nhưng tình trạng ô nhiễm nước là vấn đề rất đáng lo ngại. Tốc độ công nghiệp hoá và đô thị hoá khá nhanh và sựgia tăng dân số gây áp lực ngày càng nặng nề dối với Trang 4 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

5. tài nguyên nước trong vùng lãnh thổ. Môi trường nước ở nhiều đô thị, khu công nghiệp và làng nghề ngày càng bị ô nhiễm bởi nước thải, khí thải và chất thải rắn. ở các thành phố lớn, hàng trăm cơ sở sản xuất công nghiệp đang gây ô nhiễm môi trường nước do không có công trình và thiết bị xử lý chất thải. Không chỉở những đô thị và khu công nghiệp mà hiện nay vẫn đề ô nhiễm nguồn nước ởnông thôn cũng vô vùng nghiêm trọng do hàng loạt chất thải, nước thải từ sinh hoạt, chăn nuôi được đổ tràn lan trong các ao, hồ, sông, suối,.. bởi nhận thức của người dân ở nông thôn về ô nhiễm môi trường còn kém và họkhông đủđiều kiện để xây dựng hệ thống xửlí nước thải,… Hậu quả chung của tình trạng ô nhiễm nước là tỉ lệngười chết do các bệnh liên quan đến ô nhiễm nước như viêm màng kết, tiêu chảy, ung thư ngày càng tăng lên. Ngoài ra, tỉ lệ trẻ em tử vong tại các khu vực bị ô nhiễm nguồn nước là rất cao Vậy đâu là giải pháp cho vấn đề ô nhiễm nước nghiêm trọng tại Việt Nam? Chiến lược lâu dài là có thể cung cấp những nguồn nước uống an toàn đã qua xử lý và cải thiện hệ thống vệ sinh. Chiến lược ngắn hạn là sử dụng những phương pháp xửlí nước bẩn đơn giản. I. 2. Sử dụng thực vật thủy sinh để làm sạch nguồn nước Thực vật thủy sinh là nhóm thực vật thuộc loài thảo mộc, thân mềm. Quá trình quang hợp của thực vật thủy sinh hoàn toàn giống với các loài thực vật trên cạn. Vật chất có trong nước sẽ chuyển hóa qua hệ rễ của thực vật thủy sinh và đưa lên lá. Lá nhận ánh sáng mặt trời tổng hợp thành các chất hữu cơ. Các chất hữu cơ này cùng với các chất khác tổng hợp nên tế bào và tạo ra sinh khối. Thực vật chỉ tiêu thụ các chất vô cơ hòa tan. Vi sinh vật sẽ phân hủy các chất hữu cơ và chuyển chúng thành các chất và hợp chất vô cơ hòa tan để thực vật có thể sử dụng tiến hành trao đổi chất. Quá trình vô cơ hóa bởi vi sinh vật trong nước và hấp thụ chất vô cơ hòa tan bởi thực vật thủy sinh tạo ra hiện tượng giảm vật chất có trong nước. Cây thủy sinh có trong nước sẽ làm thay đổi đặc điểm hóa học của nước thải, có tác dụng làm các chất dinh dưỡng trong nước chuyển đổi. Nhờ có hô hấp bình thường, lại có thức ăn nên thực vật thủy sinh có thể sống lâu dài trong nước mà không bị thối rữa. Vì vậy thực vật thủy Trang 5 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

6. sinh đóng vai trò quan trọng trong việc xửlí nước thải, là tác nhân làm sạch nước tự nhiên Một số loại thủy thực vật thường gặp: - Thuỷ thực vật sống chìm: Loại thuỷ thực vật này có rễ và thân ởdưới mặt nước, chỉ phát triển ở những nơi có đủánh sáng, độđục thấp, loại được sử dụng nhiều là tảo - Thuỷ thực vật sống trôi nổi: Rễ của thực vật này không bám vào đất mà lơ lửng trong nước, thân và lá của nó phát triển trên mặt nước. Nó trôi nổi trên mặt nước theo gió và dòng chảy, loài được sử dụng nhiều nhất là bèo tây. - Thuỷ thực vật có rễbám vào đáy, thân trong nước và lá nổi trên mặt nước hoặc chìm trong nước như sen, súng.... - Thủy thực vật có rễbám vào đáy, thân trong nước, lá trên mặt nước như lau, sậy, phát lộc........ Bảng 1.1. Nhiệm vụ của thủy thực vật trong các hệ thống xửlý nước Phần cơ thể Nhiệm vụ Rễ hoặc thân Là giá bám cho vi khuẩn phát triển Lọc và hấp phụ chất rắn Thân hoặc lá ở mặt nước Hấp thụ ánh sáng mặt trời, do đó hạn chế sự hoặc ởphía dưới mặt nước phát triển của tảo Làm giảm ảnh hưởng của gió lên bề mặt xử lý Làm giảm sựtrao đổi giữa nước và khí quyển Chuyển oxi xuống rễ I. 3. Tìm hiểu về bèo tây và tác dụng làm sạch nước của bèo tây Giới thiệu về cây bèo tây. Bèo tây (danh pháp khoa học: Eichhornia crassipes) còn được gọi là bèo lục bình, bèo lộc bình, hay bèo Nhật Bản là một loài thực vật thuỷ sinh, nổi theo dòng nước. Cây bèo tây mọc cao khoảng 30cm – 1m với dạng lá dài hình tròn, màu xanh lục, láng và nhẵn mặt. Lá mọc cuốn vào nhau như những cánh hoa, cuống Trang 6 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

7. lá nởphình ra như bong bóng xốp giúp cây bèo nổi trên mặt nước. Ba lá đài giống như 3 cánh. Rễbèo trông như lông vũ, sắc đen buông rũ xuống nước, có thểdài đến 1m. Vai trò của bèo tây trong xửlý nước thải: - Lá của cây bèo tây xảy ra quang hợp vào ban ngày nên chúng cung cấp một lượng lớn O2 cho vùng rễ và vùng bề mặt thúc đẩy quá trình phân hủy hiếu khí các hợp chất hữu cơ cũng như quá trình nitơrat hóa các hợp chất nitơ, việc tăng DO trong nước còn thúc đẩy quá trình lắng đọng photpho trong nước. - Bèo tây sinh sản rất nhanh trong môi trường nước thải, do vậy sau một thời gian ngắn chúng sẽ tạo thành bè mảng có tác dụng giảm ánh sáng mặt trời nên làm giảm sự phát triển của tảo, đồng thời làm giảm tác động của gió lên bề mặt ao hồ dẫn đến giảm sóng và dòng chảy; chúng cũng có tác dụng làm giảm sự xáo trộn bởi nhiệt giữa các tầng nước. Chính những điều đó làm tăng khả năng lắng đọng của của các chất lơ lửng có trong nước thải. - Bèo tây có đặc điểm là có bộ rễ rất phát triển gồm rất nhiều rễ nhỏ liti, chúng là giá thể cho rất nhiều vi sinh vật trong nước thải bám dính, tạo điều kiện tốt nhất cho sự tiếp xúc giữa chất ô nhiễm và vi sinh vật trong nước thải, tức là thúc đẩy quá trình xửlý nước thải nhanh hơn. - Cây bèo tây cấu thành từ các sợi thể hang, cấu trúc xốp này giúp cho cây hút được lượng chất lỏng lớn. Cây bèo tây có bộ rễ rất dài, có khảnăng hút các chất kim loại nặng và phân giải xyanua rất mạnh, nên phần lớn chất cặn bã và mùi hôi có trong chất thải sinh hoạt được bèo tây xửlí. Đóng góp lớn nhất của bèo tây là làm sạch nguồn nước, phân giải chất độc. Thí nghiệm chứng tỏ rằng 1ha mặt nước thả bèo tây, trong 24 giờnó hút được 34kg Na, 22kg Ca, 17 kg P, 4kg Mn, 2,1kg Phenol, 89g Hg, 104g Al, 297g kẽm, 321g Stronti,... Nó còn có khảnăng hút và tích lũy kẽm rất mạnh. Thí nghiệm thả bèo tây trong một chậu nước bẩn chứa 10mg kẽm/1 lít, trong 38 ngày lượng kẽm tích lũy trong cơ thểnó cao hơn thực vật thông thường 133%. Ngoài ra, bèo tây còn có khảnăng phân giải phenol và xianua. Trang 7 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

8. - Bộ rễ của bèo tây có diện tích bề mặt rất lớn, do vậy nó có khảnăng hút rất nhiều các chất lơ lửng, làm trong nước. - Phía dưới của ao hồ xảy ra quá trình phân hủy kị khí các hợp chất của cacbon và khửnitơrat, trong số các sản phẩm tạo ra là khí độc và có mùi khó chịu, nhưng do ở phía trên của ao hồ có bèo nên các khí này bị hấp thụ do vậy ở những vùng xửlý đúng quy cách chúng ta sẽ không phát hiện được mùi của những khí này. - Trong quá trình sống bèo có nhu cầu sử dụng các dưỡng chất cần thiết như đạm, lân, các chất vi lượng như kim loại nặng.....Do vậy chính bèo tây cũng tham gia trực tiếp vào việc xử lý các chất ô nhiễm trong nước thải. - Bèo cải tạo cảnh quan sinh thái của khu vực, nên trang trí bèo trên mặt nước tạo ra các kiểu dáng đẹp mắt và có thể kết hợp với một số loài thực vật thủy sinh khác như sen, súng.... - Bèo tây còn góp phần vào làm tăng đa dạng sinh học cho vùng thực hiện chức năng xửlý nước thải như thu hút các loài chim từnơi khác đến, tăng các loài bò sát, lưỡng thê, các loài thủy sinh vật....... - Khi thu hoạch bèo có thể làm phân hữu cơ, tạo khí biogas, làm thức ăn cho gia súc gia cầm, làm đồ thủ công mỹ nghệ..... * Nhược điểm : - Khi xửlý nước thải bằng thực vật thuỷsinh đều có nhược điểm chung là cần diện tích lớn, khảnăng xửlý cao nhưng chậm, do vậy cần thời gian xử lý lâu. - Đối với bèo tây, do khảnăng sinh sản nhanh, dễ gây tắc nghẽn ao hồ kênh rạch, nên khi dùng bèo để xửlý nước thải, cần chú ý đến khảnăng này, không để bèo tây tràn ra ngoài. Có thể dùng các vật nổi, để quây bèo tây vào các khu riêng - Khi hàm lượng chất dinh dưỡng trong nước giảm cũng như khi bèo tây già và bắt đầu có hiện tượng úa, phải vớt bèo ra khỏi vùng xửlý. Tránh để bèo chết trong nước làm ô nhiễm lại nguồn nước. Trang 8 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

9. I.4.Một số phương pháp phân tích định lượng trong phòng thí nghiệm hóa học phổ thông I.4.1. Phương pháp thể tích I.4.1.1. Chuẩn độ Chuẩn độ là quá trình định lượng chất phân tích dựa theo lượng thuốc thử tiêu chuẩn tiêu tốn. Phép chuẩn độ được thực hiện bằng cách thêm một cách cẩn thẩn lượng dung dịch thuốc thử đã biết nồng độ vào dung dịch chất cần xác định cho tới khi phản ứng giữa chúng kết thúc, sau đó đo thể tích dung dịch thuốc thử chuẩn. Ở một số trường hợp thì thêm dư thuốc thử sau đó chuẩn độ ngược bằng một thuốc thử khác đã biết nồng độ để xác định lượng dư thuốc thử thứ nhất không tham gia phản ứng I.4.1.2. Một số phương pháp chuẩn độ *Chuẩn độ trực tiếp Từ buret nhỏ từng giọt thuốc thử R vào một thể tích X xác định. Dựa vào sự giảm màu của X (nếu X có màu) hay sự tăng màu của R (nếu R có màu) hay sự đổi màu chất chỉ thị. Ví dụ: Xác định hàm lượng Fe2+trong dung dịch ta có thê dùng thuốc thử là dung dịch KMnO4với nồng độ xác định. Điểm tương đương của phản ứng chuẩn độ là điểm mà màu tím của dung dịch xuất hiện và không mất màu nữa. Khi đó ghi chính xác thể tích dung dịch KMnO4đã dùng và tính toán theo phương trình phản ứng chuẩn độ sau: 5Fe2+ + MnO4- + 8H+→5Fe3+ +Mn2+ + 4H2O *Chuẩn độ ngược (chuẩn độ phần dư) Thêm thuốc thử dư chính xác vào thể tích xác định chất cần phân tích, lượng dư thuốc thử dư được chuẩn lại bằng một chất chuẩn khác đã biết trước nồng độ. Ví dụ: Trang 9 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

10. Để xác định hàm lượng của Pb2+trong dung dịch ta cho vào dung dịch một lượng biết trước(dư) dung dịch K2Cr2O7. Sau khi chuyển toàn bộ Pb2+ vào dạng kết tủa PbCrO4, lọc kết tủa và chuẩn độ lượng dư K2Cr2O7bằng phương pháp iot. Từ đó tính được lượng K2Cr2O7 đã phản ứng với Pb2+. *Chuẩn độ thế Thay vì chuẩn độ chất cần phân tích(X), ta chuẩn độ X’ là sản phẩm của X với thuốc thử. Ví dụ: Chuẩn độ K2Cr2O7bằng KI giải phóng Iot (X’), nếu chuẩn độ iot (X’) bằng Na2S2O3thì tính được lượng KMnO4. I.4.2. Phương pháp khối lượng Phân tích khối lượng là một phương pháp phân tích định lượng hóa học, trong đó người ta dựa vào việc xác định chính xác khối lượng của chất cần phân tích (hoặc các hợp chất của nó) được tách ra khỏi mẫu phân tích ở dạng tinh khiết (hoặc dưới dạng một hợp chất có thành phần đã biết). Ví dụ: Đểxác định magie trong mẫu khoáng vật, người ta hòa tan mẫu phân tích vào trong dung môi thích hợp để chuyển toàn bộ magie thành Mg2+ở dạng hòa tan. Dùng thuốc thử thích hợp để kết tủa hoàn toàn Mg2+dưới dạng hợp chất khó tan MgNH4PO4 (dạng kết tủa). Sau đó lọc tách kết tủa, rửa sạch các chất bẩn rồi nung để chuyển hoàn toàn thành dạng cân Mg2P2O7 (dạng cân). Cuối cùng ta cân đểxác định khối lượng của nó. Dựa vào công thức của hợp chất cân được, ta tính được khối lượng của Mg2+. Cũng có thể áp dụng phương pháp này đểđịnh lượng photpho. Chương II. THỰC NGHIỆM II. 1. Qui trình nghiên cứu khảnăng hấp thụ các ion Fe3+, Cu2+, Al3+, Pb2+, PO43- của bèo tây Trên cơ sở lý luận đã nêu, căn cứvào điều kiện thực tế và khảnăng sử dụng phương pháp trong phòng thí nghiệm hóa học ở cấp THPT tôi đưa ra quy trình nghiên cứu khảnăng hấp thu các ion Fe3+, Cu2+, Al3+, Pb2+, PO43- của bèo tây như sau: Trang 10 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

11. Hình 2.1: Quy trình nghiên cứu khảnăng hấp thụ các ion của bèo tây II.2. Phân tích các ion trong các dung dịch sau khi nuôi bèo tây bằng phương pháp chuẩn độ thể tích và khối lượng II.2.1. Phân tích hàm lượng Fe3+ bằng phương pháp chuẩn độ oxi hóa khử bằng KMnO4 Nguyên tắc của phương pháp này là chuyển ion Fe3+ thành Fe2+ bằng các chất khử thích hợp (thường dùng Zn hoặc Sn2+) sau đó chuẩn độ Fe2+ bằng chất oxi hóa thích hợp. Các chất oxi hóa thường dùng để chuẩn độ Fe2+ là K2Cr2O7 hoặc KMnO4,...Tuy nhiên trong điều kiện phòng thí nghiệm chúng tôi sử dụng dung dịch KMnO4 bởi vì có thể lợi dụng màu của KMnO4đểxác định điểm tương đương của phép chuẩn độ mà không cần chất chỉ thịnhư khi dùng với K2Cr2O7. Các phản ứng xảy ra trong quá trình phân tích: Trang 11 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

12. Zn + 2Fe3+→Zn2+ + 2Fe2+ 5Fe2+ + MnO4- + 8H+→ 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O Hình 2.2: Sơ đồphân tích hàm lượng Fe3+ trong dung dịch sau khi nuôi bèo II.2.2. Phân tích hàm lượng Cu2+ và Pb2+ bằng phương pháp iot Phản ứng cơ sở của phương pháp iot là phản ứng của thiosunfat với iot theo phương trình sau: 2Na2S2O3 + I2→ 2NaI + Na2S4O6(natri tetrathionat) Vì vậy có thể dùng dung dịch chuẩn thiosunfat để chuẩn độlượng iot với thuốc thử là hồ tinh bột. Tuy nhiên thiosunfat không phải là chất gốc, hàm lượng của nó có thểthay đổi theo thời gian bởi một số phản ứng phụ. Chính vì vậy để chuẩn độtheo phương pháp iot trước hết ta cần xác định lại nồng độ chuẩn của thiosunfat. Trang 12 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

13. II.2.2.1. Chuẩn độ lại nồng độ của thiosunfat Natri thiosunfat là một chất tinh thể. Mặc dù có thểđiều chế nó ở trạng thái tinh khiết hóa học trong những điều kiện xác định nhưng không thể pha chế một dung dịch tiêu chuẩn thiosunfat bằng cách lấy một lượng cân chính xác bởi vì nó là một chất tương đối không bền, ví dụ nó có thể phản ứng với axit cacbonic hòa tan trong nước theo phương trình: Na2S2O3 + H2CO3→NaHCO3 + NaHSO3 + S Từđó ta thấy việc pha chế dung dịch chuẩn bằng cách lấy lượng cân chính xác thiosunfat là vô nghĩa. Vì vậy việc xác định độ chuẩn của dung dịch Na2S2O3 tiêu chuẩn là việc làm cần thiết trước khi chuẩn độ. Người ta đã đề nghị dùng nhiều chất đầu khác nhau đểxác định độ chuẩn của dung dịch thiosunfat chẳng hoạn như dùng iot tinh khiết, kali iodat KIO3, kali bromat KBrO4, kali ferixyanua K3[Fe(CN)6], kali bicromat K2Cr2O7 hoặc cũng có thểxác định độ chuẩn của natri thiosunfat bằng dung dịch tiêu chuẩn KMnO4. Tuy nhiên, trong thực tế thì K2Cr2O7hay được dùng nhất. Mặc dù K2Cr2O7 có thể oxi hóa trực tiếp Na2S2O3nhưng phản ứng xảy ra phức tạp và không thể hiện bằng một phương trình được. Do đó, người ta xác định độ chuẩn của Na2S2O3 dựa vào những nguyên tắc chung của phép xác định chất oxi hóa bằng phương pháp iot. Cụ thể cách tiến hành như sau: Bước 1:Pha chế dung dịch K2Cr2O7tiêu chuẩn(có nồng độ 0,02M) Bước 2:Chuẩn độ Khi chuẩn độ, mới đầu đổ đầy dung dịch Na2S2O3vào buret, điều chỉnh mức chất lỏng đến vạch không. Lấy vào eclen 5 ml dung dịch KI 20% và 10 – 15 ml H2SO41M. Dùng pipet lấy thêm 25ml dung dịch K2Cr2O7 0,02M vào hỗn hợp trên và đậy eclen bằng mặt kính đồng hồ để iot khỏi bay mất. Để hỗn hợp 5 phút ở chỗ tối để phản ứng thực hiện xong. Sau đó, bỏ mặt kính đồng hồ ra sau đó thêm tiếp vào bình 200ml nước nữa rồi tiến hành chuẩn độ dung dịch bằng thiosunfat. Ban đầu chuẩn độ không dùng chỉ thị. Khi màu dung dịch đã chuyển từ màu nâu đậm sang vàng nhạt, thì Trang 13 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

14. cho tiếp 5ml hồ tinh bột và lại tiếp tục chuẩn độ cho tới khi cho thêm một giọt dung dịch Na2S2O3thì màu dung dịch chuyển từ màu xanh lơ sang màu xanh nhạt thì dừng chuẩn độ, ghi thể tích là dung dịch trên buret sau 3 lần chuẩn độ và tính toán lại nồng độ. II.2.2.2. Xác định hàm lượng Cu2+bằng phương pháp iot (chuẩn độ thế) Một trong những ứng dụng quan trọng nhất của phương pháp iot là xác định hàm lượng đồng bằng phương pháp phân tích thể tích. Phép xác định dựa trên phản ứng: 2Cu2+ + 4 I-→ 2CuI + I2 2Na2S2O3 + I2→ 2NaI + Na2S4O6 Hình 2.3: Sơ đồphân tích hàm lượng Cu2+ trong dung dịch sau khi nuôi bèo Trang 14 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

15. II.2.2.3. Xác định hàm lượng Pb2+ bằng phương pháp iot (chuẩn độ ngược) Phương pháp iot là phương pháp rất tốt dùng đểxác định hàm lượng chì. Trong phương pháp này người ta thêm vào dung dịch hỗn hợp đệm axetat, tiếp tục thêm lượng chính xác(dư) dung dịch K2Cr2O7để kết tủa hoàn toàn Pb2+ dưới dạng PbCrO4. Sau đó lọc bỏ kết tủa và chuẩn độlượng K2Cr2O7dư bằng phương pháp iot. Hình 2.4: Sơ đồphân tích hàm lượng Pb2+ trong dung dịch sau khi nuôi bèo Trang 15 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

16. II.3.3. Phân tích hàm lượng Al3+ và PO43- bằng phương pháp khối lượng II.3.3.1. Phân tích hàm lượng Al3+ Axit hóa 100 ml dung dịch nghiên cứu bằng 3 – 5 ml HNO32M, đun nóng nhẹ. Nhỏ từng giọt dung dịch NH3 10% vào dung dịch cho đến khi thấy mùi rõ, sau đó dùng đũa thủy tinh khuấy kỹ và thêm khoảng 100 ml nước cất nóng để làm giảm hấp phụ. Khuấy kỹ một lần nữa rồi đểyên 5 phút, sau đó thử lại xem kết tủa hoàn toàn chưa, bằng cách thêm cẩn thận 1 – 2 giọt NH3 và đem lọc ngay. Kết tủa thu được đem sấy và nung đến khối lượng không đổi. Hình 2.5: Sơ đồphân tích hàm lượng Al3+ trong dung dịch sau khi nuôi bèo II.3.3.2. Phân tích hàm lượng PO43- Điều chế hỗn hợp magie: Cân 55 gam MgCl2.6H2O và 105 gam NH4Cl, sau đó thêm nước đã được axit hóa bằng HCl cho đến thể tích 1 lít. Trang 16 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

17. Phân tích Lấy 25 ml dung dịch cần phân tích PO43-thêm 20ml dung dịch NH4Cl 2M và 15 ml hỗn hợp magie vừa pha ở trên. Sau đó, thêm từ từ dung dịch NH3 10% khuấy đều đến khi dung dịch sặc mùi amoniac thì dừng lại. Để yên trong khoảng 4 giờ rồi đem lọc. Đem lượng kết tủa trên phễu sấy khô. Lấy giấy lọc và kết tủa đã hoàn toàn khô ra khỏi phễu, dùng tay bóp vụn kết tủa trên giấy lọc và đổ ra chén sứ. Để xác định lượng kết tủa còn dính ở miếng giấy lọc ta tiến hành đốt riêng giấy lọc ở nhiệt độ vừa phải sau đó chuyển toàn bộ chất rắn vào chén sứ ở trên và tiến hành nung đến khối lượng không đổi. Lấy chất rắn trong chén sứ cân và tính toán kết quả thu được. Hình 2.6: Sơ đồphân tích hàm lượng PO43- trong dung dịch sau khi nuôi bèo Trang 17 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

18. Chương III. KẾT QUẢ III.1. Kết quảphân tích hàm lượng Fe3+ Bảng 3.1: Kết quả chuẩn độ Fe3+ Lần chuẩn độ 1 2 3 VKMnO4(0,1M) (ml) 1,5 1,4 1,5 Tính toán: Từ phản ứng chuẩn độta tính được kết quảnhư sau: Biểu đồ 3.1: Nồng độ của sắt trong dung dịch trước và sau khi nuôi bèo. III.2. Kết quảphân tích hàm lượng Cu2+ Kết quả phân tích Bảng 3.2: Kết quả chuẩn độ Cu2+ Lần chuẩn độ 1 2 3 VNa2S2O3(0,11M) (ml) 4,1 3,9 4,2 Tính toán: Trang 18 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

19. Biểu đồ3.2: Hàm lượng Cu2+ trong dung dịch trước và sau khi nuôi bèo. III.3. Kết quảphân tích hàm lượng Pb2+ Kết quả chuẩn độlượng dư K2Cr2O7 Bảng 3.3: Kết quả chuẩn độngược Pb2+ Lần chuẩn độ 1 2 3 VNa2S2O3(0,11M) (ml) 19,1 19,3 19,5 Tính toán: Trang 19 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

20. Biểu đồ3.3: Hàm lượng chì trong dung dịch trước và sau khi nuôi bèo III.4. Kết quảphân tích hàm lượng PO43- Kết quả phân tích Bảng 3.4: Kết quả phân tích PO43- Lần thí nghiệm 1 2 3 mMg2P2O7 (gam) 0,51 0,48 0,52 Tính toán: Biểu đồ 3.4: Hàm lượng photphat trong dung dịch trước và sau khi nuôi bèo III.5. Kết quảphân tích hàm lượng Al3+ Kết quả phân tích: Trang 20 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

21. Do lượng nhôm trong các mẫu là rất nhỏ nên trong mỗi lần phân tích chúng tôi đều lấy tổng khối lượng của 5 mẫu phân tích sau đó lấy giá trị trung bình thu được ở bảng sau: Bảng 3.5: Kết quả trung bình trong phép phân tích Al3+ Lần thí nghiệm 1 2 3 mAl2O3 (gam)(Tbình) 0,046 0,048 0,046 Tính toán: Biểu đồ 3.5: Hàm lượng nhôm trong dung dịch trước và sau khi nuôi bèo Trang 21 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

22. PHẦN III. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ III.1. KẾT LUẬN Bảng 4.1: Kết quảphân tích hàm lượng 5 ion trước và sau khi nuôi bèo Fe3+ Cu2+ Pb2+ PO43- Al3+ Ion Hàm lượng trước khi 0,5600 0,320 0,20700 4,75 0,27 nuôi bèo (g/l) Hàm lượng sau khi nuôi 0,4116 0,287 0,19044 4,3 0,247 bèo (g/l) Biểu đồ 4.1: Hàm lượng các ion trước và sau khi nuôi bèo Qua các kết quả phân tích chúng tôi nhận thấy Bèo tây có khảnăng hấp thụ hầu hết các ion như Fe3+, Cu2+, Pb2+, Al3+, PO43-nhưng khảnăng hấp thụ chưa cao. Điều này có thể lý giải do thời gian nuôi bèo trong dung dịch chứa các ion chưa nhiều. Tuy nhiên nếu tính ra diện rộng trong khoảng thời gian dài thì các kết quả nghiên cứu cũng rất đáng lưu tâm. Cụ thể nếu coi quá trình hấp Trang 22 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

23. thụ các ion phụ thuộc vào thời gian theo hàm bậc nhất thì có thể tính thời gian tương đối để làm sạch các ion như sau: Bảng 4.2. So sánh hàm lượng các ion trước và sau khi nuôi bèo Fe3+ Cu2+ Pb2+ PO43- Al3+ Ion Hàm lượng trước khi 0,5600 0,320 0,20700 4,75 0,27 nuôi bèo (g/l) Hàm lượng sau khi nuôi 0,4116 0,287 0,19044 4,3 0,247 bèo (g/l) (sau 7 ngày) Thời gian dự kiến có thể 20 ngày 60 ngày 80 ngày 67 ngày 75 ngày làm sạch mẫu nước III.2. ĐỀ NGHỊ Sau một thời gian tập trung nghiên cứu tôi đã hoàn thành mục tiêu nghiên cứu ban đầu đã đặt ra là nghiên cứu đáng giá được khảnăng hấp thụ một số ion của cây bèo tây. Qua việc nghiên cứu về khảnăng xửlý nước thải của bèo tây chúng tôi có một số kiến nghị sau: - Cần nghiên cứu sâu hơn nữa về bèo tây trong việc xửlý nước thải để tìm ra những ưu điểm ứng dụng vào thực tế. - Nên ứng dụng rộng rãi bèo tây trong việc xửlý nước thải vì nhiều lợi ích như rất thân thiện với môi trường, ít tốn kém và hiệu quả xửlý cũng cao……rất phù hợp với điều kiện của Việt Nam. - Nếu được nghiên cứu kỹhơn và được kết hợp với những thiết bị xử lý khác, có thểđạt hiệu quảcao hơn. - Do hạn chế về mặt thời gian, phương tiện, kỹ thuật nên chưa nghiên cứu được hết ảnh hưởng của các yếu tốđến hiệu quả hấp thụ. Ví dụ: chưa nghiên cứu được ảnh hưởng của thời gian nuôi đến hiệu quả hấp thụ, chưa nghiên cứu được ảnh hưởng của nồng độ chất ô nhiễm đến hiệu quả hấp thụ, chưa nghiên cứu được ảnh hưởng của mật độnuôi đến hiệu quả hấp thụ,…. Trang 23 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

24. Cần có thêm các nghiên cứu này để có thểđánh giá toàn diện hơn hiệu quả xử lý của phương pháp. Xác nhận của cơ quan Người viết đề tài Trịnh Nhật Quang Trang 24 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/

25. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Lê Văn Cát, 1999, Cơ sở hóa học và kỹ thuật xửlý nước, NXB Thanh Niên. 2. Nguyễn Tinh Dung, 1971 “Phân tích định lượng tập 1 phần phân tích trọng lượng” - Nhà xuất bản Giáo dục 3. Nguyễn Tinh Dung, 1971 “Phân tích định lượng tập 2 phần phân tích thể tích” - Nhà xuất bản Giáo dục 4. Hướng dẫn thí nghiệm Hóa phân tích–Trường ĐHBK Hà Nội - 2007 5. Lê Gia Hy, 1997, Công nghệ vi sinh vật xửlý nước thải, Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia, NXB Hà Nội Trang 25 https://sangkienkinhnghiemquanly.com/