XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG NITORAT (NO3-) TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC THEO SMEWW 4500 NO^–₃ E: 2005

1. Phạm vi áp dụng

Phương pháp này được áp dụng cho việc xác định nitrat trong nước thải, nước mặt, nước ngầm.

2. Tài liệu áp dụng

SMEWW 4500 NO^–₃ E: 2005

3. Nguyên tắc

NO₃^– bị khử gần như hoàn toàn thành NO₂^– với sự có mặt của Cd

NO^–₂ được xác định bằng cách:

Đầu tiên ion nitrit phản ứng với axit sulfannilic tạo thành muối diazo:

NO^‑₂   +   C₆H₄SO₃HNH₂       =     HSO₃ C₆H₄N₂    +    H₂O

Sau đó muối này phản ứng với N-(1-naphtyl)-etylendiamin dihydroclorua tạo thành hợp chất azo có màu hồng trong vòng 15 phút

      HSO₃C₆H₄N₂  +  C₁₀H₇NH(CH₂)NH₂  →  HSO₃C₆H₄N₂C₁₀H₆NH(CH₂)NH₂  +  H⁺

Độ hấp thu của dung dịch mẫu sau đó được đo ở bước sóng  543nm bằng phổ quang kế phù hợp.

Và NO₂ tồn tại trong mẫu không qua giai đoạn khử bằng Cd.

4. Thiết bị, dụng cụ và hoá chất
   • Thiết bị và dụng cụ

• Cột khử cadimi: Gồm hai phần

+ Pipet bầu 20ml.

+ Phần ống nhựa gắn vào pipet bầu có bộ phận điều chỉnh tốc độ ở cuối ống.

• Máy UV-VIS đo ở bước 543nm với cuvet 10 mm.
• Dụng cụ thông thường của phòng thí nghiệm.
  • Hóa chất
• Dung dịch HCl 6N: Đong 106ml dung dịch HCl (ρ = 1.12 g/ml, 37% ) cho từ từ vào bình định mức 200ml đã có khoảng 50ml nước cất, để một lúc cho nguội rồi định mức lên đến vạch.
• Dung dịch CuSO₄ 2%: Cân 7,1875g CuSO₄.5H₂O pha trong 100 ml nước cất rồi định mức lên 250ml.
• Hạt Cd – Cu: Rửa 25g hạt Cd bằng HCl 6N rồi tráng lại bằng nước, thêm 100ml dung dịch CuSO₄ 2% và khuấy trong 5 phút đến khi màu xanh của dụng dịch nhạt đi. Gạn bỏ dung dịch rồi lặp lại đến khi xuất hiện kết tủa dạng keo màu nâu. Rửa lại bằng nước để loại bỏ hết kết tủa Cu.
• Dung dịch NH₄Cl – EDTA (A): Hòa tan 6,5g NH₄Cl và 0.85g EDTA trong 400ml nước cất, điều chỉnh pH của đung dịch đến 8.5 bằng dung dịch NH₄OH rồi định mức lên 500ml.
• Dung dịch NH­₄Cl – EDTA (B): Đong 300ml dung dịch (A) cho vào bình định mức 500ml rồi định mức đến vạch.
• Dung dịch nitrat chuẩn gốc (1ml = 0.1mg NO₃ – N): Sấy khô muối KNO₃ ở nhiệt độ 105⁰C trong 24h, cân 0.3609g KNO₃ đã sấy khô cho vào bình định mức 500ml đã có 100ml nước cất, hòa tan hoàn toàn rồi định mức đến vạch.
• Dung dịch nitrat làm việc (1ml = 0.01mg NO₃ – N): Hút 10ml dung dịch nitrat chuẩn gốc cho vào bình định mức 100ml, định mức bằng nước cất đến vạch.

5. Cách tiến hành
   • Chuẩn bị cột khử

Nhồi một ít bông thủy tinh vào đáy cột rồi đổ đầy nước vào cột. Trong khi giữ nước đầy cột cho hạt Cu – Cd vào cột với chiều dài phần chứa hạt Cu – Cd là khoảng 18.5cm. Luôn giữ một lớp  nước phía trên cột để tránh bọt khí trong cột. Rửa cột bằng 200ml dung dịch (B). Hoạt hóa cột bằng cách cho chảy qua ít nhất 100ml dung dịch hỗn hợp 25% dung dịch chuẩn 1mg NO₃^–N/l và 75% dung dịch (A) với tốc độ 7 ÷ 10 ml/phút.

• Xử lý mẫu và phân tích

• Loại bỏ cặn lơ lửng bằng cách lọc mẫu qua giấy lọc 0.45 µm
• Điều chỉnh để pH = 7 ÷ 9 bằng HCl hoặc NaOH
• Khử mẫu: Lấy 25ml mẫu + 75 ml dung dịch (A) rồi trộn đều. Cho hỗn hợp mẫu chảy qua cột với tốc độ 7 ÷ 10 ml/phút. Bỏ qua phần dung dịch ban đầu, thu 25ml phần dung dịch sau vào bình định mức
• Trong vòng 15 phút sau khi thu được mẫu, cho 1ml thuốc thử phân tích NO₂^– rồi đo trên máy UV-VIS ở bước sóng 543 nm sau 10 phút nhưng không quá 2h.
  • Lập đường chuẩn

Chuẩn bị dãy dung dịch chuẩn cho vào bình định mức dung tích 100ml theo bảng sau, sau đó cho lần lượt các bình chạy qua cột và bỏ phần đầu, lấy 25 ml dung dịch phần sau; sau đó cho mỗi bình 25 ml đó cho thêm 1 ml thuốc thử NO2, sau đó đem so màu ở bước sóng 543 nm:

Bình số/ Hóa chất	1	2	3	4	5	6
Dung dịch nitrat làm việc 10mg/l (ml)	0	0.1	0.5	5	10	15
CNO3 (mg/l)	0	0.01	0.05	0.5	1	1.5
Định mức bằng dd A đủ 100ml

6. Tính kết quả

Xây dựng đường chuẩn, dựa vào đường chuẩn tính ra hàm lượng NO₂^– – N trong mẫu khử. Nếu như NO₂^– không được tách ra khỏi mẫu trước khi phân tích thì kết quả thu được là tổng hàm lượng của N – NO₂ và N – NO₃^–. Để xác định riêng nồng độ N – NO₃^– cần xác định nồng độ N – NO₂^– trong mẫu rồi trừ đi giá trị này.

7. Độ lặp laị, hiệu suất thu hồi, giới hạn phát hiện của phương pháp, và độ không đảm bảo đo của phương pháp

Độ lệch chuẩn lặp lại : Sr=0.015

Độ lệch chuẩn tương đối của độ lặp lại: RSD=%CV=2.2%

Độ lệch chuẩn tái lặp: SR=0.019

Hiệu suất thu hồi: 84-116%

Giới hạn phát hiện của nước mặt là LOD=0.007mg/l, LOQ=0.032 mg/l; nước thải LOD =0.01 mg/l, LOQ=0.03mg/l; nước ngầm LOD=0.0127 mg/l, LOQ=0.042 mg/l.

Khoảng tuyến tính từ 0.01 mg/l đến 1.5 mg/l.

Độ không đảm bảo đo u=16.56%.

8. Kiểm soát chất lượng

– Trong mỗi lô mẫu phân tích luôn thực hiện kèm theo mẫu sau:

+ Mẫu trắng phương pháp: Thực hiện quy trình như phân tích mẫu thực, nhưng dùng dung dịch NH4Cl – EDTA (A) thay cho mẫu.

+ Luôn thực hiện mẫu chuẩn trong mỗi lô mẫu phân tích.

+ Nếu lô mẫu phân tích có số lượng  ≥ 05 mẫu, thực hiện phân tích mẫu lặp chiếm khoảng 10% số lượng mẫu phân tích. Mỗi mẫu lặp làm lặp 2 lần. Sự sai khác giữa các mẫu lặp RPD <20%

+ Mẫu thêm chuẩn: Khoảng 10 mẫu thực, tiến hành phân tích mẫu thêm chuẩn trên các nền mẫu, hiệu suất thu hồi phải nằm trong khoảng 84 ÷ 116%.