QUY TRÌNH VẬN HÀNH CHUẨN

Mã số TÊN PHƯƠNG PHÁP

Xác định nhu cầu oxy sinh hóa sau 5 ngày (BOD5)

Phương pháp không pha loãng

TCVN 6001 - 2 : 2008 và TCVN 7325:2004

1. Phạm Vi Áp Dụng

Phương pháp áp dụng cho các lọai nước có nhu cầu oxy sinh hóa từ 0,5mg/l (giới hạn

xác định) đến không quá 6mg/l. Các mẫu có BOD lớn hơn cần được pha loãng nhưng kết

quả phải được xử lý cẩn thận.

2. Tài Liệu Trích Dẫn

Chất lượng nước – Xác định Oxy hòa tan – Phương pháp đầu đo điện hóa , TCVN

7325:2004

Chất lượng nước – Xác định nhu cầu Oxy sinh hóa sau n ngày (BOD)n – Phần 2 :

Phương pháp dùng cho mẫu không pha loãng, TCVN 6001 - 2 : 2008

3. Định Nghĩa

Nhu cầu oxi sinh hoá (BOD5): nồng độ khối lượng của oxi hòa tan bị tiêu thụ bởi sự

oxi hoá sinh học các chất hữu cơ và/ hoặc vô cơ trong nước trong 5 ngày. (Định nghĩa lấy từ

ISO 6107-2).

4. Nguyên Tắc

Phản ứng của oxy hòa tan trong mẫu với Mangan II hydroxit mới sinh ( do thêm natri

hoặc kali hydroxit vào mangan II sunfat). Quá trình axit hóa và Iodua các hợp chất mangan

có hóa trị cao hơn mới hình thành sẽ tạo ra một lượng iod tương đương. Xác định lượng Iod

được giải phóng bằng cách chuẩn độ với Natri thiosunfat.

Ủ mẫu ở nhiệt độ 20oC trong một thời gian xác định, năm hoặc bảy ngày, ở chỗ tối,

trong bình đầy và nút kín. Xác định nồng độ oxy hòa tan trước và sau khi ủ. Tính khối

lượng oxy tiêu tốn trong một lít mẫu.

Trong tiêu chuẩn này, "sự oxi hoá sinh học" mang ý nghĩa "sự oxi hoá sinh hoá".

HDCV-PTN-12-2 1/9

5. Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Và Cách Khắc Phục

Nếu mẫu có chứa Clo đáng kể sẽ ảnh hưởng đến vi hệ vi khuẩn. Dùng dung dịch

natri sunfit (50g/l)

Xác định DO bằng phương pháp chuẩn độ iod các tác nhân oxy hóa khác như nitrit,

Fe(III) và các tác nhân khử Fe(II), sunfit, sunfua và polythiocyanat đều ảnh hưởng đến quá

trình xác định oxy hòa tan có trong mẫu. Đặc biệt ion nitrit NO-2 có trong mẫu làm cho điểm

tương đương xảy ra không rõ ràng.

Sự có mặt của tảo hoặc vi sinh vật có thể gây sai số cho kết quả. Ảnh hưởng có thể

lọai trừ bằng cách cho nước qua bộ lọc ( 1.6 µm), tuy nhiên chỉ trong trường hợp kết quả

quá cao quá bất thường. Lọai trừ bằng Natri sulfit.

Clo tự do và clo liên kết làm ức chế sự oxy sinh hóa, có thể được lọai trừ bằng Natri

sulfit (50g/L).

Sự có mặt chất oxy hóa và chất khử sẽ gây sai số cho kết qủa.

6. Thiết Bị, Dụng Cụ, Hóa Chất

6.1 Thiết bị, dung cụ.

6.1.1. Chai BOD dung tích 300ml

6.1.2. Bình nhựa dùng để pha loãng nước

6.1.3. Tủ ủ, có khả năng duy trì ở (20 2)oC

6.1.4. Thiết bị sục khí

6.1.5. Buret 10, 25mL.

6.1.6. Pipet 2mL, 5mL, 10mL

6.2 Hóa chất

Khi phân tích, chỉ dùng thuốc thử phân tích và nước cất hoặc nước có độ tinh khiết

tương đương.

6.2.1 Dung dịch sunfuric (9M) :

Thêm cẩn thận 500mL axit H2SO4 (d = 1,84g/ml) vào 500ml nước, khuấy liên tục.

6.2.2 Dung dịch axit H2SO4 (2M)

6.2.3 Thuốc thử kiềm Iodua – azid:

Hòa tan 35g NaOH (hoặc 50g KOH) và 30g KI (hoặc 27g NaI) trong 50mL.

Hòa riêng 1g NaN3 trong vài ml nước.

Trộn lẫn 2 dung dịch trên và pha loãng đến 100mL.

Giữ dung dịch trong bình thủy tinh nâu, đậy kín.

HDCV-PTN-12-2 2/9

Sau khi pha loãng và axit hóa, thuốc thử này không có màu với dung dịch chỉ thị.

(4.3.7)

6.2.4 Mangan II sunfat khan, dung dịch 340g/L (hoặc MnSO4.H2O, dung dịch 380g/L)

Có thể dùng MnCl2.4H2O, dung dịch 450g/L . Nếu dung dịch đục thì lọc.

6.2.5 Kali iođat (dung dịch 1/6 KIO3= 10mmol/l), dung dịch tiêu chuẩn

Sấy khô vài gam KIO3 ở 180oC. Hòa tan 3,567 ± 0,03g trong nước, định mức tới

vạch 1000mL.

Hút 100mL dung dịch trên và pha loãng bằng nước cất đến vạch 1000mL.

6.2.6 Natri thiosunfat, dung dịch thê tích chuẩn (Na2S2O3, 10mmol/l)

Chuân bi:

Hòa tan 2,5g Na2S2O3.5H2O trong nước mới đun sôi để nguội. Thêm 0.4g NaOH và

định mức đến vạch 1000mL.

Giữ dung dịch trong chai thủy tinh nâu.

Chuân hoa:

Hòa tan 0,5g KI hoặc NaI với 100mL đến 150mL nước cất. Thêm 5mL dung dịch axit

H2SO4 2M

Lăc đều và thêm 20mL dung dịch tiêu chuẩn KIO3 (6.2.5). Pha loãng khoảng 200mL

và chuẩn độ ngay Iod được giải phóng bằng dung dịch Natri thiosunfat, cho tới khi dung

dịch có màu vàng rơm thì nho 2 – 3 giọt chỉ thị hồ tinh bột( dung dịch có màu xanh) và tiếp

tục chuẩn độ cho tới khi dung dịch mất màu hoàn toàn.

Nồng độ (C), được tính bằng công thức:

Trong đó V (mL): dung dịch Natri thiosunfat đã dùng để chuẩn độ

6.2.7 Dung dịch chi thị hô tinh bôt, 10g/L

6.2.8 Dung dịch natri sunfit, Na2SO3, (ρ= 50g/L)

6.2.9 Dung dịch axit H2SO4 c~0.25 mol/l hoặc axit HCl c~0.5 mol/l

6.2.10 Natri hydroxit, NaOH, (ρ= 20g/L)

6.2.11 Axit Gluco – Glutamic, dung dịch kiêm tra:

Sấy :

Một ít D – gluco khan ( C6H12O6)

Một ít axit L – glutamic (C5H9NO4)

Ơ nhiệt độ (105 5)oC trong 1h. Cân mỗi thứ (150 ± 1) mg, hòa trong nước và pha

thành 1000 mL và lăc đều. Về lý thuyết nhu cầu Oxy của dung dịch này là 307 mgO2/L

HDCV-PTN-12-2 3/9

Nhưng thực nghiệm, BOD5 là 210 ± 20 mg O2/l và BOD7 là 225 ± 20 mg O2/l.

Chuẩn bị dung dịch này ngay trước khi dùng và đô bo phần còn lại vào cuối ngày

làm việc. Một lượng nho dung dịch này có thể giữ đông lạnh. Dung dịch phải được sử dụng

ngay sau khi làm tan đông lạnh.

6.2.16 Dung dịch Allythiorea (ATU), ρ= 1 g/L

Hòa tan 100 mg Allythiorea (C4H8N2S) trong 100 mL nước cất, bảo quản ở 40C.

Dung dịch bền ít nhất 2 tuần. Đây là hợp chất đôc nên cẩn thận.

6.2.17 Phenolphtalein, dung dịch 1g/l pha trong ethanol

7. Lấy mẫu và bảo quản mẫu

Mẫu được nạp đầy trong một bình kín ngay sau khi lấy mẫu và giữ ở nhiệt độ từ 00C

và 40C cho đến khi đem phân tích. Tiến hành phân tích mẫu càng sớm càng tốt và không giữ

mẫu quá 24 giờ kể từ khi lấy.

8. Cách tiến hành

8.1 Chuẩn bị mẫu

Để mẫu thử ở (20 ± 2)oC và sục khí nếu cần. Trường hợp sục khí thì để yên mẫu

trong 15 phút sau khi sục khí. Đuôi hết khí và oxy quá bão hòa.

8.2 Kiêm tra sự có mặt của chất oxy hóa và chất khử

Nếu có chất oxy hóa hoặc chất khử cản trở kết quả thì lấy 50ml mẫu để phân tích và

trung hòa khi có 2 giọt phenolphtalein. Thêm 0,5ml dung dịch axit sunfuric, vài tinh thể kali

hoặc natri iodua (khoảng 0,5g) và vài giọt chỉ thị hồ tinh bột.

Nếu dung dịch chuyển sang màu xanh chứng to có chất oxy hóa.

Nếu dung dịch giữ nguyên không màu, thêm 0,2ml dung dịch Iod và lăc. Để yên

trong 30s. Nếu màu xanh không xuất hiện thì chứng to có chất khử.

Khi có chất oxy hóa, tiến hành theo mục 9

Khi có chất khử, tiến hành theo mục 10

8.3 Tiến hành

Dùng mỗi mẫu, nghiêng chai BOD và rót mẫu chầm chậm theo thành cho đến khi đầy

tràn, đậy nút gạt bo phần nước thừa. Không được để bọt khí đóng quanh thành chai. Trong

khi nạp, cần chú ý tránh thay đôi nồng độ oxy của dung dịch.

Chia các bình thành hai loạt, mỗi loạt chứa một bình của mỗi mẫu.

Để một loạt đầu tiên vào tủ ủ và ở nơi tối trong 5 ngày 4h

Loạt thứ hai đem xác định nồng độ oxy hòa tan trong mỗi bình ờ thời điểm “không”

sau 15 phút. HDCV-PTN-12-2 4/9

Lần lượt thêm: 1 mL dd Mangan II sunfat và 2 mL dd thuốc thử Iodua – azid ở dưới

bề mặt nước của mẫu bằng cách dùng pipet có mui nhọn. Cần mở năp cẩn thận để tránh bọt

không khí lọt vào.

Đảo đều chai BOD chứa mẫu, ít nhất 20 giây

Để yên cho kết tủa lăng xuống đáy chai hoàn toàn (khoảng 1/3 chai)

Thêm từ từ 1.5mL dd H2SO4 (6.2.1), đậy năp, rửa dưới vòi nước rồi lăc cho kết tủa

tan hết.

Lấy V1 (mL) dung dịch trong chai cho vào bình tam giác. Chuẩn độ bằng dd Natri

thiosunfat cho tới khi dung dịch có màu vàng rơm. Nho thêm 2 – 3 giọt chỉ thị Hồ tinh bột.

Tiếp tục chuẩn độ cho tới khi dung dịch mất màu hoàn toàn thì dừng lại. Ghi thể tích natri

thiosunfat tiêu hao V2(ml)

Chai BOD mẫu sau khi ủ 5 ngày thì mang ra tiến hành định phân DO5 tương tự chai đã

định phân DOo.

Tiến hành song song với mẫu thử trăng: Dùng nước pha loãng đã cấy vi sinh, thêm

vào 2 ml dung dịch ATU (6.2.16) trong mỗi lít

8.4 Công thức tính

8.4.1. Xác định DOo :

Trong đó:

Moxy : khối lượng phân tử của Oxy (Moxy = 32)

V1(ml) : thể tích mẫu thử

V2(ml) : thể tích dung dịch Natri thiosunfat

C (mM): nồng độ dung dịch Natri thiosunfat

Với

Vo(mL) : dung tích chai BOD

V’(mL) : tông thể tích = (1mL dung dịch mangan II sunfat + 2ml dung dịch Iodua –

azid)

8.4.2. Xác định BODn

Nhu cầu Oxy sinh hóa n ngày (BOD)n: BODn = DOo – DOn

Trong đó:

HDCV-PTN-12-2 5/9

'VV

V

o

o

f1 =

1

12

4 V

fCVM oxy

DOo =

DOo (mgO2/l) : nồng độ oxy hòa tan trong mẫu thử ở thời điểm “không”

DOn (mgO2/l) : nồng độ oxy hòa tan trong mẫu thử sau n ngày

9. Trường hợp khi mẫu có chất oxy hóa

9.1. Nguyên tắc

Xác định hàm lượng chất Oxy hóa bằng cách chuẩn độ mẫu thứ hai. Hiệu chỉnh kết

quả thu được theo mục 8.4.

9.2. Cách tiến hành

9.2.1. Cách lấy mẫu

Nghiêng chai BOD và rót mẫu chầm chậm theo thành cho đến khi đầy tràn, đậy nút

gạt bo phần nước thừa. Không được để bọt khí đóng quanh thành chai. Tiến hành lấy mẫu

vào 2 chai.

9.2.2. Chai mẫu thứ nhất tiến hành xác định DO tức thời.

9.2.3 Chai mẫu thứ hai, chuyển toàn bộ vào bình tam giác có cỡ thích hợp. Thêm 1.5ml

axit H2SO4 9M, 2ml thuốc thử kiềm và 1ml dung dịch MnSO4. Để yên 5 phút. Chuẩn độ

bằng dung dịch Natri thiosunfat cho khi dung dịch có màu vàng rơm thì thêm 1-2 giọt chỉ

thị hồ tinh bột. Tiếp tục chuẩn độ cho đến khi mất màu hoàn toàn. Ghi thể tích V4(ml) natri

thiosunfat tiêu hao.

Xác định DO5 được tiến hành như trên nhưng được ủ ở (20 ± 2)oC trong 5 ngày.

9.3 Công thức tính

Hàm lượng oxy hòa tan (mgO2/L):

Trong đó :

Moxy , V1, V2, C, f1 : xem giải thích ở 6.1

V3(ml) : dung tích của chai BOD chứa mẫu thứ hai

V4(ml) : thể tích của dung dịch natri thiosunfat tiêu hao.

10. Trường hợp khi mẫu có chất khử

10.1 Nguyên tắc

Oxy hóa chất khử ở cả mẫu thứ nhất và mẫu thứ hai bằng cách thêm dư dung dịch

Natri hypoclorit.

Xác định hàm lượng oxy hòa tan trong một mẫu.

Xác định lượng dư Natri hypoclorit trong mẫu còn lại.

HDCV-PTN-12-2 6/9

DOo =

10.2. Thuốc thử

Natri hypoclorit, dung dịch chứa 4g Clo tự do trong 1lit, thu được bằng cách pha

loãng dung dịch Natri hypoclorit đặt mua ngoài thị trường. Xác định nồng độ Hypoclorit

bằng phương pháp Iod.

10.3. Cách tiến hành

Nghiêng chai BOD và rót mẫu chầm chậm theo thành cho đến khi đầy tràn, đậy nút

gạt bo phần nước thừa. Không được để bọt khí đóng quanh thành chai. Tiến hành lấy mẫu

vào 2 chai

Thêm vào cả hai chai (cùng mẫu) 1mL natri hypoclorit.

Đậy năp chai và lăc đều.

Với chai mẫu thứ nhất, tiến hành xác định như mục 8.4

Với chai mẫu còn lại tiến hành theo mục 9.2.3

Xác định DO5 được tiến hành như trên nhưng được ủ ở (20 ± 2)˚C trong 5 ngày

10.4. Công thức tính

Hàm lượng oxy hòa tan, tính bằng mgO2/l

Trong đó:

Moxy , V1, V2, C : xem giải thích ở 8.4

V3(ml): dung tích của chai BOD chứa mẫu thứ hai

V4(ml) : thể tích của dung dịch natri thiosunfat tiêu hao.

V5(ml) : thể tích của dung dịch natri hypoclorit được thêm vào mẫu thử (V5 = 1ml)

Với:

Vo(mL) : dung tích chai BOD

V’(mL) : tông thể tích (1mL dung dịch mangan II sunfat + 2ml dung dịch Iodua –

azid )

11 Cách tiến hành (theo TCVN 7325-2004)

11.1 Kiêm tra điêm Zero

Cho vào một Becker 100mL khoảng 1 muỗng nho Natri Sunfit (Na2SO3) để loại hết

oxyt tự do.

HDCV-PTN-12-2 7/9

)(44 53

4

1

22

VV

CVM

V

fCVM oxyoxy

DOo=

Chỉnh đầu đo ngoài không khí bão hòa về 100% (chỉnh cơ).

Nhúng đầu đo vào Becker, ấn Cal, để ôn định 2-3 phút. Đọc kết quả khoảng 5-6 lần,

mỗi lần cách nhau 10s.

11.2 Xác định mẫu

Tráng rửa đầu đo bằng nước cất, lau nhẹ, tránh làm hong màng cực.

Chuẩn bị mẫu cần đo, mẫu ban đầu và mẫu sau 5 ngày, nhúng đầu đo vào mẫu và đọc

kết quả khoảng 5-6 lần, môi lần cách nhau 10s.

11.3 Tính toán kết quả

Biểu thị kết quả nồng độ oxy hòa tan, tính bằng miligam oxy trên lít, báo cáo kết quả

làm tròn đến một số thập phân.

Ví dụ:

- Nhiệt độ hiệu chuẩn : 25˚C

- Độ tan ở 25˚C: 8.3 mg/L

- Nhiệt độ tại thời điểm đo: 10˚C

- Số đọc trên thiết bị đo: 7 mg/L

- Độ tan ở 10˚C: 11.3 mg/L

- Giá trị thực ở 10˚C: = (11.3/8.3)*7=9.5 mg/L

12 Bảo đảm kết quả thử nghiệm12.1 Đo lặp lại

Mẫu được đo lặp lại hai lần trong mỗi lần phân tích.

Độ lệch chuẩn của phép đo RSD nho hơn 3%

Nếu độ lệch chuẩn của các giá trị thu được nằm ngoài giới hạn trên, thì phải tiến hành

phân tích lại.

12.2 Mẫu kiêm soát của phòng thí nghiệm

Mẫu kiểm soát được tiến hành phân tích theo quy trình vận hành chuẩn.

Cứ mỗi 10 mẫu, thì phân tích mẫu kiểm soát, hoặc trước khi kết thúc đo mẫu thì đo mẫu

kiểm soát.

Độ đúng của mẫu kiểm soát không sai lệch quá 10%.

Nếu không đạt, thì tiến hành kiểm tra và phân tích lại.

HDCV-PTN-12-2 8/9

13. Xác định giá trị sử dụng của phương pháp, ước lượng đô không đảm báo đo

Tiến hành phân tích bốn dãy mẫu đã chuẩn bị theo quy trình phân tích, bao gồm 1 dãy

mẫu thật và 1 dãy mẫu thêm chuẩn, ở mỗi dãy thực hiện tối thiểu 5 lần.

Tiến hành đo và tính toán.

Xác định độ chụm: tính độ lặp lại (%RSD) và độ tái lặp (%RSD).

Xác định độ đúng: dựa trên hiệu suất thu hồi của các mẫu thêm chuẩn.

Ngày …. tháng …… năm 2014Người biên soạn Phê duyệt

Lê Tuấn Anh Võ Lê Duy Khánh

HDCV-PTN-12-2 9/9