Thông tin tài liệu
GREEN EYE ENVIRONMENT
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG
TẦM NHÌN XANH
GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com
ThS: Huỳnh Ngọc Phương Mai
© Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ ngun khi bn phát hành li thơng tin t trang này.
7-1
CHNG 7
ST & MANGAN
7.1 GII THIU CHUNG
C st và mangan đu gây nh hng đáng k đn vic cp nc, đc bit đi vi
ngun nc ngm. Mt s ngun nc ngm khơng cha st và mangan nhng mt
s khác li ln cha lng đáng k. iu này ch có th gii thích đc trên c s
hóa vơ c.
Fe tn ti trong đt và khống cht ch yu di dng oxyt st (III) khơng tan và pyrit
st (FeS
2
). mt s ni, st tn ti di dng FeCO
3
ít tan. Vì nc ngm thng
cha mt lng đáng k CO
2
, FeCO
3
có th b hòa tan theo phng trình phn ng
sau:
FeCOBB
3
BB + COBB
2
BB + HBB
2
BBO å FePP
2+
PP
+ HCOBB
3
PB
-
P
(1)
P
Phn ng này khơng xy ra ngay c khi hàm lng CO
2
và FeCO
3
cao nu có mt oxy
hòa tan. Tuy nhiên, trong điu kin k khí, Fe
3+
b kh thành Fe
2+
mt cách d dàng.
Mangan tn ti trong đt ch yu di dng MnO
2
, rt ít tan trong nc có cha CO
2
.
Di điu kin k khí, MnO
2
b kh thành Mn
2+
St và Mangan tn ti trong ngun nc do s thay đi điu kin mơi trng di tác
dng ca các phn ng sinh hc xy ra trong các trng hp sau:
1. Nc ngm cha mt lng đáng k st hoc mangan hoc c st & mangan s
khơng cha oxy hòa tan và có hàm lng COB2B cao. St và mangan tn ti di
dng Fe
2+
và Mn
2+
. Hàm lng CO
2
cao chng t q trình oxy hóa các cht hu
c di tác dng ca vi sinh vt đã xy ra và nng đ oxy hòa tan bng khơng
chng t điu kin k khí đã hình thành.
2. Ging nc tt có hàm lng st và mangan thp. Nu sau đó cht lng nc
khơng tt, chng t cht thi hu c thi ra mt đt khu vc gn ging nc đã
to ra mơi trng k khí trong lp đt.
3. Trên c s nhit đng hc, Mn (IV) và Fe (III) là trng thái oxy hóa bn nht ca Fe
và Mn trong các ngun nc cha oxy. Do đó, chúng có th b kh thành Mn (II) và
Fe (II) hòa tan ch trong mơi trng k khí.
4. Nhng nghiên cu gn đây cho thy rng mt s vi sinh vt có kh nng s dng
Fe (III) và Mn (IV) làm cht nhn đin t cho q trình trao đi cht di điu kin
k khí dn đn s hình thành các dng kh Fe (II) và Mn (II). Nh vy, vi sinh vt
khơng ch to ra mơi trng k khí cn thit cho q trình kh mà còn có kh nng
kh trc tip Fe và Mn.
GREEN EYE ENVIRONMENT
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG
TẦM NHÌN XANH
GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com
ThS: Huỳnh Ngọc Phương Mai
© Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ ngun khi bn phát hành li thơng tin t trang này.
7-2
Q trình oxy hóa pyrit st (FeS
2
) khơng tan cng là ngun nhân to ra mơi trng k
khí và s hình thành sulfat st hòa tan:
2 FeSBB
2
BB + 7OBB
2
BB + 2HBB
2
BBO å 2 FePP
2+
PP
+ 4SOBB
4
PB
2-
P
+ 4HP
+
P
(2)
P
P
P
7.2 Ý NGHA MƠI TRNG CA Fe VÀ Mn
Nc cha st và mangan khơng nh hng đn sc khe ca con ngi. Nhng
ngun nc này khi tip xúc vi oxy khơng khí tr nên đc và to cm quan khơng tt
đi vi ngi s dng do s oxy hóa st và mangan thành Fe (III) và Mn (IV) tn ti
di dng kt ta keo. Tc đ oxy hóa chm và các dng kh có th tn ti trong nc
đã sc khí trong mt khong thi gian nht đnh. iu này đc bit đúng khi pH < 6 đi
vi q trình oxy hóa st và pH < 9 đi vi q trình oxy hóa mangan. Thêm vào đó,
st và mangan có th to thành phc bn vi các hp cht humic trong nc. Tc đ
oxy hóa gia tng di tác dng ca mt s cht xúc tác vơ c hoc do hot đng ca
các vi sinh vt. St và magnan có mt trong nc s làm vàng qun áo, nh hng
đn h thng cp nc do s phát trin ca vi khun oxy hóa st. St cng gây mùi
tanh cho ngun nc dù nng đ rt nh. Do đó tiêu chun đi vi nc cp là < 0,3
mg Fe/L và < 0.05 mg Mn/L (U.S. Environmental Protection Agency).
7.3 PHNG PHÁP XÁC NH
Có nhiu phng pháp xác đnh st đã đc áp dng. Phng pháp kt ta đc s
dng khi lng st có trong mu khá cao, ví d trong trng hp nc thi cơng
nghip. Tuy nhiên, trong nc cp hàm lng st nh nên phng pháp so màu thích
hp hn. u đim chính ca phng pháp so màu là rt đc trng cho ion cn xác
đnh và ít phi x lý s b màu. Ngồi ra, cng có th xác đnh st bng phng pháp
hp ph quang ph ngun t.
Phng pháp Phenanthroline
Phng pháp Phenanthroline là phng pháp tiêu chun thích hp đ xác đnh lng
st có trong nc tr khi mu có cha phosphat và kim loi nng. Phng pháp này
da trên đc tính ca 1, 10-phenanthroline có kh nng kt hp vi Fe
2+
to thành
phc có màu đ cam. Màu to thành đc đo bng quang ph k.
Thng màu phân tích tip xúc vi khơng khí nên mt phn Fe (II) b oxy hóa thàng Fe
(III) và kt ta di dng Fe(OH)
3
. Trong thí nghim này nht thit tồn b st có trong
mu phi dng hòa tan. Do đó, lng HCl đm đc cho vào mu nhm hòa tan
Fe(OH)
3
Fe(OH)
3
+ 3H
+
å Fe
3+
+ 3H
2
O (3)
Vì 1, 10-phenanthroline ch to phc vi Fe (II), tt c st dng Fe (III) phi đc kh
thành Fe (II). Hydroxylamine đc dùng làm tác nhân kh, phng trình phn ng xy
ra nh sau:
GREEN EYE ENVIRONMENT
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG
TẦM NHÌN XANH
GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com
ThS: Huỳnh Ngọc Phương Mai
© Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ ngun khi bn phát hành li thơng tin t trang này.
7-3
4 Fe (III) + 2 NHBB
2
BBOH å 4 Fe (II) + NBB
2
BBO + HBB
2
BBO + 4HPP
+
PP
(4)
3 phân t 1, 10 - phenanthroline s k hp vi 1 phân t Fe
2+
đ to phc theo
phng trình phn ng sau:
loi tr nh hng ca phosphat và kim loi nng, acid hóa mu bng HCl và trích
Fe vào diisopropyl-ether trc khi cho ch th phenanthroline.
Phng pháp xác đnh Mangan
Trong thc t k thut mơi trng, mangan ch yu liên quan đn ngun cp nc.
Nng đ mangan ít khi vt q vài mg/L, do đó phng pháp so màu là phng pháp
thích hp nht. Phng pháp so màu theo “standard Methods” ph thuc vào s oxy
hóa Mangan trng thái oxy hóa thp thành Mn
7+
, khi đó s hình thành màu rt rõ ca
ion permanganate. Màu to ra t l thun vi nng đ ca mangan trong mt khong
dao đng cho phép thích hp vi đnh lut Beer và đo bng quang ph k. Clorua s
nh hng đn kt qu thí nghim do tính kh ca Cl
-
trong mơi trng acid. Ngồi ra,
cng có th xác đnh Mn bng phng pháp quang ph hp ph ngun t.
Phng pháp Persulfate
Phng pháp Persulfate là phng pháp thích hp dùng trong phân tích ch tiêu Mn vì
khơng cn phi x lý mu trc đ khác phc nh hng ca Cl
-
. Ammonium sulfate
thng dùng làm tác nhân oxy hóa. Vì ammonium persulfate b gim cht lng trong
q trình tr nên cn phi làm li chun đi vi mi lot mu đo.
nh hng ca Cl
-
có th khc phc bng cách thêm Hg
2+
đ to phc HgCl
2
. Vì hng
s bn ca HgCl
2
= 1.7 x 10
13
, nng đ ca Cl
-
gim đn mc đ thp nên khơng th
kh ion permanganate.
S oxy hóa mangan trng thái oxy hóa thp hn thành permanganate di tác dng
ca persulfate đòi hi có mt cht xúc tác Ag
+
. Phn ng xy ra theo phng trình sau:
2MnPP
2+
PP
+ 5SBB
2
BBOBB
8
PB
2-
P
+ 8HB
2
BO å 2MnOB
4
PB
P
B B B
-
PP
+ 10SOBB
4
PB
2-
P
+ 16HP
+
P
(6)
P
P
P
Màu do ion permanganate to ra bn trong vài gi vi điu kin nc ct có ch lng
tt và mu đc bo qun khơng b nhim bi t khơng khí.
7.4 NG DNG CA S LIU Fe VÀ Mn
Khi kho sát ngun nc mi, đc bit là nc ngm, vic xác đnh st và mangan có
ý ngha quan trng. T l st và mangan là thơng s xác đnh phng pháp x lý cng
nh lng cht hu c có trong nc. Hiu qu ca tng đn v x lý đc đánh giá
da trên kt qu phân tích Fe và Mn. Ch tiêu này cng giúp gii quyt các vn đ v
h thng phân phi khi vi khun oxy hóa st tn ti trong đng ng.
GREEN EYE ENVIRONMENT
CONG TY MOI TRệễỉNG
TAM NHèN XANH
GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com
ThS: Huyứnh Ngoùc Phửụng Mai
â Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rừ ngun khi bn phỏt hnh li thụng tin t trang ny.
7-4
Quỏ trỡnh n mũn ng ng bng st v thộp l nguyờn nhõn to ra nc trong
h thng phõn phi. Do ú, phõn tớch ch tiờu st giỳp ỏnh giỏ mc n mũn v tỡm
phng phỏp khc phc.
. đnh. iu này đc bit đúng khi pH < 6 đi
vi q trình oxy hóa st và pH < 9 đi vi q trình oxy hóa mangan. Thêm vào đó,
st và mangan có th to. trng k khí cn thit cho q trình kh mà còn có kh nng
kh trc tip Fe và Mn.
GREEN EYE ENVIRONMENT
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG
TẦM NHÌN XANH
GREE
Tel:
Ngày đăng: 19/01/2014, 18:20
Xem thêm: Tài liệu Giáo trình hóa môi trường P7 ppt, Tài liệu Giáo trình hóa môi trường P7 ppt