Bài thảo luận nhóm 1
Đề tài: Chương 9


Danh sách và công việc cụ thể của
từng thành viên:
•
•
•
•
•
•
•
•
•

Bùi Thị Bình
Hạng Duy Bình
Đỗ Hữu Chiến
Nguyễn Văn Chiến
Nguyễn Thành Công
Nguyễn Thị Dung
Hà Văn Điệp
Nguyễn Thị Định
Lâm Nông Đông

-

phần 9.3, 9.4.
phần 9.1,9.2.
trang 403.

trang 404.
trang 405.
trang 406.
trang 407.
trang408.
trang 409.


Nội dung
9.1.Tầm quan trọng của định lượng đo lường
9.2. Đặc điểm của kỹ thuật môi trường và các vấn đề khoa
học
9.3. Phương pháp chuẩn của phân tích
9.4. Phạm vi của một khóa học trong phân tích các mẫu
môi trường
9.5. Sự thể hiện của kết quả
9.6. Các mục khác


9.1.Tầm quan trọng của định lượng đo lường
- Định lượng đo lường có vai trò quan trọng nhất trong thực
hành kỹ thuật. Nó được ứng dụng nhiều nhất trong khoa học
kỹ thuật môi trường. Nó không chỉ được sử dụng bởi kỹ sư,
ngoài ra nhiều kỹ thuật và phương pháp của đo lường được
sử dụng bởi các nhà hóa học, vật lý học và một trong số
chúng được sử dụng trong sinh học
- Mọi vấn đề trong khoa học và kỹ thuật môi trường phải
được tiếp cận bằng cách xác định vấn đề. Để xác định vấn đề
ta cần sử dụng các phương pháp phân tích và các quá trình
thí nghiệm, điều đó đã được chứng minh bằng kết quả đáng

tin cậy bởi các quá trình thực nghiệm.


Một số vấn đề đã được xác định định lượng trong đó người
kỹ sư thường xuyên ở vị trí thiết kế cơ sở, người mà sẽ
mang lại giải pháp thỏa đáng.
- Sau khi việc xây dựng cơ sở được hoàn thành và đi vào
hoạt động, việc thường xuyên giám sát sự thực hiện các
quy trình định lượng sẽ giúp bảo vệ kinh tế và thỏa đáng
hiệu suất làm việc. Dữ liệu trong quá trình làm việc là cần
thiết cho báo cáo để giám sát nhân viên và các quy định
của cơ quan.
- Sự tăng lên của mật độ dân số và sự phát triển mới trong
công nghệ ngành công nghiệp là những sự tăng cường liên
tục của những vấn đề cũ và tạo ra những cái mới. Ngoài ra,
các kỹ sư phải luôn luôn tìm kiếm các phương pháp kinh tế
để giải quyết những vấn đề cũ. Nghiên cứu là liên tục tìm
cách để tìm những câu trả lời cho những vấn đề mới và
những câu trả lời tốt hơn câu trả lời cũ. Sự phân tích định
lượng sẽ tiếp để tục phục vụ như là cơ sở cho nghiên cứu


9.2. Đặc điểm của kỹ thuật môi trường và các
vấn đề khoa học
• Vấn đề quan trọng nhất của khoa học kỹ thuật môi trường
liên quan đến mối quan hệ giữa sự sống của sinh vật và môi
trường sống. Bởi vậy, các quá trình phân tích cần được xác
định thông tin bằng cách kết hợp phương pháp hóa học và
sinh hóa, và giải thích của các dữ liệu liên quan để có hiệu
quả trên vi sinh vật và con người. Tuy nhiên rất nhiều các xác

định rơi vào lĩnh vực của vi phân tích bởi vì một lượng nhỏ
chất gây ô nhiễm được biểu hiện trên các mẫu. Bởi vậy phân
tích định lượng là giá trị giới hạn để các kỹ sư môi trường và
các nhà khoa học nghiên cứu và giảng dạy. Đặc biệt là các
khoa học về phân tích hóa học môi trường đã được phát triển
tại hầu hết các trường đại học lân cận những trường chuyên
đào tạo ra các kỹ sư môi trường.


9.3. Phương pháp chuẩn của phân tích
• Đồng thời với sự phát triển của thực hành kỹ thuật môi
trường, các phương pháp phân tích đã được phát triển
để có được những thông tin thực tế phục vụ cho việc
đưa ra các giải pháp và giải quyết các vấn đề. Trong
nhiều trường hợp các phương pháp khác nhau đã được
đề xuất đối với các vấn đề tương tự, và nhiều trong số
đó đã được sửa đổi theo một số cách. Như một kết quả,
dữ liệu phân tích được các nhà phân tích thường xuyên
tính khác nhau. Trong trường hợp liên quan đến kiện
tụng, các thẩm phán thường rất khó khăn để tìm thấy nó
để đánh giá cơ sở bằng chứng trên phương pháp phân
tích.


•

Trong một nỗ lực để mang lại trật tự cho sự hỗn loạn, Hiệp
hội y tế công cộng của Mỹ (APHA) bổ nhiệm một ủy ban
nghiên cứu các phương pháp phân tích có sẵn và công bố
công bố khuyến nghị của ủy ban như “phương pháp chuẩn

của phân tích nước ” trong năm 1905. Kể từ thời gian đó,
phạm vi của “phương pháp chuẩn” được mở rộng bao
gồm cả nước thải, và Hiệp hội các công trình nước nước
Mỹ (AWWA) và Liên đoàn môi trường nước (WEF) đã trở
thành cộng tác viên trong công tác chuẩn bị. Phiên bản XX
đã xuất hiện trong năm 1988.


• “Phương pháp chuẩn” được công bố ngày nay là sản
phẩm của sự nỗ lực không mệt mỏi của hàng trăm cá
nhân phục vụ trong các ủy ban và các tiểu bang, thử
nghiệm và cải thiện các phương pháp phân tích đối với
từng mục đích để lựa chọn phương pháp phù hợp nhất
đưa vào phương pháp chuẩn. Kết quả đó thu được nhờ
phân tích định lượng dựa trên các phương pháp được
đề nghị trong các phương pháp chuẩn thường được
chấp nhận trong các tòa án Hoa Kỳ mà không cần trình
độ chuyên môn.


9.4. Phạm vi của một khóa học trong phân tích
các mẫu môi trường
•

Sẽ không hiệu quả khi nỗ lực để dạy một khóa học trong
phân tích xử lý với tất cả các quyết định được mô tả trong
“ phương pháp chuẩn” . mặt khác, nó là quan trọng, một nền
tảng tốt trong các thủ tục phân tích được thành lập vì vậy bất
kỳ tình huống bất ngờ có thể xảy ra trong suốt sự nghiệp của
một người có thể được đáp ứng và xử lý với một mức độ

hợp lý của sự tự tin.
• Việc lựa chọn các quyết định và thứ tự của chúng trong một
khóa học được thảo luận trong các chương sau đây bao gồm
các mục cho giáo dục cơ bản của các kỹ sư và các nhà khoa
học môi trường.


Tự trình bày là một vấn đề ý kiến cá nhân, nhưng là dựa trên
một trình tự tự nhiên phụ thuộc và sự phức tạp ngày càng
tăng
• Một mục tiêu chính của một khóa học trong phân tích các
mẫu môi trường là việc chuẩn bị nghiên cứu sẽ giành cho
sinh viên chứ không phải do các kỹ thuật viên. Để đạt được
mục tiêu này, điều quan trọng là học sinh phải hiểu rõ bản
chất và nguồn gốc của mẫu được phân tích, những hạn chế
của các phương pháp phân tích, làm thế nào để giải thích
các dữ liệu, và làm thế nào thông tin có thể được áp dụng
trong thực hành kỹ thuật môi trường.


9.5. Sự thể hiện của kết quả
• Để phân tích được nước nói chung và nước thải nói riêng
ta phải thu dung dịch loãng vào các dụng cụ phân tích, và
rất khó để thể hiện những kết quả về phần trăm, như là
thực hành thông thường trong hóa học phân tích. Thông
thường, lượng chất thải được xác định là một vài mg trong
mỗi lít và đôi khi chỉ là một vài microgram. . Mẫu nước và
nước thải thường được đo bằng thể tích, sử dụng thiết bị
đo thể tích pipet: do đó, dễ dàng thể hiện kết quả về
milligrams mỗi lít (mg / l). Với không khí, đất, bùn cặn, và

các mẫu nửa rắn, các phép đo được thực hiện theo thể
tích hoặc khối lượng, và do đó các thuật ngữ phần triệu
(ppm) đây là một cách biểu hiện phù hợp.


• Thuật ngữ ppm đôi khi được sử dụng cho các mẫu dung
dịch nước, nhưng chúng thường dẫn đến sai lệch và
không nên được sử dụng. Học sinh nên tìm hiểu khi nó
là thích hợp để thể hiện các phép đo trong khối lượng
trên đơn vị thể tích (mg / l) và khối lượng trên đơn vị
khối lượng (ppm).


•

Phần triệu:
- Thuật

ngữ phần triệu là một tỷ lệ trọng lượng và trọng
lượng. Nó được sử dụng nhiều hơn hoặc ít phổ biến khi
phân tích chủ yếu liên quan với nước, bởi vì một lít nước
nặng khoảng 1000g hoặc 1000000mg, và do đó 1mg /l
được coi bằng 1ppm. Với sự phát triển của các phương
pháp phân tích và bao gồm các phương pháp để phân tích
các vùng nước bị ô nhiễm, chẳng hạn như nước thải sinh
hoạt, các khái niệm về mối quan hệ giữa phần triệu và
milligrams mỗi lít không thay đổi, bởi vì trọng lượng riêng
của nước thải sinh hoạt chủ yếu là giống như của nước.
Khi chất thải công nghiệp đã được lấy vào trong các dụng
cụ để phân tích, nhiều chất trong số chúng đã được tìm

thấy có sự khác biệt rõ rệt với nước , và mối quan chặt chẽ
giữa phần triệu và milligram trên mỗi lít không còn áp dụng.


Sự khác biệt này đã dẫn đến phần triệu không được sử
dụng trong phân tích nước và phân tích nước thải chuyển
sang sử dụng milligram trên lít. Tuy nhiên, như đã nói, khi
các mẫu bán rắn được phân tích và khối lượng của chúng
được xác định, ppm là một cách biểu hiện thích hợp. Đôi
khi, nồng độ rất nhỏ các chất gây ô nhiễm được đo trong
các mẫu nửa rắn, và các quy chuẩn phần tỷ hoặc phần
nghìn tỷ sau đó có thể phù hợp với kết quả thu được.


• VD 9.1
- Nồng độ TCE cho mỗi g/m3 trong các trường hợp sau đây
là những gì?
- Đất có mật độ 2g/cm3 với nồng độ TCE của 4ppm.
- Một mẫu không khí ở 20 và 1atm với nồng độ TCE của
4ppm.
- Từ 4ppm trong đất bằng 4g/g đất.

- Từ trong không khí 4ppm bằng 4 ml ( khí ) TCE/106 ml
không khí.
4mLTCE 1molTCE 131,5 gTCE 103 l
273K





0,022 g m3
6
3
10 mL 22,4l  STP  molTCE m  273  20 K


Chúng ta thấy rằng nồng độ tính theo g/m3 trong đất và không
khí là khác nhau mặc dù nồng độ ppm là như nhau. Ví dụ này
minh họa cho chúng ta rằng phải hiểu bản chất của các biểu
thức trong các tài liệu khác nhau.
• Miligam trên lít
- Miligam trên lít là một mối quan hệ giữa khối lượng và thể
tích, khi trộn với chất lỏng, nó cho ta cơ sở thuận tiện cho tính
toán. Biểu thức :
mg/L x 8.34 = 1 lb/triệu gal
- Được sử dụng rộng rãi và có áp dụng chung. Nó thay thế
cho biểu thức ban đầu
ppm x8.34 = 1 lb/triệu gal
- Miligam trên lít có thể được áp dụng một cách rộng rãi cho
các vấn đề liên quan đến nước và nước thải và các chất lỏng
khác có tỷ trọng cơ bản là 1.00, nhưng có thể dẫn đến sai sót
nghiêm trọng với các chất lỏng khác, trừ khi điều chỉnh được
tỷ trọng cụ thể. Tỷ trọng là tỉ lệ khối lượng của một chất với
khối lượng của một thể tích tương đương của nước


- Sử dụng miligam trên lít cho mẫu dung dịch loại bỏ các sai
lệch. Trong quá khứ, nhiều kết quả báo cáo tính đến phần triệu
không tính đến trọng lượng riêng. Rõ ràng, kết quả nên được
quy đổi ra miligam trên lít. Hơn nữa, miligam trên lít là đơn vị

trực tiếp áp dụng cho hệ thống số liệu.
mg/L = g/m3
hay
mg/L x 10-3 = kg/m3
- Một ngành công nghiệp tìm thấy sẽ thải 20lb/ngày benzen
xuống sông với lưu lượng 10 tỷ gallons trên ngày. Cái gì sẽ là
nồng độ benzen hiệu quả nếu benzen hòa vào dòng chảy sông
sử dụng đơn vị SI.


• Những đơn vị SI:
- Để phát triển một phương pháp thống nhất trong báo cáo
kết quả được áp dụng trên toàn thế giới. Tổ chức quốc tế
và tiêu chuẩn hóa (ISO), công bố năm 1973 trong danh
sách tài liệu đề nghị hệ thống quốc tế của các đơn vị (SI).
Những khuyến nghị đã được phê duyệt bởi thành viên hội
đồng quản trị của ISO trong 30 quốc gia bao gồm các
nước thống nhất và bởi liên hiệp hóa học thuần túy và
ứng dụng hóa học (IUPAC). Nhiều kỹ thuật và thử nghiệm
khoa học ngày nay sử dụng đơn vị độc quyền SI và nhiều
người khác trình bày một phần của những vấn đề và ví dụ
trong đơn vị SI. SI là nền tảng của hệ thống số liệu.


- Do

đó, nó rất có ích cho các học sinh và các học viên
để phát triển một kiến thức làm việc của hệ thống này.
May mắn hệ thống số liệu thường được sử dụng trong
hóa học môi trường và vì vậy hệ SI rất ít khi bị thay đổi

cơ bản.
- Hệ thống SI được tìm kiếm trên 7 đơn vị cơ sở như
danh sách trong bảng 9.1. Chúng là hàng loạt các đơn vị
có nguồn gốc từ các đơn vị cơ sở thông qua nhân các
bộ phận. Ví dụ: hệ thống SI đối với nồng độ là kg/m3.
Đối với nguồn gốc của một vài đơn vị SI, chúng tồn tại
bằng những cái tên và những ký hiệu đặc biệt. Chúng
được ghi trong bảng 9.2. Ngoài ra, hệ thống SI công
nhận rằng có nhiều các đơn vị ngoài hệ thống SI nên giữ
lại bởi vì tầm quan trọng trong thực tế của chúng hay bởi
những ứng dụng của chúng vào những lĩnh vực chuyên
ngành.


Bảng 9.1: Các đơn vị cơ sở trong hệ thống SI.
Lượng

Tên của đơn vị SI cơ sở

Chiều dài

Mét

m

Khối lượng

Kilogam

kg


Thời gian

Giây

s

Dòng điện

Ampe

A

Lượng chất

Mol

Mol

Cường độ sáng

Candela

cd

Nhiệt độ nhiệt động lực Kenvin

K



Bảng 9.2: Nguồn gốc các đơn vị trong hệ thống SI.
Lượng

Tên gốc đơn vị
SI

Ký hiệu

Lực

Newton

N

1N = 1kg.m/s2

Áp lực, sức căng Pascal

P

1Pa = 1N/m2

Năng lượng

Jun

J

1J = 1N.m


Công suất

woat

W

1W = 1J/s

Hao tổn điện

Coulomb

C

1C = A.s

Hiệu điện thế

Vôn

V

1V = 1J/C

Điện dung

Fara

F


1F = 1C/V

Điện trở

Ôm

Ω

1 = 1V/A

Điện dẫn

Siemem

S

1S = 1


• Một danh sách của các đơn vị ngoài hệ thống SI được
đưa ra trong bảng 9.3. Do đó, biểu hiện của nồng độ
theo mg/l là chấp nhận được.
• Chúng ảnh hưởng đến hóa học môi trường trong tổ
chức theo dõi các dụng cụ phân tích. Để thể hiện nồng
độ thấp như vậy, nó phù hợp để thể hiện giới hạn cho
phép đối với các chất ô nhiễm. Đó là sự hoàn thành
trong hệ thống SI qua việc sử dụng các tiền tố như danh
sách trong bảng 9.4. Các tiền tố được sử dụng dưới
hình thức tên và những kí hiệu đối với bội trong đơn vị
SI. Ví dụ : g/l gọi là microgram trên lít và nó bằng 106g/l.Nó là mooyj đơn vị nồng độ thong thường sử dụng

đối với việc theo dõi vật chất trong nước. Nồng độ thuốc
trừ sâu trong nước có thể ít hơn nó và có thể thể hiện
trong ng/l, nó bằng 10-9 g/l.


Phân tích công cụ ngày nay là đủ nhạy để lượng picrogam vật chất
được phát hiện. Một pg/l thuốc bảo vệ thực vật là nồng độ có được
từ việc trộn 4mg thuốc bảo vệ thực vật trong nước cung cấp
hang ngày cho Thành phố Chicago.


• Nồng độ của bất cứ thứ gì có thể có y tế công cộng hoặc
ý nghĩa về môi trường. Khả năng để đo nồng độ nhỏ
nhất gây nguy hiểm của thiết lập tùy ý ‘0’ nồng độ giới
hạn đối với chất gây ô nhiễm.