6. Phương pháp C: Xác định độ màu thật sử dụng các thiết bị quang học để xác định độ hấp thụ tại bước sóng l = 410 nm

6.1. Nguyên tắc

Xác định cường độ màu nâu hơi vàng của mẫu bằng phép đo hệ số hấp thụ tại l = 410 nm. So sánh với hệ số hấp thụ riêng đối với dung dịch hiệu chuẩn xác định kali hexachloroplatinate và coban clorua tại cùng bước sóng sẽ cho giá trị độ màu theo mg/l Pt. Qui trình này chỉ có thể áp dụng cho màu thật của các mẫu sáng màu về mặt quang học (ví dụ, sau khi lọc qua lỗ có cỡ lỗ 0,45 μm).

CHÚ THÍCH: Bước sóng l = 410 nm được chọn là bước sóng ngắn nhất. Tại đó phổ hấp thụ của mẫu nước tự nhiên nhìn thấy được xác định là 100 mg/l Pt theo phương pháp D và tương ứng với dung dịch hiệu chuẩn so sánh màu bằng 100 mg/l Pt (xem Hình 1) (thư mục tài liệu tham khảo [2]).

CHÚ DẪN:

1. Dung dịch so sánh màu

2. Nước tự nhiên

A Độ hấp thụ, thang đo tương đối

...

...

...

Hình 1 - Phổ hấp thụ đối với mẫu nước tự nhiên và cả hai dung dịch hiệu chuẩn so sánh màu bằng 100 mg/l Pt

6.2. Chất cản trở

Loại bỏ các chất lơ lửng mịn đã phân tán mà cản trở tới phép đo hấp thụ bằng sử dụng màng lọc 0,45 μm. Có thể phát sinh các vấn đề, chẳng hạn, nếu không khí thâm nhập vào mẫu dẫn đến sự hình thành các dạng bị oxy hóa có màu khác nhau, ví dụ, sắt hoặc mangan có thể bị giữ lại trên bộ lọc hoặc có thể bị chuyển sang các dạng oxy hóa có màu.

Trong một số trường hợp, đặc biệt khi có mặt các hạt sét thì không thể thu được dịch lọc màu sáng. Trong trường hợp này, báo cáo thử nghiệm cùng với kết quả thử cần ghi rõ là mẫu bị đục.

Sự bịt tắc lỗ màng lọc sỗ làm giảm cỡ lỗ và làm các chất mùn dạng keo tích đọng tăng thêm, làm giảm các giá trị màu.

6.3. Thuốc thử

Trong quá trình phân tích, nếu không có quy định riêng, chỉ sử dụng các thuốc thử tinh khiết cấp phân tích.

6.3.1. Dung dịch hiệu chuẩn màu gốc, tương ứng với 500 mg/l Pt.

Hòa tan 1,245 g ± 0,005 g kali hexacloroplatinat(IV) (K₂PtCl₆) và 1,000 g ± 0,005 g coban (II) clorua ngậm sáu phân tử nước (CoCl₂.6H₂O) trong khoảng 500 ml nước (5.4.1). Cho 100 ml ± 1 ml axit clohydric (p = 1,18 g/ml) vào trong bình định mức dung tích 1000 ml và thêm nước đến vạch mức.

...

...

...

Dung dịch này bền ít nhất trong ba năm.

CHÚ Ý - Kali hexacloplatinat là hợp chất làm gây kích ứng và có tính độc. Sử dụng các biện pháp bảo vệ khi xử lý, vận chuyển hợp chất này.

6.3.2. Các dung dịch hiệu chuẩn màu, để sử dụng, tương ứng với 100 mg/l Pt.

Dùng pipet lấy 20 ml dung dịch gốc (6.3.1) vào bình đinh mức một vạch 100 ml loại một vạch và thêm nước (5.4.1) đến vạch mức.

Dung dịch này bền ít nhất trong một tháng nếu bảo quản trong chai thủy tinh đậy kín, ở nơi tối với nhiệt độ 4 °C ± 2 °C .

6.4. Thiết bị, dụng cụ

6.4.1. Máy đo quang phổ (phương án 1), dùng cho phép đo liên tục hoặc gián đoạn, thích hợp với phép đo tại l = 410 nm với độ rộng của dải ≤ 5 nm và được trang bị các cuvet đo quang bằng thủy tinh hoặc thạch anh có độ dài đường quang bằng 40 mm hoặc 50 mm. Có thể sử dụng các cuvet quang với độ dài đường quang 10 mm cho các mẫu có màu đậm.

6.4.2. Bộ lọc máy đo quang (phương án 2), dùng cho các phép đo gián đoạn, được trang bị các bộ lọc phổ có độ rộng của dải càng nhỏ càng tốt (khoảng 20 nm), cho phép đo tại bước sóng 410 nm.

6.4.3. Bộ lọc màng, với những màng lọc có cỡ lỗ 0,2 μm và 0,45 μm.

...

...

...

6.5. Lấy mẫu và mẫu

Xem (4.2).

6.6. Cách tiến hành

Cài đặt máy đo quang phổ (6.4.1) hoặc bộ lọc máy đo quang (6.4.2) theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

Trước khi kiểm tra, tiến hành lọc mẫu nước qua màng lọc có cỡ lỗ 0,45 mm (6.4.3). Để mẫu cân bằng với nhiệt độ phòng. Song song với xác định độ màu, đo pH của mẫu đã lọc.

Trong trường hợp độ màu đậm, có thể pha loãng mẫu bằng một thể tích xác định nước tinh khiết dùng để phân tích quang học (5.4.1) đến cường độ màu nằm trong dải hiệu chuẩn. Hoặc sau khi lọc, có thể bỏ qua khâu pha loãng bằng cách sử dụng cuvet đo quang có độ dài đường quang phù hợp. Sau đó đo pH theo TCVN 6492 (ISO 10523).

Chuyển mẫu nước vào cuvet của máy đo quang phổ hoặc bộ lọc máy đo quang và cho nước tinh khiết dùng để phân tích quang học (5.4.1) vào cuvet đối chứng.

6.7. Tính toán

6.7.1. Xác định độ hấp thụ riêng của dung dịch hiệu chuẩn

...

...

...

Đo A₄₁₀ của dung dịch hiệu chuẩn màu (6.3.2) bằng nước tinh khiết dùng để phân tích quang học (5.4.1) trong cuvet đối chứng.

Tính hệ số hấp thụ riêng, α, của dung dịch hiệu chuẩn theo A₄₁₀ [mm^-1 (mg/l Pt)^-1] sử dụng Công thức (3):

                                                                                                        (3)

Trong đó:

A₄₁₀ là độ hấp thụ của dung dịch hiệu chuẩn màu;

100 là độ màu của dung dịch hiệu chuẩn, tính theo mg/l Pt;

d là độ dài đường quang của cuvet, tính bằng milimét.

Đường hiệu chuẩn phải là đường thẳng.

CHÚ THÍCH: Hệ số hấp thụ riêng đối với dung dịch hiệu chuẩn là một hằng số vật lý bằng khoảng 5,4 x 10^-5 mm^-1 (mg/l Pt)^-1. Việc sử dụng hằng số này để tính toán kết quả phụ thuộc vào các điều kiện không đổi của thiết bị đã được kiểm tra xác nhận cẩn thận.

...

...

...

Thể tích nước đã dùng để pha loãng phải được tính đến khi công bố kết quả thử.

Tính độ màu thật của mẫu, C, theo mg/l Pt, sử dụng Công thức (4):

                                                                                                         (4)

Trong đó:

A₄₁₀ là độ hấp thụ của mẫu tại l = 410 nm;

α hệ số hấp thụ riêng của dung dịch hiệu chuẩn, tính theo tỷ lệ nghịch của nồng độ và milimét [mm^-1 (mg/l Pt)^-1];

d là độ dài đường quang của cuvet, tính bằng milimét.

6.8. Biểu thị kết quả

Báo cáo giá trị chính xác đến mg/l Pt trong khoảng từ 2 đến nhỏ hơn 250 mg/l.

...

...

...

Báo cáo các giá trị trong khoảng từ 0 mg/l Pt đến nhỏ hơn 2 mg/l Pt là < 2 mg/l Pt.

Độ hấp thụ ánh sáng của một số chất hòa tan tự nhiên trong nước phụ thuộc vào pH. Do vậy, khuyến nghị nên báo cáo giá trị pH của mẫu thử cùng với độ màu.

VÍ DỤ:

Độ màu thật theo TCVN 6185 (ISO 7887), Phương pháp C.

Độ màu của nước:

18 mg/I Pt.

Giá trị pH:

6,4

7. Phương pháp D: Phương pháp xác định độ màu của nước tự nhiên bằng mắt thường

...

...

...

Xác định cường độ màu nâu hơi vàng của mẫu bằng cách so sánh bằng mắt thường với một loạt dung dịch so sánh màu. Độ màu tính theo đơn vị mg/l Pt chính là cường độ màu được lấy theo màu của dung dịch so sánh.

7.2. Chất cản trở

Các chất cản trở sẽ làm tăng màu của mẫu khác đáng kể so với màu của các dung dịch so sánh. Trong trường hợp này, việc so sánh có thể không có ý nghĩa và cần tiến hành xác định màu theo Phương pháp A hoặc B. Thông tin thêm về chất cản trở, xem 5.3.

7.3. Thuốc thử

Trong quá trình phân tích, nếu không có các quy định khác, chỉ sử dụng các thuốc thử đạt cấp tinh khiết phân tích.

7.3.1. Dung dịch so sánh màu gốc, tương ứng với 500 mg/l Pt.

Xem 6.3.1.

7.3.2. Dung dịch so sánh màu

Dùng pipet hút lần lượt 2,5 ml; 5,0 ml; 10,0 ml; 15,0 ml; 20,0 ml; 25,0 ml; 30,0 ml và 35,0 ml dung dịch gốc (6.3.1) vào một dãy các bình định mức 250 ml và thêm nước (5.4.1) đến vạch mức.

...

...

...

Các dung dịch này bền trong một tháng.

7.4. Thiết bị, dụng cụ

7.4.1. Ống so màu chuẩn, ví dụ như các ống Nessler, loại cao khoảng 20 cm, dung tích 50 ml, làm bằng thủy tinh quang học trong suốt có đáy trong, hoặc các ống quan sát đặc biệt.

CHÚ THÍCH: Có thể sử dụng các ống không chuẩn lớn hơn.

7.4.2. Máy so màu

Phải theo hướng dẫn vận hành của nhà sản xuất, các cuvet dùng cho mẫu trắng, hoặc mẫu đối chứng được đổ đầy nước tinh khiết để phân tích quang học (5.4.1).

7.4.3. Kính màu chuẩn, có dải màu giống các màu tiêu chuẩn, theo đơn vị mg/l Pt, như các dung dịch so sánh màu.

Các màu chuẩn này được phép dùng với điều kiện đã được kiểm tra tại các khoảng thời gian sáu tháng dựa trên cơ sở các dung dịch so sánh màu (7.3.2) và hiệu chuẩn lại nếu cần. Ví dụ đối với màu sẫm hơn, có thể dùng các kính màu chuẩn có dải cao hơn. Các kính màu chuẩn này cũng được kiểm tra tại các khoảng thời gian sáu tháng dựa trên các dung dịch so sánh màu tương ứng được chuẩn bị từ các dung dịch so sánh màu gốc (7.3.1) và tiến hành hiệu chuẩn lại khi cần thiết.

7.5. Lấy mẫu và mẫu

...

...

...

7.6. Cách tiến hành

Nếu mẫu bị đục, lọc qua màng lọc có cỡ lỗ 0,45 μm (xem 5.5.3) trước khi tiến hành xác định độ màu (xem đoạn 3).

Trường hợp trong mẫu thử có đất sét, hoặc chất lơ lửng phân tán mịn và không thể thu được dịch lọc màu sáng, thì chỉ có thể đo được độ màu biểu kiến.

Nếu màng lọc hấp thụ các chất có màu, thì sử dụng màng lọc loại khác, ví dụ, màng lọc bằng sợi thủy tinh, và phải báo cáo điều này trong báo cáo thử nghiệm.

Nếu độ màu lớn hơn dải so sánh của các kính màu chuẩn, pha loãng mẫu với một lượng xác định nước tinh khiết dùng để phân tích quang học (5.4.1), đến khi màu của mẫu thử nằm trong khoảng màu của các dung dịch so sánh màu hoặc của các kính màu chuẩn. pH của mẫu có thể thay đổi do pha loãng. Do vậy, đo pH trước và sau khi pha loãng theo TCVN 6492 (ISO 10523).

Rót các dung dịch so sánh màu (7.3.2) vào dãy các ống so màu chuẩn (7.4.1) cho đến vạch. Rót đầy phần mẫu thử vào các ống so màu chuẩn khác cho đến vạch. Đặt các ống quan sát trên mặt phẳng có màu trắng theo một góc sao cho ánh sáng mặt trời không chiếu trực tiếp, hoặc ánh sáng từ buồng ánh sáng trắng phản xạ qua các cột chất lỏng theo hướng từ dưới lên. Nhìn thẳng đứng từ trên xuống dưới qua các cột chất lỏng. So cường độ màu của phần mẫu thử với cường độ màu của dung dịch so sánh màu có độ màu gần nhất.

Cách khác, đổ đầy mẫu thử vào ống của máy so màu (7.4.2) cho đến vạch và so sánh với các kính màu chuẩn (7.4.3).

7.7. Biểu thị kết quả

Báo cáo kết quả, theo mg/l Pt, của dung dịch so sánh có độ màu gần nhất, chính xác đến 5 mg/l Pt trong khoảng từ 0 đến nhỏ hơn 40 mg/l Pt và chính xác đến 10 mg/l Pt trong khoảng từ 40 mg/l Pt đến 70 mg/l Pt.

...

...

...

                                                                                                      (5)

Trong đó:

V₁ là thể tích của mẫu thử sau khi pha loãng;

V₀ là thể tích của mẫu thử trước khi pha loãng;

C₁ là độ màu ước lượng của mẫu đã pha loãng.

Nếu màu của mẫu không so sánh được với màu của các màu chuẩn, có thể báo cáo giá trị gần đúng kèm theo chú thích thích hợp.

Nếu không thể so sánh được, thì nên mô tả màu của mẫu thử.

Quang phổ hấp thụ của một số chất hòa tan tự nhiên trong nước phụ thuộc vào pH. Do vậy, nên nêu giá trị pH của mẫu thử cùng với độ màu.

8. Báo cáo thử nghiệm

...

...

...

a) Phương pháp thử đã áp dụng và viện dẫn tiêu chuẩn này;

b) Nhận dạng chính xác mẫu;

c) Kết quả được biểu thị theo quy định trong 4.4, 5.9, 6.8 hoặc 7.7;

d) Giá trị pH của mẫu, nếu yêu cầu;

e) Mọi sai khác không qui định trong quy trình hoặc các tình huống có thể ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm (ví dụ lọc hoặc pha loãng).

Phụ lục A

(Tham khảo)

Kiểm soát chất lượng

...

...

...

Có thể cần tiến hành kiểm soát chất lượng nội bộ bằng dung dịch kiểm soát (A.3.2). Có thể sử dụng dung dịch này cho tất cả các phương pháp nêu trong tiêu chuẩn này.

A.2. Thuốc thử

A.2.1. Axit humic, ví dụ, fluka 53680^([1]).

A.2.2. Natri hydro cacbonat, NaHCO₃.

A.3. Chuẩn bị dung dịch

A.3.1. Dung dịch kiểm soát gốc, khoảng 3 000 mg/l Pt, và A₂₅₄ ≈ 6 cm^-1.

Trộn 4,2 g NaHCO₃ (A.2.2) và 92 mg axit humic (A.2.1) trong bình định mức 500 ml. Cho vào khoảng 50 ml nước (5.4.1) và lắc mạnh trong vài phút để hòa tan các hạt rắn. Đổ nước đầy đến vạch mức. Lọc dung dịch nếu vẫn còn một số hạt không hòa tan. Sau đó đổ nước đầy đến vạch mức.

Bảo quản các dung dịch này trong bình thủy tinh đậy kín, ở nơi tối tại nhiệt độ 4 °C ± 2 °C.

Các dung dịch này bền ít nhất trong ba tháng.

...

...

...

Pha loãng dung dịch kiểm soát gốc (A.3.1) một cách từ từ để đến độ màu nằm trong dải màu của các mẫu thử. Độ màu chính xác của dung dịch kiểm soát sử dụng được xác định phù hợp theo phương pháp B, C hoặc D. Chỉ sử dụng các dung dịch mới được chuẩn bị. Độ màu chính xác của dung dịch kiểm soát là không quan trọng, vì mục đích đo là ít nhất một dung dịch kiểm soát trong từng loạt các mẫu thử để kiểm soát chất lượng và đánh giá độ chụm.

Phụ lục B

(Tham khảo)

Dữ liệu về độ chụm

Chương trình thử nghiệm liên phòng đã được tổ chức bởi Viện Nghiên cứu Nước của Nauy, Oslo, 6/7/2010. Tổng số có 25 phòng thử nghiệm từ các nước: Cộng hòa Séc (1), Đan Mạch (2), Phần Lan (6), Đức (3), Hungari (1), Ireland (4), và Nauy (8) đã tham gia chương trình này. Có ba mẫu nước khác nhau đã được phân tích:

Mẫu A: Mẫu nước uống (mạng cấp nước công cộng của Oslo, Nauy),

Mẫu B: Mẫu nước bề mặt đã qua lọc (DOC cao),

Mẫu C: Mẫu tổng hợp được chuẩn bị từ axit humic [53680-10G[2]⁾].

...

...

...

Bảng B.1 - Số liệu về độ chụm đối với phương pháp B, xác định độ màu thực sử dụng các thiết bị quang học, 436 nm

Mẫu

Nền

l

n

o

%

m

m^-1

...

...

...

m^-1

η

%

s_R

m^-1

C_V,R

%

s_r

m^-1

...

...

...

%

A

Nước uống

6

18

14,3

0,15

0,14

93,3

...

...

...

13,2

0,01

8,8

B

Nước mặt đã lọc

7

21

0

2,40

...

...

...

99,2

0,02

0,9

0,01

0,5

C

Mẫu tổng hợp

7

21

...

...

...

0,67

0,63

94

0,03

3,6

0,03

4,1

l

số lượng các phòng thử nghiệm sau khi đã loại (các phòng không phù hợp)

...

...

...

số lượng các kết quả thử riêng lẻ sau khi đã loại

o

phần trăm các kết quả ngoại lai và không nằm trong dải qui định

m

giá trị trung bình của các kết quả báo cáo

trung bình tổng của các kết quả

η

“độ thu hồi” liên quan đến giá trị trung bình

...

...

...

độ lệch chuẩn tái lập

C_V,R

hệ số độ lệch tái lập

s_r

độ lệch chuẩn lặp lại

C_V.r

hệ số độ lệch lặp lại

Bảng B.2 - Dữ liệu về độ chụm đối với phương pháp B, xác định độ màu thực sử dụng các thiết bị quang học, 525 nm

Mẫu

...

...

...

l

n

o

%

m

m^-1

m^-1

η

...

...

...

s_R

m^-1

C_V,R

%

s_r

m^-1

C_V,r

%

B

...

...

...

6

18

0

0,74

0,76

102,7

0,03

3,2

0,01

...

...

...

C

Mẫu tổng hợp

5

15

20

0,30

0,26

86,7

0,02

...

...

...

0,02

5,9

Giải thích các ký hiệu, xem Bảng B.1.

Bảng B.3 - Dữ liệu về độ chụm đối với phương pháp B, xác định độ màu thực sử dụng các thiết bị quang học, 620 nm

Mẫu

Nền

l

n

o

...

...

...

m

m^-1

m^-1

η

%

s_R

m^-1

C_V,R

...

...

...

s_r

m^-1

C_V,r

%

B

Nước mặt đã lọc

5

15

16,7

...

...

...

0,29

138,1

0,02

5,4

0,02

4,9

C

Mẫu tổng hợp

5

...

...

...

16,7

0,12

0,13

108,3

0,03

12,4

0,02

18,8

Giải thích các ký hiệu, xem Bảng B.1.

...

...

...

Mẫu

Nền

l

n

o

%

m

mg/l Pt

...

...

...

η

%

s_R

mg/l Pt

C_V,R

%

s_r

mg/l Pt

C_V,r

...

...

...

A

Nước uống

15

45

0

4,80

4,69

97,7

0,70

...

...

...

0,45

9,6

B

Nước mặt đã lọc

15

45

0

70,50

70,81

...

...

...

0,78

1,1

0,75

1,1

C

Mẫu tổng hợp

15

45

0

...

...

...

15,81

99,6

1,04

6,6

0,64

4,1

Giải thích các ký hiệu, xem Bảng B.1.

Bảng B.5 - Dữ liệu về độ chụm đối với phương pháp D, xác định độ màu của nước tự nhiên bằng mắt thường, sử dụng máy so màu

Mẫu

...

...

...

l

n

o

%

m

mg/l Pt

mg/l Pt

η

...

...

...

s_R

mg/l Pt

C_V,R

%

s_r

mg/l Pt

C_V,r

%

A

...

...

...

7

21

12,5

5,00

4,71

94,2

1,08

16,8

0,82

...

...

...

B

Nước mặt đã lọc

8

24

0

68,33

66,96

100,9

2,18

...

...

...

1,44

2,1

C

Mẫu tổng hợp

8

24

0

15,00

15,06

...

...

...

1,03

6,2

1,03

2,9

Giải thích các ký hiệu, xem Bảng B.1.

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] HAZEN, A. A new color-standard for natural waters. Am. Chem. J. 1892, 14, pp. 300-310.

[2] HONGVE, D., AKESSON, G. Spectrophotometric determination of water color in Hazen units. Water Res.1996, 30, pp. 2771-2775.

...

...

...

[4] MACCARTHY, P., RICE, J.A. Spectroscopic methods (other than NMR) for determining functionality in humic substances. In: AIKEN, G.R., MCKNIGHT, D.M., WERSHAW, R.L., MACCARTHY, P., editors. Humic substances in soil, sediment and water, pp 527-559. New York: NY: Wiley-Interscience, 1985.

[5] IEC/CIE Publication No. 17.4:1987, International lightional lighting vocabulary1⁾.

[6] ISO 8245:1999, Water quality - Guidlines for the determination of total organic carbon (TOC) and dissolved organic carbon (DOC).

[1] Fluka 53680 là tên truy nguyên dấu vết của sản phẩm được cung cấp bởi Sigma Aldrich. Thông tin này đưa ra chỉ tạo thuận lợi cho người sử dụng tiêu chuẩn này và không phải là ấn định sử dụng sản phẩm này của tiêu chuẩn. Có thể sử dụng các sản phẩm tương đương nếu cho kết quả tương tự.

[2] 53680 là tên truy nguyên dấu vết của sản phẩm được cung cấp bởi Sigma Aldrich. Thông tin này đưa ra chỉ tạo thuận lợi cho người sử dụng tiêu chuẩn này và không phải là ấn định sử dụng sản phẩm này của tiêu chuẩn.

1⁾ Kỹ thuật giống với IEC 60050-084:1987, International Electrotechnical Vocabulary - Lighting.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 6185:2015 (ISO 7887:2011) về Chất lượng nước - Kiểm tra và xác định độ màu