Các phương pháp phân tích hoá học nước biển - Chương 1

XÁC ĐỊNH ĐỘ MUỐI NƯỚC BIỂN1.1. XÁC ĐỊNH ĐỘ CLO VÀ ĐỘ MUỐI NƯỚC BIỂN BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHUẨN ĐỘ BẠC NITRAT (PHƯƠNG PHÁP KNUDSEN)1.1.1. Giới thiệu chung Độ muối nước biển là đại lượng đặc trưng định lượng cho lượng các chất khoáng rắn hoà tan (các muối) trong nước biển. Đó là một trong các thông số vật lý cơ bản của Hải dương học để chỉ thị khối nước, tính toán các yếu tố động lực và tìm hiểu định tính một số đặc trưng sinh thái phân bố sinh vật biển... ...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Các phương pháp phân tích hoá học nước biển - Chương 1 Chương 1 XÁC ĐỊNH ĐỘ MUỐI NƯỚC BIỂN1.1. XÁC ĐỊNH ĐỘ CLO VÀ ĐỘ MUỐI NƯỚC BIỂN BẰNG PHƯƠNG PHÁPCHUẨN ĐỘ BẠC NITRAT (PHƯƠNG PHÁP KNUDSEN) 1.1.1. Giới thiệu chung Độ muối nước biển là đại lượng đặc trưng định lượng cho lượng các chấtkhoáng rắn hoà tan (các muối) trong nước biển. Đó là một trong các thông số vậtlý cơ bản của Hải dương học để chỉ thị khối nước, tính toán các yếu tố động lựcvà tìm hiểu định tính một số đặc trưng sinh thái phân bố sinh vật biển... Xácđịnh chính xác độ muối nước biển là nhiệm vụ quan trọng và không thể thiếucủa mọi nghiên cứu hải dương. Ngày nay, Hải dương học đã sử dụng các máy và các thiết bị đo độ muốinước biển thông qua việc đo độ dẫn điện, đo tỷ trọng, đo tốc độ truyền âm... Cácphương pháp sử dụng máy hoặc các thiết bị đo độ muối như trên được gọi chunglà các phương pháp vật lý, có ưu điểm là thao tác đơn giản và đọc được ngay giátrị độ muối nước biển mà không cần qua một bước tính toán trung gian nào. Mộtsố thiết bị hiện đại được chế tạo và thường xuyên được cải tiến trong khoảng 10năm gần đây của Mỹ, Nhật Bản, Nauy... còn có khả năng đo độ muối liên tục từmặt biển đến độ sâu hàng nghìn mét (đo profile thẳng đứng độ muối), có thể sốhoá kết quả đo và ghi vào băng từ, hoặc có cáp chuyên dụng truyền thông tin từđầu đo đến máy tính và xử lý ngay các kết quả trong khi đầu đo vẫn đang ở độsâu làm việc. Một ưu thế khác của các thiết bị đo là có thể gắn nhiều đầu đo cóchức năng khác nhau (đo nhiệt độ, pH, Ôxy hoà tan, độ đục, cường độ bức xạ,sắc tố quang hợp...) và do vậy có thể đồng bộ đo nhiều yếu tố môi trường tại vịtrí khảo sát. 8 Nhược điểm chung của một số máy và thiết bị xác định độ muối nước biểnlà độ chính xác của phép đo không cao, thường chỉ đạt ±0,1%o (trừ một số máyhoặc thiết bị hiện đại, tinh vi) và phụ thuộc rất nhiều vào độ chính xác của phépđo nhiệt độ nước biển để tính toán các số hiệu chỉnh. Điều này thường gặp thấyở các máy hoặc thiết bị đo độ muối dựa trên nguyên lý đo tỷ trọng nước biểnhoặc đo tốc độ truyền âm, hoặc gặp thấy ở các thiết bị đo độ dẫn điện được sảnxuất từ những năm 70, 80 và trước nữa. Ngay một số thiết bị hiện đại ngày naycũng có loại được chế tạo và sản xuất ra chỉ với mục đích kiểm tra chất lượngmôi trường (ví dụ máy WQC của Nhật Bản) nên độ chính xác của phép đo độmuối không cao. Trong nhiều trường hợp, kết quả đo độ muối như vậy khôngthoả mãn yêu cầu của Hải dương học, nhất là yêu cầu của các bài toán về độnglực khối nước. Một đặc điểm khác dẫn đến tình trạng chưa phổ dụng ở Việt Namcác máy và thiết bị đo độ muối nước biển có độ chính xác cao (và nói chung làcác thiết bị đo các yếu tố môi trường biển) là chúng có giá thành quá cao so vớiphông kinh tế hiện tại của đất nước, trong đại đa số các trường hợp đều khôngphù hợp với nguồn tài chính của các dự án, đề tài hoặc các cơ sở nghiên cứu vàđào tạo khoa học biển. Nhiều loại máy đo mới, hiện đại và chính xác (ví dụCTD-Rosette của hãng Seabird Electronics Inc, hoặc Aquashuttle hay Nvshuttlecủa hãng Chelsea Instruments...) không những có giá thành cao mà còn đòi hỏinhững tiêu chuẩn kỹ thuật đi kèm, như là phải có tầu nghiên cứu lớn, vị trí lắpđặt trên tầu và các điều kiện làm việc phải chuẩn - những yêu cầu này hiện tạingành khoa học biển nước ta chưa thể đáp ứng và thoả mãn trọn vẹn. Phương pháp hoá học xác định độ muối nước biển mặc dù cồng kềnh hơncác phương pháp vật lý do phải chuẩn bị trước hoá chất và các dụng cụ lấy mẫuvà phân tích (cũng không phức tạp và tốn kém lắm), song lại cho độ chính xáccao (±0,02%o) thoả mãn yêu cầu của Hải dương học. Đó là phương pháp chuẩnđộ mẫu nước biển bằng dung dịch Bạc Nitrat (AgNO3), hay phương pháp xácđịnh độ muối theo độ Clo. Phương pháp này do M. Knudsen đề xuất nên cònđược gọi là phương pháp Knudsen, được Uỷ ban Quốc tế về Nghiên cứu biểncông nhận từ năm 1902. Cho đến nay, đây là phương pháp hoá học duy nhất củaHải dương học dùng để xác định độ Clo và độ muối nước biển. 9 Cũng cần nói thêm là, mặc dù Hải dương học hiện nay đã sử dụng các thiếtbị có độ chính xác cao để đo độ muối nước biển, song phương pháp Knudsenvẫn được sử dụng rộng rãi trong Hải dương học Việt Nam và thế giới bởi quytrình phân tích đơn giản, độ chính xác cao và chi phí ít hơn nhiều so với cácphương pháp vật lý. Đặc biệt, khi chúng ta cần tổ chức cùng một lúc nhiều độikhảo sát mà lại không đủ khả năng trang bị máy đo cho tất cả các đội thì việc lấymẫu nước để phân tích độ muối theo phương pháp Knudsen là bắt buộc. 1.1.2. Phương pháp Knudsen Như đã biết, trong nước biển tổng hàm lượng của 11 thành phần chính(gồm các ion và phân tử là Cl- SO4-2, (HCO3-+CO3-2), Br-, F-, H3BO3, Na+, Mg+2,Ca+2, K+, Sr+2) ...