Giới thiệu chung về Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5971:1995

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5971:1995 (hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 6767:1990) quy định phương pháp tetracloromercurat (TCM)/pararosanilin để xác định nồng độ khối lượng của lưu huỳnh dioxit (SO2) trong không khí xung quanh. Đây là phương pháp hóa học tiêu chuẩn, có độ nhạy và độ chính xác cao, được áp dụng rộng rãi trong mạng lưới quan trắc môi trường không khí quốc gia.

- Điều 1: Phạm vi áp dụng

• Tiêu chuẩn này quy định chi tiết phương pháp tetracloromercurat (TCM)/pararosanilin để xác định nồng độ khối lượng của lưu huỳnh dioxit (SO2) tồn tại trong không khí xung quanh.
• Phương pháp được thiết kế để áp dụng cho việc đo kiểm, giám sát chất lượng không khí định kỳ hoặc liên tục tại các khu dân cư, khu công nghiệp và các khu vực chịu ảnh hưởng bởi khí thải chứa lưu huỳnh.

- Điều 2: Lĩnh vực áp dụng và giới hạn đo

• Giới hạn nồng độ xác định: Phương pháp này áp dụng hiệu quả để xác định nồng độ khối lượng lưu huỳnh dioxit trong khoảng từ 20 µg/m³ đến khoảng 500 µg/m³ (microgam trên mét khối) trong mẫu không khí xung quanh.
• Thời gian lấy mẫu tiêu chuẩn: Tiêu chuẩn quy định thời gian lấy mẫu linh hoạt từ 30 phút đến 24 giờ. Thể tích mẫu không khí lấy vào phải được điều chỉnh tương ứng để đảm bảo lượng SO2 hấp thụ nằm trong khoảng tối ưu của đường chuẩn phân tích.
• Các chất gây ảnh hưởng và cách loại bỏ: Tiêu chuẩn chỉ rõ các chất có khả năng gây cản trở phép đo bao gồm nitơ dioxit (NO2), ozon (O3) và các ion kim loại nặng (như sắt, mangan). Để loại bỏ các ảnh hưởng này, quy trình kỹ thuật yêu cầu sử dụng axit sunfamic để phân hủy NO2 và bổ sung các chất tạo phức chelat thích hợp nếu có sự xuất hiện của kim loại nặng.

- Điều 3: Nguyên tắc của phương pháp

• Hấp thụ và tạo phức bền: Khí lưu huỳnh dioxit (SO2) có trong mẫu không khí được dẫn qua dung dịch hấp thụ natri tetracloromercurat (TCM). Quá trình này tạo ra một phức chất trung gian là diclorosulfonatomercurat [Hg(Cl)2SO3]2- có tính bền vững cao, giúp ngăn chặn sự oxy hóa SO2 bởi oxy trong không khí trong suốt quá trình vận chuyển và lưu trữ mẫu.
• Phản ứng tạo màu đặc trưng: Phức chất diclorosulfonatomercurat sau đó được cho phản ứng với formaldehyt và dung dịch thuốc thử pararosanilin đã được axit hóa bằng axit clohydric. Kết quả của phản ứng hóa học này sinh ra axit pararosanilinmetylsulfonic có màu tím hồng đậm đặc trưng.
• Đo quang phổ: Cường độ màu của dung dịch tỷ lệ thuận với lượng lưu huỳnh dioxit đã hấp thụ. Độ hấp thụ quang của dung dịch màu được đo bằng máy quang phổ ở bước sóng cực đại khoảng 548 nm (hoặc 550 nm, tùy thuộc vào độ tinh khiết của thuốc thử pararosanilin sử dụng).

- Điều 4: Hóa chất và thuốc thử

• Yêu cầu về độ tinh khiết: Tất cả các hóa chất được sử dụng trong phân tích phải đạt cấp độ tinh khiết phân tích (TKPT). Nước dùng để pha chế thuốc thử và dung dịch hấp thụ phải là nước cất hai lần hoặc nước có chất lượng tương đương, hoàn toàn không chứa các chất hữu cơ và chất oxy hóa.
• Dung dịch hấp thụ TCM (0,04 mol/l): Được pha chế từ thủy ngân (II) clorua (HgCl2) và natri clorua (NaCl) hoặc kali clorua (KCl). Tiêu chuẩn lưu ý đây là dung dịch có độc tính cao, đòi hỏi quy trình thao tác và thải bỏ phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn hóa chất và bảo vệ môi trường.
• Thuốc thử pararosanilin hydroclorua: Yêu cầu phải sử dụng loại thuốc thử có độ tinh khiết cao. Tiêu chuẩn hướng dẫn chi tiết cách kiểm tra độ tinh khiết của pararosanilin bằng phương pháp đo phổ và cách tiến hành tinh chế lại bằng dung dịch butanol nếu cần thiết để đảm bảo độ nhạy tối đa cho phép đo.
• Dung dịch formaldehyt (0,2%): Được pha loãng từ dung dịch formaldehyt đậm đặc thương mại, đóng vai trò là tác nhân liên kết trong phản ứng tạo màu.
• Dung dịch axit sunfamic (0,6%): Được sử dụng để loại bỏ hoàn toàn sự cản trở của nitơ dioxit (NO2) có thể được hấp thụ đồng thời từ không khí vào dung dịch TCM.
• Dung dịch chuẩn lưu huỳnh dioxit: Được chuẩn bị từ natri sulfit (Na2SO3) hoặc natri metabisulfit (Na2S2O5). Nồng độ thực tế của dung dịch chuẩn gốc phải được xác định lại một cách chính xác bằng phương pháp chuẩn độ iot trước khi tiến hành xây dựng đường chuẩn đồ thị.

Ý nghĩa của các điều khoản mở đầu

Các quy định từ Điều 1 đến Điều 4 của TCVN 5971:1995 đóng vai trò nền tảng pháp lý và kỹ thuật cốt lõi. Việc xác định rõ phạm vi, nguyên tắc hóa học và chuẩn hóa hệ thống hóa chất, thuốc thử giúp đảm bảo tính thống nhất, độ lặp lại và độ tin cậy cao cho các kết quả phân tích nồng độ SO2 trong không khí xung quanh tại Việt Nam.