HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

(Water Chemistry)

– Ngu n gây ô nhi m

– Tác nhân (các ch t) gây ô nhi m

– Các thông s đánh giá ô nhi m n c

– Ch tiêu ch t l ng n c

– Phát tán các ch t ô nhi m trong n c

C b n v hóa h c n c

Water cycle song

Tài nguyên n c c a trái đ t

• > 70% v trái đ t bao ph b i n c

• 97.5% : n c m n, ch 2.5% là n c ng t

• G n 70% l ng n c ng t này đóng b ng cácvùng c c

Kh n ng đ c ti p c n v i n c u ng an toàn không gi ng nhau trên toàn th gi i

N c là thành ph n quan tr ng trong c th c a chúng ta, và s

t n t i c a chúng ta ph thu c vào n c trong t nhiên

cách pha loãng, ho c đem chúng đi kh i ( ho c c 2)

• N c m a có th mang các ch t, bao g m c các ch t gây nên m a

acid, t khí quy n xu ng trái đ t

Tính ch t hóa h c c a n c

• phân c c

• Khuynh h ng t o liên k t hydro

• Hydrat hóa ion kim lo i

S khác bi t v đ âm di n c a các nguyên t trong liên k t t o ra m t liên k t phân c c

i n tích riêng ph n do s phân

c c c a liên k t

Liên k t phân c c cho

phép liên k t hydro

x y ra

Liên k t hydro là m t liên k t t nh đi n c a các nguyên

t hydro trong m t h p ch t c a hydro v i m t

nguyên t có đ âm đi n l n: O, N, F

Liên k t hydro làm cho n c d ng l ng, trong khi

H2S d ng khí i u t ng t c ng x y ra v i HF vàHCl

• Trong các kh i n c không có dòng ch y (h ), m i

quan h nhi t đ - t tr ng t o nên s phân bi t thành các l p r t riêng bi t trong đó

t-Thermocline): có th phân chia

theo s phân b nhi t đ

x y ra các quá trình kh

13

Thành ph n c a n c t nhiên

• S phân b các ch thòa tan và các thành

ph n khác trong n cquy t đ nh b n ch t c a

n c t nhiên

– n c ng t, n c l ,

n c m n;

– n c giàu ho c nghèo dinh d ng;

– n c c ng ho c m m; – n c b ô nhi m n ng

Thành ph n sinh h c trong n c t nhiên

CO2 (CO2 trong n c là HCO3-), t đó chuy n hóa ion HCO3- thành ion

CO32-; ion này s ph n ng v i Ca2+ trong n c t o thành CaCO3 k t t a.

(1)

(2) (3) (4)

(5) (6)

(7)

S hoà tan trong n c - Các khí hòa tan

• H u h t các khí th ng g p trong môi tr ng đ u có

th hòa tan trong n c, tr metan

• hòa tan c a khí trong n c đ c tính theo nh

Lu t Henry’s

“ hòa tan c a khí trong n c t l v i áp su t riêng ph n c a khí đó ti p xúc v i ch t l ng”

Caq = KHp

• hòa tan c a khí ph thu c vào nhi t đ c a n c

• 2 khí hòa tan quan tr ng: Oxy và CO2

Oxi hòa tan

• Tính n ng đ oxi hòa tan trong n c bão hòa v ikhông khí áp su t 1atm và 25°C Bi t áp su t

riêng ph n c a n c 25°C là 0.0313 atm Khôngkhí khô (dry air) ch a 20.95% th tích oxi

acid c a n c

• pH

Ü pH đ c dùng đ đo n ng đ c a dd acid ho cbase pH đ c đo b ng n ng đ H+ trong dd,

Ü N u H+ đ c thêm vào : HPO42- + H+ å H2PO4

-Ü N u OH- đ c thêm vào : H2PO4- å H+ + HPO4

CO 2 hòa tan

• CO2 quá trình h p ph b m t (kk n c)

• CO2 quá trình hô h p c a các sinh v t s ng trong

n c và t quá trình phân h y ch t h u c , nh t làtrong mt n c ô nhi m

• N ng đ CO2 hòa tan trong n c đ ki m, đ axit,

kh n ng xâm th c, quá trình quang h p,…

• Khi n c đi qua t ng đá vôi, CO2 s đ c l c và

chuy n hóa thành bicacbonat

CO2 + CaCO3 + H2O å Ca2+ + 2HCO3

-H CO2 - HCO3- - CO32- trong n c

Ví d

b ng v i khí quy n không ô nhi m

25oC

Bi t

– n ng đ CO2 trong khí quy n là 350 ppm (0.0350%) trong không khí khô

– 25°C, n c cân b ng v i khí quy n

không ô nhi m ch a 350 ppm CO2 có

n ng đ CO2 hòa tan là 1.146 × 10-5 M

N ng đ H+ và HCO3- đ c tính t Ka1

T m quan tr ng c a vi c xác đ nh đ

axit gây ra b i CO2 và các axit vô c

• Ngu n n c mang tính axit đ c đi m n mòn và kinhphí cho vi c ki m soát và lo i b ngu n gây n mòn v t

2 n v c a đ ki m: equivalent/L (eq/L) (s mole H+

trung hoà b i đ ki m trong 1 liter dd)

Các tác nhân gây ra đ ki m ph thu c vào pH

• Xem l i H CO2 - HCO3- - CO32- trong n c

• K t h p v i công th c tính đ ki m:

[alk] = [HCO3-]+ 2[CO32-]+ [OH-]

• Tính n ng đ c a các ion HCO3-, CO32- và

OH- v i cùng m t đ ki m và 2 giá tr pH (pH 7 và pH 10) trong n c t nhiên?

Cho bi t: đ ki m c a n c t nhiên

[alk] = 0.001 (eq/L)

Các ion kim lo i trong n c

• Các ion kim lo i (Mn+): t o liên k t ho c k t h p v i các

CO 2 hoà tan và CaCO 3 trong n c

Hoá h c n c t nhiên cân

b ng v i CO 2 khí quy n và

CaCO 3

H ng s tan c a CaCO3

c ng c a n c

• c ng là t ng [Ca2+] và [Mg2+] đ c bi u th d i

d ng mg/l c a CaCO3 trong dung d ch

c ng c a n c (tt)

• c ng carbonat (đ c ng t m th i - temporary hardness), vì có th lo i b b ng quá trình đun

• c ng v nh c u (non - carbonat): đ c gây ra b icác ion khác carbonat và bicarbonat, không th lo i

b hay l ng chúng b ng đun sôi Các ion gây nên đ

c ng noncarbonat th ng là Cl-, SO42-, NO3-…

c ng Non - carbonat = T ng đ c ng - c ng carbonat