Hóa công nghệ và môi trường II

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trườngMục tiêu: Giáo sinh hiểu được vai trò và chu trình của nước trong sinh quyển.. Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trườngII.Thành phần hoá sinh và đặc tính

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trường

Chương III MÔI TRƯỜNG THUỶ QUYỂN

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trường

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trường

Mục tiêu:

Giáo sinh hiểu được vai trò và chu trình của nước trong sinh quyển

Từ tính chất đặc biệt của nước, nhấn mạnh những nguyên nhân chính gây ô nhiễm môi trường nước

 Sinh hiểu biết thế nào là môi trường nước bị ô nhiễm, biện pháp khắc phục

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trường

Nội dung:

1 Vai trò của nước – chu trình nước toàn cầu

2 Thành phần sinh hoá và đặc tính của nước liên quan đến môi trường

3 Ô nhiễm môi trường nước

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trường

I Vai trò của nước - chu trình nước toàn cầu.

• I.1 Nước có vai trò như thế nào trong thực tiễn đời sống ?

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trường

• I.2 Tài nguyên nước và chu trình nước toàn cầu

Tại sao nước được gọi là tài nguyên thiên nhiên? Nhìn vào sơ đồ hãy trình bày chu trình nước toàn cầu

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trường

II.Thành phần hoá sinh và đặc tính của nước

có liên quan đến môi trường

• Phân loại nước:

–Nước thiên nhiên

–Nước thải.

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trường

II.1 Thành phần hoá sinh của nước

• II.1.1 Thành phần hoá học của nước thiên nhiên

 Bảng 3.1 tr.72 trong giáo trình cung cấp cho chúng ta những thông tin gì?

Các chất rắn hoà tan trong nước : chủ yếu là muối tan trong nước Hàm lượng NaCl quyết định độ mặn của nước

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trường

 Các khí hoà tan trong nước

Nói chung các chất khí có trong khí quyển đều có trong nước do kết quả của hai quá trình đối lưu và khuyếch tán Trong đó O và CO2 có ý nghĩa quan trong nhất

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trường

 Oxi trong nước:

* Oxi là chất khí ít tan trong nước, không phản ứng hoá học với nước và có ý nghĩa lớn đối với quá trình tự làm sạch của nước

Độ hoà tan của oxi phụ thuộc nhiệt độ và áp suất

Nồng độ của oxi trong nước giảm dần theo chiều sâu của lớp nước Nước bị ô nhiễm thì hàm lượng oxi cũng bị giảm Mức tiêu thụ oxi bởi các chất ô nhiễm được biểu thị bằng chỉ số BOD hay COD

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trường

Khí CO2 trong nước

• * CO2 tan trong nước tạo HCO3- và CO32- Quá trình chuyển CO32- thành CO2 trong nước đóng vai trò rất quan trọng vào các quá trình cân bằng hoá học trong nước.Quá trình này không những ổn định độ pH trong nước mà còn ảnh hưởng đến sự tạo phức với các ion kim loại trong nước, tham giavào hoạt động của thực vật và lắng đọng trầm tích cacbonat trong nước

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trường

• Với pH khác nhau CO2 phản ứng với nước cho sản phẩm khác nhau:

• CO2 + H2O H2CO3

H2CO3 H+ +

HCO3-HCO3- H+ + Với lớp trầm tích CO2 trong nước tham gia phản ứng:

CO32-CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3) Ca2+ +

2HCO3-pH < 3

pH ≥ 5

pH ≥ 8

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trường

 Các chất hữu cơ trong nước:Dựa vào khả năng phân huỷ của vi sinh vật chất hữu cơ chia làm hai nhóm

• * Chất hữu cơ dễ bị phân huỷ sinh học

• * Chất hữu cơ khó bị phân huỷ sinh học

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trường

II.2.Thành phần sinh học của nước

• Vi khuẩn, vi trùng,nấm, tảo là những xúc tác sinh học cho một số quá trình hoá

họctrong nước và đất

• Vi khuẩn làm trung gian cho một số phản ứng hoá học xảy ra trong môi trường, đặc biệt là phản ứng của các chất hữu cơ và một số quá trình khư.û

• Tảo là sản phẩm của các chất hữu cơ sinh học và nhờ các phản ứng xúc tác sinh họccó sự tham gia của tảo mà nhiều chất lắng và khoáng sản được hình thành

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trường

• Nấm và vi trùng là những sinh vật vô cùng nhỏ , được gọi là sinh vật khử Chúng có khả năng phân huỷ các hợp chất hoá học phức tạp thành dạng đơn giản hơn , giải phóng năng lượng cho quá trình trao đổi chấtvà phát triển của chúng

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trường

• Vi khuẩn trong nước đóng vai trò quan trọng trong việc phân huỷ chất hữu cơ , hỗ trợ quá trình tự làm sạch nước tự nhiên Tuỳ theo mỗi môi trường nước, vi khuẩn có thể chia thành hai nhóm :

Nhóm vi khuẩn dị dưỡng là vi khuẩn sử dụng các chất hữu cơ làm nguồn năng lượng và nguồn cacbon để thực hiện quá trình sinh tổng hợp Có ba loại vi khuẩn dị dưỡng:

- Vi khuẩn hiếu khí

- Vi khuẩn kị khí

- Vi khuần tuỳ nghi

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trường

Nhóm vi khuẩn tự dưỡng là loại vi khuẩn có khả năng xúc tác cho phản ứng oxi hoá chất vô cơ để thu năng lượng và sử dụng khí CO2 cho quá sinh tổng hợp

Một số phản ứng chuyển hoá nitơ do vi khuẩn:

- Phản ứng cố định nitơ

3{CH2O} + 2N2+3H2O+ 4H+ 3CO2+ 4NH4+

- Phản ứng nitrat hoá:

2NH4+ + O2 4H+ +NO2- + 2H2O + E

Vi khuầnRhizobiu

Vi khuẩnnitromonas

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trường

• NH3 + 3/2 O2 H+ + NO2+ H2O +E

• NO2- + 1/2O NO3- + E

• Trong nước tự nhiên còn có một số vi khuẩn như ferrobacilus, gallinella,sphaerotilus đóng vai trò xúc tác cho việc chuyển hoá Fe2+ thành Fe3+ theo phản ứng sau:

Vi khuẩnnitromonas

Vi khuẩngallionella

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trường

• Tảo là sản phẩm của quá trình phản ứng với xúc tác vi sinh Quan hệ giữa vi khuẩn và hoá học của nước có thể được mô tả như sau:

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trường

Nấm và vi khuẩn

trên mặt đất chuyển

hoá sinh vật chết

thành chất hữu cơ và

phân huỷ những

chất hữu cơ bền như

axit furic Một phần

sản phẩm phân huỷ

đi vào nguồn nước.

Dưới ánh sáng mặt trời CO2 tạo nên sinh khối ( tảo)

pH tăng dẫn đến tạo CO3

2-tăng CaCO3 Sunfua kim loại

Nhờ vi sinh vật

Tảo chết Vi sinh vật chết bị phân huỷ bởi vi sinh vật

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trường

• Tóm lại vi sinh vật tham gia vào vòng tuần hoàn của nhiều nguyên tố quan trọng trong thiên nhiên như O,N,C,và S Chúng giúp cho việc hình thành nhiều khoáng sản trong đó có Fe, Mn và tạo chất cặn lắng trong nguồn nước tự nhiên và các hệ thống dẫn nước

Võ Thị Bích Lâm – Hoá học môi trường

III Ô nhiễm môi trường nước

Hãy trình bày nguồn gốc và thành

phần gây ô nhiễm nước?