Bài giảng ô nhiễm môi trường

Sự cố môi trường• Các tai biến hoặc rủi ro xảy ra trong quá trình hoạt động của con người hoặc biến đổi bất thường của thiên nhiên gây suy thoái môi trường nghiêm trọng... • Nước thả

Ô NHIỄM

MÔI TRƯỜNG

ThS Văn Hữu Tập

Chương 1 Tổng quan về ô nhiễm môi trường

Chương 2 Ô nhiễm môi trường nước

Chương 3 Ô nhiễm không khí

Chương 4 Ô nhiễm môi trường đất

Chương 5 Ô nhiễm tiếng ồn

Chương 6 Ô nhiễm chất thải rắn

Chương 7 Các dạng ô nhiễm khác

Nô ôi dung

Chương 1.

Tổng quan về

ô nhiễm môi trường

Giảm nhẹ thiên tai Tài nguyên

Nơi cư trú

• Môi Môi trường trường sống sống của của con con người

• Tổng hợp các điều kiện vật lý, hóa học, kinh tế, xã hội bao quanh và có ảnh hưởng đến sự tồn tại và phát triển của từng cá nhân, cộng đồng người.

Ô nhiễm môi trường

• Sự có măât các vâât chất ở 3 dạng lỏng, rắn, khí và

năng lượng có nguồn gốc tự nhiên hay nhân tạo với môât hàm lượng nào đó làm ảnh hưởng đến

chất lượng MT nói chung hoăâc chất lượng của

từng thành phần MT nói riêng

• Chất lượng MT: đầy đủ tiêân nghi cho cuôâc sống

như điêân, nước, lao đôâng, nghỉ ngơi, không khí

trong lành, nước sạch, có nhiều cây cối tự nhiên

• Đánh giá ô nhiễm bằng các tiêu chuẩn môi

trường (tiêu chuẩn quốc tế, tiêu chuẩn quốc gia hay tiêu chuẩn địa phương)

Chất gây ô nhiễm

người và sinh vật.

• Các dạng chất gây ô nhiễm:

– Rắn: rác

– Lỏng: dung dịch hóa học, chất thải của dệt

nhuộm, rượu, chế biến thực phẩm

– Khí: SO2 do hoạt động của núi lửa, NO2 từ khói

xe, CO từ khói đun v.v

– Kim loại nặng: Pb, Cu …

Suy thoái môi trường

trường, gây ảnh hưởng xấu cho đời sống của con người

và thiên nhiên

Sự cố môi trường

• Các tai biến hoặc rủi ro xảy ra trong quá trình

hoạt động của con người hoặc biến đổi bất thường của thiên nhiên gây suy thoái môi trường nghiêm trọng

• Nguyên nhân:

– Các thiên tai: Bão, lụt, hạn hán, động đất v.v – Hỏa hoạn, cháy rừng, sự cố kỹ thuật gây nguy hại về môi trường của cơ sở sản xuất, kinh doanh v.v

– Sự cố trong tìm kiếm, thăm dò, khai thác và

Khả năng chịu tải của môi trường

hành các hoạt động.

nhất định, duy trì mức sống nhất định bằng cách sử dụng,

công nghệ.

– Các hoạt động của con người

– Nhu cầu về văn hóa tinh thần

Nguồn gây ONMT

Theo tính chất hoạt động:

• Tự nhiên.

• Nhân tạo.

• Sản xuất (NN, CN, du lịch, tiểu thủ công nghiệp);

• Giao thông vận tải;

• Sinh hoạt;

Theo nguồn phát sinh:

• Nguồn sơ cấp: ô nhiễm từ nguồn thải trực tiếp vào

môi trường;

• Nguồn thứ cấp: chất ô nhiễm từ nguồn sơ cấp chất

trung gian gây ONMT

Thông số xác định mức độ ô

nhiễm do dân số gây ra

o Nguồn phát sinh: dân số

o Nguyên nhân:

 Tiêu thụ tài nguyên: chủ yếu ở dạng năng lượng từ nhiên liệu hóa thạch (than, khí, dầu) hay điện

 Hiệu quả sử dụng: ô nhiễm sinh ra theo đơn

vịtài nguyên được sử dụng Thường hiệu quả

không đạt 100%, và có sinh chất thải, chính chất thải là nguồn ô nhiễm Vì vậy, hiệu quả sử dụng

Person 1 Person 2 Person 3

Chương 2.

Ô nhiễm môi trường nước

• Khái niệm: nồng độ các chất ô nhiễm hoăâc các

chất lạ vượt quá mức an toàn, vượt khả năng tự làm sạch của MT nước

• Nước thải: chất lỏng được thải ra sau quá trình sử dụng của con người và đã bị thay đổi tính chất

ban đầu

 Phân loại theo cách xác định nguồn thải

 Phân loại theo tác nhân ô nhiễm

 Phân loại theo nguồn gốc phát sinh

và đăêc tính các nguồn thải

a) Phân loại theo cách xác định nguồn thải

 Nguồn xác định (nguồn điểm): vị trí, bản chất, lượng

xả thải

 Nguồn không xác định: ko xác định được vị trí, lưu

lượng VD: mưa axit, mưa chảy tràn

CÁC NGUỒN XÁC ĐỊNH CÓ THỂ ĐỊNH LƯỢNG VÀ KIỂM SOÁT TRƯỚC KHI XẢ THẢI, NGUỒN KHÔNG XÁC ĐỊNH KHÓ KIỂM SOÁT

và đăêc tính các nguồn thải

b). Phân loại theo tác nhân ô nhiễm

c) Phân loại theo nguồn gốc phát sinh

 Nước thải sinh hoạt (gia đình, khách sạn, trường học, bêânh

viêân, cơ quan,.v.v)

- nhiều chất hữu cơ dễ phân huỷ (cacbonhydrat, protein, mỡ )

- Chất dinh dưỡng (nito, photphat)

- Vi sinh vâât

 Nước thải công nghiêâp

- hoá chất đôâc hại

- Chất hữu cơ khó phân huỷ sinh học

- Chất hữu cơ dễ phân huỷ sinh học (SX thực phẩm )

 Nguồn ô nhiễm do nông nghiêâp

và đăêc tính các nguồn thải

Nguồn thải Thành phần Ảnh hưởng trong nước

Sinh hoạt Cac ch t co nhu c u â â

oxy Tiêu th h t oxy hoa tanu ê

Từ chất tẩy

rửa sinh hoạt

Ch t t y r a â â ư Thi u th m m , ng n c n ê â y ă a

v n chuy n CO ậ ê 2Photphat Phu d ng ươ

Công nghiệp,

sinh hoạt

Cac ch t h u c it â ữ ơ phân h y u Gây h i cho sinh v t a ậ

Từ cơ thể

người

Vi khu n truy n â ê

b nh, virus ê Gây b nh lan truy n ê ê

Chế biến thực

kim lo i n ng a ă

Ô nhiễm môi trường nước

• Hậu quả:

o Phú dưỡng

o DO giảm, BOD tăng

o Gây hại cho sức khỏe của con người

☺ Cd gây bệnh phù phổi, rối loạn chức năng thận,

thái hóa xương và gây tử vong cao ở trẻ sơ sinh.

☺ Pb ảnh hưởng đến các hệ thống máu, thận, gan.

☺ Hg: ảnh hưởng quá trình lọc máu, ức chế quá trình

trao đổi chất, rối loạn trí nhớ và bệnh trầm cảm.

• Phú dưỡng???

( http://www.education.unisa.edu.au/sciencelo/Le

arningObjects/science_oac/eutrophication.swf )

Xử lý nước thải….BOD

• Xử lý sơ cấp:

 Đơn giản nhất, hiệu quả nhất

 Làm các chất thải không tan thành dạng bùn

 Loại bỏ được 1/3 BOD và hầu hết các chất vô cơ không tan

 Chưa dùng để làm phân bón vì còn mang các

độc tố từ chất thải công nghiệp

• Xử lý thứ cấp:

Cho bùn vào bể chứa có oxy và các VSV hiếu khí

Chất hữu cơ bị phân hủy thành sản phẩm sau cùng

là CO2

Loại bỏ được 90% BOD

Chlor hóa để loại bỏ vsv

Xử lý tiếp: loại bỏ N và P

Xử lý nước thải….BOD

Thùng lắng Chất thải

Buồng sấy bùn

Suối hoặc

xử lý cải tiến

Phân hủy kỵ khí

Bùn đã phân hủy

Buồng oxi hóa Bùn

• Dựa vào tiêu chuẩn quốc gia, QCVN hoặc các tiêu

giám sát (loại A và B).

Loại A: Nước nguồn phải giám sát độ pH, độ

cứng, màu, độ đục, hàm lượng oxy hòa tan,

Fe, Mn và kim loại nặng

Loại B: Nước qua sử dụng phải giám sát độ

pH, độ kiềm, độ acid, COD, BOD, N, P, S, các hóa chất, dầu mỡ và kim loại nặng

Xử lý nước thải….BOD

2 Các hiêên tượng ô nhiễm nước

a) Ô nhiễm nước về măât vâât lý

- Đôâ mầu: mất mỹ quan, hạn chế quang hợp, giảm chất lượng.

- Đôâ đục:hấp thụ KLN, VSV gây bêânh, giảm quang hợp

- Nhiêât đôâ: nồng đôâ oxi hoà tan trong nước giảm, thay đổi điều kiêân sống sinh vâât

- Mùi, vị: gây mùi và vị khó chịu

Chất có mùi Công thức Mùi

b) Ô nhiễm nước về măât hoá học

- Hợp chất vô cơ:

Hợp chất hữu cơ:

+ Dễ phân huỷ sinh học: Cacbonhydrat, proein, chất béo + Khó phân huỷ sinh học: Hydrocacbon vòng thơm, chất đa vòng ngưng tụ, clo hữu cơ

NƯỚC THẢI TỪ KHU DÂN CƯ: 40-60% PROTEIN, 25-50% CACBONHYDRAT,

10% CHẤT BÉO.

2 Các hiêên tượng ô nhiễm nước

• Môêt số chất hữu cơ thường găêp: Môêt số chất hữu cơ thường găêp:

- Protein: → axit amin, axit béo, axit thơm, bazo hữu cơ,

HC chứa S và P → Nhiều chất có tính đôâc, mùi hôi

- Chất béo: → glyxerin và axit béo → axit axetic,

butyric → mùi hôi, giảm pH.

- Xà phòng: → tăng pH, tạo váng bề măât

- Thuốc nhuôâm mầu: cản trở quang hợp → giảm nồng đôâ oxi hoà tan →phân huỷ yếm khí → mùi, đôâc hại

- Chất tẩy rửa tổng hợp: → váng, đôâc, khó xử lý.

- Hydrocacbon, hydratcacbon, rượu, axit: → giảm oxi

hoà tan, tạo sp đôâc: andehit v.v.

- Hoá chất bảo vêâ thực vâât

2.Các hiêên tượng ô nhiễm nước

c) Ô nhiễm nước về măât sinh học

Các nhóm VSV gây bêânh: vi khuẩn, virus, đôâng vâât đơn bào, giun ký sinh

2 Các hiêên tượng ô nhiễm nước

3 CÁC THÔNG SÔ XÁC ĐỊNH ONMT NƯỚC

(water quality parameters)

3.1 Các thông số lý học

o Nhiêât đôâ: ảnh hưởng quá trình sinh hoá, tốc đôâ phân huỷ,

nồng đôâ oxi hoà tan

(đông tụ hoá học (ph trong phạm vi hẹp), sát trùng, làm

mềm nước, kiểm soát ăn mòn, hoạt đôâng VSV

3.1 Các thông số lý học

3.1 Các thông số lý học - Độ cứng

o Nước cứng không tạo bọt, dễ kết tủa, do sự

hiện diện các ion hóa trị 2 như Ca++, Mg++ hoặc

Fe++, Mn++, Zn++

o Giám sát độ cứng qua hàm lượng CaCO3 quy đổi Nước mềm có CaCO3 < 75mg/l

o Nước cứng không độc hại nhưng ảnh hưởng

không tốt đến sinh hoạt (giặt lâu sạch, làm vải mau mục, dòn) và công nghiệp (tạo thành màng cứng trên thành ống, nồi hơi dễ gây nổ)

• Độ cứng của nước gây ra bởi sự có mặt của các muối Ca và Mg

trong nước Độ cứng của nước được gọi là tạm thời khi có mặt muối cacbonat hoặc bicacbonat Ca, Mg Loại nước này khi đun sôi sẽ tạo

ra các kết tủa CaCO 3 hoặc MgCO 3 Độ cứng vĩnh cữu của nước do các loại muối sunfat hoặc clorua Ca, Mg tạo ra Độ cứng vĩnh cửu của nước thường rất khó xử lý và tạo ra nhiều hậu quả kinh tế cho việc sử dụng chúng

• Độ cứng của nước được xác định bằng phương pháp chuẩn độ

hoặc tính toán theo hàm lượng Ca, Mg trong nước:

• Độ cứng (mg CaCO3/lit) = 2,497 Ca (mg/l) + 4,118 Mg (mg/l)

• Độ dẫn điện của nước liên quan đến sự có mặt của các ion trong

nước Các ion này thường là muối của kim loại như NaCl, KCl,

SO42-, NO3-, PO4- v.v Tác động ô nhiễm của nước có độ dẫn điện cao thường liên quan đến tính độc hại của các ion tan trong nước

Để xác định độ dẫn điện, người ta thường dùng các máy đo điện trở hoặc cường độ dòng điện

3.1 Các thông số lý học

3.1 Các thông số lý học - Độ màu

chứa các chất hữu cơ (xác thực vật phân hủy), các hạt lơ lửng vô cơ.v.v.

ví dụ mùn humic có màu vàng; thủy sinh, rong tảo có màu xanh.

giản hơn.

vừa màu biểu kiến.

Xác định: so mầu với dung dịch chuẩn cloroplatinat/coban

3.1 Các thông số lý học

3.1 Các thông số lý học - Độ đục

• Do các hạt rắn lơ lửng, chất hữu cơ phân rã

hoặc do động thực vật chết gây nên

• Làm giảm khả năng truyền ánh sáng vào nước,

giảm quang hợp và đặc biệt giảm tính thẩm mỹ

• Các hạt rắn có thể mang theo vi sinh vật và

mầm bệnh

• Giám sát độ đục: dựa vào hàm lượng SiO2/1 lít nước Đơn vị độ đục là 1 mg SiO2/lít nước

• Xác định: dùng đục kế (xác định cường đôâ ánh

sáng bị tán xạ bởi các hạt gây đôâ đục

3.1 Các thông số lý học - Chất rắn

• Khái niệm: các chất vô cơ hòa tan (muối), không tan (đất đá dạng huyền phù) và các chất hữu cơ (VSV, động nguyên sinh và tảo,

chất hữu cơ tổng hợp (phân bón, chất thải)).

• Các thông số giám sát:

– Tổng chất rắn (TS): trọng lượng khô (mg/l) của phần còn lại sau khi bay hơi 1 lít nước, sấy khô ở 103 o C.

– Chất rắn lơ lửng (SS - Total Suspended Solids ): trọng

lượng khô phần rắn còn lại trên giấy lọc sợi thủy tinh 1 lít nước, sấy khô ở 105 o C.

– Chất rắn hòa tan (DS -Total Dissolved Solid ) là hiệu số TS – SS = DS VD: calcium, phosphate, nitrates, sodium,

potassium, một số chất độc hại công nghiệp, thuốc trừ sâu rầy v.v

3.2 Các thông số hoá học

Hàm lượng oxy hòa tan

(DO – Dissolved Oxygen)

• Các SV hiếu khí đều cần O 2 cho hô hấp.

• Các yếu tố ảnh hưởng đến giá trị DO:

• Khuyếch tán oxi từ không khí vào nước

• Tiêu hao oxi do phân huỷ sinh học chất hữu cơ.

• Quang hợp, hô hấp của thuỷ sinh

• Phương pháp xác đinh: Phương pháp xác đinh:

• Dựa vào khả năng DO oxi hoá Mn 2+ thành Mn có

hoá trị cao hơn trong điều kiêân kiềm Mn ở trạng thái hoá trị cao(Mn 4+ ) lại có khả năng oxi hoá I - thành I 2

trong điều kiêân axit Do vâây, lượng I 2 tạo ra có quan hêâ định lượng DO và được xác định bàng dung dịch natrithiosulphat

Nhu cầu oxy hóa sinh hóa

(BOD – Biochemical Oxygen Demand)

 Lượng O 2 cần thiết để VSV oxy hóa các chất hữu cơ có trong nước (mg

O 2 /l ).

 Ý nghĩa: xác định cường đôâ ô nhiễm của các loại chất thải sinh hoạt và công nghiêâp Dùng để kiểm soát ô nhiễm, khả năng tự làm sạch của thuỷ vực, đánh thuế viêâc xả thải.

DO1: giá trị trung bình của các mẫu trắng sau khi ủ

DO2: giá trị DO trung bình của các mẫu pha loãng sau khi ủ

 Thường phải mất khoảng 20 ngày thì 80-90% lượng chất hữu cơ mới bị oxy hóa hết → BOD5.

 BOD

 BOD < 2 mg O2/l : nước sạch;

 Phương pháp xác định BOD:

Thử nghiệm BOD được thực hiện bằng cách hòa loãng mẫu nước thử với nước đã khử ion và bão hòa về ôxy, thêm một lượng cố định vi

sinh vật mầm giống, đo lượng ôxy hòa tan và đậy chặt nắp mẫu thử để ngăn ngừa ôxy không cho hòa tan thêm (từ ngoài không khí) Mẫu thử được giữ ở nhiệt độ 20°C trong bóng tối để ngăn chặn quang hợp

(nguồn bổ sung thêm ôxy ngoài dự kiến) trong vòng 5 ngày và sau đó

đo lại lượng ôxy hòa tan Khác biệt giữa lượng DO (ôxy hòa tan) cuối

và lượng DO ban đầu chính là giá trị của BOD Giá trị BOD của mẫu đối chứng được trừ đi từ giá trị BOD của mẫu thử để chỉnh sai số

nhằm đưa ra giá trị BOD chính xác của mẫu thử

 Ngày nay việc đo BOD được thực hiện bằng phương pháp chai đo

BOD Oxitop: Đặt chai trong tủ 20oC trong 5 ngày, BOD được đo tự động khi nhiệt độ đạt đến 20oC Giá trị BOD được ghi tự động sau mỗi

24 giờ

(Tham Khảo)

Nhu cầu oxy hóa hóa học

(COD – Chemical Oxygen Demand)

Nước thải ô nhiễm: BOD/COD = 0,7 - 0,5

 Phương pháp xác định:

 PP kali bicromat: đun lưu mẫu nước với lượng

đã biết K2Cr3O7 – 0,25N trong H2SO4 làm xúc

tác, để ngăn ngừa sự oxi hoá của Cl - thêm

HgSO4 tạo thành HgCl2 bền vững Sau 2 giờ hồi lưu, lượng bicromat dư được chuẩn đôâ bằng

Fe(NH4)2(SO4)2 (muối Mohr) vơi chất chỉ thị là o – phenanthroline.

 PP kali pemanganat:

 Trong nhiều năm, tác nhân ôxi hóa mạnh là pemanganat kali (KMnO 4 )

đã được sử dụng để đo nhu cầu ôxy hóa học Tính hiệu quả của

pemanaganat kali trong việc ôxi hóa các hợp chất hữu cơ bị dao động khá lớn Điều này chỉ ra rằng pemanganat kali không thể có hiệu quả trong việc ôxi hóa tất cả các chất hữu cơ có trong dung dịch nước, làm cho nó trở thành một tác nhân tương đối kém trong việc xác định chỉ số COD.

Kể từ đó, các tác nhân ôxi hóa khác như sulfat xêri, iodat kali hay

dicromat kali đã được sử dụng để xác định COD Trong đó, dicromat kali (K2Cr2O7) là có hiệu quả nhất: tương đối rẻ, dể dàng tinh chế và

có khả năng gần như ôxi hóa hoàn toàn mọi chất hữu cơ.

Phương pháp đo COD bằng tác nhân oxy hoá cho kết quả sau 3 giờ

và số liệu COD chuyển đổi sang BOD khi việc thí nghiệm đủ nhiều để rút ra hệ số tương quan có độ tin cậy lớn.

Kết hợp 2 loại số liệu BOD, COD cho phép đánh giá lượng hữu cơ đối với sự phân hủy sinh học

 Clorua - Cl - : từ nhiều nguồn: đất, biển, phân, nước tiểu.

nước sinh hoạt)

nhiên, cao trong nước biển và nước phèn Cao trong nước thải công nghiêâp, thạch cao, quăâng chứa S.

Gây rỉ đường ống, bê tông (do khi phân huỷ tọ khí

Gây bêânh tiêu chảy cho người (giới hạn trong nước sinh hoạt < 250mg/l

Các hợp chất của Cl, S

Các hợp chất của N

 Amoniac - NH 3 : Có trong nước măât và nước thải sinh hoạt, tạo ra do sự khử các nitrat dưới điều kiêân yếm khí của các

NO 3- → NO 2- thay thế oxi trong máu → methemoglobin.

 Photphat: là chất dinh dưỡng cho sự phát triển của rong,

Photphat: là chất dinh dưỡng cho sự phát

triển của rong, tảo → phú dưỡng

 Các chất trừ sâu, diêât cỏ

 Chì: đôâc với não, tích đọng lâu dài trong cơ thể, ức

chế enzym quan trọng của quá trình tổng hợp máu gây thiếu máu, phá huỷ não, thâân

 Thuỷ ngân: phá huỷ hêâ thần kinh trung ương, phá vỡ nhiễm sắc thể và ngăn cản sự phân chia tế bào Có trong chất thải công nghiêâp (sản xuất Cl 2 , NaOH bằng điêân phân, pin thuỷ ngân, ), chất thải nông nghiêâp

(thuốc chống nấm)

 Asen: tích đọng và có khả năng gây ung thư Có măât