Bài giảng ô nhiễm môi trường và các vấn đề sinh thái

Ô nhiễm môi trường : là các tác động làm thay đổi các thànhphần môi trường, gây mất cân bằng sinh thái trong môi trường, làm ảnh hưởng xấu tới sinh vật và môi trường tự nhiên.. Feasibili

BỘ MÔN QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG

Kh ủ ng ho ả ng môi tr ườ ng là các suy thoái ch ấ t

l ượ ng môi tr ườ ng s ố ng ở quy mô toàn c ầ u, đ e

do ạ cu ộ c s ố ng c ủ a loài ng ườ i trên trái đấ t

Ảnh hưởng xấu tới sức khỏe

Giảm khả năng hỗ trợ sự sống các loài thủy sản trongsông ngòi, ao hồ

Phá hoại trực tiếp bề mặt lá cây và suy thoái sự tăng

Phá hoại trực tiếp bề mặt lá cây và suy thoái sự tăng

trưởng, ảnh hưởng đến mùa màng, làm cho rừng

rụng lá

Xói mòn các công trình

Làm a xít hóa, giảm pH trong sông hồ

Nguyên nhân làm gi ả m s ự đ a d ạ ng sinh

1/11

 Ô nhiễm môi trường : là các tác động làm thay đổi các thành

phần môi trường, gây mất cân bằng sinh thái trong môi

trường, làm ảnh hưởng xấu tới sinh vật và môi trường tự

nhiên.

Feasibility study of Jute Hessian

 Chất ô nhiễm: là các chất không có trong tự nhiên hoặc vốn

có trong tự nhiên nhưng xuất hiện với hàm lượng lớn hơn

TCCP gây tác động có hại cho môi trường tự nhiên, con

người và sinh vật sống.

 Ví dụ: Hàm lượng Fe trong nước cấp sinh hoạt> 0.5mg/l

- Ch ấ t ô nhi ễ m ở d ạ ng khí, r ắ n, l ỏ ng nh ư khí th ả i,

n ướ c th ả i, ch ấ t th ả i r ắ n

- Ch ấ t ô nhi ễ m s ơ c ấ p : là các chất ô nhiễm xâm nhập

- Ch ấ t ô nhi ễ m s ơ c ấ p : là các chất ô nhiễm xâm nhập

vào môi trường trực tiếp từ nguồn sinh ra nó Ví dụ

SO2 sinh ra do đốt nhiên liệu chứa S

S + O2 = SO2

- Ch ấ t ô nhi ễ m th ứ c ấ p : là các chất ô nhiễm tạo thành

từ những chất ô nhiễm sơ cấp trong điều kiện tự

nhiên của môi trường Ví dụ: SO3, H2SO4 sinh ra từ

Feasibility study of Jute Hessian

SO2, O2 và hơi nước trong khí quyển, hoặc HNO2,

2SO2 + O2 = 2SO3

SO3 + H2O= H2SO4

 L ư u trình ch ấ t gây ô nhi ễ m: là con đường đi của chất

ô nhiễm từ nguồn sinh chất ô nhiễm đến các thành phầnmôi trường như không khí, đất, nước, con người

môi trường như không khí, đất, nước, con người

 Hình thái hóa h ọ c: là các dạng khác nhau của hợp

chất hóa học (vô cơ, hữu cơ )

Phổ biến hai cách phân loại

Theo đố i t ượ ng b ị ô nhi ễ m

Theo tác nhân gây ô nhi ễ m

Xuất phát từ quan điểm giải quyết toàn bộ vấn đề ô

Xuất phát từ quan điểm giải quyết toàn bộ vấn đề ônhiễm thì phải phân biệt được hai dạng ô nhiễm cơ bản:

Ô nhi ễ m do ch ấ t không b ị phân hu ỷ : h ợ p ch ấ t phenol m ạ ch dài, DDT (*)

Ô nhi ễ m do nh ữ ng ch ấ t d ễ b ị phân hu ỷ : có t ồ n t ạ i c ơ ch ế

bi ế n đổ i và đồ ng hoá trong t ự nhiên (**).

1/17

5.3.1 Ô nhi ễ m n ướ c

 Khái ni ệ m chung

 S ự ô nhi ễ m môi tr ườ ng n ướ c là s ự thay đổ i thành ph ầ n và

 S ự ô nhi ễ m môi tr ườ ng n ướ c là s ự thay đổ i thành ph ầ n và tính ch ấ t c ủ a n ướ c, gây h ạ i đế n ho ạ t độ ng s ố ng bình

th ườ ng c ủ a con ng ườ i và sinh v ậ t.

 Ví d ụ : N ướ c nhi ễ m As, Vi khu ẩ n gây b ệ nh

 Ngu ồ n phát sinh ô nhi ễ m

Tự nhiên

Nhân tạo

 Thông s ố c ơ b ả n đ ánh giá ch ấ t l ượ ng n ướ c

Tác nhân hoá lý học: độ cứng, pH, mùi…

Tác nhân hoá học: kim loại nặng, thuốc bảo vệ thực

vật…

Tác nhân sinh học: vi khuẩn, vi rút, tảo…

1/19

Ngu ồ n g ố c ô nhi ễ m n ướ c

Lũ lụt, núi lửa, xói mòn…

Công nghi ệ p

21

Công nghi ệ p

Ngành Đơn vị Nhu cầu nước Lượng nước

thải

Chỉ tiêu Đơn vị Trong khoảng

Y t ế Nước thải từ bệnh viện, cơ sở khám chữa bệnh

CH Ă N NUÔI

Giao thông th ủ y

Giao thông

Tác nhân hoá lý học: độ đục, màu, mùi…

Tác nhân hoá học: kim loại nặng, thuốc bảo vệ thực vật…

Tác nhân sinh học: vi khuNn, vi rút, tảo…

Tác nhân sinh học: vi khuNn, vi rút, tảo…

1/27

- Các chất vô cơ là những hạt rắn có màu gây ra, gọi làmàu biểu kiến Màu này dễ xử lý hơn.

- VD: các hợp chất của sắt +3 không tan làm nước cómàu nâu đỏ

- Nước thải sinh hoạt hay nước thải công nghiệp là

hỗn hợp của màu thực và màu biểu kiến thường gâymàu xám hay màu tối

1/29

- Ả nh h ưở ng quá trình quang h ợ p d ướ i n ướ c

4 Hàm lượng oxy hòa tan (DO):

Lượng oxy hòa tan trong nước cần thiết cho các loài

Tác động: ảnh hưởng tới chất lượng nước khi sử dụng cho

sinh hoạt, cho sản xuất, cản trở sự sinh tồn cuả loại động vậtthuỷ sinh

1/31

Tổng chất rắn (TS): là trọng lượng khô tính bằng mg của phần

còn lại sau khi bay hơi 1 lít mẫu nước trên nồi cách thủy rồi sấy khô ở 103 0 C cho tới khi trọng lượng không đổi Đơn vị: mg/l

Chất rắn huyền phù (SS): là chất rắn ở dạng lơ lửng trong nước,

được tính bằng trọng lượng khô của phần chất rắn còn lại trên

giấy lọc sợi thủy tinh khi lọc 1lít mẫu nước qua phễu lọc Gooch rồi sấy khô ở 103 0 C – 105 0 C tới khi trọng lượng không đổi Đơn vị: mg/l

Chất rắn hòa tan (DS): là hiệu số của tổng lượng chất

rắn và hàm lượng chất rắn huyền phù Đơn vị: mg/l

DS = TS – SS

Chất rắn bay hơi (VS)

1/33

Nhu c ầ u oxy sinh hóa (BOD):

+ Nhu cầu oxy sinh hoá (BOD) là chỉ số phản ánh

lượng oxy cần thiết để oxy hoá các hợp chất hữu cótrong mẫu nước nhờ hoạt động sống của vi sinh vật

+ BOD thể hiện được lượng chất hữu cơ dễ bị phân

huỷ có trong nước mẫu

+ Đơn vị: mg/L

Nhu c ầ u oxy hoá h ọ c (COD):

+ Là chỉ số phản ánh lượng oxy cần thiết để oxy hoácác chất hữu cơ và vô cơ bằng chất hóa học

+ COD>BOD

1/35

• Các ch ấ t dinh d ưỡ ng

+ Các hợp chất nitơ: Nitơ hữu cơ, amoniac, NO2-, NO3-,nitơ tự do

+ Các hợp chất phôtpho: Trong các hợp chất hữu cơ,photpho dạng muối PO4-

+ Nguồn gốc do quá trình phân rã xác động vật, từ cácnguồn phân tán và từ chất thải công nghiệp

 Kim lo ạ i n ặ ng

+ Pb, Cd, Ni

 Thu ố c b ả o v ệ th ự c v ậ t

1/37

Các chỉ tiêu vi sinh

Vi sinh vật xâm nhập vào nước từ môi trường xung quanh hoặc sống và phát triển trong nước.

Có 3 nhóm vi sinh chỉ thị ô nhiễm:

- Nhóm Coliform đặc trưng là Escherichia Coli (E Coli)

- Nhóm Streptococci đặc trưng là Streptococcus fecalis

- Nhóm Clostridca khử sunfit đặc trưng là Clostridium Perfingents

- Nhóm Coliform là quan trọng nhất, chiếm 80% vi khuNn nên

được dùng làm chỉ thị vi sinh trong nước.

Bệnh Tác nhân truyền

bệnh

Loại sinh vật

Triệu chứng

Bệnh dịch

tả

nước, bị chuột rút và suy

sụp tinh thần

dysenteriae

ỉa chảy với nước nhầy

perfringens và các

vi khuNn khác

chịu, ăn không ngon, hay

bị chuột rút, ỉa chảy Thương

hàn

1/41

TT Hợp chất Một số tác động sức khỏe

1 Thuốc trừ sâu Tác động đến hệ thần kinh

2 Benzen Rốn loạn máu, bệnh bạch cầu

3 Cacbon

tetraclorua

Ung thư, làm hại gan và có thể tác

động thị giác và thận

5 Dioxin Quái thai, ung thư

5.4.1 Khái ni ệ m

 Đấ t là nhân t ố MT h ế t s ứ c quan tr ọ ng đố i v ớ i con

ng ườ i Ho ạ t độ ng sinh s ố ng, s ả n xu ấ t, di chuy ể n c ủ a

5.4.2 Phân lo ạ i

 Theo nguồn gốc phát sinh:

- Do ho ạ t độ ng sinh ho ạ t c ủ a con ng ườ i

Sử dụng phân bón hóa học, thuốc bảo vệ thực vật, chấtkích thích tăng trưởng

Chất thải công nghiệp: công nghiệp sản xuất pin, cáckim loại nặng, thuộc da, công nghiệp sản xuất hoá chất,kim loại nặng, thuộc da, công nghiệp sản xuất hoá chất,

chất tẩy rửa, màu, v.v

Di chứng của chiến tranh: Dioxin, Furan và các dẫn xuất

của chúng là những chất độc bền trong môi trường, tồn

tại trong đất rất lâu và tích tụ trong người và động vật

Ô nhi ễ m đấ t do kim lo ạ i n ặ ng ở Hà Lan

1/47

Dầu là các hợp chất cao phân tử có thể tiêu diệt trực tiếp

hầu hết các thực vật, động vật, sinh vật trong đất

Dầu cản trở quá trình trao đổi chất của các sinh vật trong

đất, đất thiếu ôxy do không tiếp xúc với không khí, các vi

1/49

sinh vật trong đất sẽ chết dần, ảnh hưởng tới tính chất

của đất và hệ sinh thái trong đất

Dầu xâm nhập vào đất làm thay đổi cấu trúc, đặc tính lý

học và hoá học của đất, biến các keo hạt thành trơ

không có khả năng hấp phụ và trao đổi

Trực khuẩn lỵ, thương hàn, các loại ký sinh trùng (giun,sán v.v )

Phụ thuộc vào tính chất đất, độ ẩm, pH mà các loại vi

Phụ thuộc vào tính chất đất, độ ẩm, pH mà các loại visinh vật có thể sinh sôi phát triển.

Nhiệt độ (ảnh hưởng đến tốc độ phân huỷ chất thải

của sinh vật)

• Nhiệt độ tăng làm lượng ô xy giảm, mất cân bằng ô xytrong đất tạo điều kiện cho quá trình kị khí phát triển

trong đất tạo điều kiện cho quá trình kị khí phát triển

Ô nhiễm chất phóng xạ (U ran, Thori, Sr90, I131,Cs137)

• Các chất phóng xạ làm thay đổi cấu trúc tế bào, gâyung thư

1/51

Hiện tượng rửa trôi cùng các yếu tố tự nhiên và nhân tạo làm cho đất bị mất các cation (Ca2+, K+, NH4+, Mg2+).

Các ion H+ được lưu trong keo đất (H2CO3, CH3COOH,

Các ion H được lưu trong keo đất (H2CO3, CH3COOH,

H2SO4, HNO3 )

Trong nước mưa chứa CO2 có khả năng hòa tan Ca2+

CaCO 3 khó tan + H 2 O + CO 2 → Ca(HCO 3 ) 2 d ễ tan

 Độ chua nhi ề u có th ể có h ậ u qu ả là gây độ c nhôm (Al).

 pH đấ t c ũ ng đượ c dùng nh ư m ộ t chi th ị cho s ự

xu ấ t hi ệ n các v ấ n đề c ủ a đấ t nh ư sau:

1/53

xu ấ t hi ệ n các v ấ n đề c ủ a đấ t nh ư sau:

 pH < 5.0 – Al, Fe, và Mn tr ở nên d ễ hoà tan và có

th ể gây độ c cho cây Xu ấ t hi ệ n d ấ u hi ệ u thi ế u Ca

và Mo.

 pH < 5.5 - xu ấ t hi ệ n d ấ u hi ệ u thi ế u Mo, Zn, và S.

 pH > 7.5 - Xuất hiện ngộ độc do Al, Zn, và Fe.

 pH > 8.0 – Có sự tạo thành các Calcium Phosphate mà

cây không hấp thu được.

cây không hấp thu được.

 pH > 8.5 - lượng Na trên mức bình thường Ngộ độc

muối, Xuất hiện dấu hiệu thiếu Zn và Fe

1/55

5.5.1 Khái ni ệ m

Ô nhiễm không khí là sự có mặt của chất lạ hoặc sự biến

đổi quan trọng trong thành phần không khí, làm cho nó

không sạch, bụi, có mùi khó chịu, làm giảm tầm nhìn…

Tác nhân gây ô nhiễm không khí: các phần tử bị thải vào không khí do kết quả hoạt động của con người và gây tác hại đến sức khoẻ, gây tổn thất cho HST và vật liệu khác…

 Ô nhi ễ m t ự nhiên: Do đ i ề u ki ệ n t ự nhiên gây ra:

Phân lo ạ i ch ấ t gây ô nhi ễ m

 B ụ i là tên chung cho các h ạ t ch ấ t r ắ n có đườ ng kính nh ỏ c ỡ vài micrômét đế n n ử a milimét, t ự l ắ ng

xu ố ng theo tr ọ ng l ượ ng c ủ a chúng nh ư ng v ẫ n có

th ể l ơ l ử ng trong không khí m ộ t th ờ i gian sau

Kích th ướ c c ủ a b ụ i: D = 0,002 µµµµm ÷÷÷÷ 500µµµµm (1µµµµm

=10 -6 m).

§Æng Kim Chi

B ụ i kim lo ạ i

B ụ i công nghi ệ p

 Ô nhi ễ m ti ế ng ồ n là ti ế ng ồ n trong môi tr ườ ng

v ượ t quá ng ưỡ ng nh ấ t đị nh gây khó ch ị u cho

 Ô nhi ễ m ti ế ng ồ n nhân t ạ o: giao thông, xây d ự ng,

s ả n xu ấ t, sinh ho ạ t c ủ a con ng ườ i

Gi ả i pháp quy ho ạ ch

 Xem xét các điều kiện địa hình, thủy văn để bố trí cáccông trình hợp lý

 Mặt bằng quy hoạch phải đảm bảo thông thoáng

C ấ p độ c h ạ i I II III IV V

Quy định dải cách ly vệ sinh theo các cấp độc hại của sản xuất CN

η= (Yd-Yc)/Yd *100h

Yd, Yc là nồng độ chất ô nhiễm trước

và sau khi đi vào thiết bị xử lý

Bu ồ ng l ắ ng

Buồng lắng cấu tạo như hộp chữ nhật,

nhằm mục đích giảm vận tốc bụi trong

đó và lăng xuống dưới tác dụng của

trọng lực.

trọng lực.

Để tăng hiệu suất, bố trí các tấm ngăn so

le để thay đổi chiều đi của bụi, một số

hạt bụi va đập vào tấm, mất quan tình và

rơi xuống

Hiệu suất = 50-60%

Xiclon tách b ụ i

Thi ế t b ị này g ồ m hai hình tr ụ l ồ ng nhau, hình tr ụ

ngoài đượ c b ọ c kín, hình tr ụ trong hai đầ u r ỗ ng

Không khí và b ụ i đ i vào ti ế p tuy ế n v ớ i b ề m ặ t

71

trong hình tr ụ ngoài, theo quán tính (l ự c li tâm)

s ẽ bám vào b ề m ặ t này và r ơ i xu ố ng đ áy thi ế t

b ị , còn không khí s ạ ch đổ i chi ể u và theo hình tr ụ

bên tr ọ ng để ra ngoài

Hi ệ u su ấ t l ọ c: 60-70%

Thiết bị tĩnh điện

Nguyên tắc: Tích điện âm cho

hạt bụi, bụi sẽ mang điện tích

âm, khi bụi đi qua bề mặt có

điện tích dương, bụi sẽ bị hút

điện tích dương, bụi sẽ bị hút

vào bề mặt này, trung hòa điện

và rơi xuống.

Thiết bị sử dụng dòng 1 chiều

với điện thế cao (50.000 V)

Hiệu suất lọc bụi: 99%

Ph ươ ng pháp x ử lý khí th ả i

a) H ấ p th ụ :

75

a) Hấp thụ

- Thi ế t b ị h ấ p th ụ có l ớ p đệ m b ằ ng v ậ t li ệ u r ộ ng: ch ấ t l ỏ ng đượ c

t ướ i trên l ớ p đệ m r ộ ng và ch ả y xu ố ng d ướ i t ạ o ra b ề m ặ t ướ t c ủ a

l ớ p đệ m để dòng khì ti ế p xúc đ i qua

Quá trình h ấ p ph ụ đượ c s ủ d ụ ng trong kh ử khí độ c h ạ i

b) H ấ p ph ụ :

-Xử lý cơ học

-Xử lý hóa lý

-Xử lý sinh học

Giai đoạn xử lý sơ cấp: song chắn, bể lắng

Giai đoạn xử lý thứ cấp: bể aroten, bể phản ứng

(đông keo tụ), tháp lọc sinh học, tuyển nổi

Giai đoạn cao cấp: hấp phụ, khử trùng

Phương pháp tuyển nổi

-Nguyên tắc của phương pháp tuyển nổi là

lợi dụng sự chênh lệch giữa khối lượng riêng

của hạt và pha lỏng để tách hạt rắn ra.

-Khí được sục vào trong nước thải nhằm tạo

ra các bọt khí, các bọt khí này sẽ bám vào các

hạt rắn, tạo thành tổ hợp bọt khí và chất b&n

có khổi lượng riêng nhỏ hơn khối lượng

riêng chất lỏng Nhờ vậy các chất b&n nổi lên

bề mặt dưới dạng bọt và được tách ra

b Phương pháp sinh học

 Quá trình xử lý hiểu khí bao gồm 3 giai đoạn

• Oxy hóa các chất hữu cơ:

Vi khu&n dính bám lên các bông cặn có trong

nước thải và phát triển sinh khối tạo thành

bông bùn có hoạt tính phân hủy chất hữu cơ.

Các bông bùn này được cấp khí cưỡng bức đảm

Các bông bùn này được cấp khí cưỡng bức đảm

bảo lượng oxy cần thiết cho hoạt động phân

hủy và giữ cho bông bùn ở trạng thái lơ lửng.

Các bông bùn lớn dần lên do hấp phụ các chất

rắn lơ lửng, tế bào VSV, động vật nguyên sinh

qua đó nước thải được làm sạch.

(COHNS) + VK yếm khí CO 2 + H 2 S + NH 3 + CH 4 + các chất khác + năng lượng

(COHNS) + VK yếm khí + năng lượng C 5 H 7 O 2 N (tb vi khu&n mới)

Ghi chú: C 5 H 7 O 2 N là công thức hóa học thông dụng để đại diện cho tế bào vi khu&n.

c Phương pháp hóa lý

- Keo tụ : s ử d ụ ng ch ấ t keo t ụ (phèn nhôm, phen

s ắ t) để h ấ p ph ụ ch ấ t ô nhi ễ m hòa tan, tách ch ấ t

b ẩ n

- Hấp phụ: dùng than hoạt tính, silicagen, than ong…

Than gáo dừa

Phương pháp trao đổi ion

Là quá trình trao đổi ion dựa trên sự tương tác hoá học

giữa ion (Phản ứng thế) trong pha lỏng (chất bNn) và ion

trong pha rắn (nhựa trao đổi)

 Nhựa trao đổi ion còn gọi là ionit,

 Nhựa trao đổi ion còn gọi là ionit,

 Các ionit có khả năng hấp thu các ion dương gọi

là cationit

 Các ionit có khả năng hấp thu các ion âm gọi là

anionit.

 Còn các ionit vừa có khả năng hấp thu cation ,vừa

có khả năng hấp thu anion thì được gọi là ionit

lưỡng tính

TRÍCH LY HÓA HỌC

 Tách một hay một số kim loại trong dung dịch hòa tan

PCBs bằng dung môi trích ly

91

 Hình thành hai pha lỏng-lỏng (Dung môi-dung dịch)

 Các ion trong dung dịch đi vào trong pha hữu cơ: trao

đổi ion, solvat hóa,

-H ợ p ch ấ t c ủ a ph ố t pho: Di-(2-ethylhexyl)phosphoric

acid (D2EHPA), PC88A,

- Dạng amin: Tri-octyl methyl ammonium chloride

- Dạng amin: Tri-octyl methyl ammonium chloride

(Aliquat 336), Alamine 336,

- H ợ p ch ấ t ch ứ a l ư u hu ỳ nh: 5, 8-dinonylnaphthyl

sulfonic axít (DNNSA)

- Cacboxylic mạch hữu cơ: Alkyl monocarboxylic axít

(Naphthenic)

 Khuấy trộn, các ion kim loại (phức) di chuyển vào trong pha hữu cơ (trao đổi ion, solvat hóa)

 Tách pha: pha dung dịch trích ly và pha raphinat

 Tách pha: pha dung dịch trích ly và pha raphinat

 Hoàn nguyên dung môi trích ly

Quá trình trích ly trong thiết bị (mixer-settler)

SINH

SẢN XUẤT

KINH DOANH SINH

HOẠT

HOẠT

ĐỘ NG KHÁC

DNCH VỤ

CHẤT THẢI

 Chất thải rắn được định nghĩa là chất thải ở thể rắn và bùn,được thải ra từ quá trình sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh

hoạt hoặc các hoạt động khác

Ví dụ: phế liệu sắt thép, ti vi, tủ lạnh, máy giặt, giấy, thức

ă n thải, v.v.

CHẤT THẢI RẮN

 Phân lo ạ i theo ngu ồ n g ố c phát sinh

 Phân lo ạ i theo m ứ c độ nguy h ạ i

Chât th ả i r ắ n công nghi ệ p

Ch ấ t th ả i r ắ n nông nghi ệ p

Ch ấ t th ả i r ắ n sinh ho ạ t

Ch ấ t th ả i r ắ n xây d ự ng

Ch ấ t th ả i r ắ n