Hóa kỹ thuật môi trường 1 (nước)

Các nguồn nước trong tự nhiên và chất lượng nước II.. *Lượng nước hình thành dòng chảy sông, suối, hồ phụ thuộc vào lượng nước phân tách và lưu vực catchment area, watershed, basin Nước

Trang 1

GV: TS Nguyễn Thị Ngọc Quỳnh ngocquynh126@gmail.com

*

I Các nguồn nước trong tự nhiên và chất lượng nước

II Các vấn đề về nguồn nước III Sự lan truyền, biến đổi các chất ô nhiễm trong mtr nước

IV Môi trường nước tự nhiên và các vấn đề cần quan tâm

Phần 2 Hóa KT MTr nước

Trang 2

TS Nguyen Thi Ngoc Quynh 3

Nguồn nước:

1. Nước mưa

2. Nước mặt (sông, ao, hồ)

3. Nước ngầm (giếng khoan)

4. Nước khác (nước biển, nước thải)

Nước mưa

Nước mưa khi rơi xuống có thể:

1. Bay hơi tức thì do bề mặt đất nóng và không thấm kịp (evaporation)

2. Nếu đất khô, nước mưa xâm nhập vào đất và tạo độ ẩm của đất (infiltration)

3. Nước mưa còn tạo độ ẩm cho thảm thực vật (interception)

4. Nước mưa được giữ lại ở các ao trũng, vùng trũng nhỏ (trapping)

4 lượng nước này gọi là lượng nước phân tách (abstraction)

Trang 3

*Thường chỉ sử dụng ở những nơi có nguồn nước hạn chế, thiếu nước như hải đảo xa xôi miền núi

*Chất lượng nước mưa tương đối sạch, có thể nhiễm từ các chất gây ô nhiễm như SOx, NOx, bụi, gây mưa axít

Nước mưa

*Sử dụng bể chứa, thể tích bể chứa phụ thuộc vào lượng mưa thông thường lấy bằng 1/3-1/2 nhu cầu dùng nước trong năm

Phần 2 Hĩa KT MTr nước

Nước mưa

Trang 4

Nước mặt

*Nước sông, suối, hồ bắt đầu từ 2 nguồn:

•Dòng chảy trực tiếp

•Dòng ngầm (base flow or groundwater exfiltration): là dòng chảy vào mùa khô từ sự xâm nhập của nước ngầm ra sông

*Lượng nước hình thành dòng chảy (sông, suối, hồ) phụ thuộc vào

lượng nước phân tách và lưu vực (catchment area, watershed, basin)

Nước mặt

Lưu vực: là diện tích vùng mà tất cả nước mưa rơi vào đều đi vào các dòng trong phạm vi được bao quanh bằng đường phân thủy

Trang 5

Nước mặt

Chu vi của lưu vực được gọi là đường phân thủy (divide) (có độ cao nhất quanh lưu vực)

Nước mặt: Nước sông

*Chất lượng nước thay đổi theo điều kiện của thổ nhưỡng, thảm thực vật bao phủ, chất ô nhiễm từ cộng đồng dân cư…

*Nước sông có khả năng tự làm sạch chất ô nhiễm

•Tự làm sạch lý học: pha loãng, khuếch tán, xáo trộn, lắng, hấp thụ, thoáng khí…

•Tự làm sạch hóa học: oxy hóa, khử Fe2+ →Fe3+

•Sinh hóa: phân hủy sinh học do các VK hiếu khí, tùy tiện hoặc kỵ khí

Trang 6

Nước mặt: Hồ tự nhiên/hồ chứa

*Khả năng tự làm sạch chủ yếu là lắng và làm sạch sinh học

*Dễ phântầng

*Phú dưỡng hóa

*Bị bồi lấp do cặn lơ lửng

Nước ngầm

Chất lượng nước ngầm tốt hơn nước mặt

• Không có cặn lơ lửng

• Thường có hàm lượng khoáng cao

• Không có vi khuẩn gây bệnh (trừ trường hợp tầng nước bị nhiễm nước thải sinh hoạt)

• Có thể bị nhiễm mặn hoặc sụt lún khi khai thác quá mức

Trang 7

So sánh tính chất nước mặt và nước ngầm Đặc diểm Nước mặt Nước ngầm

Nhiệt đợ

Hàm lượng khống Sắt(II) và mangan(II) Hàm lượng CO2cao -> pH

thấp, ăn mịn

Oxy hịa tan Ammonia

Hydrogen sulphide H2S Silica

Nitrate Sinh vật

Thay đổi theo mùa Thay đổi nhiều Thay đổi tùy theo loại đất, mưa, lớp phủ thực vật…

Thường khơng cĩ Thường ở mức bão hịa Tìm thấy trong nước ơ nhiễm

Khơng (cĩ -khi ơ nhiễm)

Thấp hoặc trung bình Thấp

Vi khuẩn, virus, phiêu sinh, động thực vật nước.

Tương đối ổn định

Thấp hoặc khơng Rất ổn định, thường cao hơn

so với nước mặt

Thường cĩ hàm lượng cao Bằng khơng

Thường cĩ (khơng phải do ơ nhiễm)

Thường cĩ

Cao

Đơi khi cao Chủ yếu vi khuẩn sắt

Nước ngầm

Quá trình khai thác sử dụng nước ngầm thường dẫn đến 3 vấn đề:

Suy thoái giếng (trữ lượng giảm, sụt mực nước) Sụt lún nền đất

Ô nhiễm tầng nước (nước thải, xâm nhập mặn)

Trang 8

Thành phần hóa học của 1 số nguồn nước ngọt

Trang 9

TS Nguyen Thi Ngoc Quynh 17 Thông số (chỉ tiêu) hóa lý quan trọng thể hiện chất lượng nước

Trang 10

Chất lượng 1 nguồn nước không được quyết định dựa trên thành phần

tạp chất, mà chủ yếu xem xét sự phù hợp cho các mục đích sử dụng

Vd: nước nhiễm nitrate NO 3

đ/v mục đích sinh hoạt: [NO 3 - ] > 10 mg/L ảnh hưởng xấu đến sức khỏe

con người, đặc biệt là trẻ em chất lượng nước xấu – cho m.đ sinh hoạt

- đ/v mục đích tưới tiêu:[NO 3 - ] > 10 mg/L cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng chất lượng nước tốt – cho m.đ tưới tiêu

Cần xác định mục đích sử dụng trước khi

«phán xét» về chất lượng nước

Nhiều chất trong nướccó lợicho đ/sống thủy sinh, sức khỏe con người

Vd:

Carbonate CO 3 2- và bicarbonate HCO 3 - làm giảm tính nhạy cảm của nước

đ/v mưa acid hay nước rỉ hầm mỏ;

Độ cứng và độ kiềm của nước làm giảm độ tan và độc tính của kim loại;

Các chất dinh dưỡng (N, P), CO 2 hòa tan hay oxy hòa tan (DO) rất cần thiết cho đời sống thủy sinh

Nước tinh khiết, ngoài môi trường PTN, thường không được mong đợi Vì:

Trang 11

(A)Tạp chất hòa tan

(a) Khí hòa tan: O2, CO2, H2S, … (b) Muối vô cơ

(i) Cations: Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Fe2+, Al3+

(ii) Anions: CO32-, Cl-, SO42-, NO3

-(B) Tạp chất lơ lửng

(a) Vô cơ: Sét và cát (b) Hữu cơ: giọt dầu, rau củ quả, các chất thải từ động vật, … (C) Tạp chất dạng keo Chất tạo màu, các amino acid, Fe(OH)3, sản phẩm của chất thải hữu cơ

(D) Vi khuẩn, VSV, tảo, fungi, …

*

II Các vấn đề về nguồn nước

III Sự lan truyền, biến đổi các chất ô nhiễm trong mtr nước

Trang 12

Sự ơ nhiễm

Nước ngầm

Trang 13

Vi ệ c dùng n ướ c c ủ a th ế gi ớ i n ă m 2005 Khan hiếm nước

Khan hiếm nước

Trang 14

CẦN:

- Xử lý nước sông/nước mặt đảm bảo an toàn cho sinh hoạt và sản xuất

- Xử lý nước thải trước khi “trả” lại cho môi trường một cách an toàn, bền vững

- Xử lý nước thải để tái sử dụng, để bổ cập cho các mạch nước

ngầm, …

*

Trang 15

Trong môi trường tự nhiên, các chất ô nhiễm có thể:

1 Tất cả hay chỉ một phần tồn tại không đổi tại vị trí hiện tại

2 Tất cả hay chỉ một phần bị mang đi nơi khác

a Chuyển sang pha khác (rắn, lỏng, khí) bởi sự kết tủa, hấp phụ, hòa tan, bay hơi

b Di chuyển trong cùng 1 pha dưới tác dụng của trọng lực, khuếch tán, đối lưu

3 Tất cả hay chỉ một phần bị chuyển sang chất hóa học khác bởi các quá trình sinh hóa tự nhiên: phân hủy sinh học, tích tụ sinh học, quá trình oxy hóa khử, acid-bazo, thủy phân, tạo phức, quang hóa

Trang 16

Trang 17

Distribution and fate of toxic pollutants in an aquatic environment.

CÁC QUÁ TRÌNH LOẠI BỎ CHẤT Ô NHIỄM TRONG NƯỚC

Các chất ô nhiễm hòa tan hay lơ lửng có thể bị chuyển qua pha khác bởi 4 quá trình:

1/ Bay hơi 2/ Hấp thụ / hấp phụ: do tác dụng của lực tĩnh điện, ái lực hóa học 3/ Kết tủa: chất hòa tan trở nên kết tủa khi môi trường bị thay đởi

pH, thế oxy hóa khử, hoặc do phản ứng với các chất khác trong môi trường tạo chất ít tan

Trang 18

Nước mặt

Cặn, ô nhiễm hữu cơ,

vi sinh …

Nước ngầm

Sắt, mangan, phèn chua …

Lắng

Keo tụ, tuyển nổi

Lọc

- cát

- siêu lọc (UF, MF, RO)

Hấp phụ (than hoạt tính, zeolit, …)

Khử trùng (UV, ozone, Clo, …)

Nước thải

- Sinh hoạt

- Công nghiệp

Dây chuyền công nghệ xử lý XL

bậc 1

XL bậc 2

XL bậc 3

Khử trùng

- Gạn lọc

- Lắng

- Đông tụ

- Keo tụ

- Tuyển nổi

- Trung hòa

- Sinh học (VSV hiếu khí / kỵ khí)

- Sinh học

- Hấp phụ

- Keo tụ - lắng

- Lọc

- Clo

- HClO

- Ozone

- UV

Trang 19

CÁC PHẢN ỨNG HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG 1/ Quang hóa

2/ Tạo phức 3/ Acid- bazo 4/ Oxy hóa khử

5/ Thủy phân và hydrat hóa

6/ Kết tủa

TS Nguyen Thi Ngoc Quynh

CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC

Trang 20

hydrolysis

fermentation

acetogenesis

methanogenesis

CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC

*

IV.1 pH IV.2 Độ acid – độ

IV.3 Độ đệm IV.4 Độ cứng

IV.6 DO – BOD – COD IV.7 Kim loại (Fe, Mn, As)

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	1,39 MB