Bài giảng hoá học môi trường đại học thủy lợi

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢIKhoa Hóa và Môi Trường Bộ môn Hóa Cơ sở HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG Hóa học MT nghiên cứu về những vấn đề • Là môn khoa học nghiên cứu các hiện tượng hóa học xảy ra trong m

BỘ MÔN HÓA CƠ SỞ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

Khoa Hóa và Môi Trường

Bộ môn Hóa Cơ sở

HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG

Hóa học MT nghiên cứu về những vấn đề

• Là môn khoa học nghiên cứu các hiện tượng hóa học xảy ra trong môi trường: nguồn, các phản ứng, sự vận chuyển, hiệu ứng, sự tồn tại của các chất hóa học trong không khí, nước, đất và ảnh hưởng của các hoạt động của con người đến các quá trình này.

3

Một số hình ảnh ô nhiễm Môi trường Việt Nam Chương 1

HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG KHÍ QUYỂN

 Khí quyển là lớp vỏ khí bao quanh TĐ Ranh giới phân

chia giữa khí quyển và khoảng không gian bên ngoài

không rõ ràng

 Độ cao của lớp vỏ khí này có thể từ 500÷1000km từ mặt

đất Tuy nhiên, 99% khối lượng của khí quyển lại tập

trung ở lớp khí chỉ cách mặt đất 30km

 Sự biến đổi của áp suất khí theo độ

cao: càng lên cao áp suất càng giảm

6

Dựa theo sự biến đổi nhiệt độ, khí

quyển được chia thành 5 tầng

Tầng ngoài 800

trung 80% lượng kk, ¾ lượng

hơi nước, tro bụi, sinh vật…

Điều hòa nhiệt độ trên TĐ để duy trì

sự sống Gây ra các hiện tượng thời tiết:

mây, mưa, bão Bình lưu

16-50km

KK chuyển động theo chiều

ngang, nhiệt độ tăng dần theo

chiều cao (đến 0 o C), tập trung

KK loãng, chứa nhiều cation

và anion, nhiệt độ tăng mạnh

theo độ cao đến 1000 o C

Phản hồi sóng điện

từ từ mặt đất lên Tầng ngoài

- Tầng đối lưu chiếm

khoảng 70% khối lượng khíquyển

+Q

Khí Thành phần (%)

N2

O2Ar

CO2

78 20 1 0,038Các thành phần của khí quyển

- Tầng bình lưu có thành

phần chủ yếu là O3, ngoài racòn cóN2, O2và một số gốchóa học khác

• Oxi trong khí quyển chủ yếu được hình thành qua phản ứng quang hợp

Phun trào núi lửa

hν

3 Các phản ứng chủ yếu trong khí quyển

• Phức tạp, khó dự đoán

• Diễn ra ở pha khí, trên diện tích bề mặt

của các hạt bụi và chất lỏng tồn tại trong

sol khí và các đám mây

• Diễn ra ở các thời điểm khác nhau trong

ngày cho kết quả hoàn toàn khác nhau

• Các chất và tác nhân tham gia phản ứng:

- Các chất vô cơ: CO, CO2, NO2, SO2

HCHO

- Tác nhân oxi hóa: O3, H2O2

- Các gốc tự do: HO•, HO2•, ROO•, NO3•

a) Tiêu thụ oxi trong tầng đối lưu

- Phản ứng cháy: CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O

- Phản ứng đốt nhiên liệu hóa thạch: C + O2 = CO2

- Hô hấp của động vật: {CH2O} + O2 → CO2 + H2O

- Oxi hóa và phong hóa các oxit: ví dụ phản ứng 4FeO + O2 = 2Fe2O3

- Phản ứng quang hóa tạo ozon: từ O2 tạo ra O3

Trao đổi oxi giữa khí quyển, địa quyển, thủy quyển và

• Khái niệm: Phản ứng quang hóa là phản ứng trong đó

năng lượng cần thiết được hấp thụ từ sóng điện từ (thường

có bước sóng thuộc vùng UV- VIS)

• Nguyên tắc cơ bản của phản ứng quang hóa:

1 Phản ứng chỉ xảy ra với các phần tử có khả năng hấpthụ các photon mà nó gặp

2 Mỗi photon chỉ có thể kích hoạt với một phần tử duynhất ở quá trình quang hóa đầu tiên

3 Các phần tử hấp thụ photon có khả năng hình thànhphản ứng nhiệt, phản ứng huỳnh quang hoặc lân tinh,hoặc phân hủy liên kết cũ để tạo liên kết mới

Các dạng phản ứng quang hóa:

Phản ứng hấp thụ năng lượng:

O2+ h→ O2 *

Ký hiệu * dùng để chỉ các chất ở trạng thái kích hoạt

Phản ứng tỏa nhiệt:các phân tử kích hoạt bị mất năng

lượng dưới dạng nhiệt: O2* → O2+ Q

Phản ứng phân ly:phản ứng diễn ra phổ biến ở tầng cao

của khí quyển để tạo thành các nguyên tử oxi

O2* → O2*’

Phản ứng ion hóa:O2* → O2 +

e-Phản ứng isomer (đồng phân) hóa:

C6H4(NO2)CHO + h→ C6H4(NO)COOH

e) Phản ứng của các hợp chất N trong khí quyển

- Nhận xét về tính chất hóa học của N2: rất trơ về mặt hóa

học do năng lượng liên kết trong phân tử lớn

- Khí N2chỉ tham gia phản ứng phân ly quang học khi

nhận được năng lượng bức xạ với bước sóng rất ngắn (<

Phản ứng hình thành NO –một tác nhân làm suy giảm hàm lượng ozon trong tầng bình lưu

BT1 Một vụ cháy xảy ra ở thành phố công nghiệp

đã thải vào môi trường một lượng lớn formaldehyt

Nồng độ formaldehyt trong không khí xung quanh

xác định được là 2500µg/m3 Giả sử không có sự

khuyếch tán formaldehyt do gió mà chỉ xảy ra phản

ứng phân huỷ quang hóa Sau bao lâu nồng độ

formaldehyt trong khí quyển còn lại là 50µg/m3,

cho hằng số tốc độ phân hủy k = 2,7.10-5s-1 Coi p/ư

bậc 1

BT2 Liên quan đến hiện tượng sương quang hóa,

nồng độ ozon phát hiện được ở một khu vực đô thị

đạt 480ppb Xác định % ozon vượt quá tiêu chuẩn

cho phép (TC: 240µg/m3áp dụng trong khoảng thời

gian trên)

cacbonic Tính pH của nước tự nhiên ở trạng thái cânbằng với CO2 trong không khí ở 25oC Không khíkhô chứa 0,0314% CO2theo thể tích; KHcủa CO2ở

25oC, 1atm là 29mol/l.atm và hằng số phân ly axitcủa hệ H2CO3– HCO3-là 4,45.10-7

BT4 Cho hằng số tốc độ phản ứng: CH4 + HO =

CH3 + H2O là 6,3.10-15mol-1cm3s-1 Cho hàm lượngmetan trong khí quyển là 1,745ppmv và nồng độ HO

là 8,0.105mol.cm-3 Tính tốc độ của phản ứng

Nitơ oxit và nitơ dioxit NO2

- Nhận xét về trạng thái vật lí và hoạt tính hóa học của 2

oxit trên?

- Sự biến đổi nồng độ 2 oxit trên trong khí quyển phụ

thuộc vào những yếu tố nào?

- NOxđược tạo thành từ các nguồn nào?

26

Nồng độ (trung bình 1 giờ) hàng ngày của các chất ô nhiễm ở Los Angeles, USA

24 3 6 9 12 15 18 21 24

giờ trong ngày

BT5 Dùng các kiến thức về động học và cân bằng hóa học, hãy chứng minh mối quan hệ tỉ lệ thuận giữa nồng độ NO 2 và

O3trong khí quyển; tỉ lệ nghịch giữa NO và O3 Cho biết các phản ứng kết hợp sau:

trong quá trình phản ứng cho

nên không cần phải nạp thêm

Khí NO được tạo ra khi đốt cháy hidro cacbon trong động cơ (từ

N2, O2không khí) Phản ứng phân hủy xảy ra nhanh khi có xúc tác

2NO (k) → Pt N2(k) + O2(k)

• Giai đoạn 1: nhiên liệu (than đá / dầu / khí đốt) được đốt ở nhiệt độ khá cao, trong điều kiện thiếu oxy nên hạn chế được lượng NO tạo thành.

• Giai đoạn 2:quá trình đốt nhiên liệu được hoàn tất ở nhiệt độ tương đối thấp với lượng dư không khí

Trong điều kiện này NO không được tạo thành.

Sử dụng quá trình “đốt 2 giai đoạn” có thể giảm đến 90% lượng NOxtrong khí thải các nhà máy phát điện ([NOx] =50 – 1000 ppm).

1 Khí thải và NO 2 được dẫn vào bộ phận oxy hóa:

NO2+ SO2+ H2O  H2SO4+ NO

2 NO và NO 2 phản ứng với nhau tạo thành N 2 O 3 , tiếp đó khí thải được

sục vào bể chứa H2SO4 Khí sau khi đã xử lý được thải vào không

khí: NO2+ NO  N2O3

N2O3+ 2H2SO4 2NOHSO4+ H2O

3 Sản phẩm của phản ứng trong bể sục được phân hủy trong hệ thống

phân hủy tái tạo lại H 2 SO 4 :

2NOHSO4+ 1/2O2+ H2O  2H2SO4+ 2NO2

4 NO 2 tạo thành HNO 3 trong bể phản ứng:

3NO2+ H2O  2HNO3+ NO

Lượng NO 2 và NO thừa được dẫn quay lại bộ phận oxy hóa ban đầu.

Xử lí NOx trong khí thải nhà máy bằng cách sục khí

thải qua dung dịch H2SO4hay dung dịch chứa Ca(OH)2

và Mg(OH)2 Lúc đó ngoài NOx, SO2 cũng bị loại khỏi

khí thải:

Phản ứng của các hợp chất S trong khí quyển

Nêu tên các hợp chất chứa S trong khí quyển ?

Nguồn phát sinh các hợp chất này ?

Viết các phản ứng hình thành các hợp chất này?

Trong các dạng tồn tại trên của S, dạng nào là chất gây

ô nhiễm sơ cấp, thứ cấp ?

Hợp chất nào là dạng gây ô nhiễm phổ biến nhất ?

Xét các phản ứng xảy ra trong khí quyển với các hợpchất trên

SO3(k) + H2O(l)  H2SO4(dd) Khi có mặt chất oxi hóa:

Phản ứng của các hợp chất cacbon trong khí quyển

35

 Hai loại oxit cacbon: CO và CO2

 Nhắc lại các tính chất vật lí của CO, CO2?

 Hàm lượng CO2trong tầng đối lưu: 360 ppm

 Hàm lượng CO trong tầng đối lưu < 0,1 ppm

 Các nguồn tạo ra CO, CO2trong khí quyển

 Là 2 khí nhà kính chủ yếu và đáng quan tâm nhất

CO2 + H2O + h → {CH2O} + O2 CO2 + h → CO + O

Với CO:

CO + OH• → H + CO2 36

- Phản ứng quang hóa và phản ứng với gốc tự do OH:

- HCHO là chất trung gian để tạo thành CO:

BT7 Nồng độ CO2trong không khí năm 1750 là 280ppm và hiện tại là 355ppm Tính tỉ lệ C trong than đá được đã sử dụng làm nhiên liệu Giả thuyết CO2và không khí có tỉ trọng bằng nhau; CO 2 chỉ tạo ra từ quá trình đốt cháy nhiên liệu và được duy trì (bảo toàn) trong không khí Cho khối lượng không khí là 5,14x10 15 tấn Khối lượng C trong đá là 7,5x10 15 tấn.

BT8 Hàm lượng CO giải phóng ra khi hút thuốc lá là 400ppm (so với khôngkhí) Nếu như tốc độ hô hấp trung bình của người lớn là 20lít/phút và một người hút thuốc lá trong 15 phút Xác định lượng (mg) CO đưa vào phổi BT9 Hàm lượng cho phép khí SO2trong khí quyển là 3ppb (TCVN) Xác định hàm lượng (µg/m 3 ) SO2tối đa cho phép thải ra từ ống khói nhà máy sản xuất axit sunfuric biết khí

SO 2 sẽ được pha loãng 10.000 lần khi thoát khỏi ống khói 38

Phản ứng của các gốc tự do trong khí quyển

Khái niệm gốc tự do: các nguyên tử hoặc nhóm nguyên tửchứa một electron độc thân

Do có chứa electron độc thân, các gốc tự do có khả năngphản ứng cao, tham gia vào hầu hết các phản ứng trong khíquyển

Gốc hydroxyl (HO•) là gốc tự do đóng vai trò quan trọng

nhất trong các phản ứng hóa học khí quyển

40

 Các gốc tự do thường gặp:

Hydroperoxyl (HOO•) Alkyl (R•)

Axyl (RCO•) Ankoxyl (RO•)

 Các gốc ankyl, axyl kết hợp với O2tạo các gốc peoxi:

- Phản ứng loại bỏ gốc hydroxyl khỏi tầng đối lưu

- Gốc hydroperoxy tham gia vào phản ứng tạo gốchydroxyl và quá trình ngắt mạch của phản ứng dâychuyền:

HOO • + NO → NO 2 + HO • HOO • + O 3 → 2O 2 + HO • HOO • + O → HO • + O 2

HOO • + HO • → H 2 O + O 2

HOO • + HOO • → H 2 O 2 + O 2

RO• + NO → RONO (nitratankyl)

BT 11

1 Viết các p/ư hình thành gốc HO*

2 Viết các p/ư của HO* với: CO, SO2, H2S, RH, NO2

3 Những p/ư nào loại bỏ gốc hydroxyl khỏi tầng đối lưu

4 Viết các phản ứng tạo gốc hydroxyl từ gốc hydroperoxy

5 Viết các p/ư của gốc ankyl (R*), Axyl (RCO•) và

Ankoxyl (RO•)với O2

6 Viết p/ư của các gốc tạo thành với NO: ROO•

(peoxiankyl) và RC(=O)OO• (peoxiaxyl)

45

4 Ô nhiễm khí quyển46

Nguồn nhân tạo

Các chất gây ô nhiễm khí quyển điển hình

47

- Sulfua dioxit, SO2,

- Các oxit của nitơ, NOx,

- Cacbon oxit, CO, CO2

- Các hợp chất hữu cơ,

- Các hạt bụi lơ lửng

Chiếm trên 90%

vào tình trạng ô nhiễmkhí quyển toàn cầu

48

Thời gian lưu của một số chất gây ô nhiễm khí quyển

a) Sulfua dioxit (SO2)

Khí không màu, có mùi sốc, phát hiện được ở nồng độ >

0,3 ppm

Nồng độ trong tầng đối lưu dao động lớn, từ 1ppb –

2000 ppb tùy theo vị trí  ô nhiễm SO2mang tính khu

 Xử lí loại SO2khỏi khí thải;

 Tách lưu huỳnh khỏi nhiên liệu trước khi đốt;

 Sử dụng loại nhiên liệu chứa ít lưu huỳnh;

 Thay thế việc đốt nhiên liệu bằng các nguồn năng

Nồng độ trong tầng đối lưu dao động từ 1 ppb – 0,5 ppm

Là nguyên nhân gây ra mưa axit và sương khói quang hóa

Khi xâm nhập vào tầng bình lưu, NOxtham gia phản ứng với O3làm ảnh hưởng tới nồng độ ozon trong vùng này

rụng, xoắn, cây non bị chết

Chỉ có khoảng ½ lượng khí CO2thải ra hàng năm được

thực vật và nước hấp thụ, còn lại tồn lưu trong khí

 Nguồn CH4trong khí quyển:

 Thời gian lưu lớn (3 năm)  CH4phân bố khắp tầngđối lưu

 Nồng độ hiện tại khoảng 1,75 ppm; tốc độ gia tănghàng năm là khoảng 2%

 Là khí góp phần làm gia tăng hiệu ứng nhà kính “kép”

 Chu trình chuyển hóa của CH4: 2 – 7% bị hấp thụ, 6 12% bị chuyển vào tầng bình lưu, phần lớn bị phân hủytrong tầng đối lưu

-54

Các phản ứng oxy hóa mêtan chủ yếu khi có mặt NO x

trong tầng đối lưu vào ban ngày

Phản ứng quan trọng nhất trong tầng đối lưu là với gốc

hydroxyl:

CH 4 + OH  CH 3 + H 2 O

Các hidrocacbon khác

Trong khí quyển có trên 600 loại hidrocacbon, trong

đó loại gây ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe conngười là hidrocacbon thơm đa vòng (PolycyclicAromatic Hydrocarbon – PAH), có từ 2 vòng benzentrở lên

Nguồn gốc: từ tự nhiên và nhân tạo

Tác hại: Các PAH xâm nhập vào cơ thể có thể gây độtbiến gen, ung thư…tùy thuộc vào hàm lượng và sốvòng benzen trong các phân tử PAHs

Một số PAH điển hình:

56

57

Công thức cấu tạo và công thức phân tử của một số PAH

Các dẫn xuất halogen của các RH

Thế nào là dẫn xuất halogen?

Clorofluorocarbons (CFCs) – là các hợp chất bay hơi có

từ 1-2 C trong phân tử, liên kết với các nguyên tử Clhoặc F

CCl3F (CFC-11), CCl2F2 (CFC-12), C2Cl3F3 113), C2Cl2F4(CFC-114) và C2ClF5(CFC-115)

(CFC-58

Các CFC được dùng trong các máy điều hòa nhiệt độ/các

máy làm lạnh trước 1980, trong các quy trình làm sạch các

thiết bị điện tử dễ hỏng và là sản phẩm phụ của một số quá

trình hóa học Là chất mang cho các loại sơn phun, bình

xịt

CFC là các hóa chất làm giảm ôzôn, đi vào tầng bình lưu

bị phân tách ra bởi các tia cực tím, tạo thành các nguyên tử

clo Các nguyên tử clo phản ứng như một chất xúc tác, có

thể phá hủy hàng ngàn phân tử ôzôn trước khi ra khỏi tầng

bình lưu

Nếu các CFC phân tử tồn tại lâu, thời gian tái tạo phải tính

bằng thập kỷ Một phân tử CFC mất trung bình 15 năm để

đi từ mặt đất lên đến các tầng trên của khí quyển và tồn tại

khoảng một thế kỷ, phá hủy đến cả trăm ngàn phân tử

ôzôn trong thời gian này

• CFC là các chất hyđrocacbon chỉ có thành phần clo và

flo là các chất phá huỷ tầng ôzôn mạnh nhất nên đã bị

cấm từ 1.1.1996

• HCFC là các chất có đầy đủ các thành phần hyđrô, clo

và flo có tiềm năng phá huỷ tầng ôzôn ít hơn, là các ga

lạnh quá độ, được sử dụng đến 2030 (Việt nam đến

2040)

• (HCFC) Frêôn là các cacbua hydro no và chưa no như

CH4, C2H6, C2H4mà các nguyên tử hydro được thay thế

một phần hoặc toàn bộ bằng các nguyên tử clo và flo

62 Các Halon

 Halon tương tự như CFC nhưng có chứa cả 3 halogen trong phân tử: F, Cl, Br

 Các Halon thường gặp: CBrClF2 (Halon-1211), CBrF3(Halon-1301) và C2Br2F4(Halon-2402).

 Ứng dụng: Các halon thường được sử dụng để dập lửa

 Khi xâm nhập vào tầng bình lưu, các Halon phân hủy tạo nguyên tử Br Ở nồng độ Br chỉ khoảng 0,02 ppb, nó có thể phân hủy O3lớn hơn Cl khoảng 20%.

e) Các hạt lơ lửng trong tầng đối lưu

Nguồn gốc hình thành hạt:

Kích thước các hạt rất nhỏ (~ 2,5 µm) nên rất khó lắng,

chỉ được rửa trôi theo nước mưa, tuyết (ngưng tụ ướt)

hay bám vào bề mặt trong quá trình di chuyển (ngưng tụ

khô)

63

Do diện tích bề mặt lớn, các hạt lơ lửng làm tăng tốc

độ phản ứng hóa học trong không khí

Những hạt cực nhỏ có thể gây tán xạ ánh sáng, dẫnđến các thay đổi phức tạp về khí hậu

Phơi nhiễm trong thời gian dài có thể gây ra nhiều táchại cho con người

64

Muội than (soot)

Hình thành từ quá trình đốt cháy không hoàn toàn nhiên

liệu hóa thạch hoặc sinh khối

Là cacbon không tinh khiết kết hợp với nhiều hợp chất

hữu cơ (PAHs…) nên có tính độc cao

Tro bay (fly ash)

Là các hạt khoáng nhỏ xuất phát từ việc đốt nhiên liệu

hóa thạch có hàm lượng tro cao

Thành phần chủ yếu phụ thuộc vào loại nhiên liệu sử

Chì có trong khói thải đã gây “ngộ độc” hệ xúc tác lắp trong ống xả để giảm phát thải CO, NOxvà các hydrocacbon dẫn đến gia tăng nồng độ các khí này trong khí thải

Các hạt bụi chì gây tác hại cho con người qua đường hô hấp và tiêu hóa (gây kích thích và tê liệt thần kinh)

66

Amiăng (asbestos)

Là một nhóm các khoáng silicat có dạng sợi, đặc biệt là

các khoáng thuộc nhóm xecpentin, công thức gần đúng là

Mg3P(Si2O5)(OH)4

Trước đây, amiang được sử dụng rất phổ biến trong xây

dựng, sản xuất má phanh, tấm vách ngăn, các loại đường

ống

Hít phải không khí có chứa bụi amiăng sẽ bị bệnh phổi

do amiăng (asbestosis – một dạng viêm phổi có điều

kiện), u tế bào biểu mô của màng khoang lồng ngực và

ung thư phế quản

Ngày nay việc sử dụng amiăng đã bị hạn chế

 Sự suy giảm nồng độ ozon trong tầng bình lưu

 Sương khói quang hóa

Công thức

Phần trăm đóng góp vào hiệu ứng nhà kính tự nhiên (%)

Phần trăm đóng góp vào gia tăng nhiệt độ trung bình toàn cầu (%)

Hơi nước H 2 O (k) 88,9 0 Cacbon dioxít CO 2(k) 7,5 46,6

Nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng;

Băng tan, nước biển dâng, mất nhiều diện tích sinh

sống và trồng trọt;

Nước sông hồ giảm do hiện tượng bay hơi;

Sự thay đổi nhiệt độ không đồng đều giữa lục địa và

đại dương dẫn tới sự biến đổi mạnh của khí hậu địa

phương và khu vực

73

Ảnh hưởng của hiệu ứng nhà kính đến sự biến đổi

[O3]max= 8 – 10 ppm ở độ cao 15 – 35 km (tầng ozon)

Mật độ ozon trong không khí thường được đo bằng đơn

• Phản ứng tạo thành ozon trong tầng bình lưu

M là tác nhân trung gian

78

• Phản ứng phân hủy ozon

Phản ứng phân hủy ozon bởi cấu tử X nêu trên cũng có

thể bị gián đoạn, do X hay XO tham gia các phản ứng

khác, ví dụ:

Vì vậy, các phân tử HNO3, HCl, ClONO2(clorin nitrat)

được xem là nơi chứa tạm thời của các tác nhân xúc tác

phân hủy ozon

79

80

81

Hậu quả: suy giảm nồng

độ ozon tại Nam cực =>

tạo lỗ thủng tầng ozon

Qui ước quốc tế: Mật độ ozon < 220 DU  lỗ thủng tầng ozon

82

Lỗ thủng lớn nhất của tầng ozon ở Nam cực ghi nhận được (21-30/9/2006)

S= 3.10 7 km 2

Nguyên nhân gây lỗ thủng tầng ozon

Do sự chênh lệch to, mùa đông ở Nam cực thường có

lốc xoáy rất mạnh ở độ cao 10 – 15 km

Vì tothấp, nên kk rất khô  quá trình tạo mây chỉ xảy

ra ở nhiệt độ rất thấp (-75oC), mây chứa các hạt HNO3.3

H2O đông đặc có diện tích bề mặt lớn – mây tầng bình

lưu vùng cực loại 1 (type 1 PSC - polar stratospheric

clouds)

Các hạt băng axit trên hấp thụ NO2và giữ chúng dưới

dạng axit, nên không xẩy ra phản ứng giữa ClO và NO2

83

84

 Trên bề mặt các hạt băng xảy ra phản ứng:

ClONO 2 + H 2 O  HOCl + HNO 3

ClONO2+ HCl  Cl2+ HNO3

 Khối không khí chứa các hạt băng bên trong cơn lốc bị

cô lập không thể tiếp xúc, hòa trộn với không khí bênngoài, nên các phản ứng này làm tăng lượng clo vàHOCl, cung cấp Cl, là tác nhân làm suy giảm ozon

 Khi mặt trời mọc vào mùa xuân, bức xạ tử ngoại củaánh sáng Mặt trời phân hủy Cl2 và HOCl tạo ra mộtlượng lớn Cl tự do làm phân hủy ozon rất nhanh chóng

Hậu quả của sự suy giảm của nồng độ ozon trong

tầng bình lưu

• Tầng ozon hấp thụ bức xạ tử ngoại UV-B Bức xạ nhóm

UV-B có thể hủy hoại ADN và một số hệ sinh học

• Đối với thực vật: Làm giảm lượng thực vật phù du

giảm năng suất sinh học của đại dương  làm ảnh hưởng

đến chuỗi thức ăn

• Đối với con người:

- Làm da cháy nắng, lóa mắt, lão hóa da, đục thủy tinh

thể, ung thư da hay ung thư mắt

- Ảnh hưởng có hại đến hệ miễn dịch da, do đó làm các

bệnh liên quan đến da như sởi, sốt rét, phong,… trở nên

phức tạp hơn

c) Sương khói

Sương khói là thuật ngữ dùng để chỉ một hiện tượng ô nhiễm môi trường, được đưa ra bởi Henry Antoine Des Voeux năm 1905

Nguồn: Sương mù + khói thải đốt nhiên liệu hóa thạch

Tác hại: tạo ra nhiều chất gây ô nhiễm thứ cấp có hại cho động vật và môi trường

Phân loại: - Sương khói kiểu London

- Sương khói kiểu Los Angeles

86

Sương khói kiểu London

87

1952 Điều kiện hình thành: Địa hình + khói thải + khí hậu

Giải thích bản chất hiện tượng sương khói: Các phân tử khói bụi chứa SO2quyện vào các hạt sương, tồn tại sát mặt đất trong thời gian dài do hiện tượng đảo nhiệt kém

Tác hại: Dạng sương khói này đã làm chết gần 4000 người trong 5 ngày (05 – 10/12/1952) tại London

88

89 Sương khói kiểu Los Angeles

Đây là dạng sương khói quang hóa (photochemical smog)

 Nguồn gốc: Khí thải từ phương tiện giao thông + ánh sáng mặt trời

Thành phần: chứa nhiều chất ô nhiễm thứ cấp như ozon,

NO2, HNO3, hạt keo khí và anđêhit và peroxyaxetyl nitrat (CH3C(=O)O2NO2, PANs)

Sương khói làm cho không khí có màu nâu mờ do có chứa NO2

90

Đối với động vật và con người: sương khói quang

hóa kích thích gây cay bỏng mắt, khó thở, mệt mỏi, gây hại đến khí quản và phổi

Với thực vật: Sương khói quang hóa ngăn cản quá

trình quang hợp ở thực vật, làm lão hóa cao su, ăn mòn kim loại và nhiều loại vật liệu khác

Hiện tượng này thường xảy ra tại các thành phố lớn với mật độ giao thông cao như Los Angeles, Mexico

gọi là mưa axit ?

Tác hại của mưa axit

Ảnh hưởng tới nguồn nước tự nhiên

Làm suy giảm mạnh tính đa dạng về loài của hệ động thực vật thủy sinh

Làm tăng nồng độ các ion kim loại độc trong nước, ví dụ nồng độ ion nhôm trong nước tăng tỷ lệ với độ axit

Gây hại đến mùa màng do ảnh hưởng đến sự rửa trôi các nguyên tố, chất dinh dưỡng trong đất cần cho sự phát triển của thực vật

Ảnh hưởng đến các công trình xây dựng, bể chứa, đường ống dẫn nước do có khả năng ăn mòn

96

e) Ô nhiễm không khí trong nhà

Ô nhiễm trong nhà là dạng ô nhiễm không khí bên

trong có thể gây hại tới sức khỏe con người

Nguồn gây ô nhiễm: vi sinh vật (nấm mốc, vi khuẩn),

hóa chất (như CO, CO2, NOx, SO2, radon), formaldehit,

các chất hữu cơ bay hơi (volatile organic compounds,

VOC), bụi PM10(các hạt kích thước dưới 10 micron),

các chất gây dị ứng từ vật nuôi,…

nhà

Không hút thuốc trong phòng kín

Bếp đun nấu, lò sưởi phải có ống thông gió hút hơi khí thải

từ bếp để đẩy hơi khí ô nhiễm ra ngoài nhà

Các máy văn phòng (máy in, fax) cần để ở chỗ thông thoáng

Sử dụng các loại nước tẩy rửa, thuốc xịt chứa ít các chất gây hại

Ngăn ngừa khe thẩm thấu khí radon từ ngoài vào nhà

98

6 Chỉ số và tiêu chuẩn chất lượng môi trường

không khí

Chỉ số chất lượng không khí(AQI -Air Quality Index) là

chỉ thị tiêu chuẩn cho chất lượng không khí ở một khu vực

AQI là chỉ số đại diện cho nồng độ của một nhóm các chất ô

nhiễm gồm: CO, NO2, SO2, O3và bụi trong không khí ở từng

khu vực

Giá trị AQI cao nhất đo được của các chỉ tiêu thành phần

sẽ là giá trị AQI trong ngày

Chỉ số chất lượng không khí tương tự đã được sử dụng tại

nhiều nước trên thế giới như Mỹ, Anh, Đan Mạch, Thái Lan,

Malaysia, Việt Nam, …

99

7 Một số biện pháp bảo vệ môi trường không khí

a Quản lý và áp dụng các công cụ pháp lý

b Thực hiện định kỳ kiểm toán nguồn thải

c Áp dụng các công cụ kinh tế quản lý tài nguyên không khí

d Sử dụng các nguồn nhiên liệu và năng lượng thân thiện với môi trường

100

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

Khoa Hóa và Môi Trường, Bộ môn Hóa Cơ sở

Đinh Thị Lan Phương

1 Tài nguyên nước và vòng tuần hoàn nước

2 Thành phần của nước thiên nhiên

3 Các phản ứng hóa học chủ yếu trong nước

4 Ô nhiễm nước

5 Tiêu chuẩn đánh giá chất lượng môi trường nước

1 Tài nguyên nước và vòng tuần hoàn nước

- Công thức hóa học và đặc điểm cấu tạo của nước

7 2 Thành phần hóa học của nước tự nhiên

- Phụ thuộc mạnh vào tính di động của các chất:

+ Các chất di động rất mạnh: Cl, Br, I, S…

+ Các chất dễ di động: Na, K, Mg, Ca…

+ Các chất ít di động: SiO 2 , P, Mn…

+ Các chất di động rất yếu: Fe, Al, Ti …

Thành phần hóa học của nước tự nhiên phức tạp, phụ

thuộc vào nhiều yếu tố:

- Các quá trình trao đổi chất

- Các quá trình oxi hóa – khử

Quá trình vật lí:

- Quá trình biến đổi trạng thái của nước

- Quá trình trộn lẫn các nguồn nước có thành phần khác nhau

Quá trình sinh hóa:

- Phụ thuộc vào sự tương tác của nước với các chất:

lk hidro, lưỡng cực –lưỡng cực, lưỡng cực-lưỡng cực

cảm ứng

- Phụ thuộc vào khí hậu:

Làm thay đổi các quá trình phong hóa

Làm thay đổi sự hoạt động của các sinh vật trong

- Các nguồn làm giàu và làm giảm O2trong nước

- Các yếu tố làm ảnh hưởng đến sự thay đổi DO:

+ Điều kiện khí hậu, thời tiết: chủ yếu vào nhiệt độ và

áp suất môi trường + Độ sâu của nước

BT1 Hàm lượng oxi trong một mẫu nước hồ đo được ở

25oC là 4,3 mg/l Hãy tính phần trăm bão hòa oxi trong nước

biết hằng số Henry của oxi ở 25oC là 1,3.10-3mol/l.atm và

áp suất riêng phần của oxi trong khí quyển là 0,21 atm

BT2 Oxi hòa tan trong nước (DO) trong mẫu nước được

xác định là 3,8 mg l-1 Nhiệt độ của mẫu là 15oC và áp suất

là 760 mmHg Tính phần trăm bão hòa của DO trong mẫu

nước biết hằng số Henry đối với O2ở 15oC là 1,5.10-3mol l

-1atm-1 Biết áp suất riêng phần của oxi là 0,2095 atm

+ BOD, Biological Oxygen Demand + COD, Chemical Oxygen Demand

Cá hồi, cá vược, động vật phù du, giáp xác,

ấu trùng chuồn chuồn Không có cá;

trùng ruồi và muỗi…

Cá kém chất lượng, cá trê,

ấu trùng ruồi…

Cá kém chất lượng, cá trê,

ấu trùng ruồi…

Cá hồi, cá vược, động

vật phù du, giáp xác,

ấu trùng chuồn chuồn

Khí cacbonic hòa tan trong nước

- CO 2 là một chất khí ít tan trong nước, độ tan tăng lên khi tăng áp suất và giảm nhiệt độ

- Phản ứng CO2tương tác với nước phụ thuộc vào pH của nước:

pH < 5 : CO 2 + H 2 O ↔ H 2 CO 3

5 < pH < 8: H2CO3 ↔ H + + HCO3

-pH > 8: HCO3- ↔ H + + CO3

2 Các nguồn cung cấp CO 2 trong nước:

- Các quá trình làm giảm CO2trong nước:

Hàm lượng H2S cao trong lớp nước sâu, đặc biệt là nướcngầm

BT3 Một mẫu nước tự nhiên có [HCO 3-] = 75 mg/L; [CO 32-] = 45 mg/L ở 25 o C Tính pH của mẫu nước trên, cho biết axit H2CO3có các hằng số điện li axit K1= 4,47×10 -7 và K 2 = 4,68×10 -11

b) Các chất rắn hòa tan trong nước

Total suspended solids – TSS

 Thành phần: các hạt chất vô cơ, hữu cơ kể cả các hạt chất

lỏng không trộn lẫn với nước: các hạt đất sét, phù sa, hạt

bùn, sợi thực vật, tảo, vi khuẩn,…

 Chất rắn lơ lửng thường có trong nước mặt do hoạt động

xói mòn nhưng ít có trong nước ngầm do khả năng tách

lọc tốt của đất

 Ngoài các hạt chất rắn lơ lửng có nguồn gốc tự nhiên,

nhiều chất rắn lơ lửng xuất phát từ các hoạt động sinh

hoạt, sản xuất của con người

Thành phần hóa học TB của nước sông hồ và nước biển toàn cầu

BT4 Hàm lượng khí CO2hòa tan trong nước ở 20 o C là 5,5 mg/l Hãy tính giá trị pH của nước thu được với giả thiết rằng nước không chứa ion khác Biết giá trị hằng số điện ly nấc 1 của

H2CO3là 4,45.10 -7 và coi axit này phân ly chủ yếu theo nấc 1.

- Nguồn gốc của ion Cl-:

c) Các ion chính trong nước tự nhiên

19 Ion sunfat (SO 4 2- )

- Ion SO42-là loại ion quan trọng trong nước thiên

nhiên, gặp nhiều trong nước có độ khoáng hoá thấp

- Hồ nước ngọt hàm lượng SO42-cao hơn trong nước

sông Trong nước biển hàm lượng SO42-giảm dần

theo độ sâu

- Nguồn gốc của SO42-:

• Từ khí manti, khí quyển: H2S, SO2, SO3

• Từ khoáng vật sunfua, dung nham trầm tích chứa

CaSO4.2H2O; Oxi hóa lưu huỳnh trong tự nhiên

• Phân hủy xác sinh vật:

• Nước thải công nghiệp

số giãn nở cao làm cho bê tông bị rạn nứt.

• Nước sinh hoạt: SO 42-có vị chát, gây tiêu chảy.

22 Ion kim loại kiềm Na + , K +

- Theo sự phân bố, ion Na+chiếm nhiều nhất trong các loại cation, chiếm 84% tổng khối lượng của các cation

- Ion Na+đặc trưng cho nước có độ khoáng hoá cao

- Nguồn gốc của Na+:

23

- Hàm lượng ion K+thường chiếm khoảng 4  7% so

với hàm lượng Na+, gặp nhiều trong nước có độ

25

Các ion HCO 3 - và CO 3

2 Ion HCO3-và CO32-là thành phần chủ yếu trong nước

thiên nhiên, đặc biệt là trong nước có độ khoáng hoá thấp

- Ion HCO3-xuất hiện trong nước là do quá trình hoà tan

các muối cacbonat do tác dụng của CO2’

- Ion CO32-xuất hiện do sự điện ly của HCO3- Hàm

lượng CO32-tỷ lệ thuận với hàm lượng HCO3-và tỷ lệ

- Ion NO2-rất không ổn định Ở tầng nước mặt nó sẽ bị

oxy hoá thành NO3-nhưng ở tầng nước ngầm thì NO2-lại

có nhiều

- Hàm lượng ion NO3-trong nước thường cao hơn NO2-

Sự tồn tại của nó trong nước lại ngược với NO2-

28 Hợp chất của photpho

- Tồn tại ở dạng các ion của axít phôtpphoric (gọi là phôtpho khoáng vật) và ở dạng hoá hợp trong các hợp chất hữu cơ (gọi là phôtpho hữu cơ)

- Hàm lượng dạng HPO42-> H2PO4-> PO4

3-29 Hợp chất của sắt và silic

- Sắt tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau như Fe2+,

Fe3+, Fe(HCO3)2, Fe(OH)2, Fe(OH)3, Fe(OH)+,

Fe(OH)2+, Fe(OH)2+

- Nguồn gốc:

- Silic trong nước thiên nhiên có thể tồn tại ở dạng

các hợp chất vô cơ và các hợp chất hữu cơ

- Dạng các hợp chất vô cơ của silic là: H2SiO3, HSiO3-,

SiO32-

d) Các chất hữu cơ

Nguồn gốc của các chất hữu cơ trong nước: chất thải sinh

hoạt, chất thải công nghiệp, giao thông…

Phân loại các chất hữu cơ thành hai nhóm dựa vào khả

năng bị vi sinh vật phân hủy:

30

- Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học : các chất

đường, chất béo, protein, dầu mỡ động thực vật, ) Trong

môi trường nước các chất này dễ bị vi sinh vật phân hủy

tạo thành CO2và nước

- Các chất hữu cơ khó bị phân hủy sinh học:các hợp

chất clo hữu cơ dùng làm thuốc bảo vệ thực vật, các hợp

chất đa vòng ngưng tụ: pyren, naphtalen, anthraxen,

dioxin ) Các chất này có độc tính cao, bền vững trong

môi trường…

Thành phần sinh học của nguồn nước phụ thuộc chặtchẽ vào đặc điểm, thành phần hóa học của nguồn nước,chế độ thủy văn và địa hình nơi cư trú

Các loại sinh vật tồn tại trong nguồn nước tự nhiên chủyếu: vi khuẩn, vi rút, nấm, tảo, cây cỏ, động vật nguyênsinh, động vật đa bào, các loại nhuyễn thể, các loạiđộng vật có xương sống

32

Tảo

Tảo tiêu thụ các chất dinh dưỡng vô cơ và tạo thành các

chất hữu cơ từ CO2thông qua phản ứng quang hợp:

Nấm thường có cấu tạo dưới dạng sợi với độ rộng từ 5 – 10

m và không có khả năng quang hợp

Đặc điểm: là sinh vật hiếu khí và có thể phát triển trong môi trường axit cũng như môi trường có hàm lượng kim loại nặng cao

Có khả năng phân hủy xenlulô thành các cabohyđrat hòa tan và dễ hấp thụ

34

Động vật đơn bào

Động vật đơn bào có khả năng sống độc lập hoặc ký sinh,

có kích thước rất đa dạng

Đặc điểm: dễ dàng thích nghi với điều kiện bên ngoài và

tồn tại rất phổ biến trong nước tự nhiên, nhưng chỉ có

một số ít thuộc loại sinh vật gây bệnh

35

 Chúng thường tạo lớp vỏ

kén bao bọc, rất khó tiêu diệt

trong quá trình khử trùng

Vi khuẩn (bacterium, số nhiều bacteria)

Vi khuẩn là các vi sinh vật có cấu tạo tế bào nhưng chưa có cấu trúc nhân phức tạp và thường không màu, có hình thù rất đa dạng

Phân loại thành 2 dạng:

- Vi khuẩn tự dưỡng: sử dụng CO2và các muối cacbonat

để cung cấp C và thu năng lượng

- Vi khuẩn dị dưỡng : phụ thuộc vào nguồn dinh dưỡng

hữu cơ để có năng lượng và nguồn cacbon phát triển sinh khối

36

Vi rút

Vi rút là nhóm vi sinh vật chưa có cấu tạo tế bào, có kích

thước nhỏ và do đó có thể lọt qua được màng lọc vi khuẩn

Đặc điểm: là những vật sống ký sinh cần phải sống bám

vào tế bào sinh vật chủ

+ Trường hợp nước bão hoà CO2trong không khí :[CO2] = 6.10-4g/l → pH = 5,7

41 Trường hợp [H+] phụ thuộc vào các ion khác

- Giả thiết rằng trong nước chủ yếu có các ion HCO3-,

CO32-và Ca2+, cần tính xem [H+] phụ thuộc vào các

ion trên như thế nào:

- Vậy có thể căn cứ vào [HCO3-] và [Ca2+] trong nước

mà tính toán ra pH, nồng độ [HCO3-] càng thấp thì

pH càng cao và ngược lại

3

2 2

3 H

 Các ion trong nước thường tồn tại dưới dạng phức

 Các phản ứng tạo phức rất phổ biến trong nước

 Các ion có khả năng tạo phức mạnh trong nước: axit

 Ví dụ: các kiểu tạo phức

Phức chất tạo bởi ion M 2+ và nitrilotriaxetat

Phản ứng oxi hóa – khử

 Các phản ứng phong hóa đá, trầm tích

 Các phản ứng phân hủy và chuyển hóa trong nước

cũng là pư oxi hóa – khử

 Phản ứng oxi hóa khử và phản ứng tạo phức có mối

quan hệ chặt chẽ với nhau

PbS + 2O 2 = PbSO 4

CuFeS 2 + 4O 2 = CuSO 4 + FeSO 4

2FeS 2 + 7O 2 + 2H 2 O = 2FeSO 4 + 2H 2 SO 4

43

Phản ứng hình thành và hòa tan kết tủa

 Phản ứng hòa tan kết tủa làm thay đổi thành phần củanước thiên nhiên

 Ví dụ: SiO2 + 2H2O ↔ H4SiO4Trong MT kiềm, khi pH tăng, độ hòa tan của SiO2sẽtăng lên

 Các phản ứng tạo kết tủa dưới dạng hyđroxit, cacbonat, sunfat

Mn+ + nOH-→ M(OH)n↓

44

Các phản ứng hóa học với xúc tác vi sinh

 Phản ứng chuyển hóa cacbon

 Phản ứng chuyển hóa nitơ

 Phản ứng chuyển hóa lưu huỳnh

 Phản ứng chuyển hóa photpho

 Phản ứng chuyển hóa kim loại

45

- Quá trình quang hợp:

- Quá trình hô hấp hiếu khí:

{CH2O} + O2(k) → CO2+ H2O

- Quá trình hô hấp kỵ khí: quá trình oxy hóa chất hữu

cơ sử dụng nguồn oxy kết hợp như NO3-, SO42-…

mà không sử dụng oxy phân tử

- Quá trình phân hủy sinh khối

- Quá trình tạo metan

- Quá trình phân hủy các hợp chất hyđrocacbon

46 a) Phản ứng chuyển hóa cacbon

Quá trình phân hủy sinh khối

47

Vi khuẩn hoặc nấm mốc phân hủy xác động thực vật,

chuyển cacbon hữu cơ, nitơ, lưu huỳnh, photpho thành các

dạng hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ đơn giản có thể hấp thụ

Quá trình phân hủy các hợp chất hydrocacbon

49

+ Quá trình này được thực hiện nhờ các vi khuẩn

Micrococcus, Pseudomonas, Mycobacterium và

Nocardia oxy hóa trong điều kiện hiếu khí

- Cố định nitơ (nitrogen fixation)

Được thực hiện nhờ vi khuẩn Rhizobium, Azotobacter

và Clostridium

3{CH2O} + 2N2+ 3H2O + 4H+→ 3CO2+ 4NH4

- Nitrat hóa (Nitrification)

Được thực hiện do vi khuẩn Nitrozomonas và

Nitrobacter

NH3+ 3/2 O2→ H++ NO2-+ H2O (Nitrozomonas)

NO2-+ 1/2 O2→ NO3-(Nitrobacter)

50 b) Phản ứng chuyển hóa nitơ

- Khử nitrat (nitrat reduction)

Là quá trình khử nitrat thành nitrit

2NO3-+ {CH2O} → 2NO2-+ H2O + CO2

- Denitrat hóa (denitrification)

Là quá trình khử NO3-thành N2

4NO3-+ 5{CH2O} + 4H+→ 2N2+ 5CO2+ 7H2O

Đây là quá trình mà Nito trong đất và nước được tuần

hoàn trở lại khí quyển

2 Quá trình phân hủy các hợp chất hữu cơ có chứa lưu

huỳnh tạo ra H2S và các chất hữu cơ chứa lưu huỳnh có

mùi khó chịu

53 c) Phản ứng chuyển hóa lưu huỳnh

- Trong nước, P là chất dinh dưỡng giới hạn, cần cho sự phát triển của tảo

- Một số vi khuẩn có khả năng tích lũy P trong nước tốt hơn tảo

- P được tích lũy trong tế bào, vì vậy có thể giải phóng trở lại giúp vi khuẩn phát triển trong môi trường thiếu chất dinh dưỡng này

- Sự phân hủy sinh học P được minh họa dưới đây:

54 d) Phản ứng chuyển hóa photpho

- Quá trình khoáng hóa: chuyển các dạng photpho hữu cơ

thành photpho vô cơ (PO43-)

- Việc phân hủy sinh học các thuốc trừ sâu cơ photpho sẽ

loại trừ độc tính của chúng, góp phần bảo vệ môi

- Một số vi khuẩn (như Ferrobacillus, Gallionella,

Sphaerotilus) có thể đóng vai trò xúc tác để lấy năng

lượng cho quá trình đồng hóa của chúng qua quá trình

oxy hóa Fe2+thành Fe3+:

4Fe2++ 4H++ O2→ 4Fe3++ 2H2O

FeCO3+ 1/4O2+ 3/2H2O → Fe(OH)3+ CO2

- Những lượng lớn sắt (III) oxit thường được tích tụ

dưới dạng bùn sa lắng ở những nơi vi khuẩn oxy hóa

sắt phát triển mạnh

57 e) Phản ứng chuyển hóa một số kim loại 4 Ô nhiễm nước

- Khái quát chung về ô nhiễm nước

- Nhận xét về thành phần, chất lượng nước trong môi trường sông, hồ hiện nay

- Yếu tố tự nhiên nào giữ cho chất lượng môi trường nước luôn ổn định ? Giải thích

- Cần thực hiện những công việc gì để đánh giá chất lượng nước?

58

Nguồn gây ô nhiễm nước

gia đình, khách sạn, trường học , cơ quan…

 Nước thải đô thị ( municipal wastewater): là

nước thải tạo thành do sự gộp chung nước thải

sinh hoạt, nước thải vệ sinh và nước thải của các

cơ sở thương mại, công nghiệp nhỏ trong khu đô

thị

 Thành phần của nước thải đô thị phức tạp và đa

dạng hơn nước thải sinh hoạt

BT5 Một nhà máy xử lí nước thải xử lí được 1000

m3/ngày Biết nước thải chứa 200 mg/l chất hữu

cơ có khả năng phân hủy sinh học, {CH2O} Tính

thể tích của không khí khô ở 25oC, 1 atm cần bơm

vào lượng nước thải nói trên trong 1 ngày để cung

cấp oxi cần dùng cho quá trình phân hủy sinh học

trên Biết oxi chiếm 21% thể tích không khí và

phương trình phản ứng phân hủy diễn ra như sau:

{CH2O} + O2  CO2 + H2O

61

từ các cơ sở sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải.

- Thành phần của nước thải công nghiệp đa dạng, phụ thuộc vào ngành nghề sản xuất

- Người ta thường sử dụng đại lượng PE (population equivalent) để so sánh một cách tương đối mức độ gây ô nhiễm của nước thải công nghiệp với nước thải đô thị

62

Tải lượng chất thải của nguồn thải/ đơn vị thời gian

PE = Lượng chất thải do mỗi người thải ra/đơn vị thời gian

m 3 /ngày, nồng độ BOD 5 của nước thải là 1200 mg/L Biết lượng BOD5trung bình do một người thải ra trong một ngày

là 50 g/người.ngày.

Bảng 2.3 Ước tính lượng nước thải của một số ngành công nghiệp

Ngành công nghiệp Đơn vị tính Nhu cầu cấp

nước

Lượng nước thải

Sản xuất bia lít nước/lít bia 10 - 20 6-12

Công nghiệp đường m3 nước/tấn đường 30 - 60 10-50

Công nghiệp giấy m3 nước/tấn giấy 300 - 550 250 - 450

Dệt nhuộm m3 nước/tấn vải 400 – 600 380 - 580

63

chất bảo vệ thực vật

 Nước thải bệnh viện: là một dạng của nước thải sinh

hoạt nhưng có nguy cơ ô nhiễm cao vì chứa các mầmbệnh, vi khuẩn, chất phóng xạ

ruộng, từ các cơ sở sản xuất công nghiệp làm ô nhiễmnguồn nước sông, hồ

 Nước sông bị ô nhiễm do các yếu tố tự nhiên+ Nhiễm mặn

 Để thuận tiện cho việc quan trắc và nghiên cứu

đánh giá, người ta chia thành các nhóm tác nhân

a) Các ion vô cơ hòa tan

• Nước thải đô thị chứa lượng lớn các ion: Cl - , SO42- , PO43- , Na + , K +

• Trong nước thải công nghiệp, ngoài các ion kể trên còn có thể có các chất vô cơ có độc tính rất cao như các hợp chất của Hg, Pb,

• NO 3-: là sản phẩm cuối của sự phân hủy các chất chứa N trong nước thải của động vật và người Gây bệnh cho con người ở nồng

độ cao hơn giới hạn cho phép

• NH 4+được coi là độc tố với cá ở nồng độ 0,01 mg/l, ở nồng độ từ 0,2 – 0,5 mg/l gây độc cấp tính