TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢIBÔ MÔN HÓA Cơ SỞ PGS TS VŨ ĐỨC TOÀN (Chủ biên) ThS TRÀN THỊ MAI HOA, ThS HÀ THỊ HIỀN, TS ĐINH THỊ LAN PHƯƠNG GIÁO TRÌNH HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG NHÀ XUẤT BẢN BÁCH KHOA HÀ NỘI 1 8 MƯAA[.]
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI BƠ MƠN HĨA Cơ SỞ PGS.TS VŨ ĐỨC TOÀN (Chủ biên) ThS TRÀN THỊ MAI HOA, ThS HÀ THỊ HIỀN, TS ĐINH THỊ LAN PHƯƠNG GIÁO TRÌNH HĨA HỌC MƠI TRƯỜNG NHÀ XUẤT BẢN BÁCH KHOA HÀ NỘI 1.8 MƯAAXÍT .66 1.8.1 Nguồn gốc định nghĩa mưa axít 66 1.8.2 Nguồn phát thải khí axít 67 1.8.3 Lan truyền lắng đọng khí axít 71 1.8.4 Ánh hưởng mưa axít 73 1.9 SƯƠNG MÙ QUANG HÓA VÀ SƯƠNG MÙ CỒNG NGHIỆP 75 1.9.1 Hiện tượng nghịch đảo nhiệt 75 1.9.2 Sương mù công nghiệp 76 1.9.3 Sương mù quang hóa 78 1.9.4 Chỉ số nhiễm khơng khí 79 1.10 Ô NHIỄM TRONG NHÀ 81 1.10.1 Nguồn đặc điểm chất ô nhiễm nhà 81 1.10.2 Một số chất gây ô nhiễm nhà 82 1.11 MỘT SỐ BIỆN PHÁP BẢO VỆ VÀ QUY CHUẨN CHẤT LƯỢNG MƠI TRƯỜNG KHÍ 83 1.11.1 Các quy chuan chất lượng mơi trường khí 83 1.11.2 Một số biện pháp bảo vệ chất lượng mơi trường khí 85 CÂU HỎI ỒN TẬP CHƯƠNG 87 CHƯƠNG HĨA HỌC MƠI TRƯỜNG NƯỚC 89 2.1 MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA NƯỚC TRÊN TRÁI ĐẤT 89 2.1.1 Phân bố nước tự nhiên bề mặt Trái Đất 89 2.1.2 Vịng tuần hồn nước 90 2.1.3 Đặc điểm nước 91 2.2 THÀNH PHẦN CỦA NƯỚC Tự NHIÊN 92 2.2.1 Thành phần hóa học nước tự nhiên 92 2.2.2 Thành phần sinh học nước thiên nhiên 105 2.3 CÁC PHẢN ÚNG CHỦ YẾU TRONG MỒI TRƯỜNG NƯỚC 107 2.3.1 Phản ứng tạo phức 107 2.3.2 Phản ứng hòa tan kết tủa 109 2.3.3 Phản ứng oxi hóa khử 109 2.3.4 Phản ứng chuyến hóa c, N, s, p số kim loại 110 2.4 NGUỒN THẢI VÀ CÁC CHẤT Ô NHIỄM NƯỚC 114 2.4.1 Các nguồn gây ô nhiễm nước 114 2.4.2 Các chất ô nhiễm nước điển hình 116 2.5 Ồ NHIỄM BIỂN 119 2.5.1 Khái niệm ô nhiễm biến nguồn thải 119 2.5.2 Ô nhiễm biển cố tràn dầu 121 2.5.3 Ồ nhiễm ven biển .123 2.6 Ô NHIỄM SÔNG 125 2.6.1 Quá trình tự làm sồng 125 2.6.2 Ơ nhiễm sơngdo nguồn thải cơng nghiệp 129 2.6.3 Ô nhiễm sôngdo nguồn thải sinh hoạt, nông nghiệp, làng nghề 131 2.6.4 Ơ nhiễm sơng cố mơi truờng, cố hóa chất 133 2.7 Ô NHIỄM HỒ DO PHÚ DƯỠNG 134 2.7.1 Khái niệm nguyên nhân gây tượng phú dưỡng 134 2.7.2 Tác hại phú dưỡng hồ 135 2.7.3 Đánh giá mức độ dinh dưỡng hồ 135 2.8 Ồ NHIỄM NƯỚC NGẦM .138 2.8.1 Nguyên nhân gây ô nhiễm nước ngầm 138 2.8.2 O nhiễm họp chất nitơ nước ngầm 139 2.8.3 Ô nhiễm Asen nước ngầm 140 2.8.4 nhiễm chất hữu độc hại nước ngầm 143 2.8.5 O nhiễm vi sinh vật gây bệnh nước ngầm 143 2.9 MỘT SỐ BIỆN PHÁP BÀO VỆ VÀ QUY CHƯẦN CHẤT LƯỢNG MỒI TRƯỜNG NƯỚC 143 2.9.1 Các quy chuẩn chất lượng môi trường nước 143 2.9.2 Một số biện pháp bảo vệ chất lượng môi trường nước 144 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 147 CHƯONG HĨA HỌC MƠI TRƯỜNG ĐẤT 149 3.1 KHÁI NIỆM VÀ THÀNH PHẦN CỦA ĐẤT 149 3.1.1 Khái niệm đất 149 3.1.2 Thành phần đất 151 3.1.3 Phong hóa q trình tạo thành đất 151 3.1.4 Các sản phâm phong hóa 156 3.1.5 Hình thái đất 156 3.1.6 Một số trình thường xảy đất 159 3.1.7 Thành phần hóa học đất 165 3.2 PHÀN ÚNG HÓA HQC TRONG ĐẤT 181 3.2.1 Ý nghĩa dung dịch đất 181 3.2.2 Thành phần nồng độ dung dịch đất 182 3.2.3 Phản ứng chua đất 183 3.2.4 Phản ứng kiềm đất 190 3.2.5 Phản ứng đệm đất 191 3.2.6 Phản ứng oxi hóa khử đất 193 3.3 SUY THỐI MƠI TRƯỜNG ĐẤT 197 3.3.1 Xói mịn đất 199 3.3.2 Sa mạc hóa 201 3.3.3 Axit hóa mơi trường đất 203 3.4 Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG ĐẤT 209 3.4.1 Khái quát chung nguyên nhân gây ô nhiễm đất 209 3.4.2 Các loại hình nhiễm đất 212 3.4.3 Các thông số tiêu chuẩn đánh giá chất lượng đất 223 3.4.4 Một số biện pháp bảo vệ môi trường đất 224 CÂU HỊI ƠN TẬP CHƯƠNG 225 CHƯƠNG CÁC VỊNG TUẦN HỒN TRONG Tự NHIÊN 228 4.1 VỊNG TUẦN HỒN CACBON 229 4.1.1 Nguồn cacbon môi trường 229 4.1.2 Vịng tuần hồn cacbon 231 4.2 VỊNG TUẦN HỒN OX1 235 4.2.1 Nguồn oxi môi trường 235 4.2.2 Vịng tuần hồn oxi 236 4.3 VỊNG TUẦN HỒN NITƠ 238 4.3.1 Nguồn nitơ môi trường 238 4.3.2 Hóa học vịng tuần hồn nitơ 240 4.4 VỊNG TUẦN HỒN LƯU HUỲNH 246 4.4.1 Nguồn chứa lun huỳnh 246 4.4.2 Vịng tuần hồn lưu huỳnh 246 4.5 VÒNG TUẦN HOÀN CỦA PHOTPHO 250 4.5.1 Nguồn chứa photpho 250 4.5.2 Vịng tuần hồn photpho 251 4.6 VỊNG TUẦN HỒN KIM LOẠI NẶNG 256 4.6.1 Nguồn kim loại nặng môi trường 256 4.6.2 Hoá học vịng tuần hồn kim loại nặng 257 CÂU HỎI ỒN TẬP CHƯƠNG 267 TÀI LIỆU THAM KHẢO 269 LỜI NĨI ĐẦU Lồi người sinh tơn phát triến môi quan hệ mật thiết với yếu tố môi trường gồm thành tố sinh thái tự nhiên (đất, nước, khí quyến, thiên tai ), thành tơ sinh thái nhân tạo (đơ thị hóa, thành tựu khoa học kỹ thuật đời sống ) thành tô sinh thái xã hội nhân văn (khai thác tài ngun, tác động cơng nghiệp hóa, đại hóa; bùng nơ dân số ) Từ thập niên 80, thê kỷ XX trở lại đây, chứng kiên hàng loạt vân đê vê môi trường Trái đât (thảm họa thiên tai; cố hạt nhăn, nhiêm khơng khí, mưa axit, suy thoái quỹ đất; cạn kiệt nguồn nhiên liệu; nhiêm hóa chất bảo vệ thực vật, nhiễm nguồn nước; suy giảm mật độ tầng ôzon, tượng ấm lên toàn câu ) Điêu dân đên tích lũy mơi trường u tơ vật lý, hóa học, sinh học vượt giới hạn cho phép, trở nên độc hại với người Bởi vậy, bảo vệ môi trường trở thành vắn đề cấp thiết tồn cầu để lồi người có thê sinh tôn phát triên bên vững Trái Đât Chúng ta cần nghiên cứu thực biện pháp bảo vệ môi trường, xử lý tác hại suy thối mơi trường đê đảm bảo sinh tơn phát triên bên vững lồi người Cơng việc to lớn đỏi hỏi phối hợp, góp sức nhiều ngành khoa học, có ngành hóa học Hóa học mơi trường lĩnh vực nghiên cứu q trình hóa học xảy mơi trường Cụ thê nghiên cứu chuyên sâu tượng hóa học xảy mơi trường khí, nước, đất, gỉúp hỉêu biết chất nguồn gây ô nhiêm, phản ứng hóa học chủ yêu, hiệu ứng tơn chât hóa học khơng khí, nước, đất; tác hại chúng với đời sơng người Đây giáo trình dùng làm tài liệu giảng dạy thức cho ngành Kỹ thuật Môi trường Trường Đại học Thủy lợi Giáo trình có thê dùng làm tài liệu cho mơn học thuộc ngành Kỹ thuật Hóa học, Cơng nghệ sinh học Biên soạn chịu trách nhiệm nội dung chương, mục sau: PGS.TS Vũ Đức Tồn chủ biên giáo trình biên soạn Chương 1, Chương 2; Chương TS Đỉnh Thị Lan Phương biên soạn mục 3.1 3.2, Ths Hà Thị Hiền biên soạn mục 3.3 3.4; Chương Ths Trần Thị Mai Hoa biên soạn Các tác giả chân thành cảm ơn Nhà trường, Thư viện, Khoa Mơi trường Bộ mơn Hóa sở, Trường Đại học Thủy lợi giúp đỡ tạo điều kiện đê giáo trình hồn thành Trong q trình biên soạn, tác giả cập nhật kiên thức vê lĩnh vực hóa học mơi trường, chăc chăn khơng tránh khỏi cịn hạn chế; mong nhận ỷ kiến đóng góp đồng nghiệp bạn đọc Các tác giả DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẲT API Chỉ số nhiễm khơng khí AQI Chỉ số chất lượng khơng khí BVTV Bảo vệ thực vật CFC Cloroflorocacbon DAP Phân bón tống họp DU Đơn vị Dobson FAO Tổ chức Nông lương Thế giới IR Vùng hồng ngoại NPK Phân bón tống họp Nitơ - Phot - Kali PAH Các hyđrocacbon thơm đa vòng giáp cạnh PAN Peroxyaxetyl nitrat PM10 Bụi có đường kính động học