Hoá môi trờng đất
Cấu trúc của Trái đất
Hệ Mặt trời gồm có Mặt trời nằm ở trung tâm và các hành tinh chuyển động xung quanh Mặt trời là Sao Thuỷ, Sao Kim, Trái Đất, Sao Hoả, Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vơng, Sao Hải Vơng, Sao Diêm Vơng Mặt trăng chỉ là vệ tinh của Trái đất.
Mặt trời có khối lợng 1,989.10 3 kg, chiếm tới 98% khối lợng toàn bộ hệ Mặt trời Mặt trời là một khối khí bao gồm 69,5% hiđro, 28% heli, 0,2% (N, C và O), 0,5% (Mg, S, Si và F) và một số nguyên tố khác Nhiệt độ bề mặt của Mặt trời là 6000 0 C, còn nhiệt độ trong nhân của Mặt trời là 15.000.000 0 C.
Trái đất và các hành tinh khác của hệ Mặt trời đã xuất hiện vào khoảng 4,6 - 4,8 tỷ năm về trớc, trong đó Trái đất là hành tinh duy nhất đã trải qua sự tiến hoá ở mức cao nhất Mặt trời đã xuất hiện khoảng 5 tỷ năm trớc đây và các nhà khoa học cũng dự đoán Mặt trời còn tồn tại nhiều tỉ năm nữa "Quả cầu lửa" Mặt trời sau khi ngừng hoạt động cũng phải mất hàng nghìn tỉ năm để nguội lạnh hoàn toàn Trái đất có khối lợng là 5,976.10 24 kg, có hình quả cầu dẹt "elipxoit", bán kính trung bình 6370km, bán kính ở xích đạo là 6378km, còn bán kính ở cực là 6357km.
Trái đất nhận đợc hai nguồn năng lợng: một nguồn năng lợng từ Mặt trời và một nguồn nhiệt toả ra từ nhân của Trái đất Sự sống trên Trái đất luôn luôn phụ thuộc vào năng lợng Mặt trời Năng lợng Mặt trời luôn sởi ấm Trái đất, làm cho muôn loài phát sinh và phát triển Trên Trái đất, nhờ năng lợng của Mặt trời và chất diệp lục clorophin trong lá cây xanh mà cây cỏ tổng hợp đợc gluxit từ khí cacbonic và nớc Đó là quá trình quang hợp:
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 (1) nC6H12O6 (C6H10O5)n + nH2O (2) (C6H10O5)n + 6nO2 6nCO2 + nH2O + Q (3) hv, clorophin2874kJ/mol
Sau đó hàng vạn phân tử glucozơ lại kết hợp với nhau để tạo thành xenlulozơ và tinh bột (C6H10O5)n Than đá, dầu mỏ là các nguyên liệu hoá thạch do năng lợng Mặt trời tích luỹ hàng trăm triệu năm mà có Mặt trời có vai trò quan trọng và quyết định nhất đối với môi trờng Trái đất: sự hình thành mây, chuyển động của gió, sự gây ra các dòng chảy trên các đại dơng, bão từ đều phụ thuộc vào Mặt trời.
Bảng 1.1- á p suất bên trong Trái đất Độ sâu (km) áp suất
(1000atm) Độ sâu (km) áp suất
Bảng 1.2- Nhiệt độ bên trong Trái đất Độ sâu (km) Nhiệt độ ( 0 C)
Khi núi lửa phun trào cho ba loại sản phẩm chính: khí, lỏng và rắn Các sản phẩm khí nh natri clorua, kali clorua, sắt clorua, axit clohiđric, axit sunfurơ, amoni clorua, hiđro sunfua, cacbonic, nớc có nhiệt độ từ 100 0 C đến 500 0 C Các sản phẩm lỏng nh silic oxit, natri oxit, kali oxit, canxi oxit, magie oxit, sắt oxit có nhiệt độ từ 1100 0 C đến 1200 0 C Các sản phẩm rắn đợc đẩy vào khí quyển, sau đó rắn lại nh tro núi lửa, cát núi lửa, cuội núi lửa
Thạch quyển là lớp vỏ rắn của Trái đất, cấu tạo bởi các chất kết tinh. Thạch quyển là tất cả đất, đá che phủ cho vỏ Trái đất.
Chiều dày của thạch quyển ở lục địa vào khoảng 100km, còn ở đại dơng ớc chừng khoảng 500km Có tác giả coi thạch quyển hoặc môi trờng đất, bao gồm lớp vỏ Trái đất có độ dày 60 - 70km trên phần lục địa và 2 - 8km dới đáy đại dơng.
Vỏ Trái đất chiếm 1% thể tích Trái đất và 0,5% khối lợng Trái đất Vỏ Trái đất có bề dày ở đồng bằng là 35 - 40km, ở miền núi là 50 - 80km và ở đại dơng là 5 - 10km.
Quyển Manti nằm ranh giới từ vỏ Trái đất khoảng 80km đến độ sâu 2900km, chiếm 83% thể tích Trái đất và 67% khối lợng Trái đất Thành phần chủ yếu của quyển Manti là oxit magie, oxit silic và oxit sắt Sự vận động vật chất của quyển này quyết định sự phát triển của vỏ Trái đất, tạo thành lục địa, đồi núi, thung lũng hoặc các đại dơng.
Nhân Trái đất chiếm khoảng 16% thể tích Trái đất và khoảng 33% khối lợng Trái đất Nhân Trái đất tính từ độ sâu 2900km đến tâm Trái đất 6371km,gồm 3 lớp: nhân ngoài, nhân chuyển tiếp và nhân trong
Lớp nhân ngoài từ độ sâu 2900km - 5000km, vật chất ở lớp này nóng chảy ở thể lỏng Lớp chuyển tiếp ở độ sâu 5000km - 5100km có tính chất trung gian giữa trạng thái rắn và trạng thái lỏng Lớp nhân trong có độ sâu5100km - 6371km, vật chất ở trạng thái rắn.
Thành phần hoá học của đất
Đất là thành phần quan trọng của các chu trình hoá học của môi trờng. Đất nói chung có kết cấu xốp, bao gồm các chất hữu cơ, các chất vô cơ, chỗ trống, nớc và không khí.
Dới tác động của nhiệt độ, sinh vật, ánh nắng Mặt trời và thời gian các loại đá của vỏ Trái đất dần dần bị vụn nát ra rồi tạo thành đất Đá là nền móng của đất. Đất có chứa không khí, nớc và chất rắn Thành phần chủ yếu của chất rắn là các chất vô cơ và các chất hữu cơ.
Các chất vô cơ của đất đợc tạo thành từ những đá mẹ bởi các quá trình phong hoá, các chất hữu cơ đợc hình thành từ các sinh khối thực vật bị mục nát qua các thời kì và sự tác động của rất nhiều loại vi sinh vật nấm, giun đất và các động vật khác.
Nói chung, đất gồm 5% là chất hữu cơ và 95% là đất vô cơ Hàm lợng chủ yếu của các chất vô cơ trong đất là khoáng silicat chiếm 74,3% Hàm lợng các nguyên tố hoá học trong đất nh sau: oxi 46,6%; silic 27,7%; nhôm 8,1%; sắt 5%; canxi 3,6%; natri 2,8%; kali 2,6%; magie 2,1%.
Vỏ trái đất có thành phần chủ yếu là oxi, silic và nhôm chiếm 82,4% về khối lợng Các nguyên tố natri và kali chủ yếu tồn tại ở các dạng muối kép phức tạp không tan nh: orthcla KAlSi3O8, albit NaAl.Si3O8, epidot 4CaO3(AlFe)O3 6SiO2.H2O.
Sắt không những có mặt trong muối kép mà còn tồn tại ở dạng oxit:
Fe2O3, Fe3O4 và FeO(OH)2, chúng tạo ra phần vô cơ chính của nhiều loại đất. Đất sét là những khoáng phụ ở trong đất, chủ yếu là silicat sắt và silicat nhôm ngậm nớc Chúng có liên kết với caction nh Ca 2+ , Mg 2+ , N + , K + và NH + 4.
Trong đất trồng trọt, các chất hữu cơ chỉ chiếm khoảng 5% Các chất hữu cơ đợc hình thành do sự thải ra của các tầng thực vật bị chết và xác các sinh vật hv khác tồn tại trên Trái đất Đó là quá trình quang hợp xảy ra nhờ năng lợng ánh sáng Mặt trời và vai trò xúc tác clorophin trong lá cây xanh Trong điều kiện đó, từ hai chất đơn giản là nớc và khí cacbonic, cây xanh đã tổng hợp ra chất hữu cơ là glucozơ C6H12O6:
Sau đó hàng vạn phân tử glucozơ lại kết hợp với nhau tạo thành những polime có phân tử lớn là tinh bột và xenlulozơ: nC6H12O6 (C6H10O5)n + nH2O
Tinh bột và xenlulozơ đều có công thức chung là (C6H10O5)n nhng xenlulozơ có cấu tạo thẳng ( - 1,4 - glucozit), còn tinh bột có hai loại là amilo ( - 1,4 - glucozit) và amilopectin ( - 1,4 - glucozit và - 1,6 - glucozit) Gluxit có vai trò rất quan trọng đối với con ngời Gluxit là lơng thực, thực phẩm, là nguyên liệu để may mặc quần áo, làm nhà cửa và rất nhiều vật dụng cần thiết cho đời sống con ngời
Chất hữu cơ trong đất bảo đảm cho các vi sinh vật hoạt động trong lòng đất, xúc tiến cho quá trình hình thành những hợp chất mà thực vật có thể hấp thụ đợc Hàm lợng các hợp chất hữu cơ trong đất càng cao thì đất càng tốt. Các hợp chất hữu cơ cung cấp thức ăn cho các vi sinh vật, động vật và thực vật, tham gia vào các phản ứng hoá học nh trao đổi ion, duy trì các tính chất vật lí của đất, ngoài ra còn góp phần vào phong hoá các chất vô cơ Dới tác dụng của nhiệt độ, các vi sinh vật, không khí và nớc, các chất hữu cơ bị biến đổi theo hai hớng: vô cơ hoá và mùn hoá Vô cơ hoá là quá trình phân huỷ các chất hữu cơ thành các chất vô cơ nh muối khoáng Mùn hoá là quá trình biến đổi các chất hữu cơ và cả các chất vô cơ thành một chất màu đen gọi là mùn. Mùn chứa nhiều chất dinh dỡng rất cần thiết cho cây, làm cho đất xốp, giữ đợc độ ẩm và giữ màu mỡ cho đất Những thành phần hoạt tính sinh học của các chất hữu cơ bao gồm các polisaccarit, các hợp chất nucleotit, các hợp chất của photpho, các hợp chất sunfua hữu cơ
Các chất vô cơ và hữu cơ đều có khả năng trao đổi ion với hạt keo đất. Chúng có thể đa dạng hợp chất canxi không tan thành dạng ion tan và cây có thể hấp thụ đợc:
K§ n- ] Ca 2+ + 2CO2 + 2H2O K§ n- + 2HCO - 3 + Ca 2+ clorophin
Chất dinh dỡng của đất
Những chất dinh dỡng vi lợng là các chất mà cây cối cần một lợng rất nhỏ, nếu thiếu thì cây cằn cỗi, cho thu hoặch kém, nhng nếu lợng lớn quá thì lại gây độc cho cây Đó là các nguyên tố cần ở dạng vết khoảng 10 -3 ppm (part per million: phần triệu) Những chất dinh dỡng vi lợng cung cấp cho cây cối có chứa các nguyên tố sau: bo, clo, natri, đồng, sắt, mangan, kẽm, vanađi và molip®en.
Những chất dinh dỡng đa lợng cần thiết cho thực vật có chứa các nguyên tố sau: cacbon, hiđro, oxi, nitơ, lu huỳnh, photpho, kali, canxi và magie. Không khí và nớc là nguồn cung cấp cacbon, hiđro và oxi Nhờ loại vi khuẩn cố định đạm nên một số thực vật có thể hấp thụ nitơ một cách trực tiếp từ khí quyển Bón phân cho đất để bổ sung thêm các chất dinh dỡng lợng lớn chứa các nguyên tố nitơ, photpho và kali.
Chu trình của nitơ, photpho và kali trong tự nhiên
Dạng nitơ ở thể khí N2 chiếm 78,08% thể tích không khí Nitơ có trong tất cả các sinh vật dới dạng các hợp chất hữu cơ phức tạp nh protit, axit nucleic (AN: ADN, ARN), các sinh tố, kích thích tố, chất màu của máu, clorophin Nitơ đi từ đất, nớc và các cơ thể sinh vật rồi lại từ sinh vật trở lại đất, nớc và không khí tạo thành một chu trình kín, gọi là vòng tuần hoàn của nitơ
Một lợng lớn hợp chất của nitơ dới dạng phân đạm thờng xuyên đợc bổ sung cho đất để nuôi các cây trồng Nhờ quá trình phân rã của các động thực vật, nitơ đi vào đất hầu hết dới dạng các hợp chất hữu cơ (90%) Các chất hữu cơ trong đất đợc thủy phân đến ion amoni NH + 4, sau đó ion amoni NH + 4 lại bị oxi hoá thành ion nitrat NO - 3 Thông thờng thực vật sử dụng ion nitrat NO - 3 từ đất, nó làm cho cây cỏ xanh tơi, nhiều hoa, nhiều quả.
Khi nitơ đợc cung cấp cho đất, nh ion amoni NH + 4, dới dạng phân bón thì vi khuẩn cố định nitơ sẽ chuyển hoá ion amoni NH + 4 thành ion nitrat NO - 3 để cho cây sử dụng.
Một số cây họ đậu, nh đậu tơng, cây linh lăng, cây cỏ ba lá có khả năng duy nhất hấp thụ đợc nitơ trong khí quyển nhờ một loại vi khuẩn có ở nốt sần nhỏ ở bộ rễ của chúng Các loài đậu còn hấp thụ một lợng không nhỏ các axit nitric HNO3, axit nitrơ HNO2, đó là nguồn tự nhiên làm màu mỡ cho đất.
Hình 1.1 - Chu trình của nitơ trong tự nhiên
Một số phản ứng chuyển hoá của nitơ:
Nitơ có tác dụng kích thích các quá trình sinh trởng và tổng hợp các protein trong thùc vËt.
Photpho là nguyên tố cơ bản của thực vật, mặc dù hàm lợng của photpho trong thực vật là thấp Nó làm cho thực vật cứng cáp, hạt chắc, củ to Thực vật hấp thụ photpho từ đất, dới các dạng muối vô cơ và tích tụ lại trong thực vật chủ yếu ở hạt và quả Tại các pH thích hợp của đất, thực vật sẽ hấp thụ vi khuÈn vi khuÈn vi khuÈn
8 photpho dới dạng anion: muối đihiđrôphtphat chứa anion H2PO - 4 và muối monohiđrophotphat chứa anion HPO 2- 4.
Trong những loại đất có môi trờng kiềm, phản ứng sau đây xảy ra với đá vôi CaCO3, nhờ có hiđroxiapatit kết tủa:
6HPO 2- 4 + 10CaCO3 + 4H2O Ca10(PO4)6(OH)2 + 10HCO - 3 + 2OH - Hàm lợng photpho ít thay đổi so với nitơ vì quá trình rửa trôi khó xảy ra
Trong cơ thể sinh vật photpho tồn tại dới dạng photphat, tạo nên các axit nucleic nh ADN và ARN ở cơ thể động vật, photpho đợc tích tụ chủ yếu ở x- ơng, răng và các mô thần kinh Photpho chiếm 1,16% khối lợng của con ngời. Trong thiên nhiên photpho tồn tại ở hai dạng chính là photphorit: Ca3(PO4)2 và apatit: Ca5X(PO4)5 trong đó X thờng là F, Cl và OH Trong chu trình này, Photpho đợc tàng trữ chủ yếu trong nham thạch dới dạng photphat Nớc hoà tan dần dần Photphat trong đá và chảy qua kênh, rạch, sông, hồ và cuối cùng ra đại dơng phophat hoà tan đợc cây cối hấp thụ và photpho từ thực vật chuyển sang động vật Sự phân giải động thực vật do vi khuẩn thực hiện Các hợp chất photpho lại đợc giải phóng, bị rửa trôi chảy về biển và một phần lắng đọng xuống đáy biển.
Hình 1.2 - Chu trình của Photpho
* Chu trình của kali trong tự nhiên
Kali là nguyên tố rất cần thiét cho sự phát triển của ngời, động vật và thực vật, nhất là quá trình sinh lí của động vật và thực vật.Thực vật muốn phát triển cần một lợng lớn kali Kali có vai trò đặc biệt quan trọng đối với quá trình trao đổi chất trong cây Kali hoạt hoá một số enzim, đóng vai trò chính trong sự cân bằng nớc trong cây, và tham gia vào một số quá trình chuyển hoá hiđrat cabon nh đờng và tinh bột Kali tham gia vào quá trình tạo ra chất đờng, tinh bột, chất béo, khung xơ của cây… Vì vậy nó tăng c Vì vậy nó tăng cờng đợc sức đề kháng của cây.
Trong vỏ Trái đất, hàm lợng kali chiếm 2,6% khối lợng vỏ Trái đất, nhng hầu hết cây hấp thụ chúng rất khó Chỉ có những khoáng đất sét ở trong đất chứa kali có khả năng trao đổi thì cây mới hấp thụ đợc.Kali là một trong ba nguyên tố N,P,K cần thờng xuyên bổ sung cho đất để tăng năng suất mùa màng Phân bón đợc xác định bởi chỉ số NPK nh sau: 6-12-8, nghĩa là trong
1 0 đó có 6% nitơ, 12% photpho (theo P2O5) và 8% kali (theo K2O) Kali cloruaKCl đợc sản xuất từ hai loại khoáng sản là xinvinit Nacl KCl và cacnalit KCl.MgCl2 6H2O Các hợp chất của kali thờng ở dạng khoáng sản nh xinvinit,cacnalit, alumosilicat thiên nhiên và nớc biển Các hợp chất của kali dễ tan trong nớc, chảy vào sông ngòi rồi ra đại dơng.
Ô nhiễm đất do phân hoá học và thuốc trừ sâu
Để tăng năng suất cây trồng ngời ta có xu hớng tăng cờng sử dụng các chất hoá học, vì vậy nó tác động đến môi trờng đất càng mạnh mẽ hơn Chúng làm thay đổi thành phần và tính chất của đất, có khi làm chua đất, làm cứng đất, làm thay đổi cân bằng các chất dinh dỡng giữa cây trồng và đất Sử dụng phân hoá học quá liều cũng làm cho đất bị chua Đất chua ảnh hởng tới trạng thái sinh lí cây trồng và hiệu quả sử dụng phân hoá học Do ma nắng nhiều, đất trồng trọt bị rửa trôi lớp hữu cơ, dới tác dụng của ánh sáng một số hợp chất của lu huỳnh bị oxi hoá thành axit H2SO4 Axit H2SO4 lại tác dụng với sắt, nhôm trong keo đất thành sunfat sắt hoặc sunfat nhôm, gây ra Đất chua phèn có độ pH thấp và khó trồng trọt Phân hoá học đợc bón vào đất, một phần đợc thực vật hấp thụ, cây trồng chỉ sử dụng đợc 50% nitơ bón vào đất, một phần đ- ợc đất giữ lại, một phần bị rửa trôi vào các nguồn nớc, một phần khác xả vào khí quyển gây ô nhiễm đất, nớc và không khí.
Thuốc bảo vệ thực vật có năm loại: thuốc trừ sâu, thuốc trừ nhện, thuốc trừ loài gậm nhấm, thuốc trừ nấm và thuốc trừ cỏ dại Những năm tám mơi bình quân mỗi năm nớc ta dùng 10.000 tấn thuốc bảo vệ thực vật Những năm chín mơi bình quân mỗi năm dùng 21.600 tấn, tăng gấp đôi Năm 1995 sử dụng 33.000 tấn thuốc bảo vệ thực vật, tăng gấp 3 lần.
Năm 1996 nớc ta đã sử dụng khoảng 295 loại thuốc trừ sâu, 196 loại thuốc trừ bệnh, 148 loại thuốc trừ cỏ, 6 loại thuốc diệt chuột, 23 loại kích thích tố thực vật và 2 loại dẫn dụ côn trùng Trong đó chất metyl ơgienol có tác dụng dẫn dụ ruồi vàng hại cam, đợc sử dụng nhiều ở các nông trờng cam miền Bắc và miền Trung.
Các loại thuốc bảo vệ thực vật cũng bị rửa trôi theo nguồn nớc rất lớn, tác dụng trừ vật hại chỉ có 1 đến 2% Thuốc bảo vệ thực vật cũng để lại một số hậu quả xấu cho ngời và môi trờng Con ngời tiếp xúc lâu dài với thuốc bảo vệ thực vật có thể bị rối loạn sinh lí, sinh hoá, ung th, quái thai và ảnh hởng đến tính chất di truyền của con ngời.
Số ngời bị ngộ độc do thuốc trừ sâu do ăn rau, quả phun thuốc trừ sâu cha bị phân huỷ tăng lên khá nhiều Thuốc bảo vệ thực vật đã làm giảm số lợng của nhiều loài sinh vật có ích nh ong mắt đỏ, nấm có ích, làm giảm đa dạng sinh học, làm xuất hiện các loài sâu bệnh kháng thuốc và là nguyên nhân bùng nổ dịch rầy nâu, bệnh đạo ôn ở một số vùng.
Ô nhiễm đất do chất thải công nghiệp
Khoảng 50% chất thải công nghiệp là chất thải rắn nh than, , bụi, chất hữu cơ, xỉ quặng Trong đó có 15% có khả năng gây độc nguy hiểm Các chất thải rắn công nghiệp gây ô nhiễm nặng nề cho đất Các chất thải công nghiệp làm ô nhiễm đất bởi các hoá chất và các ion kim loại nặng Cu 2+ , Zn 2+ , Cr 3+ ,
Cd 2+ , Pb 2+ , Hg 2+ , As 5+ Các nhà máy còn xả vào khí quyển rất nhiều khí độc nh H2S, CO2 CO, NO, NO2, N2O Đó là nguyên nhân gây ra ma axit, làm chua đất, phá hoại sự phát triển của thảm thực vật.
Cả nớc hiện có đến trên 2000 xí nghiệp lạc hậu với công nghệ của những năm 1950, 1960 của thế giới Đó thực chất là 2000 nguồn gây ô nhiễm khác nhau Mấy năm gần đây với chính sách mở cửa có một số cơ sở liên doanh với nớc ngoài do nớc ngoài đầu t nhng phần lớn cha có côg nghệ hiện đại Các ngành công nghiệp của ta đợc hình thành theo cụm công nghiệp Khu công nghiệp và khu chế xuất nằm ngay trong hoặc kề thành phố lớn Nh thành phố
Hồ Chí Minh có 700 xí nghiệp công nghiệp lớn thì có đến 500 xí nghiệp ở nội thành Các khu công nghiệp gây ô nhiễm môi trờng khá lớn, nh Hoá chất Việt Trì, Biên Hoà, Thủ Đức, Tân Bình, nh các nhà máy phân bón và thuốc trừ sâu ở Lâm Thao Phú Thọ, Long Thành, Đồng Nai, Phân lân Văn Điển, các nhà máy sản xuất bột giặt và xà phòng ở Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh.
Hàng năm nớc ta đã sản xuất 240.000 tấn axit H2SO4 trong đó 180.000 tấn đi từ nguyên liệu pirit Tất cả đều dùng xúc tác một lớp, hiệu suất chuyển hoá thấp và lợng chất thải cao, hàng năm thải 4347 tấn SO2 Riêng Công tyHoá chất và Phân bón Lâm Thao thải 2000 tấn axit H2SO4/năm ra sông Hồng
1 2 và khoảng 80.000 tấn xỉ pirit/năm Sự ô nhiễm môi trờng gây ra do ngành công nghiệp hoá chất và phân bón rất lớn Nh vùng phụ cận Lâm Thao, đồng ruộng, cây cối bị h hại do khí thải chứa hàm lợng SO2 cao Vùng lân cận Công ty Hoá chất Việt Trì cũng bị ô nhiễm bởi khí clo Tại khu công nghiệp Hà Nội lợng SO2 tăng gấp 14 lần so với tiêu chuẩn cho phép, lợng Cl2 tăng 2,7 lần.Nhà máy nhiệt điện Ninh Bình gây ô nhiễm nặng bởi bụi và khí SO2 cho vùng xung quanh, lợng SO2 lên tới 0,93 mg/m 3 , bụi lắng 832 tấn/km 2 /năm, bụi bay0,93mg/m 3 Nhà máy Hoá chất Sơn Hà Nội có nồng độ bụi chì lớn gấp ngàn lần tiêu chuẩn cho phép.
Ô nhiễm đất do các chất thải phóng xạ
`Nguồn gây ô nhiễm chủ yếu cho đất là quá trình đốt nhiên liệu củi, xăng, than, dầu khí, trong sản xuất công nghiệp, giao thông vận tải và sinh hoạt Đặc biệt nhà máy diện, luyện kim, cháy rừng, phát nơng đốt rãy làm tăng nhiệt độ của đát, làm huỷ hoại môi trờng đất, làm đất mất đi độ màu mỡ. Khi nhiệt độ trong đất tăng lên sẽ gây ảnh hởng xấu đến hệ sinh vật đất, phân giải chất hữu cơ, làm chai cứng đất, làm đất mất chất dinh dỡng Nhiệt độ trong đất tăng lên làm giảm hàm lợng khí oxi trong đất, làm mất cân bằng ôxi trong đất và quá trình phân huỷ các chất hữu cơ sẽ tạo ra các sản phẩm trung gian không có lợi cho cây trồng nh NH3 H2S, CH4, anđehit… Vì vậy nó tăng c
Nguồn ô nhiễm đất bởi các chất phóng xạ là những phế thải của các cơ sở khai thác các chất phóng xạ, trung tâm nghiên cứu nguyên tử, các nhà máy điện nguyên tử, các vụ thử hạt nhân, các cơ sở sử dụng đồng vị phóng xạ trong nông nghiệp, công nghiệp và y tế Bên cạnh lợi ích rất to lớn thì phóng xạ còn gây cho con ngời nhiều hiểm hoạ Những chất phóng xạ nguy hiểm nhất là iot
131I, photpho 32 P, coban 60 Co, lu huúnh 36 S, canxi 45 Ca, urani 235 U, cacbon 14 C,ra®i 226 Ra, bari 130 Ba… V× vËy nã t¨ng c
Thảm thực vật trên bề mặt trái đất
Rừng hay quần thể những cây thân gỗ trong lớp thảm thực vật trên bề mặt Trái đất là một bộ phận rất quan trọng của sinh quyển Rừng nhiệt đới là rừng có độ đa dạng sinh học cao nhất, giàu có nhất, kéo dài thành vành đai xích đạo - nơi có lợng ma lớn, nhiệt độ cao và đồng đều quanh năm Rừng là nơi cung cấp gỗ xây dựng, nhiên liệu, nguyên liệu dùng trong y học, nông ánh sáng clorophin (C6H10 O5)n+
6nO2 nghiệp Gỗ có thể làm nhiên liệu, làm vật liệu xây dựng, làm nguyên liệu sản xuất diêm, giấy, dợc liệu… Vì vậy nó tăng c.
Rừng là nơi tổng hợp ra chất hữu cơ, tiêu thụ khí CO2 và giải phóng ra khÝ oxi O2:
Mỗi năm 1ha rừng cung cấp 16 tấn oxi tự do Rừng là nơi điều hoà khí hậu Do lớp thực vật nhiều tầng tiếp nhận các bức xạ ánh sáng Mặt trời, ngăn cản sự hun nóng Trái đất, tạo nên khí hậu điều hoà dới lá cây rừng Rừng ngăn chặn những luồng gió bão, bảo vệ hoa màu và các khu dân c Rừng có tác dụng điều tiết các dòng chảy của sông suối Rừng giữ nớc trên lu vực vào mùa ma lũ và cung cấp lại trong mùa khô Nh vậy rừng có tác dụng hạn chế hạn hán và lũ lụt Rừng có 3 loại : Rừng sản xuất kinh doanh nh rừng để khai thác gỗ, tre, nứa và các loại lâm sản khác; Rừng phòng hộ là rừng đầu nguồn, có tác dụng chắn gió chắn sóng; Rừng dặc dụng là các vờn quốc gia và các khu bảo tồn thiên nhiên.
Rừng tham gia vào sự hình thành, phát triển đất và bảo vệ đất Đất lại là nguồn nguyên vật liệu nuôi dỡng rừng, tạo điều kiện cho rừng tồn tại và phát triển Cành lá hoa quả và thân cây rơi xuống đất tạo thành mùn, làm cho đất rừng màu mỡ hơn Mùn đợc các vi sinh vật phân huỷ, đa về dạng các ion chứa các nguyên tố dinh dỡng mà cây có thể hấp thụ để sinh trởng Rừng không chỉ cung cấp thức ăn cho động vật mà còn là nơi ở, nơi trốn tránh kẻ thù của các loài động vật.
Có trên 450 nghìn loài thực vật, trong đó có 300 nghìn loài sinh trởng ở rừng nhiệt đới Hiện nay có trên 1 triệu loài động vật, trong đó động vật lỡng tính có 2800 loài, bò sát có 5700 loài, cá có 3000 loài, chim có 8590 loài vv Trớc đây toàn Thế giới có 6 tỉ ha rừng, đến năm 1958 còn 4,4 tỉ ha rừng,năm 1973 còn 3,8 tỉ ha rừng, hiện nay còn 2,9 tỉ ha rừng.
Hoá môi trờng nớc
Thành phần hoá học của nớc
Nớc tự nhiên chiếm 1% tổng lợng nớc trên Trái đất, gồm nớc chứa ở sông, hồ, nớc bề mặt, nớc ngầm Thành phần của nớc tự nhiên có hoà tan các chất rắn, lỏng, khí Các nguồn nớc tự nhiên không nối liền với nhau nên thành phần của chúng có thể thay đổi ngay trên một dòng sông Nớc biển trong các đại dơng đợc nối với nhau nên thành phần của nớc gần nh nhau Nớc biển chứa hàm lợng muốn tan lớp gấp khoảng 2000 lần so với các nguồn nớc bề mặt
Bảng 2.1- Thành phần hoá học của nớc
Nớc biển Nớc sông, hồ, đầm
Nồng độ, (mg/l) Th ứ tự
Các nguyên tố vi l- ợng àg/l àg/l
Nớc biển Nớc sông, hồ, đầm
T hứ tự Nồng độ, (àg/l) Th ứ tự
Các chất rắn hoà tan trong nớc chủ yếu là các muối tan, hàm lợng NaCl trong nớc quyết định độ mặn của nớc Nói chung các chất khí có trong khí quyển đều có mặt trong nớc do kết quả của hai quá trình cơ bản là khuếch tán và đối lu Trong đó khí CO2 và O2 trong nớc có ý nghĩa đối với quá trình quang hợp và hô hấp của các sinh vật sống dới nớc Oxi là loại khí ít hoà tan trong nớc và không tác dụng với nớc về mặt hoá học, nhng oxi có ý nghĩa lớn đối với quá trình tự làm sạch của nớc Độ hoà tan của oxi trong nớc phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ và áp suất môi trờng Mức độ bão hoà oxi hoà tan trong n- ớc ngọt vào khoảng 14 - 15 ppm ở O 0 C, 1 atm và ở 35 0 C bằng 7 ppm, ở 25 0 C,
Nồng độ oxi trong nớc giảm dần theo chiều sâu của lớp nớc Nếu nớc bị ô nhiễm bởi các chất hữu cơ có khả năng oxi hoá bằng sinh học, thì hàm lợng oxi trong nớc giảm do bị tiêu hao bởi hoạt động của các vi khuẩn Khi lợng oxi trong nớc quá ít < 2ppm, các vi khuẩn sẽ lấy oxi của các chất chứa oxi để oxi hoá SO4 2- H2S S nớc vùng đó trở thành vùng yếm khí
Mức tiêu thụ oxi bởi các chất ô nhiễm đợc biểu thị bằng chỉ số BOD (nhu cầu oxi sinh hoá) hay COD (nhu cầu oxi hoá học)
Khí cácboníc hoà tan trong nớc tạo ra các ion: HCO3 -, CO3 2-, quá trình chuyển hoá CO3 2- thành CO2 trong nớc đóng vai trò rất quan trọng cho các quá trình cân bằng hoá học trong nớc Các phản ứng của khí CO2 và nớc:
Khi pH = 8,3, trong nớc chủ yếu tồn tại ở dạng CO3 2-, khi pH = 5, CO2 trong nớc tồn tại chủ yếu ở dạng H2CO3 hay CO2 ở lớp trầm tích, CO2 trong nớc tham gia phản ứng: pH 10m (micromet) : bụi từ 10 - 0,1m : sơng mù
Căn cứ vào tác hại của bụi, ngời ta chia ra các loại:
+ Bụi gây nhiễn độc chung: chì, thủy ngân, benzen… Vì vậy nó tăng c
+ Bụi gây dị ứng, viêm mũi, hen, nổi ban: bụi bông gai, phấn hoa, phân hoá học… Vì vậy nó tăng c
+ Bụi gây ung th: bụi quặng, bụi phóng xạ, hợp chất crom… Vì vậy nó tăng c
+ Bụi gây nhiễm trùng: lông, tóc… Vì vậy nó tăng c
Tác hại của ô nhiễm không khí
Khi con ngời đã thải ra các chất sunfua và oxit nitơ vào khí quyển thì chúng sẽ tập trung trong khí quyển của những vùng nhất định, đồng thời kết hợp với thành phần hơi nớc trong không khí, qua một số tác dụng xúc tác của các chất ô nhiễm, chúng biến thành các hạt axit sunfuric H2SO4, axit nitric HNO3 rồi theo ma, tuyết, sơng rơi xuống mặt đất làm cho nớc sông hồ bị axit hoá (độ pH nhỏ hơn 5,6), cây cối bị khô héo, các loài cá bị chết, sức khoẻ con ngời cũng bị đe doạ.
Phản ứng tạo ra axit H2SO3, H2SO4 nh sau:
Axit sulfurơ có thể bị oxi hoá trong pha khí hoặc lỏng bởi các chất oxi hoá khác nhau:
SO2 + chất oxi hoá SO3
SO3 hoà tan trong nớc tạo ra axit H2SO4
Axit tạo thành trong khí quyển sa lắng xuống theo hai dạng ớt và khô Sa lắng ớt là hiện tợng sa lắng qua ma axit hoặc mây, với độ axit đông tụ trên đất hay thực vật, có thể diễn ra gần hoặc xa nguồn Sa lắng khô là sa lắng của các oxit chứa lu huỳnh và nitơ dới dạng hạt, khí hay các soi khí, diễn ra ma gần hoặc xung quanh nguồn.
Ma axit cũng có thể dựa vào sự di chuyển của gió mây, để chuyển từ vùng này sang vùng khác, từ nớc này sang nớc khác Nhiều nớc đã khống chế ô nhiễm không khí ở nớc mình bằng cách khống chế độ cao ống khói các nhà máy để phát tán các chất ô nhiễm không khí ra các nớc lân cận và gây ra axit trong các môi trờng ở xa.
Ma axit là một trong các loại ô nhiễm môi trờng lớn nhất hiện nay, đợc coi là một cuộc chiến tranh hoá học đối với nhân loại Ma axit gây nhiều tác hại đối với hệ sinh thái cũng nh đối với môi trờng đất và nớc.
Ma axit làm tổn thơng đến lá cây, làm trở ngại cho tác dụng quang hợp của cây cối, làm cho lá cây bị vàng úa và rơi rụng Ma axit làm cho chất dinh dỡng trong đất bị tan mất, có tác dụng phá hoại sự cố định đạm của vi sinh vật và sự phân giải các chất hữu cơ, làm cho màu mỡ của đất đai bị suy giảm.
Ma axit còn ngăn trở sự sinh trởng của bộ rễ, làm suy giảm khả năng chống bệnh và sâu hại của cây trồng Những cánh rừng lớn bên bờ sông Đông thờng đợc mệnh danh là "lá phổi của châu Âu" hiện bị các trận ma axit tàn phá đã trở thành một khu rừng mà lá cây khô héo, có ảnh hởng nghiêm trọng đến môi trờng sinh thái của các nớc Pháp, Đức, Thuỵ Sĩ.
- Ma axit gây nên hiện tợng axit hoá của nguồn nớc, đặc biệt là nớc trong hồ Tơng lai trong vòng từ 20 đến 50 năm nữa mức độ axit hoá các hồ trong toàn nớc Mỹ sẽ tăng từ 5 đến 10 lần Ma axit không chỉ làm ô nhiễm nguồn n- ớc trong các ao hồ mà còn phá hỏng các loại thức ăn, uy hiếp sự sinh tồn của các loài cá và các sinh vật sống trong nớc.
Ma axit trớc hết làm tổn thơng các lá cây, khiến cho lá cây trồng công nghiệp thờng xuất hiện các vết đốm, làm yếu tác dụng quang hợp, phá hoại các tổ chức bên trong, làm mất các chất dinh đờng, chất keo và axit amin, khiến cho cây trồng mọc rất khó khăn.
Ma axit còn ức chế việc phân giải các chất hữu cơ và cố định đạm trong đất, rửa trôi các chất dinh dỡng trong đất nh canxi, magie, kali làm cho đất dần bị nghèo hoá Theo điều tra của Nhật thì ma axit có thể làm cho một số cây ngũ cốc và lúa mì bị giảm tới 30% sản lợng Tại Mĩ, mỗi năm ma axit đã gây thiệt hại cho nông nghiệp tới hơn 1 tỷ đô la Theo thống kê của Trung Quốc, ma axit đã phá hỏng 5,3 triệu tấn lơng thực Ngoài ra, ma axit còn hoà tan các kim loại độc hại trong đá hoặc đất nh chì, thủy ngân, cadimi, nhôm
- Tác hại đến sức khoẻ con ngời
Khí SO2 là chất chủ yếu gây ra ma axit, rất nguy hiểm cho sức khoẻ con ngời Khi trong không khí hàm lợng SO2 lên tới 8mg/l thì con ngời sẽ cảm thấy khó chịu, còn khi chúng tăng tới 400mg/l thì sẽ gây chết ngời Khi con ngời hít phải một nồng độ SO2 nhất định thì hệ hô hấp sẽ bị kích thích mạnh Trúng độc
SO2 thì con ngời không muốn ăn uống, bị viêm phế quản, phù phổi.
Ma axit đã phá hoại rất nhiều vật kiến trúc cổ Thành cổ A Ten nổi tiếng, sân khấu ngoài trời của La mã, bức tợng nhân s của Ai Cập đnag bị ảnh h- ởng của ma axit mà tình trạng bị xấu dần Tại Ba Lan, thành phố Chacop có
6000 vật kiến trúc cổ kiệt tác đang bị các trận ma axit huỷ hoại, một số tợng thánh đã không còn rõ mặt mũi, một số tợng khác chỉ còn là đống đá Ngoài ra, ma axit còn làm tăng nhanh độ ăn mòn đờng ray xe lửa, cầu bằng kim loại, nhà cao tầng, công trờng hầm mỏ, dây cáp điện, làm giảm tuổi thọ của chúng. Nhiều trờng hợp không khí ô nhiễm có chứa nhiều chất gây độc hại cho động thực vật nh các hợp chất của Asen, chì, molypden, các florua, Đối với động vật, ngoài việc hít thở phải các khí độc hại trong không khí còn bị suy yếu cơ thể do ăn phải các thực vật bị nhiễm bẩn bởi các chất ô nhiễm không khí Trong nhiều trờng hợp có thể nồng độ chất ô nhiễm thấp, nhng do tích tụ trong thời gian lâu dài do hô hấp hoặc ăn uống cũng sẽ gây tác hại lớn đối với động vật Các loại thuốc trừ sâu bao gồm các loại có chứa thủy ngân, chì đều gây hại lớn cho gia súc Các hợp chất Asen, chì, molypden, florua và kẽm là những chất đặc biệt gây độc hại cho các động vật ăn thực vật Trong các chất ô nhiễm không khí thì flo là gây tác hại lớn và khó kiểm soát nhất, đặc biệt nó làm vôi hoá xơng, răng động vật. Ô nhiễm không khí có ảnh hởng rất lớn đến sự phát triển của cây cối cả về mặt gây nhiễm độc trực tiếp hoặc tích tụ lâu dài, và cả về mặt tạo lớp bụi hạn chế khả năng hô hấp và quang hợp của lá cây Tất cả các thực vật cây cối ở nơi bị ô nhiễm không khí đều còi cọc, chậm phát triển, năng suất thấp thậm chí bị huỷ diệt khi nồng độ chất ô nhiễm lớn Đặc biệt, nhiều trờng hợp các
6 4 chất ô nhiễm đợc tích tụ trong các sản phẩm thực vật sẽ gây tác hại cho con ngời và động vật ăn các sản phẩm đó.
Bệnh phổi nhiễm bụi là do ngời hít thở bầu không khí có bụi khoáng, bụi amiăng, bụi than và bụi kim loại Ngời sẽ bị xơ phổi, suy giảm chức năng hô hấp Ví dụ, ở Nam Phi có khoảng 30 - 40% thợ mỏ chết do nhiễm bụi thạch anh ở Tây Âu và Nhật, Mỹ thợ mỏ cũng thờng mắc bệnh này.
Tuỳ theo nguồn gốc các loại bụi gây ra bệnh viêm mũi, họng, phế quản. Bụi hữu cơ nh bông, gai, đay dính vào niêm mạc gây viêm, phù, tiết ra các niêm dịch, dẫn tới viêm loét Bụi vô cơ rắn, có cạnh góc sắc nhọn đâm vào niêm mạc, gây viêm mũi Ví nh bụi crom, asen gây viêm loét, thủng vách mũi vùng trớc sụn lá mía Bụi len, bột kháng sinh gây dị ứng, viêm phế quản và hen Bụi phóng xạ gây ung th phổi.
Bụi gây kích thích da, sinh mụn nhọt lở loét Ví dụ, bụi đồng gây nhiễm trùng da Bụi nhựa than dới tác dụng của ánh nắng làm cho da bị ngứa, sng tÊy, báng.
Các chất độc hoá học
Các chất độc trong không khí và trong nớc
Tính độc của một hoá chất là khả năng có thể làm hại đến một cơ thể sống, thực vật hay động vật Để đánh giá độ độc nguy hại của các chất độc đối với ngời và động thực vật, ngời ta dùng hai loại kí hiệu là LD50 và LC50.
LD50 là kí hiệu "liều chết một nửa" nghĩa là lợng thuốc cần để diệt 50% đối tợng Ngời ta chia làm ba nhóm:
+ Loại thuốc có độ độc mạnh khi LD50 bằng 100mg/kg.
+ Loại thuốc có độ độc trung bình khi LD50 từ 100 đến 300mg/kg.
+ Loại thuốc ít độc khi LD50 phải sử dụng trên 300mg/kg.
LC50 là kí hiệu "nồng độ chết một nửa"
Hiện nay đã có tới 4 triệu các hoá chất khác nhau, và hàng năm có khoảng 30 nghìn chất mới đợc tìm thêm Trong số các chất trên có 80.000 hoá chất đợc sử dụng rộng rãi Nh vậy, có rất nhiều hoá chất trong môi trờng, một số chất trong chúng là các chất độc, số khác là những chất không độc Các chất hoá học do thiên nhiên hay hoạt động nhân tạo khuếch tán vào không khí, nớc, đất, từ môi trờng, chúng xâm nhập vào cơ thể động thực vật, vào hệ thống sinh thái của con ngời, chúng sẽ phá huỷ các quá trình sinh hoá, dẫn đến hậu quả nghiêm trọng làm chết cây cối, súc vật và ngời Tính độc của chúng đợc quyết định bởi nồng độ, liều lợng và đối tợng gây độc.
Số các chất độc hoá học ngày càng nhiều, chúng xâm nhập vào môi trờng nớc, không khí, đất bằng nhiều con đờng, ảnh hởng nguy hiểm đến môi sinh. Theo Uỷ ban bảo vệ môi trờng, sức khoẻ và an toàn lao động, độ an toàn của các sản phẩm tiêu dùng Mĩ, đã nêu danh sách 24 chất cực kì nguy hiểm đối với khí quyển đó là:
Acrilonitrin, asen, amiăng, benzen, berili, cađimi, các dung môi clo hoá, clofluocacbon, cromat (MeCrO4), các khí lò cốc, đietylstibensterol, ®ibromclopropan, etylen®ibrom, etylenoxit, ch×, thuû ng©n, nitroamin, ozon, biphenyl đợc polibrom hoá, biphenyl đợc policlo hoá, tia phóng xạ, đioxit lu huỳnh, vinyclorua, sự phân tán các chất thải độc và tro.
Bảng 4.1 - Các nguyên tố độc hại trong nớc tự nhiên và nớc thải
1 As Thuốc trừ sâu, chất thải Rất độc, gây ung th
2 C d Chất thải công nghiệp mỏ, mạ kim loại, ống dẫn nớc Đảo ngợc vai trò hoá sinh của enzim, gây cao huyết áp, hỏng thận, phá huỷ các mô và hồng cầu, có tính độc đối với động thực vật dới nớc
3 Be Than đá, sản xuất chất tẩy rửa, chất thải công nghiệp Độc với một số loại cây
4 Cr Mạ kim loại Nguyên tố cần ở dạng vết g©y ung th nh Cr (VI)
6 C u Mạ kim loại, chất thải sinh hoạt và công nghiệp, công nghiệp mỏ, khử kiềm
Nguyên tố cần ở dạng vết ít độc đối với động vật, độc với cây cối ở nồng độ trung bình
(ion) Các nguồn địa chất tự nhiên, chất thải công nghiệp, chất bổ sung vào nớc ở nồng độ 1mg/ngăn cản sự phá huỷ răng Nồng độ 5mg/l gây sự phá huỷ xơng và gây vết ở răng.
8 Pb Công nghiệp mỏ, than đá, xăng, hệ thống ống dẫn Gây thiếu máu, bệnh thận, rối loạn thần kinh, môi trờng sống bị phá huỷ
Chất thải công nghiệp mỏ, tác động vi sinh vật lên các khoáng Mn ở pH thấp
Tơng đối không độc đối với động vật, độc với thực vật ở nồng độ cao.
0 H g Chất thải công nghiệp mỏ, thuốc trừ sâu, than đá Độc tính cao
1 M o Chất thải công nghiệp, các nguồn tự nhiên Độc với động vật, cần với thùc vËt
2 Se Các nguồn địa chất tự nhiên, than đá Cần ở nồng độ thấp, độc ở nồng độ cao
3 Zn Chất thải công nghiệp, mạ kim loại, hệ thống ống dÉn
Cần đối với enzim - kim loại Độc với thực vật ở nồng đọ cao
Chất độc chì Pb
Trong tự nhiên có nhiều khoáng vật chứa chì Trong khí quyển chì tơng đối giàu hơn so với các kim loại nặng khác Nguồn chính của chì phân tán trong không khí xuất phát từ quá trình đốt cháy các nhiên liệu xăng chứa chì.Chì đợc trộn thêm vào dới dạng Pb (CH3)4 và Pb (C2H5)4 cùng với các chất làm sạch: 1,2 - đicloetan và 1,2 - đibrometan.
N ớc dạng hoà tan hay phức
Tiểu phân chì trong không khí
Ng ời 25mg dự trữ trong x ơng
Cùng với các chất gây ô nhiễm khác, chì đợc loại khỏi khí quyển do các quá trình sa lắng khô và ớt Kết quả là bụi thành phố và đất bên đờng ngày càng giàu chì với nồng độ vào khoảng 1000 - 4000 mg/kg ở những nơi có mật độ phơng tiện giao thông cao.
Có thể nói, phần lớn ngời dân thành thị bị hấp thụ chì từ ăn uống (200 - 300mg/ngày), nớc và không khí cung cấp thêm 10 - 15 mg/ngày Từ tổng số chì hấp thụ này thì có 200mg chì đợc tách ra còn 25mg đợc giữ lại trong xơng mỗi ngày Cân bằng chì ở khu dân c đợc thể hiện sau:
Tác dụng hoá sinh chủ yếu của chì là tác động của nó tới quá trình tổng hợp máu dẫn đến phá vỡ hồng cầu Chì ức chế một số enzim quan trọng của quá trình tổng hợp máu do sự tích luỹ các hợp chất trung gian của quá trình trao đổi chất Một hợp chất trung gian kiểu này là - aminolevulinic axit Một pha quan trọng của tổng hợp máu là sự chuyển hoá axit - aminolevulinic thành porphobilinogen
(I) HO2C - CH2 - CH2 - C - CH - CO2H (axit - aminolevulinic)
(II) HO2C - CH2 - C - C - CH2 - CO2H
Cd2+ tự do trong cơ thể Hô hấp Ăn uống 50g
Trao đổi với Zn2+ trong enzim Liên kết tạo thành thionin - kim loại
ThËn 1% dự trữ trong thận và các bộ phận khác
Chì ức chế axit - aminolevulinic, do đó giai đoạn tiếp theo tạo thành dạng (II) porphobilinogen không thể xẩy ra Tác dụng chung là chì phá huỷ quá trình tổng hợp hemoglobin cũng nh các sắc tố hô hấp khác cần thiết trong máu nh xitocrom.
Cuối cùng chì cản trở việc sử dụng O2 và glucozơ để sản xuất năng lợng cho quá trình sống ở trong máu nếu nồng độ chì cao hơn 0,8 ppm có thể gây nên hiện tợng thiếu máu do thiếu hemoglobin Nếu nồng độ chì trong máu nằm trong khoảng 0,5 - 0,8 ppm gây ra rối loạn chức năng thận và phá hủy não Xơng đợc xem là nơi tàng trữ Pb tích tụ của cơ thể Sau đó phần chì này có thể tơng tác cùng với photphat trong xơng và thể hiện tính độc khi truyền vào các mô mềm của cơ thể.
Chất độc cadimi Cd
Cây cối đang phát triển đòi hỏi kẽm và chúng cũng tách và làm giàu cađimi với một cơ chế hoá sinh tơng tự Nhiễm độc cađimi xẩy ra tại Nhật Bản ở dạng bệnh làm xơng trở nên giòn Với nồng độ cao cađimi gây đau thận, thiếu máu và phá hủy tuỷ xơng Phần lớn cađimi thâm nhập vào cơ thể đợc giữ lại ở thận và đợc đào thải Một phần nhỏ đợc liên kết mạnh nhất với protein của cơ thể thành thionin - kim loại có mặt ở thận, và phần còn lại đợc giữ trong cơ thể dần dần đợc tích luỹ, tăng cùng với tuổi tác Đến khi lợng Cd 2+ đủ lớn nó sẽ thế chỗ Zn 2+ ở các enzim quan trọng gây rối loạn trao đổi nhất và sinh ra các bệnh nguy hiểm Sự chuyển hoá của cađimi theo sơ đồ sau:
Rối loạn chức năng thậnThiếu máuTăng huyết ápPhá huỷ x ơng Ung th 99% đào thải
Chất độc thuỷ ngân Hg
Thuỷ ngân là một kim loại đặc biệt Nó là một kim loại ở thể lỏng duy nhất ở 0 0 C, màu trắng bạc, sôi ở 375 0 C, tỷ trọng 13,6, trọng lợng phân tử 200,61 Trong tự nhiên, Hg có trong các quặng sunfua gọi là cinabre với hàm lợng 0,1 - 4% Các nớc có nhiều Hg nh Nga, Mỹ, Tây Ban Nha Để trong không khí, bề mặt Hg bị xạm đi do Hg bị oxi hoá tạo thành oxit thủy ngân rất độc, ở dạng rất mịn, rất dễ thâm nhập vào cơ thể Hg rất dễ bay hơi vì nhiệt độ bay hơi của nó rất thấp ở 20 0 C, nồng độ bão hoà của hơi thuỷ ngân tới 20mg/ m 3 , rất nguy hiểm Thuỷ ngân cũng có thể bốc hơi đợc cả trong môi trờng lạnh ở nhiệt độ thờng, Hg bị oxi hoá thành Hg2O ở trên bề mặt, nếu đun nóng tạo thành HgO Hg tác dụng với các axit tạo thành muối Hg Với H2SO4 và HNO3 tạo thành Hg (NO3)2 và NO2… Vì vậy nó tăng c Với các kim loại, nó tạo thành hỗn hống, do đó Hg và hơi của nó tác dụng ăn mòn kim loại rất mạnh.
Thuỷ ngân là một trong số nguyên tố độc nhất cho con ngời và nhiều động vật bậc cao Mặc dù Hg có tính độc dới dạng ion, muối Hg có tính độc cao với sự nguy hiểm khác nhau Vài loại Hg hữu cơ đặc biệt có loại phân tử thấp nh ankin thủy ngân Thuỷ ngân ở dạng kim loại nguyên chất không độc nhng dạng hơi và ion lại rất độc Thuỷ ngân là một chất độc đối với tế bào, tác dụng của nó rất phức tạp Tiếp xúc lâu dài với nồng độ thủy ngân 0,1mg/m 3 có nguy cơ nhiễm độc với triệu chứng cổ điển nh run… Vì vậy nó tăng c Số liệu nghiên cứu khác cho thấy thuỷ ngân ở nồng độ thấp từ 0,06 - 0,1mg/m 3 gây ra các triệu chứng nh mất ngủ, ăn kém ngon.
Bảng 4.2 - Dạng tồn tại và tính độc hại của thủy ngân trong môi trờng
Dạng tồn tại Tính độc
Hg (kim loại) Trơ và không độc
Hg (hơi) Độ bay hơi cao, rất độc (đối với não)
Phenyl thủy ngân Metyl thủy ngân
Hg2 2+ (phổ biến là Hg2Cl2) Tạo hợp chất không tan với clorua, độc tính thấp
Hg 2+ Rất độc, khó di chuyển qua màng sinh học
RHg 2+ (hợp chất thủy ngân hữu cơ) Độc tính cao, đặc điểm ở dạng
CH3Hg + , gây nguy hiểm cho hệ thần kinh một chiều, nguy hiểm cho não, dễ chui qua màng tế bào sinh học, c trú trong mô mỡ
Khi thuỷ ngân xâm nhập vào nớc, bị các vi sinh vật metyl hoá và tạo thành metyl thủy ngân, hợp chất này tan trong chất béo và gây độc mạnh tại đây Vì thế, nó là một trong những dạng hợp chất thủy ngân nguy hiểm nhất. Để dễ hiểu, quá trình đợc biểu diễn bằng một sơ đồ đợc đơn giản hoá:
Trong hình này ta thấy, tất cả các dạng thuỷ ngân trong nớc dù bằng con đ- ờng trực tiếp hay gián tiếp đều biến thành metyl thuỷ ngân ở đại dơng, Hg tích tụ trong cơ thể cá, từ đó xâm nhập vào chim và các động vật có vú ăn cá
Trong công nghiệp, Hg thờng xuyên xâm nhập vào cơ thể ngời lao động qua đờng hô hấp:
Hg kim loại bay hơi ở nhiệt độ thờng, mỗi khi để trong không khí làm ô nhiễm môi trờng không khí xung quanh.
Nồng độ Hg bốc ra phụ thuộc nhiệt độ không khí, bề mặt tiếp xúc của Hg và mức độ thông gió của môi trờng.
Một m 3 không khí bão hoà hơi Hg ở 20 o C chứa khoảng 15mg Hg tức là gấp 1500 lần nồng độ cho phép ở 40 o C không khí bão hoà hơi thuỷ ngân chứa 68mg/m 3
Khi thao tác bằng tay làm rơi vãi thuỷ ngân, nó sẽ phân tán thành nhiều giọt, các giọt đó bám vào bụi lại phân tán nhỏ hơn nữa làm
Metyl axetat thuû ng©n Etyl clorua thuû ng©n cho diện tích tiếp xúc của Hg với không khí tăng lên vô tận, tạo điều kiện cho nó bốc hơi và xâm nhập vào cơ thể, rất nguy hiểm. Đờng tiêu hoá: Thuỷ ngân có thể nhiễm qua miệng tích luỹ trong cơ thể gây độc Với việc con ngời ăn nhiều cá nh hiện nay thì ngay cả khi nồng độ metyl thuỷ ngân tơng đói thấp (ở cá chình là 0,8mg/kg và ở cá măng là 1,6mg/ kg) thì cũng để lại lợng thuỷ ngân trong tóc là 50mg/kg Sau khi vào cơ thể,
Hg kim loại bị oxi hoá thành ion Hg 2+ và có thể liên kết với các protein của máu và các mô Ion Hg 2+ biến đổi đợc Nếu đa Hg vô cơ vào cơ thể qua tĩnh mạch, dới da và miệng nó chủ yếu tích luỹ ở thận.
Xấp xỉ 80% lợng hơi thuỷ ngân hít vào cơ thể phải đợc hấp thụ qua phổi. Mức độ hấp thụ của hợp chất thuỷ ngân hít phải phụ thuộc vào kích cỡ và thành phần hoá học của nó Thuỷ ngân kim loại hấp thụ qua dạ dày và đờng ruột không đáng kể, nhng hấp thụ thuỷ ngân metyl thì rất lớn.
Thuỷ ngân có nhiều ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp sản xuất Cl2 và NaOH bằng phơng pháp điện phân với điện cực thuỷ ngân; các nhà máy sản xuất thiết bị điện, nh đèn hơi thuỷ ngân, pin thuỷ ngân, công tắc điện công nghệ xử lí hạt giống chống nấm, sâu bệnh trong nông nghiệp Sau đây là một số hợp chất của thuỷ ngân hay dùng:
CH3 - Hg - C N Metyl nitrin thuû ng©n
CH3 - Hg - N - C - NH2 Metyl ®ixian ®iamit thuû ng©n
Thuỷ ngân hoặc muối của nó có thể đợc chuyển hoá thành metyl thuỷ ngân (CH3Hg + ) bởi vi khuẩn yếm khí tổng hợp metan trong nớc Sự chuyển hoá này đợc thúc đẩy bởi Co (III) chứa coenzim vitamin B12 Nhóm CH3 - liên kết với Co (III) trong coenzim đợc chuyển vị enzim bởi metyl coban amin tới Hg 2+ tạo thành CH3Hg + hoặc (CH3)2Hg:
(ATP) Co + CH3Hg+ hoặc (CH3)2Hg
Môi trờng axit thúc đẩy sự chuyển hoá đimetyl thuỷ ngân thành metyl thuỷ ngân tan đợc trong nớc Chính metyl thuỷ ngân đã tham gia vào dây chuyền thực phẩm thông qua sinh vật trôi nổi và đợc tập trung ở cá với nồng độ lớn gấp 1000 lần so với lúc đầu.
Chất độc Arsen As
Arsen là một nguyên tố vi lợng cần thiết cho cơ thể, nhng ở liều lợng cao thì rất độc
As là nguyên tố hình thành tự nhiên trong vỏ trái đất As thờng tồn tại dới dạng hợp chất với một hay một số nguyên tố khác nh oxy, clo và lu huỳnh,… Vì vậy nó tăng c tạo thành các hợp chất As vô cơ nh các khoáng vật: đá thiên thạch, reagal (AsS), orpiment (As2S3), arsenolite (As2O3), arsenopyrite (FeAs2, FeAsS, AsSb)… V× vËy nã t¨ng c
Arsen và các hợp chất vô cơ của nó là những chất rất độc, chúng tồn tại phổ biến trong thiên nhiên và cũng có mặt trong sản xuất công nghiệp Arsen là một á kim màu xám trắng, mùi tỏi, tỷ trọng là 5.7 (tỷ trọng của nớc bằng 1). Khi làm nóng arsen chảy ra và thăng hoa ở nhiệt độ 613 o C.
Khi cây lúa bị ảnh hởng arsen (III) thì rễ bị vàng, cứng và co lại Arsen (III) không những tác động lên chiều dài của rễ mà ảnh hởng đến sự sinh rễ của lúa
Hàm lợng As trong nớc tầng Holocene ở Hà Nội khoảng 0.034 mg/l(0,0001 - 0,132mg/l) Tầng chứa nớc Pleistocen (QII-III) có mức hàm lợng0,0001 - 0,0937 mg/l, hàm lợng As trong một mẫu nớc ngầm lấy ở giếng khoan ở Hà Nội vợt tiêu chuẩn cho phép (TCVN 0,05 mg/l) ở khu vực phíaNam Hà Nội As có xu thế tập trung trong tầng chứa nớc Holocene với các dị
[Enzim] + As - O- [Enzim] As - O- + 2OH-
C = O OPH32- đến tạo thành ATP Arsen thờng khoảng 0,05 - 0,08 mg/l, còn ở phía bắc một số dị thờng đợc phát hiện trong tầng Pleistocen thuộc khu vực giữa sông Hồng và sông Đuống Ngoài
Hà Nội, một số thành phố và thị xã thuộc đồng bằng Bắc Bộ và phụ cận cũng có biểu hiện nớc dới đất bị ô nhiễm As ảnh hởng của chất độc As phụ thuộc vào cấu tạo hoá học của nó As(III) là rất độc và dễ tan, linh động hơn As(V) Trong đất không có sự tồn tại của
As 3+ Arsen hiện diện trong môi trờng đất chủ yếu ở dạng H2AsO4 - nơi đất có nhiều axit hoặc HAsO4 2-
As có ba tác dụng hoá sinh là: làm đông tụ protein, tạo phức với coenzim và phá huỷ quá trình photpho hoá As 3+ thể hiện tính độc bằng việc tấn công lên các hóm - SH của các enzym, làm cản trở hoạt động của enzym Các enzym sản sinh năng lợng của tế bào trong chu trình của axit citric bị ảnh h- ởng rất lớn bởi sự có mặt của As:
Enzym sẽ bị ức chế do việc tạo phức với As 3+ làm cho thuộc tính sản sinh phân tử của ATP (adenozin triphotphat) bị ngăn cản Có thể thấy đợc hiện t- ợng này khi nghiên cứu sự phát sinh hoá của chất tạo năng chu yếu là ATP. Một giai đoạn quan trọng trong quá trình hình thành và phát triển của ATP là sẽ tạo ra 1 enzym của 1,3 - diphotpho glyxeraldehyt 3 - photphat Arsen sẽ tạo ra 1 - arseno - 3 - diphotpho glyxerat gây cản trở giai đoạn này.
Quá trình photpho hoá đợc thay bằng arsen hoá Quá trình thay thế này kèm theo sự thuỷ phân tự nhiên tạo thành 3 - photphoglyxerat và arsen nh sơ đồ dới đây:
Quá trình tự phân ngăn cản tạo thành ATP
As 3+ ở nồng độ cao làm động tụ các protein, có lẽ là do As phá huỷ các liên kết nhóm lu huỳnh có chức năng bảo toàn các cấu trúc bậc 2 và 3 Trong vũ khí hoá học, ngời ta hay dùng các hợp chất của As nh apsin AsH3 Đây là chất độc nhất trong tất cả các hợp chất của arsen, nếu hít thở không khí chứa 0,5g AsH3/l trong nửa giờ thì sau vài ngày sẽ bị nhiễm độc toàn thân; Arsen ở nồng độ 5g/l gây tử vong ngay lập tức
Sự nhiễm độc As còn gọi là arsenicosis xuất hiện nh một tai hoạ môi tr- ờng đối với sức khoẻ con ngời trên thế giới Các biểu hiện đầu tiên của bệnh nhiễm độc As là chứng sạm da (melanosis), dầy biểu bì (keratosis), từ đó dẫn đến hoại th hay ung th da Hiện cha có phơng pháp hữu hiệu chữa bệnh nhiễm độc As.
Chất độc SO 2
SO2 là loại khí dễ hoà tan trong nớc và đợc hấp thụ hoàn toàn và rất nhanh khi hít thở ở đoạn trên của đờng hô hấp Trong lĩnh vực ô nhiễm không khí,
SO2 là chất ô nhiễm hàng đầu, thờng đợc quy kết là một trong những nguyên nhân quan trọng gây tác hại đến sức khoẻ cho nhân dân sống ở các khu vực đô thị và các khu công nghiệp.
SO2 ảnh hởng đến con ngời rất nhiều Khí SO2 kích ứng các niêm mạc mắt và các đờng hô hấp trên ở nồng độ rất cao SO2 gây viêm kết mạc, bỏng, đục giác mạc Khi hít thở không khí có chứa SO2 với nồng độ thấp (1-5ppm) xuất hiện sự co thắt tạm thời của khí quản ở nồng độ cao hơn, SO2 gây xuất tiết nớc nhầy và viêm tấy thành phế quản, làm tăng sức cản đối với sự lu thông không khí của đờng hô hấp, tức là gây khó thở Khí SO2 có mùi hăng khét, ngột ngạt Ngời nhạy cảm với SO2 nhận biết đợc ở nồng độ 0,56ppm tơng đ- ơng với 1,6mg/m 3 , còn ngời bình thờng ít nhạy cảm với SO2 thì nhận biết mùi của nó ở nồng độ 2-3ppm Tóm lại, có thể nói rằng, nồng độ 1ppm của khí
SO2 trong không khí là ngỡng xuất hiện các phản ứng sinh lí của cơ thể, ở nồng độ 5 ppm đa số nạn nhân đều nhận biết đợc mùi và có biểu hiện bệnh lí rõ ràng, còn ở nồng độ 10ppm đều cảm thấy khó chịu do đờng hô hấp bị co thắt nghiêm trọng Trờng hợp tiếp xúc ào ạt với SO2 có thể làm chết ngời do ngừng hô hấp.
Nhiễm độc cấp tính khi ngời nào đó hít phải khí SO2 ở nồng độ khá cao, ở nồng độ này nó gây kích ứng dữ dội mắt và niêm mạc đờng hô hấp trên, khó thở, tím tái, nạn nhân nhanh chóng bị rối loạn tri giác Những triệu chứng này (kích thích niêm mạc đờng hô hấp ) xuất hiện rất nhanh nên việc chẩn đoán cấp tính không khó Tử vong có thể xẩy ra do sốc nặng hoặc do ngạt thở vì phản xạ co thắt thanh quản, tuần hoàn phổi ngừng đột ngột.
Nhiễm độc mãn tính: Giống nh các chất khí kích thích khác, biểu hiện th- ờng gặp là rối loạn chức năng hô hấp Các triệu chứng nóng bỏng, khô rát và đau mũi - họng, tăng tiết dịch, ho, đau ngực, khó thở, chảy nớc mắt, cay mắt, cảm giác nóng thực quản và dạ dày, buồn nôn và đôi khi nôn.
Khí SO2 thâm nhập vào các mô của cây và kết hợp với nớc để tạo thành axit sunfurơ (H2SO3) gây tổn thơng màng tế bào và làm suy giảm khả năng quang hợp Cây sẽ có những biểu hiện nh: chậm lớn, vàng úa lá rồi chết ánh sáng mặt trời có tác dụng kích thích mở rộng các khoang trao đổi khí nằm ở mặt dới của lá và vì vậy khí SO2 cũng nh các chất ô nhiễm khác thâm nhập vào lá cây ban ngày mạnh gấp 4 lần ban đêm SO2 chủ yếu gây thiệt hại đối với thực vật Một lợng nhỏ sunfua cần cho sự sống và phát triển của cây, nhng với nồng độ cao, sunfua gây tác hại nghiêm trọng Khi thâm nhập vào tế bào ở lá cây, SO2 chuyển thành các ion sunfit SO3 2- sau đó chuyển thành ion sunfat
Trong đó tốc độ biến đổi từ SO2 thành sunfit SO3 2- nhanh hơn so với tốc độ biến đổi từ ion sunfit SO3 2- thành ion sunfat SO4 2-, mà ion sunfit độc hại gấp
30 lÇn so víi ion sunfat.
Chất độc oxit cacbon CO
Oxit cacbon tấn công hemoglobin O2Hb và thế chỗ cho oxi tạo ra cacboxihemolobin COH2.
Cacboxihemoglobin là chất bền do vậy kết quả là giảm khả năng tải O2 của máu.
Tác dụng ban đầu của nhiễm độc CO là sự mất khả năng xét đoán, điều này là nguyên nhân gây ra nhiều tai nạn ô tô Cùng với sự tăng hàm lợng CO thì những rối loạn về quá trình trao đổi chất khác nhau sẽ xẩy ra và hậu quả dẫn đến chết ngời.
Bảng 4.3 - Hậu quả nhiễm độc CO ở các nồng độ khác nhau
COHb ảnh hởng đối với con ngời
10 2 Làm giảm khả năng phán đoán và giác quan
100 15 Đau đầu, chóng mặt, mệt mỏi
Chất độc NO 2
NO2 rất độc hại đến sức khỏe con ngời
Bảng 4.4 - Hậu quả nhiễm độc NO 2 ở các nồng độ khác nhau
Hậu quả đến sức khoẻ con ngời
150 - 200 dới 1 Phá huỷ dây khí quản, chết nếu thời giờ gian nhiễm độc là 3 - 5 tuần
Việc hít phải NO2 chứa trong các khí xuất hiện khi đốt xelulozơ và phim nitroxenlulozơ có thể dẫn tới chết ngời Tính độc của NO2 có thể là do một số hệ enzim của tế bào bị phá hủy bởi NO2.
Chất độc xianua
Xianua trong thực vật đợc liên kết với gốc đờng và đợc gọi là amigđalin. Xianua đợc giải phóng ra bởi quá trình thủy phân axit hoặc enzim (xảy ra trong dạ dày):
Xianua thâm nhập vào môi trờng từ nhiều nguồn HCN đợc sử dụng nh là tác nhân sát trùng để tiêu diệt các sinh vật gậm nhấm trong thùng đựng ngũ cốc, nhà ở và hầm tàu Xianua đợc sử dụng trong các tổng hợp hoá học khác nhau, trong công nghệ mạ điện, làm sạch kim loại.
Xianua ức chế các enzim oxi hoá đóng vai trò mắt xích trung gian cho quá trình sử dụng O2 để sản xuất ATP. Đầu tiên (bớc 1) xianua liên kết với feroxitocrom - oxiđza - metalloprotein chứa sắt (dới đây gọi tắt là Fe (III) - oxit), chất này bị khử thành Fe (II) oxit xitocrom oxiđaza bởi glucozơ Tiếp đến (bớc 2) Fe (II) - oxit điện tử cho oxi Sản phẩm quan trọng là năng lợng.
Bíc 1: Fe (III) - oxit + glucoza Fe (II) - oxit
Bíc 2: Fe (II) - oxit + 2H + + 1/2O2 Fe (II) - oxit + H2O
Xianua can thiệp vào bớc 1 bằng cách tạo liên kết với Fe (III) - oxit, vì vậy chất này bị thụ động hoá phản ứng ở bớc 2, tức là quá trình sản xuất năng lợng bị ngăn cản Thêm vào đó các dạng CN - còn tạo phức với các hợp chất hematin khác.
Chất độc thuốc trừ sâu
DDT là hợp chất tơng đối bền và tồn tại lâu trong môi trờng Còn các nhóm khác nh các chất cơ photpho và cacbamat thì bị biến đổi nhanh trong môi trờng. Các chất này tác dụng với O2 và nớc rồi bị phân huỷ trong vòng vài ngày trong môi trờng Các sản phẩm của sự phân huỷ đó thờng không độc.
Phơng thức tác dụng của thuốc diệt côn trùng cacbamat là: cơ chế mà theo đó hiđrocacbon đợc clo hoá thể hiện tính độc hại đối với cơ thể vẫn cha đợc biết rõ Có thể giả thiết là chúng bị hoà tan trong các màng mỡ bao quanh các dây thần kinh và can thiệp vào sự chuyển vận các ion vào trong hoặc ra ngoài các dây thần kinh Điều này dẫn đến sự chuyển dịch các rung động thần kinh, kết quả làm xuất hiện các cơn co giật và dẫn đến tử vong.
Thuốc trừ sâu có thể ức chế enzim axetylcolinesteraza Axetycolin là chất chuyển rung động thần kinh, nó kích động các tế bào thần kinh Khoảng không gian giữa các tế bào thần kinh chứa cả hai chất axetylcolin và enzim axetylcolinesteraza, chất độc DDT này sẽ phá huỷ axetylcolin và ngăn cản các tế bào thần kinh làm việc Điều này xảy ra ở hai bớc:
Từ các ví dụ trên ta thấy, các chất độc trừ sâu tác động lên các enzim hoạt động hình thành dần dần photphoryl và cacbaryl enzim, nồng độ enzim hoạt động giảm đi, axetylcolin không tiếp tục bị phân huỷ đủ nhanh và thần kinh bắt đầu hoạt động ở trạng thái không kiểm soát đợc, kết quả là côn trùng bị tiêu diệt.
Kĩ thuật xử lí chất thải
Kĩ thuật xử lí chất thải rắn
5.1.1 Xử lí chất thải rắn sinh hoạt
Xử lí các chất thải rắn sinh hoạt là giai đoạn cuối cùng của công tác vệ sinh môi trờng đô thị Đây là một quá trình tổng hợp bao gồm thu gom, vận chuyển, tập trung, xử lí chế biến rác và chất thải rắn Trong chất thải rắn đô thị, thành phần hữu cơ chiếm 40 60%, các loại vật liệu xây dựng, thuỷ tinh, sành sẽ chiếm 25 35%, các loại chất thải có khả năng tái chế nh giấy, bìa, gỗ, vỏ hộp kim loại… Vì vậy nó tăng c chiếm 8 15% Để chống ô nhiễm môi trờng đất, không khí và các nguồn nớc mặt, nớc ngầm, việc xử lí rác và chất thải rắn, tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh, chuyển hoá các chất hữu cơ dễ phân huỷ thành dạng không gây hôi thối, dễ sử dụng là rất cần thiết Các loại chất thải rắn cũng đợc chế biến để dễ sử dụng làm phân bón cho nông nghiệp và làm nguyên liệu thứ cấp cho công nghiệp.
Các phơng pháp xử lí, chế biến chất thải rắn do sinh hoạt đợc chia ra các loại phơng pháp loại trừ (giải quyết yêu cầu môi trờng) và phơng pháp sử dụng lại (giải quyết yêu cầu kinh tế) Sơ đồ chung tổ chức xử lí chất thải rắn đô thị đợc nêu trong hình 5.1 Theo nguyên tắc công nghệ, các phơng pháp này đợc chia ra: Xử lí sơ bộ (rách, phân loại, giảm thể tích chất thải), phơng pháp sinh học (ủ hiếu khí để xử lí các phần hữu cơ của chất thải rắn nhờ vi sinh vật), ph- ơng pháp nhiệt (đốt rác), phơng pháp hoá học (thủy phân, chng không có không khí chất thải) và cơ học (ép, nén chất thải để dễ sử dụng và vận chuyển) Chọn biện pháp xử lí chất thải rắn sinh hoạt dựa trên các điều kiện cụ thể của địa phơng và các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật khác.
Hình 5.1 - Sơ đồ nguyên tắc xử lí chất thải rắn ở đô thị
Hiện nay ngời ta thờng dùng các biện pháp sinh học sau đây để xử lí chế biến rác và chất thải sinh hoạt rắn: xử lí hiếu khí trong nhà máy, ủ hiếu khí tại bãi tập trung rác, tích trữ và chôn lấp rác tại các bãi chôn lấp và đốt rác.
- Nhà máy chế biến rác
Nhà máy chế biến rác (hình 5.2) làm việc theo nguyên lí ủ hiếu khí nóng. Tại đây cac chất thải hữu cơ đợc oxi hoá hiếu khí và sản phẩm cuối cùng là phân bón hữu cơ hoặc nhiên liệu sinh học.
Quá trình xử lí rác và chất thải rắn ở đây thực hiện theo các giai đoạn: + Chuẩn bị chất thải: cân, định loại, định lợng và thổi khí.
+ ủ hiếu khí nóng trong lò quay ở nhiệt độ 50 70 0 C.
+ Nghiền chất thải đã xử lí để đa đi sử dụng.
Chất thải xử lí có độ ẩm 48 54%, hàm lợng chất hữu cơ chiếm 60% trọng lợng khô, tỉ trọng 0,62 0,72%, dễ sử dụng làm phân bón trong nông nghiệp.
Hình 5.2 - Sơ đồ công nghệ nhà máy chế biến rác bằng phơng pháp hiếu khí
1 - gầu xúc rác; 2 - xe vận chuyển rác; 3 - thùng chứa rác; 4 - thùng định lợng;
5 - băng tải; 6 - thiếu bị nam châm tách kim loại; 7 - thùng đựng kim loại; 8 - ép kim loại;
9 - băng chuyền; 10 - hệ thống bốc kim loại bằng từ; 11 - lò gia nhiệt oxi hoá hiếu khí chất thải;
12 - quạt gió; 13 - rơ moóc xe tiếp nhận chất thải lớn trớc sàng; 14 - sàng;
15 - thiết bị nghiền chất thải lớn trớc sàng; 16 - đống chất thải đã xử lí;
17 - quạt gió; 18 - lò hơi đốt.
- ủ hiếu khí tại bãi tập trung rác Đối với các đô thị có dân số từ 50 đến 500 nghìn ngời, khi có diện tích đất trống gần thành phố có thể dùng biện pháp ủ hiếu khí tại bãi tập trung rác. Thời gian ủ có thể kéo dài vài tháng Tại đây rác và chất thải rắn đợc xử lí tập trung cùng với bùn cặn nớc thải thành phố.
Quá trình ủ hiếu khí trên bãi đợc thực hiện theo các giai đoạn sau:
+ Chuẩn bị chất thải rắn: cân, định loại và định lợng
+ Trộn chất thải chuẩn bị xử lí với bùn cặn nớc thải.
+ Vun đắp hỗn hợp chất thải rắn và bùn cặn thành luống và quạt khí vào luống.
+ Nghiền, sấy bùn cặn và phế thải đã xử lí để đa đi sử dụng.
Nhịêt độ ủ thờng là 30 40 0 C Độ ẩm chất thải sau xử lí sẽ là 45 50%. Phơng pháp ủ hiếu khí trên bãi đơn giản song phụ thuộc nhiều vào điều kiện khí hậu và cần diện tích đất sử dụng lớn.
- Bãi chôn lấp rác Đây là phơng pháp thông dụng nhất Chất thải tập trung vào phải đáp ứng các điều kiện vệ sinh môi trờng, không gây ô nhiễm đất, nớc ngầm, nớc mặt và không khí Bãi chôn lấp rác phải cách khu nhà ở trên 500m, cách sân bay trên 10km, cách đờng ô tô trên 500m Đất nền của bãi không đợc thấm nớc (đất sét, á sét ); Mực nớc ngầm trong khu vực phải cách mặt đất trên 2m.
Bãi chôn lấp phải đợc tính toán để tập trung và ủ rác trong thời gian 15
20 năm Để giảm diện tích bãi, chất thải rắn đợc ủ thành nhiều lớp (hình 5.3). Khi chất thải rắn chất cao 2m thì cần đắp đất ủ và xung quanh trên đó trồng cây, cỏ Xung quanh bãi bố trí các rãnh thoát nớc Nớc thoát đợc đa về trạm xử lí nớc thải hoặc đợc xử lí để tới ruộng.
Diện tích đất sử dụng làm bãi chôn lấp phụ thuộc vào dân số thành phố và chiều cao chất ủ rác Nếu chiều cao chất rác trung bình 1m/năm thì diện tích đất là 0,4 0,9m 2 /ngời.
Sau khi lấp đất ủ, chất thải rắn và rác bị phân huỷ yếm khí Khí sinh học tạo thành có thể sử dụng làm nhiên liệu.
Hình 5.3 - Sơ đồ mặt cắt bãi ủ rác và chất thải rắn
1 - dải cây xanh cách li; 2 - lớp phân cách trung gian; 3 - chất thải rắn; 4 - lớp đất trồng có lớp cách li bên ngoài; 5 - lớp cách nớc (nhân tạo hoặc tự nhiên)
5.1.2 Xử lí chất thải rắn công nghiệp
Các loại chất thải rắn tạo nên trong quá trình sản xuất công nghiệp có thể sử dụng lại làm nguyên liệu thứ cấp cho quá trình sản xuất đó hoặc ở một quá trình khác Các chất thải không sử dụng lại đợc, tuỳ thuộc vào mức độ gây nhiễm bẩn và độc hại đối với môi trờng và con ngời, có thể xử lí theo các ph- ơng pháp nh ủ cùng chất thải sinh hoạt, hoặc đốt, hoặc chôn lấp khử độc
Hiện nay ngoài các phơng pháp phân huỷ hiếu khí, ủ yếm khí nh đối với các loại chất thải sinh hoạt, ngời ta còn ứng dụng các phơng pháp khử độc và chôn chất thải công nghiệp độc hại trong các thiết bị, hòm đặc biệt và đốt các chất thải dễ cháy trong lò đốt.
- Chôn cất và khử độc chất thải công nghiệp độc hại
Các chất độc hại của công nghiệp nh thủy ngân từ các ngành công nghiệp hoá chất, clo, xianua từ công nghiệp khí, crôm từ công nghiệp crôm, chế biến dầu, chế tạo máy, luyện kim màu, chì từ chế tạo máy đợc trung hoà, xử lí hoặc khử độc trong các công trình thiết bị đặc biệt đặt trong phạm vi hoặc ngoài nhà máy Ngời ta thờng tổ chức các poligon đặc biệt thành hai dạng: riêng rẽ để chôn hoặc oxi hoá chất thải độc hại và tổng hợp để thu nhận, xử lí hoặc chôn nhiều loại chất thải rắn khác nhau.
Các chất thải đặc biệt độc hại đợc chôn trong thùng bêtông cốt thép đặt sâu dới đất không thấm nớc 10 12m Các chất phóng xạ đợc thu gom riêng vào thùng mặt nhẵn và sau đó vận chuyển đến chỗ chôn trong xe đặc biệt, chống phát xạ.
Vấn đề chôn cất chất đồng vị phóng xạ trong đất hiện nay vẫn cha đợc giải quyết triệt để ở Mỹ ngời ta chôn nó dới dạng dịch ximăng trong lớp nham thạch, ở Nga ngời ta chôn nó dới đất giữa hai lớp cách nớc
Kĩ thuật xử lí nớc thải
5.2.1 Công nghệ xử lí nớc tự nhiên
Các chất bẩn không bền vững trong nớc có thể bị phân huỷ hoặc chuyển hoá theo các quá trình sau đây:
+ Quá trình oxi hoá sinh hoá chất bẩn trong nớc, trong cặn lơ lửng và trong lớp bùn đáy.
+ Quá trình ôxi hoá hoá học chất bẩn nhờ oxi tự do hoặc oxi liên kết trong các hợp chất hoá học hoà tan, quá trình oxi hoá quang hoá.
+ Các quá trình hoá lí nh: hấp thụ, lắng đọng, keo tụ, tạo các chất không hoà tan, bay hơi, tạo váng
Tốc độ của mỗi quá trình phụ thuộc vào một loạt yếu tố nh: quần xã thuỷ sinh, nhiệt độ nớc, pH, cờng độ chiếu sáng, thành phần và hàm lợng muối trong nớc, trong cặn đáy Quá trình tổng hợp phân huỷ chất bẩn trong nguồn nớc có thể biểu diễn bằng phơng trình vi phân sau đây: dC chung dt = dC 1 dt + dC 2 dt + .+ dC n dt
Trong đó: Cchung - nồng độ chất bẩn sau quá trình phân huỷ chung.
C1, C2, Cn - nồng độ chất bẩn sau các quá trình phân huỷ 1, 2, n
Các quá trình phân huỷ chất bẩn trong nguồn nớc liên quan với nhau và đợc đặc trng bằng hằng số tốc độ phân huỷ chất bẩn chung K Hằng số K cũng thờng đợc gọi là hệ số tự làm sạch của nguồn nớc.
Sự phân huỷ chất bẩn có ý nghĩa lớn nhất trong quá trình tự làm sạch của nguồn nớc, là sự chuyển hoá sinh hoá chất bẩn Quá trình này thực hiện nhờ các loại thủy sinh vật, chủ yếu là vi khuẩn có trong nguồn nớc.
Vi khuẩn và nấm phân huỷ chất hữu cơ để giải phóng CO2, H2O và một số muối khoáng Trong quá trình này chúng sử dụng một lợng oxi rất lớn nên th- ờng gây ra hiện tợng thiếu hụt oxi ngay sau khi xả nớc thải vào sông hồ Quá trình này diễn ra càng mạnh thì hiệu quả tự làm sạch nguồn nớc càng cao. Ngoài vi khuẩn và nấm thực hiện khoáng hoá chất hữu cơ, một số các phù du thực vật rong tảo thực hiện quá trình quang hợp, thu nhận CO2 và muối khoáng từ quá trình hô hấp hiếu khí và giải phóng O2 cho vi khuẩn Các quá trình này có quan hệ tơng hỗ với nhau trong nguồn nớc Trong trờng hợp nớc thải đậm đặc chất hữu cơ, một số loài tảo còn có thể thực hiện quá trình phân huỷ chất hữu cơ, tăng cờng sự tự làm sạch nguồn nớc.
Các loại thủy sinh vật khoáng hoá chất hữu cơ làm việc có hiệu quả cao nếu nớc đợc cung cấp oxi đầy đủ và điều kiện khuấy trộn tốt Quá trình khuấy trộn làm cho các thủy sinh vật tiếp xúc đầy đủ với thức ăn và oxi hoà tan Mặt khác khuấy trộn còn làm tăng cờng sự giải phóng các sản phẩm độc hại khỏi níc. Đối với nguồn nớc là sông suối phục vụ cho các mục đích cấp nớc uống và cho nhu cầu sinh hoạt, mốc tính toán kiểm tra sử dụng nớc đặt trớc điểm dùng nớc (theo chiều dòng chảy) 1km Đối với sông suối dùng để nuôi trồng thủy sản không cần thiết lập mốc kiểm tra, song tiêu chuẩn giới hạn về các chất bẩn và độc hại phải đợc đảm bảo trong khoảng cách không lớn hơn 500m phía dới miệng xả nớc thải.
Trong sông, hồ, hồ chứa nớc và biển, chiều dòng chảy không có ý nghĩa lớn vì chúng luôn luôn thay đổi Trong trờng hợp này ngời ta thờng thiết lập khu vực kiểm tra chất lợng nớc sử dụng theo tiêu chuẩn giới hạn qui định với bán kính trên 1km đối với hồ, hồ chứa nớc và trên 300 m đối với biển Tất cả các tính toán để xác định điều kiện xả nớc thải vào nguồn nớc mặt phải đợc tiến hành trong các điều kiện bất lợi nhất cho quá trình tự làm sạch nguồn nớc, cô thÓ:
+ Đối với sông lu lợng không ổn định, lu lợng tính toán là lu lợng trung bình trong các tháng mùa khô với tần suất đảm bảo 95%.
+ Đối với đoạn sông hạ lu đập thuỷ điện - khi lợng nớc xả qua đập là bé nhÊt.
+ Đối với biển, hồ và hồ chứa nớc - khi mực nứoc trong đó thấp nhất và hớng gió thổi từ phía miệng xả nớc thải đến điểm sử dụng nớc gần nhất.
Dựa vào các điều kiện vệ sinh khi xả nớc thải vào nguồn nớc mặt có thể xác định đợc mức độ xử lí nớc thải cần thiết, biện pháp monitoring chất lợng nớc và các biện pháp bảo vệ nguồn nớc khác.
5.2.2 Tổ chức giám sát monitoring chất lợng nớc nguồn
Mục đích công tác giám sát chất lợng nớc các thủy vực là để đánh giá tình trạng chất lợng nớc, dự báo mức độ ô nhiễm nguồn nớc do sự phát triển kinh tế xã hội và là cơ sở xây dựng các biện pháp bảo vệ nguồn nớc có hiệu quả Các nội dung cơ bản của hệ thống giám sát chất lợng nớc trong khuôn khổ hệ thống giám sát môi trờng toàn cầu GEMS là:
+ Đánh giá các tác động do hoạt động của con ngời đối với chất lợng nớc và khả năng sử dụng nớc cho các mục đích khác nhau.
+ Xác định chất lợng nớc tự nhiên.
+ Giám sát nguồn gốc và đờng di chuyển của các chất bẩn và chất độc hại.+ Xác định xu hớng thay đổi chất lợng nớc ở phạm vi vĩ mô.
Hình 5.4 - Sơ đồ quan hệ giữa các công trình xử lí nớc thải và nguồn tiếp nhận nớc thải
1- thành phố (nhà máy); 2 - đối tợng sử dụng nớc ở hạ lu;
3 - trạm xử lí nớc thải; 4 - mốc kiểm tra chất lợng nớc trớc khi sử dụng. Để thực hiện các nội dung này, cần thiết phải tổ chức các hệ thống monitoring chất lợng nớc, bao gồm các trạm giám sát cơ sở, trạm đánh giá tác động và trạm đánh giá chung.
Trạm giám sát cơ sở đặt tại vùng phía trớc nguồn gây ô nhiễm Các trạm này dùng để xây dựng số liệu nền chất lợng nớc tự nhiên, chỉ bị ảnh hởng do các yếu tố tự nhiên và yếu tố ô nhiễm từ khí quyển đa tới (ví dụ do ma axit). Các trạm này luôn ở vị trí cố định.
Trạm đánh giá tác động đợc đặt tại vùng nớc bị tác động do các hoạt động sinh hoạt và sản xuất của con ngời Dựa theo mục đích sử dụng ngời ta chia các trạm đánh giá tác động thành 4 nhóm:
+ Các trạm giám sát đợc cấp cho sinh hoạt đặt tại vùng lấy nớc vào nhà máy.
+ Trạm giám sát nớc cho thuỷ lợi đặt tại khu vực trạm bơm hoặc đập chắn níc.
+ Các trạm giám sát nớc thuỷ sản đặt tại vùng sông hồ phục vụ nuôi tôm, cá
+ Các trạm giám sát đa năng đặt tại vùng nớc đợc sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau.
5.2.3 Xử lí nớc thải sinh hoạt và công nghiệp
Xử lí nớc thải, một trong những việc làm đầu tiên để bảo vệ nguồn nớc, là loại bỏ hoặc hạn chế những thành phần gây ô nhiễm có trong nớc thải để khi xả ra sông hồ nớc thải không làm nhiễm bẩn nguồn nớc Do nớc đợc sử dụng vào nhiều mục đích khác nhau nên yêu cầu về chất lợng mức độ và biện pháp xử lí cũng khác nhau Việc lựa chọn phơng pháp xử lí còn phụ thuộc vào lu l- ợng, thành phần tính chất nớc thải, vị trí xả nớc thải so với điểm dùng nớc hạ lu, khả năng tự làm sạch của sông hồ tiếp nhận nớc thải, điều kiện tự nhiên khu vùc
Quan hệ giữa yêu cầu vệ sinh khi xả nớc thải vào nguồn nớc với mức độ xử lí nớc thải biểu diễn bằng biểu thức cân bằng vật chất:
Kĩ thuật xử lí khí thải
5.3.1 Thiết bị lọc bụi Để thu gom và lọc trớc khi thải khí ra ngoài, ta dùng các thiết bị lọc. Theo nguyên lí cơ học, hạt bụi chuyển động trong không khí có khối lợng và vận tốc nào đó, ta thay đổi vận tốc chuyển động và hớng chuyển động của dòng để tách các hạt bụi ra khỏi hỗn hợp khí và bụi.
Theo nguyên lí này, ta chế tạo các buồng lắng bụi, buồng lọc bụi, các thiết bị lọc bụi kiểu quán tính, các thiết bị lọc bụi kiểu li tâm, với nhiều kích cỡ to nhỏ và các loại khác nhau, khô hoặc có tới nớc, phun nớc để tách bụi và dập bụi ra khỏi không khí Các loại lới lọc đợc cố định hoặc quay đợc trên đ- ờng chuyển động của không khí có chứa bụi Còn có thiết bị lọc bụi bằng vải, thờng chế tạo thành từng ống đơn hoặc chùm ống Khi không khí có chứa bụi đi qua các vật lọc, bụi đợc giữ lại, còn không khí sạch đi qua để thoát ra ngoài. vsv vsv vsv vsv
Thiết bị lọc bụi cấp 1 Thiết bị lọc bụi cÊp 2 Không khí có bụi cần xử lí
Không khí đã đ ợc xử lí bụi
Một phơng pháp lọc bụi có hiệu quả cao là phơng pháp lọc tĩnh điện Để lọc bụi đạt đợc hiệu suất cao thờng phối hợp lọc nhiều cấp và đồng thời sử dụng nhiều phơng pháp Hiệu suất lọc bụi của thiết bị tính theo (%) và xác định nh sau:
G1 - lợng bụi đi vào thiết bị lọc (mg/h)
G2 - lợng bụi bị thiết bị lọc giữ lại (mg/h) yđầu; ycuối - nồng độ bụi trong không khí trớc và sau thiết bị lọc (mg/m 3 ) Nếu lọc hai cấp, cấp 1 và cấp 2 thì hiệu suất chung là:
Xét theo góc độ vệ sinh, điều quan trọng là phải biết đợc lợng bụi không bị giữ lại trong thiết bị lọc bụi, tức là lợng bụi còn lại sau thiết bị lọc bụi:
= 1 - ; là % lợng bụi còn lại trong không khí
Hình 5.6 - Thiết bị lọc bụi 5.3.2 Xử lí khí thải chứa SO 2
Các chất độc hại thờng có trong khí thải SO2, NOx, CO, CH… Vì vậy nó tăng c Phơng pháp xử lí chủ yếu là hấp thụ và hấp phụ Chất hấp thụ có loại dễ phản ứng và loại không phản ứng Hấp phụ có hấp phụ hoá học và hấp phụ vật lí Chất hấp phụ hay dùng là than hoạt tính, Silicagen, Alumogen hoạt tính.
- Hệ thống hấp thụ khí SO2 bằng nớc, có thể sử dụng nớc sông hồ (nớc ngọt) hoặc nớc biển Phản ứng hoá học nh sau:
Hệ thống xử lí SO2 bằng nớc, hiệu suất hấp thụ không cao, khoảng 50% nhng đơn giản, dễ chế tạo và vận hành, nên đợc sử dụng rộng rãi.
- Hệ thống xử lí SO2 bằng vôi hoặc đá vôi
Vôi hoặc đá vôi là vật liệu rẻ tiền và có nhiều ở Việt Nam, hiệu quả xử lí tơng đối cao, khi xử lí SO2 sẽ thu đợc thạch cao là một sản phẩm quý, vì vậy ta nên áp dụng:
- Hệ thống xử lí SO2 bằng oxit magiê MgO
Phản ứng hoá học: SO2 + MgO MgSO3
Sau đó: MgSO3 + SO2 + H2O Mg(HSO3)2
Một phần MgSO3 tác dụng với oxi có trong khí thải tạo ra sunfat magiê: 2MgSO3 + O2 2 MgSO4
Bổ sung thêm MgO để trung hoà Mg(HSO3)2
Ta sấy khô ở nhiệt độ 800 900 0 C để thu hồi MgO và SO2
Cho MgO tuần hoàn lại hệ thống, còn SO2 đậm đặc sử dụng để chế biến
- Hệ thống xử lí SO2 bằng amoniac NH3
Phản ứng hoá học giữa SO2 và amoniac trong nớc, tạo ra muối amoni sunfit (NH4)2SO3 sau đó muối này lại tác dụng với SO2 và H2O tạo ra muối amoni bisunfit NH4HSO3:
(NH4)2SO3 + SO2 + H2O 2NH4HSO3
Hoàn nguyên lợng bisunfit bằng cách nung nóng trong chân không sẽ thu đ- ợc amoni sunfit và SO2 Amoni sunfit này lại sử dụng để tiếp tục khử SO2.
2NH4HSO3 (NH4)2SO3 + SO2 + H2O
Phản ứng hoá học sẽ xảy ra tiếp tục và kết quả là tạo ra lu huỳnh đơn chất. (NH4)2SO3 + S (NH4)2S2O3
(NH4)2S2O3 + 2NH4HSO3 2(NH4)2SO4 + 2S + H2O
Ta thu đợc amoni sunfat và lu huỳnh đơn chất
Phơng pháp này cho hiệu quả khá cao, khoảng 90%.
- Hệ thống hấp phụ khí SO2 bằng than hoạt tính
Hệ thống than hoạt tính hấp phụ khí SO2 khá đơn giản, có thể hoạt động khi khí thải có nhiệt độ cao (>100 0 C) Tuy vậy quá trình hoàn nguyên, sản phẩm thu hồi đợc SO2 có nồng độ thấp, lẫn nhiều axit sunfuric nên khó tận dông.
- Thiết bị xử lí khí NOx
Có thể xử lí khí NOx bằng các phơng pháp hấp thụ, hấp phụ oxi hoá và khử oxi có xúc tác.
+ Xử lí khí NOx bằng phơng pháp hấp thụ
Bằng dung dịch kiềm: NaOH
Phản ứng xảy ra mạnh, nếu NO đợc oxi hoá thành NO2 hoặc bổ sung NO2 cho dòng khí thải, đến lúc tỉ số mol của NO và NO2 là 1:1
Sở dĩ có NO2 thì hấp thụ mạnh, vì NO hoà tan yếu.
Sữa vôi Ca(OH)2 có thể hấp thụ làm giảm nồng độ NOx xuống 200ppm.
Có thể dùng Axit sunfuric để biến dung dịch canxinitrit thành canxinitrat có giá trị hơn.
2H2SO4 + 3Ca(NO2)2 2CaSO4 + 4NO + Ca(NO3)2 + 2H2O
NO tạo ra đợc sử dụng làm phân bón Nh vậy, ta xử lí đợc NOx và thu hồi đợc NO, tạo ra đợc sản phẩm là phân bón có ý nghĩa kinh tế.
H2SO4 tác dụng với NOx sinh ra axitnitro sunfuric H2SO4NO và axit nitrozin sunfuric NOHSO4:
NOHSO4 ổn định với axit đặc, để phản ứng xảy ra tốt nên duy trì nhiệt độ cao 120 0 C.
+ Xử lí khí NOx bằng phơng pháp hấp phụ: Dùng than hoạt tính, silicagen (SiO2), mangan oxit MnO, oxit sắt Fe2O3, rây phân tử Than hoạt tính hấp phụ mạnh hơn một số vật liệu khác, nhng có nguy cơ gây cháy nổ.
+ Xử lí khí NOx bằng phơng pháp khử có xúc tác: Quá trình biến đổi hoá học NOx thành N2 nhờ chất khử NH3 có oxi O2 làm cho phản ứng mạnh hơn. Các chất xúc tác là TiO2, V2O5, CuO.
Chất xúc tác oxi titan: oxit vanadi không chịu ảnh hởng phá hoại của SOx. Chất xúc tác oxit đồng CuO có thể sử dụng để xử lí NOx.
Phản ứng hoá học xảy ra:
Nhiệt độ thích hợp cho phản ứng xúc tác là 300 400 0 C
Phơng pháp khử NOx bằng NH3 đơn giản, dễ vận hành, giá thành tơng đối thấp, hiệu quả xử lí khá cao, có thể đạt 90 - 95%.
- Phơng pháp xử lí khí CO
Có nhiều phơng pháp để xử lí khí CO, nhng chỉ sử dụng phơng pháp đốt cháy hoàn toàn tạo thành CO2.
Trong khí thải nếu có lợng CO nhiều, thì dùng lửa để đốt trực tiếp Nếu l- ợng CO trong khí thải ít thì đốt bằng xúc tác Khi đốt cháy khí thải, khí CO sẽ cháy và các chất hữu cơ khác CH ở trong khí thải cũng cháy để tạo thành CO2.
- Phơng pháp xử lí mùi
Trong khí thải thờng có mùi khó chịu và độc hại Muốn khử mùi thờng dùng phơng pháp hấp thụ, hấp phụ, đốt cháy, sinh học Chúng ta sử dụng nhiều phơng pháp hấp phụ, đốt cháy Chất hấp phụ hay dùng là than hoạt tính. Quá trình thiêu đốt loại bỏ các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi VOC sinh ra từ các dây chuyền sản xuất, nhằm giảm bớt mùi khó chịu và độc hại Các hợp chất hữu cơ cháy đợc ở nhiệt độ 600 800 0 C.
5.3.3 Xử lí khí thải chứa các chất hữu cơ
Có ba phơng pháp chính để xử lí các hợp chất hữu cơ: