bài giảng hóa học môi trường chương 3 hóa học thủy quyển

CHƯƠNG 3: HÓA HỌC THỦY QUYỂN 3.1 Sự cung ứng nước Nước nguồn tài nguyên vô quan trọng cho tất sinh vật đất Nếu khơng có nước chắn khơng có sống xuất đất, thiếu nước văn minh không tồn Từ xưa, người biết đến vai trò quan trọng nước; nhà khoa học cổ đại coi nước thành phần vật chất q trình phát triển xã hội lồi người văn minh lớn nhân loại xuất phát triển lưu vực sông lớn như: văn minh Lưỡng hà Tây Á nằm lưu vực hai sông lớn Tigre Euphrate (thuộc Irak nay); văn minh Ai Cập hạ lưu sông Nil; văn minh sơng Hằng Ấn Ðộ; văn minh Hồng hà Trung Quốc; văn minh sông Hồng Việt Nam • Nước nguồn cung cấp thực phẩm nguyên liệu công nghiệp dồi dào, nước quan trọng nông nghiệp, công nghiệp, sinh hoạt, thể thao, giải trí cho nhiều hoạt động khác người Ngồi nước cịn coi khống sản đặc biệt tàng trữ nguồn lượng lớn lại hòa tan nhiều vật chất khai thác phục vụ cho nhu cầu nhiều mặt người • Tài nguyên không hoi chu trình tự nhiên lại có khả tái tạo, sử dụng khơn khéo quy hoạch thận trọng mãi tồn phục vụ lợi ích cho người Nhưng vấn đề nước trở nên bách, tái sinh nước không kịp đáp ứng nhu cầu người nhiều nơi giới vùng đông dân cư đô thị lớn Ðây vấn đề quan trọng cấp bách đe dọa sống người sinh vật 3.1.1 Sự cung ứng nước tòan cầu Nước bao phủ 71% diện tích đất có 97% nước mặn, lại nước Nước giữ cho khí hậu tương đối ổn định pha lỗng yếu tố gây nhiễm mơi trường, cịn thành phần cấu tạo yếu thể sinh vật, chiếm từ 50%-97% trọng lượng thể, chẳng hạn người nước chiếm 70% trọng lượng thể Sứa biển nước chiếm tới 97% Trong 3% lượng nước có đất có khoảng 3/4 lượng nước mà người khơng sử dụng nằm q sâu lịng đất, bị đóng băng, dạng khí dạng tuyết lục địa b The hydrologic cycle The hydrologic cycle is a conceptual model that describes the storage and movement of water between the biosphere, atmosphere, lithosphere, and the hydrosphere (see Figure 8b-1) Water on this planet can be stored in any one of the following reservoirs: atmosphere, oceans, lakes, rivers, soils, glaciers, snowfields, and groundwater Figure 8b-1: Hydrolog ic Cycle Table 8b-1: Inventory of water at the Earth's surface Volume (cubic km x 1,000,000) Percent of Total 1370 97.25 Ice Caps and Glaciers 29 2.05 Groundwater 9.5 0.68 Lakes 0.125 0.01 Soil Moisture 0.065 0.005 Atmosphere 0.013 0.001 Streams and Rivers 0.0017 0.0001 Biosphere 0.0006 0.00004 Reservoir Oceans Table 8b-2: Typical residence times of water found in various reserviors Reservoir Average Residence Time Glaciers 20 to 100 years Seasonal Snow Cover to months Soil Moisture to months Groundwater: Shallow Groundwater: Deep 100 to 200 years 10,000 years Lakes 50 to 100 years Rivers to months • On average water is renewed in rivers once every 16 days Water in the atmosphere is completely replaced once every days Slower rates of replacement occur in large lakes, glaciers, ocean bodies and groundwater Replacement in these reservoirs can take from hundreds to thousands of years Some of these resources (especially groundwater) are being used by humans at rates that far exceed their renewal times This type of resource use is making this type of water effectively nonrenewable b Xử lý cấp II (Xử lý thứ cấp) Người ta sử dụng phương pháp sinh học (hay hóa sinh) để loại bỏ chất hữu hòa tan số chất vô : H2S, amoniac, nitrit, nitrat Phương pháp sử dụng hoạt động sống vi sinh để phân hủy chất hữu cơ, q trình cịn gọi oxy hóa sinh hóa Phương pháp làm giảm số P, N, S BOD COD Có phương pháp sinh học : – Phương pháp hiếu khí – Phương pháp yếm khí Trước sử dụng phương pháp sinh học, nước thải phải trung hòa (đưa độ pH khoảng 6,5 – 8,5) để tạo điều kiện hoạt động tốt vi sinh vật, chất trung hịa thường vơi, xút, nước amoniac nước thải có tính acid acid sulfuric, acid clorhydric, khí carbonic nước thải có tính kiềm * Phương pháp hiếu khí : Sử dụng vi sinh vật hiếu khí để oxy hóa chất thải nước, vi sinh vật cần oxy để hoạt động cần có hệ thống thơng khí (hoặc sục khí) * Phương pháp yếm khí : Sử dụng vi sinh vật yếm khí (khơng cần oxy) để lên men bùn cặn nước thải lên men rượu, lên men acid lactic, lên men metan … tạo sản phẩm cuối : cồn, acid, aceton, CO2, H2, CH4 * Làm nước thải trình tự nhiên – Hồ sinh học : Trong hồ xảy trình sau : – Oxy hóa chất hữu vi sinh vật hiếu khí lớp nước hồ – Quang hợp tảo lớp nước – Phân hủy chất hữu vi khuẩn yếm khí đáy hồ Thời gian làm dài : 30-50 ngày c Xử lý cấp III – Khử trùng : Để đạt tiêu chuẩn vệ sinh, nước phải diệt khuẩn trước thải hệ thống công cộng Chất sát trùng thường chất oxy hóa mạnh khí clor, nước Javel, thuốc tím, cloramin dư lượng chất có tính độc hại Ngày sử dụng phương pháp khác sục khí có chứa ozone, khí có chứa ion âm, chiếu tia cực tím lọc qua màng lọc vi khuẩn, phương pháp không gây độc hại cho mơi trường.Việc sử dụng ozone cịn có tác dụng làm giảm dư lượng thuốc (nhất thuốc kháng sinh) có nước thải * Khử trùng Ozone : Quy trình xử lý tổng quát : a Xử lý bùn cặn : Khi xử lý nước thải tạo nhiều bùn cặn, nguồn phát sinh bùn cặn gồm có : – Lọc qua lưới để giữ chất rắn có kích thước lớn – Lắng thơ để tách hạt rắn thô cát, gạch, đá … váng bọt (dầu, mỡ …) – Lắng sơ cấp để tách hạt hữu váng bọt – Sục khí aeroten tạo chất rắn huyền phù sản phẩm q trình chuyển hóa (oxy hóa) chất hữu vi sinh vật – Lắng thứ cấp để tách bùn hoạt tính – Bùn xử lý theo kiểu chất thải rắn b Một công nghệ xử lý chất thải bệnh viện : c Thiên nhiên nhà máy xử lý nước vĩ đại : Mặt đất bao gồm đất, cát, đá có nhiệm vụ xử lý vật lý (xử lý cấp I) Thảm thực vật, vi sinh vật nước (ao, hồ, sông) đóng vai trị xử lý sinh hóa học (xử lý cấp II) Nước biển có tác dụng khử trùng (xử lý cấp III) Mưa cung cấp nước tinh khiết cho sống Q trình nước bị nhiễm xử lý trình thiên nhiên tự cân bằng, hoạt động người làm cân hệ sinh thái theo chiều hướng xấu Quy trình cơng nghệ xử lý nước thải luộc gỗ Nước thải luộc gỗ Thảo luận Nhóm 1: Tìm hiểu cung ứng nước, trữ lượng nước, nhu cầu sử dụng nước sinh hoạt, sản xuất ? Nhóm 2: Tìm hiểu dạng nguồn nước, chuyển hóa nước ? Nhóm 3: Tìm hiểu nguồn gây ô nhiễm nước ? THẢO LUẬN 1/ ANH/ CHỊ HÃY CHO BIẾT HẬU QUẢ CỦA Ô NHIỄM NƯỚC ? 2/ NÊU CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC ? 3/ ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP BẢO TỒN NGUỒN NƯỚC ? ... Water 70.8% 36 1, 132 ,000 139 ,39 7,000 Pacific Ocean 30 .5% 155,557,000 60,045,000 Atlantic Ocean 20.8% 76,762,000 29, 630 ,000 Indian Ocean 14.4% 68,556,000 26,4 63, 000 Southern Ocean 4.0% 20 ,32 7,000 7,846,000... sinh học, hóa học hay vật lý 3. 3.1 Ơ nhiễm sinh học nước Ô nhiễm nước sinh học nguồn thải thị hay kỹ nghệ có chất thải sinh hoạt, phân, nước rửa nhà máy đường, giấy Sự ô nhiễm mặt sinh học chủ... Thể tích( cm3/l) Trongnước biển Trọng lượng(mg/l) (2%NaCl) (thể tích)cm3/l 0­oC 10,24 14,16 7,97 5­oC 8,98 12 ,37 7,07 10­oC 7,96 10,92 6 ,35 15­oC 7,15 9,76 5,79 20­oC 6,50 8,84 5 ,31 25­oC 5,95