ôn tập hóa kỹ thuật môi trường

Sơ lược: Đại cương về môi trường Ô nhiễm khí quyển Hoá học địa quyển Hóa học thủy quyển Ô nhiễm môi trường nước Khái quát môi trường Việt Nam Sơ lược: Đại cương về môi trường Ô nhiễm khí quyển Hoá học địa quyển Hóa học thủy quyển Ô nhiễm môi trường nước Khái quát môi trường Việt Nam

Ô NHIỄM VÀ THOÁI HÓA ĐẤT

A GiỚI THIỆU CHUNG

1 Khái niệm

-Ô nhiễm đất là quá trình biến đổi hoặc thải vào đất các chất ô nhiễm làm thay đổi tính chất và cấu trúc của nó theo hướng không có lợi, mất khả năng đáp ứng cho các nhu cầu của con người

-Thoái hoá đất đai là dấu hiệu chung của sự suy giảm nhất thời hoặc thường xuyên khả năng sản xuất của đất đai (UNEP, 1992) Hoặc là những quá trình thay đổicác tính chất lý-hóa-sinh học của đất dẫn đến đất giảm ( hoặc mất ) khả năng thực hiện các chức năng của mình

2 Phân loại đất bị ô nhiễm

Nguồn gốc phát sinh

-Tự nhiên: Do lắng đọng của các chất và hoạt động địa chất của trái đất

-Nhân tạo :Chất thải sinh hoạt, công nghiệp và nông nghiệp

Tác nhân gây ô nhiễm: Tác nhân vật lí Tác nhân hóa học tác nhânsinh học

3 Các kiểu thoái hóa đất

Phèn hóa, nghèo kiệt dinh dưỡng trong đất

Bạc màu hóa

Kết von đá ong hóa

Xói mòn, rửa trôi

b Việt Nam

Việt Nam còn khoảng 9,34 triệu ha đất bị hoang hóa (chiếm khoảng 28% tổng diệntích đất đai trên toàn quốc), trong đó có 5,06 triệu ha đất chưa sử dụng và 2 triệu ha đất đang được sử dụng bị thoái hóa nặng

Ninh Thuận, Bình Thuận là hai địa phương có chỉ số khô hạn cao nhất và có quá trình sa mạc hóa diễn ra mạnh nhất VN

Theo Báo cáo Hiện trạng môi trường quốc gia 2005 :

ÔN do phân hóa học: sử dụng không đúng kỹ thuật, trên 50% lượng đạm, 50%

lượng kali và xấp xỉ 80% lượng lân dư gây ô nhiễm đất Các loại phân vô cơ như K2SO4, KCl, super photphat còn tồn dư axit, xuất hiện nhiều độc tố trong đất như

ion Al3+, Fe3+, Mn2+…

ÔN thuốc BVTV: khối lượng thuốc BVTV được sử dụng ở VN còn ít, trung bình

từ 0,5-1,0 kg/ha/năm, tuy nhiên, ở nhiều nơi đã phát hiện dư lượng thuốc BVTV trong đất

ÔN chất thải vào đất do hoạt động CN: hàm lượng KLN trong đất gần các khu CN

đã tăng lên những năm gần đây Tại cụm CN Phước Long hàm lượng Cr cao gấp 15 lần, Cd cao từ 1,5 đến 5 lần, As cao gấp 1,3 lần so với tiêu chuẩn

2 Nguyên nhân

a Tự nhiên

Nhiễm phèn : do nước phèn từ nơi khác di chuyển đến Chủ yếu là nhiễm Fe2+, Al3+, SO42-

Nhiễm mặn : do muối trong nước biển, nước triều hay từ các mỏ muối,…

Các khoáng vật hình thành đất chứa một hàm lượng nhất định các kim loại nặng, khi chúng vượt quá giới hạn thì trở thành chất ô nhiễm

Gley hóa trong đất sinh ra nhiều chất độc cho sinh thái (CH4, N2O, CO2, H2S FeS, )

Các chất phóng xạ có sẵn trong lòng đất (U238, Ra226,…) gặp điều kiện thuận lợi thì phân rã, gây phóng xạ với nồng độ cao gây hạiđất

Vận động địa chất của trái đất : sóng thần, sông suối thay đổi dòng chảy, núi lở

Do thay đổi khí hậu, thời tiết : mưa, nắng, nhiệt độ, gió, bão

b Nhân tạo

Chất thải công nghiệp

Chất thải xây dựng :gạch ngói, thủy tinh,bê tông,…trong đất các chất này bị biến đổi theo nhiều con đường khác nhau, nhiều chất rất khó bị phân hủy,…

Chất thải kim loại các loại bình điện, sắt phế liệu, chất dẻo (Ni, Cd),…

Chất thải khí CO : sản phẩm đốt cháy không hoàn toàn của các phương tiện giao thông, núi lửa, khói lò gạch…

CO2 và SO2, NO2 trong không khí bị ô nhiễm là nguyên nhân gây ra mưa acid, làm tăng quá trình chua hóa đất

Chất thải hữu cơ và hóa học Chất tẩy rửa, thuốc nhuộm, công nghiệp sản xuất ắcquy, sản xuất hóa chất,…

pin-Nước từ cống rãnh thành phố được sử dụng làm nguồn nước tưới cho sản xuất nông nghiệp

Chất thải nông nghiệp Phân và nước tiểu động vật Lan truyền từ môi trường đã

ô nhiễm (không khí, nước), từ xác bã thực, động vật

Sử dụng dư thừa các sản phẩm hóa học như phân bón hóa học, chất kích thích sinh trưởng, thuốc trừ sâu, trừ cỏ,…

Chất thải sinh hoạt : chôn rác, bãi rác và hầm cầu tự hoại, nước và bùn cống

rãnh, độc chất kim loại nặng từ nước thải thành phố

Các nguyên nhân khác :

Quá trình đô thị hóa, công nghiệp hóa và mạng lưới giao thông

Vi sinh vật : chất thải của người, động vật, đặc biệt của bệnh viện chưa qua xử lý tạo điều kiện cho nhiều vi sinh vật gây bệnh phát triển

Chất thải phóng xạ : các thảm họa nhà máy điện hạt nhân, các trung tâm nghiên cứu khoa học

Do chiến tranh

Ô nhiễm dầu : các sản phẩm dầu mỏ bị rò rỉ hay đổ tràn trên mặt đất

Sự tăng dân số và đói nghèo

Đốt phá rừng làm nương rẫy

Canh tác trên đất dốc lạc hậu

3 Hậu quả

Làm mất khả năng tự điều chỉnh của hệ sinh thái đất, đất trở nên cằn cỗi

Sự tích tụ của các hóa chất độc hại, kim loại nặng trong đất làm tăng khả năng hấp thụ các nguyên tố có hại cho cây trồng, vật nuôi và gián tiếp gây ảnh hưởng tới sức khỏe con người

4 Biện pháp

a Các biện pháp giảm thiểu và cải tạo đất

Điều tra và phân tích đất

Loại bỏ nguồn gây ô nhiễm

Làm sạch hóa đồng ruộng

Đổi đất, lật đất

Thay đổi cây trồng và lợi dụng hấp thu vi sinh vật

Thực hiện luật môi trường

b Các biện pháp hạn chế.

Công nghệ biogas (công nghệ khí sinh học)

Cải tạo đất nhiễm kim loại nặng bằng thực vật

Cơ chế : Sử dụng thực vật hấp thụ và tích các kim loại này trong các bộ phận khác nhau của chúng

Cỏ Vertiver hấp thụ được Al, Zn, Mn, Ni…có trong đất

Loài thực vật Pteris vittata L, có thể hút As từ đất

Nhưng với nhịp độ gia tăng dân số, tốc độ phát triển công nghiệp và hoạt động đô thị hoá như hiện nay

Ô nhiễm và thoái hóa đất cần được ngăn chặn và giải quyết có hiệu quả

Ở trạng thái rắn, không màu, không mùi, kết tinh ở trạng thái tinh khiết

Bền vững trong môi trường và ít bị phân hủy do các yếu tố bên ngoài như: nhiệt

độ, độ ẩm, hóa chất,…

Ít tan trong các dung môi hữu cơ, không tan trong nước

II Các Nguồn Phát Sinh

Từ quá trình đốt cháy (các hợp chất hữu cơ với sự có mặt của clo)

Từ quá trình sản xuất và sử dụng một số thuốc diệt cỏ

Từ các quá trình tự nhiên như: cháy rừng, phun trào núi lửa Ngoài ra, những con đường phân hủy sinh học hoàn toàn cũng tạo ra Dioxin

Phát thải vào nước các hóa chất chứa Dioxin

Phát thải các sản phẩm chứa thành phần Dioxin

Phát thải trực tiếp các sản phẩm tạp nhiễm, nước thải chứa thành phần Dioxin vào đất hay lắng tụ từ không khí vào đất

III.Thực trạng dioxin ở Việt Nam

Trong 10 năm(1961 – 1971), trải dải trên các tỉnh của miền Nam Việt Nam, quân đội

Mỹ đã sử dụng 72 triệu lít chất độc hóa học diệt cây, trong đó trên 40 triệu lít chất độc da cam có chứa dioxin

Diện tích đất bị rải ở Việt Nam từ 1962-1969

Đất rừng Đất canh tác Tổng số

1824240 ha 202000 ha 2026240 ha

Địa phương Diện tích tự nhiên Diện tích bị rải % Sr/Sr

IV.Tác động của dioxin đối với môi trường và con người

1 Tác động tới môi trường

a.Môi trường đất:

- Việc thải chất diệt cỏ chứa 2,4 D và 2,4,5-T đã làm thúc đẩy nhanh quá trình phân hủy lớp đất màu mỡ trên mặt, tăng nguy cơ đất bị xói mòn, làm thay đổi thành phần thổ nhưỡng của đất

Các vùng còn lưu tồn dioxin ở trong đất lượng cao sau 30 năm thường là các vùng trầm thủy (ngập nhiều tháng trong năm), đất rất chua phèn (pH < 3,5), do đó khó tìm loài vi sinh vật thích nghi và phát triển hữu hiệu trong điều kiện này

b.Môi trường nước

- Dioxin ít tan trong nước nên được tìm thấy rất ít trong nước, chủ yếu có ở đáy bùn, trầm tích biển

- Các phần tử của chất độc này lơ lửng và bám vào các loại rong rêu, bùn đất trong các ao hồ và ngấm vào lòng đất

c.Môi trường không khí:

- Dioxin tồn tại dưới dạng hơi hoặc bám vào các hạt bụi

d.Đối với thưc vật

Làm cho cây cối bị rụng lá, gây ra hiện tượng xói mòn khi có các trận mưa lớn, đất

lở cuốn theo đất xuống các dòng sông làm cho nước bị nhiễm, dẫn đến các loài thủy sinh cũng bị nhiễm và cuối cùng là con người

2 TÁC HẠI CỦA DIOXIN ĐẾN CON NGƯỜI

Dioxin cũng là chất gây ung thư.

Dioxin tác động lên bộ phận sinh sản nữ giới

Biến đổi hormon

Tác động lên bộ máy sinh sản phụ nữ

Giảm khả năng sinh sản Phụ nữ

Rối loạn chứcnăng buồng trứng

Viêm màng

dạ con

Giảm lượng testosterone

Tác động lên bộ máy sinh sản nam giới

Giảm số lượngtinh trùng

Giảm kích thước cơ quan sindục

Tinh hoàn biến đổi bất thường

VI Các biện pháp giảm thiểu và xử lý Dioxin

1Biện pháp giảm thiểu:

Trồng rừng nhằm tránh xói mòn đất mang theo dioxin ra khỏi nơi tích tụ ban đầu.Lắp đặt các thiết bị lọc - hấp thụ khói bụi có chứa có chứa Dioxin trong các nhà máy

Ngăn chặn các con đường nhiễm Dioxin vào thức ăn

Có những nghiên cứu sâu hơn về thời gian bán phân hủy của Dioxin trong Môi trường

Nghiên cứu về cơ chế tương tác giữa dioxin và sinh vật

Ngăn chặn sự phát tán sinh học của Dioxin trong môi trường

Mỗi người dân phải có ý thức hơn trong những bảo vệ môi trường sống xung quanh

2 Phương pháp xử lý

A: Phương pháp xử lý hóa lý.

Phương pháp phá hủy bằng nhiệt là phương pháp trực tiếp nhất để xử lí và hủy những vật chất bị nhiễm CDD vì dưới điều kiện thích hợp, sự phá vỡ CDD được bảo đảm người ta sử dụng lò nung, lò quay, lò thiêu có bơm dịch, lò thiêu bằng tia hồng ngoại

Phương pháp khử hấp thu nhiệt

*Một giếng đặc biệt bằng bê tông được thiết kế cho công việc xử lý dioxin Bên trong giếng là một bể bằng thép được đặt ngăn với giếng bê tông bằng một lớp ngăn cách Các thiết bị gia nhiệt được đặt bên trong lớp thùng bằng thép, nhiệt độ được điều chỉnh bằng nhiệt kế cho phù hợp Một thiết bị được đặt ở giữa bể, rồi qua cylon,đến thiết bị õi hóa nhiệt Khí được làm mát qua trao đổi nhiệt được hấp thụ bằng thanhoạt tính và cuối cùng không khí sạch đã được xử lý

B: Phương pháp sinh học

TCDD VSV

Tiết ezim ngoại bào,oxh hchc

Chất hữu cơ trung gian, đơn giản hơn

quá trình sinh trưởng, phát triển vsv

Chất hữu cơ không độc + Khí (CO2, CH4 )

* Việc xử lí Dioxin trên cơ thể người gặp nhiều khó khăn Dioxin tích lũy

trong cơ thể người tại các mô mỡ, không bị phân giải trong cơ thể và bài tiết nguyên vẹn qua đường mật, sữa

Một số giải pháp loại trừ Dioxin ra khỏi cơ thể:

Làm giảm độc tính Dioxin trên cơ thể bằng cách sử dụng những chất có tác dụng khử mạnh như: axit béo chứa vitamin C, E, Fe, Se với liều lượng nhỏ

Giảm trọng lượng cơ thể: tiêu mỡ làm giảm lượng Dioxin trong cơ thể

Người mẹ nhiễm Dioxin không cho con bú sữa

BĂNG CHÁY, GIẢI PHÁP NĂNG LƯỢNG SẠCH ?

I: BĂNG CHÁY LÀ GÌ?

1 Băng cháy là một dạng năng lượng hóa thạch ở dạng rắn, được hình thành từ

khí thiên nhiên và nước ở điều kiện thích hợp

Nó thường có màu trắng như băng tuyết hoặc có thể có màu nâu, màu vàng hoặc

có thể có màu đỏ

2)Quá trình hình thành và cấu tạo

Băng cháy hình thành ở dưới điều kiện áp suất cao (trên 30 atm) và nhiệt độ thấp (dưới 0 độ C),

Băng cháy không phải là một hợp chất hữu cơ mà cấu trúc của nó là cấu trúc lồng Thường gặp ở 2 dạng cấu trúc tinh thể lập phương và lục phương

3)Phân bố băng cháy

Băng cháy phân bố ở khắp các đáy biển và trong lòng đất trên thế giới Nói chung

ở các đáy biển sâu hơn 300 m có nguồn methane hình thành từ xác sinh vật biển trầmtích, và nhiệt độ thấp (dưới Oo C) là có thể có

Ở nước ta băng cháy tập trung chủ yếu ở biển đông

4)trữ lượng băng cháy

Do cấu trúc đặc biệt của băng cháy nên khi nhiệt độ tăng hoặc giảm áp suất, băng cháy sẽ phân giải theo tỷ lệ: 1 m3 băng cháy cho ra 164 m3 khí methane và 0,8 m3 nước

Theo thông tin từ chương trình nghiên cứu của cơ quan tài nguyên thiên nhiên Canada, trữ lượng băng cháy vừa phát hiện dưới đáy biển có thể đáp ứng 100% nhu cầu năng lượng của thế giới trong 2.000 năm nữa

Sức mạnh của băng cháy

Băng cháy có mặt dưới đáy các đại dương và lòng đất trên khắp thế giới Trước hết,

nó hiện diện trên một vùng rộng lớn ở các cực của Trái Đất, trên sườn các lục địa ở

độ sâu từ 600 đến 1.000 mét

Khai thác băng cháy

Hiện nay các nước trên thế giới đã và đang nỗ lực tiềm kiếm, nghiên cứu và khai thác băng cháy trong đó diển hình là Nhật Bản, Hàn Quốc, Trung Quốc, Mỹ, Việt Nam…

II) BĂNG CHÁY CÓ LÀ NĂNG LƯỢNG SẠCH ?

Ở DẠNG THÔ: không như các nhiên liệu khác (như xăng, dầu…) khi cháy có thể

tạo ra nhiều chất có hại như CO2,SO2,CO…băng cháy khi cháy chỉ tạo ra sản phẩm

là CO2 và nước

+ Do cấu trúc đặc biệt, các lồng của băng cháy thường có CO2 trong lõi Vì thế, nếu CO2 được bơm vào băng cháy, nó sẽ thay thế metan ngay tức thì Nhờ đó mà chúng ta có thể thu được metan và “nhốt” CO2 trong tinh thể băng “Metan trong băng cháy có thể trở thành nguồn năng lượng sạch trong tương lai”, Tim Collett, mộtchuyên gia của Cơ quan Địa chất Mỹ, phát biểu

=băng cháy hoàn toàn có thể là năng lượng sạch của tương lai

ỨNG DỤNG BĂNG CHÁY

Băng cháy có thể dùng để làm năng lượng thắp sáng và để đốt thay thế cho xăng

và dầu mỏ

MƯA ACID

Mở đầu

Mưa rất quan trọng đối với sự sống của các loài sinh vật Mưa mang tới cho sinh vật nước để sinh sống Thế nhưng ở nhiều nơi trên trái đất mưa đang trở thành mối nguy hại bởi vì khí quyển đã bị ô nhiễm bởi các khí thải từ các nhà máy, xe ôtô và các hoạt động của con người đã làm cho những cơn mưa trở nên nguy hiểm cho sự sống của mọi loài sinh vật

Loại mưa đó được gọi là “mưa axit”

Mưa axit là gì???

Mưa axit là hiện tượng mưa mà nước mưa có độ pH dưới 5,6

Mưa axít là sự lắng đọng thành phần axít trong những cơn mưa, sương mù, tuyết, băng, hơi nước v.v

Mưa axit xảy ra ở đâu?

Ở các khu vực công nghiệp hay những khu vực có khí quyển bị ô nhiễm do hơi đốt

và khói các nhà máy thải ra

Nước mưa cũng kết hợp với khí thải của các nhà máy-có thể bị gió mang đi đến những vùng rất xa khu vực bị ô nhiễm đó

Nguyên nhân gây ra mưa axit

Do trong nước mưa có chứa các oxit lưu huỳnh và oxit nitơ, các oxit này tan vào nước tạo nêncác axit tương ứng của chúng làm cho độ PH thấp gây nên hiện tượng mưa axit

Các nhà khoa học đều khẳng định nguyên nhân chủ yếu là do “các hoạt động của con người gây nên”

Ngoài ra còn do những vụ phun trào của núi lửa, hay các đám cháy

Phản ứng giữa hợp chất gốc HOSO2 và O2:

HOSO2 + O2→ HO2 + SO3

Lưu huỳnh triôxít SO3 sẽ phản ứng với nước:

SO3(k) + H2O(l) → H2SO4(l)

→ Đây chính là thành phần chủ yếu của mưa axít

Axít nitric HNO3 chính là thành phần của mưa axít

Ảnh hưởng của mưa acid lên ao hồ và hệ thủy sinh vật

Mưa acid rơi trên mặt đất sẽ rửa trôi các chất dinh dưỡng trên mặt đất và mang các kim loại độc xuống ao hồ

Acid sulfuric ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng hấp thụ oxy, muối và các dưỡng chất để sinh tồn của các sinh vật sống dưới nước

Các phân tử acid trong nước tạo nên các nước nhầy trong mang của cá làm ngăn cản khả năng hấp thu oxygen của các làm cho chúng bị ngạt

Các ảnh hưởng của pH đến hệ thủy sinh vật có thể tóm tắt như sau

pH < 6,0 Các sinh vật bậc thấp của chuỗi thức ăn bị chết (như phù du, stonefly), đây

là nguồn thức ăn quan trọng của cá

pH < 5,5 Cá không thể sinh sản được Cá con rất khó sống sót Cá lớn bị dị dạng

do thiếu dinh dưỡng Cá bị chết do ngạt

pH < 5,0 Quần thể cá bị chết

pH < 4,0 Xuất hiện các sinh vật mới khác với các sinh vật ban đầu

Ảnh hưởng của mưa acid lên thực vật và đất

Khi có mưa acid, các dưỡng chất trong đất sẽ bị rửa trôi Các hợp chất chứa nhôm trong đất sẽ phóng thích các ion nhôm và các ion này có thể hấp thụ bởi rễ cây và gây độc cho cây

Khí SO2 tiếp xúc với lá cây, nó sẽ làm tắt các thể soma của lá cây gây cản trở quá trình quang hợp

Ảnh hưởng đến khí quyển

Các sương mù acid làm ảnh hưởng đến khả năng lan truyền ánh sáng Mặt trời

Ảnh hưởng đến các công trình kiến trúc

Các hạt acid khi rơi xuống nhà cửa và các bức tượng điêu khắc sẽ ăn mòn chúng

Ảnh hưởng đến các vật liệu

Mưa acid cũng làm hư vải sợi, sách và các đồ cổ quý giá Hệ thống thông khí của cácthư viện, viện bảo tàng đã đưa các hạt acid vào trong nhà và chúng tiếp xúc và phá hủy các vật liệu nói trên

Ảnh hưởng lên con người

Các tác hại trực tiếp của việc ô nhiễm do các chất khí acid lên người bao gồm các bệnh về đường hô hấp như: suyển, ho gà và các triệu chứng khác như nhức đầu, đau mắt, đau họng Các tác hại gián tiếp sinh ra do hiện tượng tích tụ sinh học các kim loại trong cơ thể con người từ các nguồn thực phẩm bị nhiễm các kim loại này do mưa acid

Mưa axit không phải lúc nào cũng có hạiMưa axit làm mát trái đất:

Những cơn mưa chứa axit sunphuaric làm giảm phát thải methane từ những đầm lầy, nhờ đó hạn chế hiện tượng trái đất nóng lên

Mây acid làm lợi cho các đại dương

Các nhà khoa học đến từ đại học Leeds đã chứng minh rằng axit trong khí quyển

phân chia các phân tử sắt lớn trong bụi thành những hạt sắt cực nhỏ hòa tan mà các sinh vật phù du dễ dàng hấp thu.

Giáo sư Michael Krom đến từ đại học Leeds, khảo sát viên chính của nghiên cứu, cho biết: “Quá trình này đang diễn ra với các đám mây trên khắp thế giới, và có những tác động rất lý thú đối với các đại dương Những gì chúng tôi khám phá được lần này là một nguồn sắt hòa tan có lợi cho sinh vật đang được đưa xuống bề bặt Tráiđất qua các trận mưa.”

VIỆT NAM VÀ MƯA ACID

Tháng 8/1999 Việt Nam chính thức tham gia vào Mạng lưới giám sát lắng đọng axit vùng Đông á (EANET)

Năm 2005 đo tại 2 trạm quan trắc Hà Nội, Hoà Bình và khẳng định, hiện tượng mưa axit đã xuất hiện tại một số nơi tại Việt Nam với độ

pH < 5, 5

Trong cả nước, mưa axit chiếm tới 30-50% số lần mưa

Những nơi có tần suất cao lên tới 50%, điển hình như Việt Trì, Tây Ninh và Huế Theo số liệu quan trắc, Hà Nội và TP.HCM có tần suất mưa axit thấp hơn các vùng khác

Mưa axit cũng bị ảnh hưởng theo mùa, ở miền Bắc lượng ion vào mùa khô cao hơn Tại Huế, Quy Nhơn lượng ion vào mùa mưa lại cao hơn Tại miền Nam lượng ion thấp vào mùa mưa…

Biện pháp

Biện pháp quản lý việc xả khí thải.

Xây dựng công ước và điều luật về môi trường trong việc xả thải các khí SO2 và NO2 ra môi trường

Công ước và điều luật đó phải được áp dụng trên toàn cầu, các quốc gia phải thực hiện

Biện pháp giảm bớt phát thải khí SO2 và NOx

Đối với SO2

Sử dụng than sạch - than đã được phân loại bằng trọng lực để loại FeS2 - hoặc sử dụng than có hàm lượng sulfur thấp (subbituminuos)

Xử lý khí thải bằng phương pháp lọc ướt, sử dụng dung dịch nước vôi hoặc xút để làm chất hấp thụ Phản ứng xảy ra như sau:

CaCO3 + SO2 + H2O + O2 → CaSO4 + CO2 + H2O

Phương pháp làm sạch SO2 bằng sữa vôi

SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 + H2O

Phương pháp làm sạch SO2 bằng amoniac

(NH4)2SO3 + SO2 + H2O = 2NH4HSO3

Phương pháp kẽm

ZnO + SO2 + H2O = ZnSO3 H2O

Đối với NOx

Sử dụng phương pháp đốt gọi là "Overfire Air" Theo phương pháp này một phần không khí cần thiết cho quá trình đốt sẽ được chuyển hướng lên phía trên của buồng đốt Làm như vậy, quá trình đốt sẽ diễn ra trong điều kiện có ít oxy hơn và làm giảm quá trình oxy hóa nitơ trong không khí thành NOx.

Xử lý khí thải bằng chất xúc tác Trong quá trình này người ta cho ammonia tác dụng với NO trong một buồng xúc tác

4NO + 4 NH3 + O2 > 4N2 + 6 H2O

2NO2 + 4 NH3 + O2 -> 3N2 + 6 H2O

Trong các động cơ xe người ta gắn thêm một bộ phận lọc khí có hình tổ ong được

mạ platinum, pallandium hoặc Rhodium Ở tại bộ phận này sẽ diễn ra phản ứng oxy hóa, phản ứng khử để biến NOx, CO các hydrocacbon thành các chất khí không gây hại như CO2 , N2, O2

Sử dụng nhiên liệu sạch Xe đạp điện Xe sử dụng khí hoá lỏng Sử dụng năng

lượng mặt trời

Hạn chế sự bay hơi của nhiên liệu: cải tiến vòi bơm xăng

Phương pháp sinh học khắc phục hậu quả mưa acid

Để bảo vệ các công trình kiến trúc và điêu khắc khỏi sự ăn mòn người ta sử dụng

vi khuẩn Myxococcus xanthus Chúng tạo nên một lớp cacbon hydrat (vữa sinh học) bền hơn đá vôi và chịu được mưa axit

Phân tử kỳ lạ quét sạch mưa axit

Các nhà khoa học thuộc đại học Purdue và đã phát hiện phân tử cần thiết có khả năng phá vỡ các chất ô nhiễm trong bầu khí quyển Đây là một phân tử không bình thường với hai liên kết hyđrô và chưa từng được phát hiện trước đây Bức ảnh trên chỉ rõ cấu trúc của phân tử, với hình cầu màu xanh là nguyên tử nitơ, màu đỏ là nguyên tử hyđrô, màu trắng là nguyên tử oxy, và phần màu vàng cho thấy vị trí của liên kết hyđrô kép (Ảnh: Joseph Francisco/ Purdue News Service)

Một số thông tin về mưa axit

Trận mưa có độ acid thấp ở mức kỷ lục (pH = 2,4) diễn ra ở New England

Mưa axit được phát hiện ra đầu tiên năm 1872 tại Anh

Vào năm 1976 cây cầu bắc ngang sông Ohio đã sập làm chết 46 người do mưa axit

MẶT TRỜI NGUỒN NĂNG LƯỢNG I.Một số khái niệm Năng lượng mặt trời?

Năng lượng mặt trời là năng lượng của dòng bức xạ điện từ xuất phát từ Mặt Trời,cộng với một phần nhỏ năng lượng của các hạt hạ nguyên tử khác phóng ra từ ngôi sao này

Dòng năng lượng này sẽ tiếp tục phát ra cho đến khi

phản ứng hạt nhân trên Mặt Trời hết nhiên liệu, vào khoảng 5 tỷ năm nữa

II Cơ sở khoa học

:1 Phản ứng hạt nhân trên mặt trời:

41H → 4He + 2e+ + 2νee + năng lượng

2.Trái đất nhận năng lượng mặt trời?

Trái đất nhận được 174 petawat (PW) của bức xạ mặt trời đến (sự phơi nắng) ở phía trên không khí Khoảng 30% được phản xạ trở lại không gian trong khi phần còn lại được hấp thụ bởi các đám mây, đại dương và vùng đất

3 Công nghệ điện mặt trời:

Quang điện mặt trời

Nhiệt điện mặt trời

III.VAI TRÒ CỦA ÁNH SÁNG MẶT TRỜI

Khỏe xương

Tăng cường hệ miễn dịch

Tốt cho sức khỏe tim mạch

Làm khỏe da

Phòng ung thư

Làm tinh thần vui tươi, sảng khoái

Bên cạnh đó thì ánh sáng mặt trời còn có các tác dụng không có lợi nếu tiếp xúc với ánh sáng mặt trời quá nhiều

Tạo ra hồng ban trên da, tạo ra sắc tố làm nâu da

Làm tăng sự sinh sản các tế bào sừng của da

Còn có tác dụng làm lão hóa da

Có thể bị cảm nắng, hỏng mắt

IV Ứng dụng của năng lượng Mặt trời:

1 Hoạt động công nghiệp:

Công nghiệp điện mặt trời trên thế giới

Trong vòng khoảng 15 năm qua điện mặt trời phát triển rất nhanh, với tốc độ trungbình là 25%/năm

Chương trình điện mặt trời siêu công suất 2010 – 2025 ở Việt Nam

Tình trạng sử dụng năng lượng mặt trời hiện nay ở Việt Nam:

Ở Việt Nam, NLMT tuy được sử dụng nhưng còn hạn chế do những nguyên nhân khách quan như: giá thành thiết bị còn cao, hiệu suất thiết bị thấp, việc triển khai ứngdụng thực tế còn hạn chế , nhưng vẫn có chung xu hướng là tăng cường sử dụng NLMT để thay thế các nguồn năng lượng hóa thạch

Ở một số vùng nông thôn miền núi, tận dụng nguồn năng lượng mặt trời trong sấy khô nông sản, trong sinh hoạt là rất phổ biến

Hiện tại, Việt Nam cũng đã sản xuất được những tấm pin mặt trời, và sử dụng nguồn năng lượng này một cách rộng rãi và triệt để hơn Tin rằng, trong tương lai không xa, chúng ta có thể khai thác tốt nguồn năng lượng quý giá này

Để phục vụ cho nhu cầu sử dụng nước nóng lớn phục vụ trong sản xuất chế biến thì các nhà sản xuất đã cho ra đời dòng sản phẩm máy nước nóng năng lượng mặt trời công nghiệp có dung tích lớn từ 500l , 1000l … 5000l trở lên

Công nghiệp sản xuất pin mặt trời

Thiết bị sử dụng năng lượng mặt trời trên dàn khoan ngoài biển

2 Hoạt động nông nghiệp:

Thiết bị sấy khô nông sản dùng năng lượng mặt trời

Tạo oxy cho mô hình nuôi tôm công nghiệp, thay thế máy chạy bằng dầu diesel.Máy ấp trứng tự động:

3 Trong đời sống:

Bếp năng lượng mặt trời

Hệ thống đèn chiếu sáng đường bộ sử dụng bóng compact tiết kiệm điện và được

thiết kế mang tính thẩm mỹ cao.

Hệ thống sử dụng năng lượng mặt trời lắp đặt trên nhiều tòa nhà

Hàng cột đèn hiện đại “đốt” bằng năng lượng mặt trời ở đảo Song Tử Tây thuộc huyện đảo Trường Sa - Ảnh: Vũ Thanh Bình

Hầu hết các mái nhà trên quần đảo Trường Sa, cả đảo nổi lẫn đảo chìm, đều được triển khai các tấm pin năng lượng mặt trời

Một số ứng dụng độc đáo từ năng lượng mặt trời:

V ƯU ĐiỂM VÀ NHƯỢC ĐiỂM:

Ưu điểm: Nguồn năng lượng dồi dào, vô hạn

Nguồn năng lượng xanh và sạch và thân thiện với môi trường

Lựa chọn thích hợp cho việc sử dụng tiết kiệm và thay thế năng lượng hóa thạch Nhiều ứng dụng trong đời sống

Vd: Mỗi cột đèn chiếu sáng dùng bóng đèn led 28W vừa tiết kiệm năng lượng vừa

có tuổi thọ chiếu sáng dài Trong ảnh, hệ thống chiếu sáng được bố trí ở trước cửa một hộ dân trên đảo Song Tử Tây

Nhược điểm:

Chi phí sản xuất các vật dụng hấp thụ năng lượng mặt trời cao

Khó khăn trong việc thu thập ánh sáng mặt trời vào những ngày thời tiết mây mù Khó khăn trong việc tích trữ đủ năng lượng để sử dụng cho cả ngày và đêm

Cần chú trọng trong việc hiện đại hóa thiết bị thu trữ năng lượng tránh làm ô nhiễm thứ cấp môi trường

VI Một số ý tưởng mới, triển vọng:

1 Thu điện mặt trời từ trên vũ trụ

2 Xây dựng một vệ tinh để có thể thu năng lượng mặt trời và đưa nó trở lại xuống Trái Đất

Hiện nay NASA đã tài trợ truyền hình vệ tinh tia điện năng lượng Mặt Trời xuống Trái Đất

3 Tháp năng lượng mặt trời cao 800m tại

II Biến Đổi Khí Hậu

Theo IPCC “Biến Đổi Khí Hậu” là “bất cứ thay đổi nào của khí hậu so với thời gian, do đa dạng tự nhiên hay nguyên nhân từ con người”

Theo UNFCCC thì “Biến Đổi Khí Hậu” là “Sự thay đổi khí hậu trực tiếp hay gián tiếp từ hoạt động của con người làm thay đổi cấu thành của khí quyển trái đất mà cùng với biến đổi khí hậu tự nhiên đã quan sát trong một thời kì nhất định”

II Vai trò của rừng đối với ứng phó biến đổi khí hậu.

1 Vai trò chung của rừng

Nếu như tất cả thực vật trên Trái Đất đã tạo ra 53 tỷ tấn sinh khối thì rừng chiếm

37 tỷ tấn Và các cây rừng sẽ thải ra 52,5 tỷ tấn oxy để phục vụ cho hô hấp của con người, động vật và sâu bọ trên Trái Đất trong khoảng 2 năm Theo (S.V Belov 1976)

Một hecta rừng hàng năm tạo nên sinh khối khoảng 300 - 500 kg, 16 tấn oxy.Rừng là thảm thực vật của những cây thân gỗ trên bề mặt Trái Đất, giữ vai trò to lớn đối với con người như: cung cấp nguồn gỗ, củi, điều hòa khí hậu, tạo ra oxy, điềuhòa nước, nơi cư trú động thực vật và tàng trữ các nguồn gen quý hiếm

Rừng bảo vệ và ngăn chặn gió bão

Lượng đất xói mòn của vùng đất có rừng chỉ bằng 10% lượng đất xói mòn của vùng đất không có rừng

Rừng có ảnh hưởng đến sự bốc hơi nước ở môi trường xung quanh và giữ cân bằng nồng độ oxi trong khí quyển

Rừng không chỉ cung cấp oxi mà còn có tác dụng lọc không khí, làm cho không khí trong lành Rừng hấp thụ một lượng lớn khí CO2 trong khí quyển, làm giảm tác nhân gây ra “Hiệu ứng nhà kính”

Tán cây rừng có tác dụng giữ hơi nước trong rừng tạo nên độ ẩm cao, có tác dụng bảo vệ đất, chống lại bức xạ mặt trời

Cây rừng đóng vai trò rất quan trọng trong việc giữ nước, bảo vệ nguồn nước, hạn chế thiên tai

Rừng có vai trò quan trọng trong việc hạn chế xói mòn đất, nhất là xói mòn trên sườn đất dốc, chống được bồi lấp lòng sông, lòng hồ

V Hiện trạng tài nguyên rừng

Tổ chức này cũng cho biết tỷ lệ này giảm so với thời gian từ năm 1990 đến năm

2000, với 8,9 triệu hecte rừng bị biến mất hàng năm

FAO cho biết trong bản đánh giá nguồn tài nguyên rừng toàn cầu rằng mỗi năm thế giới mất 7,3 triệu hecta rừng, chiếm 0,18% diện tích rừng toàn cầu trong thời gian từ 2000 đến 2005

2.Việt Nam

Ở Việt Nam, năm 1943, có khoảng 14 triệu ha rừng, chiếm 43% diện tích tự nhiên,năm 1976 giảm xuống còn 11 triệu ha với tỷ lệ che phủ còn khoảng 34%, năm 1985 còn 9,3 triệu ha và tỷ lệ che phủ là 30%, năm 1995 còn 8 triệu ha và tỷ lệ che phủ là 28% (Jyrki Salmi và cộng sự)

Biến động diện tích rừng qua các năm

Tính đến ngày 31/12/2009 Việt Nam có 13.258.843 ha đất có rừng, nhiều hơn 140.070 ha so với năm 2008, trong đó diện tích rừng tự nhiên là 10.339.305 ha

và rừng trồng là 2.919.538 ha Độ che phủ rừng toàn quốc năm 2009 là 39,1%; tăng 0,4% so với năm trước

Đến cuối năm 2010 cả nước sẽ có 13.390.000 ha rừng và còn 2.850.000 ha đất trống quy hoạch cho phát triển lâm nghiệp

Chiến lược phát triển lâm nghiệp Việt Nam giai đoạn 2006 – 2020 được Thủ tướngChính phủ phê duyệt đặt mục tiêu nâng độ che phủ rừng lên 42% - 43% vào năm

2010 và 47% vào năm 2020

V Nguyên Nhân và Hậu Quả của việc phá rừng

1.Nguyên Nhân

Nguyên nhân khách quan:

Khí hậu đang nóng dần lên làm thay đổi cơ cấu và sự đa dạng sinh học

Nhiệt độ tăng lên còn làm tăng khả năng cháy rừng

Những trận thiên tai, động đất, núi lửa, lũ quét lớn ảnh hưởng đến diện tích rừng

Nguyên nhân chủ quan:

Nhận thức của con người, khai thác không đúng quy hoạch, quy hoạch một số việc, kế hoạch không đúng đối với quá trình điều chế rừng, sắp xếp ngành nghề Hoạt động quản lý nhà nước về rừng yếu kém, hệ thống kiểm lâm chưa chặt chẽ,

kỷ luật tốt

Do tập tục du canh du cư, đốt nương làm rẫy của một số cộng đồng thiểu số bà condân tộc vùng cao

Do quá trình chuyển hóa đất từ sản xuất lâm nghiệp sang sản xuất nông nghiệp

Do hoạt động phá rừng của bọn lâm tặc nhằm để lấy lâm sản

2 HẬU QUẢ CỦA PHÁ RỪNG

Thoái hóa đất và xói mòn: đất không có độ che phủ của rừng làm mất làmkhả nănggiữ nước của nó

Thay đổi điều kiện khí hậu: mất cân bằng độ ẩm, điều hòa nhiệt độ, phá vỡ vận tốcgió và lượng mưa ảnh hưởng

Tiêu hủy môi trường sống tự nhiên: ảnh hưởng đến nơi trú ẩn của một số loài độngvật,đe dọa đến môi trường sống thích hợp của hệ thực vật

Tiêu hủy một bồn rửa có giá trị cho các chất gây ô nhiễm môi trường: làm giam khả năng phân giải các chất độc và khi độc như CO2, SO2, oxit nitơ…

Dẫn chứng về hậu quả của việc phá rừng

Ước tính, tới năm 2050, có tới hai tỷ người, tức 20 phần trăm dân số thế giới sẽ bị thiếu nước Hầu hết số người chịu cảnh thiếu nước này sống tại các quốc gia đang phát triển

VI Biện Pháp Bảo Vệ Và Phát Triển Rừng

Thực hiện một số chính sách về xây dựng cơ sở hạ tầng, khuyến lâm,

Tiếp tục đổi mới hệ thống quản lý ngành lâm nghiệp

Các ngành chức năng phải làm tốt công tác truyền thông, cung cấp cho người dân những hiểu biết

Những ngành tham gia trực tiếp vào quá trình thực thi pháp luật về bảo vệ rừng phải có chính sách phù hợp nhằm nâng cao năng lực thực thi nhiệm

Nâng cao đời sống kinh tế, xã hội cho người dân, giảm dần áp lực của người dân vào rừng, tạo cho người dân thói quen sử dụng các sản phẩm thay thế các sản

phẩmlấy từ rừng, đồng thời, tạo sự phát triển bền vững cả về mặt sinh thái môi

trường cũng như về kinh tế, giúp người dân hưởng lợi từ rừng một cách lâu dài và khoa học

NĂNG LƯỢNG SẠCH

I NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI

Pin mặt trời: là nguồn điện trong đó quang năng chuyển hóa thành điện năng Pin

quang điện hoạt động dựa trên hiện tượng quang điện trong của các chất bán dẫn: german, silic, selen

Cấu tạo pin quang điện

II NĂNG LƯỢNG GIÓ

Năng lượng gió là động năng của không khí di chuyển trong bầu khí quyển trái đất

Sử dụng năng lượng gió là một trong các cách lấy năng lượng xa xưa nhất từ môi trường tự nhiên và đã được biết đến từ thời kỳ cổ đại

Ứng dụng

Năm 2007 thế giới đã xây mới được khoảng 20073 MW điện, trong đó Mỹ với

5244 MW, Tây Ban Nha 3522MW, Trung Quốc 3449 MW, 1730 MW ở Ấn Độ và

1667 ở Đức, nâng công suất định mức của các nhà máy sản xuất điện từ gió lên 94.112 MW

Tiềm năng phong điện ở Việt Nam chủ yếu ở các tỉnh Nam Trung Bộ Điều kiện tựnhiên ở nước ta rất thích hợp phát triển phong điện với tổng công suất ước tính lên đến 513.360MW Tỉnh Bình Thuận có 75.000ha có tiềm năng đưa vào quy hoạch sản xuất phong điện, với tổng công suất có thể lắp đặt khoảng 5.030MW

III NĂNG LƯỢNG SINH HỌC

A Xăng sinh học

Xăng sinh học (Biogasoline) là một loại nhiên liệu lỏng, trong đó có sử

dụng ethanol như là một loại phụ gia nhiên liệu pha trộn vào xăng thay phụ gia chì Ethanol được chế biến thông qua quá trình lên men các sản phẩm hữu cơ như tinh

bột, xen-lu-lô, lignocellulose

Xăng sinh học E5 pha 5% ethanol với 95% xăng A92 Ethanol được sản xuất từ sắn, lá, mía, là loại cồn biến tính dùng để pha vào xăng cho ra E5 Tập đoàn dầu khí Việt Nam đang xây dựng 3 nhà máy sản xuất ethanol tại Phú Thọ, Quảng Ngãi và Bình Phước, với tổng mức đầu tư 240 triệu USD

Sơ đồ sản xuất xăng sinh học

Năng lượng sinh học

Thuỷ điện là nguồn điện có được từ năng lượng nước, đa số năng lượng thuỷ điện

có được từ thế năng của nước được tích các đập nước làm quay một tuốc bin

nước và máy phát điện

b Cơ chế tạo năng lượng từ nước

Ứng dụng

Trên thế giới:

Thuỷ điện, sử dụng động lực hay năng lượng dòng chảy của các con sông hiệnnay chiếm 20% lượng điện của thế giới Na Uy sản xuất toàn bộ lượng điện của mìnhbằng sức nước, trong khi Iceland sản xuất tới 83% nhu cầu của họ (2004), Canada là nước sản xuất điện từ năng lượng nước lớn nhất thế giới và lượng điện này chiếm hơn 70% tổng lượng sản xuất của họ

Việt Nam:

Tỷ trọng thủy điện của Việt Nam hiện khoảng 38% nguồn điện Cả nước hiện có khoảng 600 công trình thủy điện với tổng công suất khoảng 21.000 MW, trong đó, thủy điện nhỏ có khoảng 480 công trình Các lưu vực sông có nhiều công trình thủy điện là sông Đồng Nai, sông Đà, sông Sesan, Vu Gia-Thu Bồn …

V NĂNG LƯỢNG THỦY TRIỀU

Năng lượng thủy triều là lượng điện thu được từ năng lượng chứa trong khối nước chuyển động do thủy triều

Ứng dụng năng lượng thủy triều

Năng lượng thủy triều trên thế giới

Hàng năm thế giới có thể sản xuất được trên dưới 450 tỷ kWh điện từ thủy triều.Khu vực châu Âu có trên 100 địa điểm, nhất là các eo biển có dòng nước chảy xiết như Pentland Firth của Scotland

Năng lượng thủy triều tại Việt Nam

Chúng ta có tiềm năng lớn về năng lượng này, với bờ biển dài 3500 km Sóng thường đạt độ cao 2 - 3m với thời gian 6 - 7 giây, đủ để quay tua - bin phát điện

VI NĂNG LƯỢNG TỪ BĂNG CHÁY

Băng cháy là một hợp chất rắn, được hình thành từ sự kết hợp giữa chất khí methane,ethane, propane… và nước ở điều kiện áp suất cao (trên 30 atm) và nhiệt độ thấp (dưới 0 độ C)

Nước chiếm tỷ lệ lớn trong khối lượng của băng cháy chứa metan, nhưng các phân

tử nước được sắp xếp thành các “lồng” và mỗi “lồng” có một số phân tử khí metan Chỉ cần nâng nhiệt độ hoặc giảm áp lực là băng cháy sẽ phân giải, 1m3 chất này sẽcho ra 164m3 khí methane và 0,8m3 nước

Các nhà khoa học đã nghiên cứu thành công việc khai thác khí metan trong băng cháy bằng cách giảm áp bên trong khối băng và thay thế khí metan bên trong khối băng đó bằng khí CO2

Tiềm năng của băng cháy

Tại những nơi đã thăm dò được, hàm lượng carbon trong băng cháy cao gấp hai lần tổng hàm lượng carbon trong mọi loại nhiên liệu hóa thạch (bao gồm than, dầu

mỏ, khí thiên nhiên)

Canada được xem là quốc gia có trữ lượng băng cháy lớn nhất thế giới, có thể đáp ứng 100% nhu cầu năng lượng của thế giới trong 2.000 năm nữa

VII Địa nhiệt năng

Địa nhiệt năng là loại năng lượng lấy từ nguồn nhiệt tự nhiên trong lòng quả đất bằng cách khoan sâu xuống lòng đất Độ biến thiên địa nhiệt trong lỗ khoan vào khoảng 1oC/36 mét Nguồn nhiệt này được đưa lên mặt đất dưới dạng hơi nóng hoặcnước nóng

Ứng dụng của địa nhiệt

Sản xuất điện năng : người ta có thể khoan các giếng xuống các bể địa nhiệt để hút hơi nước hoặc nước nóng cho việc vận hành turbine trên mặt đất, một cách trực tiếp

hoặc gián tiếp.

Sử dụng địa nhiệt năng tại Việt Nam

Việt Nam có khoảng 200 nguồn, suối nước nóng phân bố tương đối đều trên cả nước: như suối nước nóng Kim Bôi-Hòa Bình, Thạch Bích-Quảng Ngãi, Bình Châu-

Bà Rịa-Vũng Tàu,….với nhiệt độ trung bình từ 70-100oC ở độ sâu 3km Hiện nay một số nguồn nước nóng này được khai thác chủ yếu cho việc tắm thư giãn, chữa bệnh

Các nguồn nhiệt này có khả năng xây dựng các nhà máy điện có công suất từ 3 đến 30MW Riêng khu vực miền Trung từ Quảng Bình đến Khánh Hòa, nơi có các nguồn địa nhiệt với nhiệt độ từ 70-150oC, được xem là có tiềm năng lớn để khai thác

và xây dựng các nhà máy điện địa nhiệt với tổng công suất khoảng 200MW

Điện địa nhiệt được sản xuất tại 24 quốc gia trên thế giới bao gồm Hoa

Kỳ, Ý, Đức, Nhật Bản, Pháp Trong năm 2005, các hợp đồng được ký kết để nâng công suất phát điện thêm 0.5 GW ở Hoa Kỳ, trong khi cũng có các nhà máy đang trong giai đoạn xây dựng ở 11 quốc gia khác

VIII Năng lượng hạt nhân

Năng lượng hạt nhân là một loại công nghệ hạt nhân được thiết kế để tách năng lượng hữu ích từ hạt nhân nguyên tử thông qua các lò phản ứng hạt nhân có kiểm soát Phương pháp duy nhất được sử dụng hiện nay là phân hạch hạt nhân, mặc dù các phương pháp khác có thể bao gồm tổng hợp hạt nhân và phân rã phóng xạ

Năng lượng hạt nhân là một loại công nghệ hạt nhân được thiết kế để tách năng lượng hữu ích từ hạt nhân nguyên tử thông qua các lò phản ứng hạt nhân có kiểm soát Phương pháp duy nhất được sử dụng hiện nay là phân hạch hạt nhân, mặc dù các phương pháp khác có thể bao gồm tổng hợp hạt nhân và phân rã phóng xạ

Sử dụng điện hạt nhân trên thế giới

Đến năm 2005, năng lượng hạt nhân cung cấp 2,1% nhu cầu năng lượng của thế giới và chiếm khoảng 15% sản lượng điện thế giới, trong khi đó chỉ tính riêng Hoa

Kỳ, Pháp, vàNhật Bản sản lượng điện từ hạt nhân chiếm 56,5% tổng nhu cầu điện của ba nước này

Đến năm 2007, có 439 lò phản ứng hạt nhân đang hoạt động trên thế giới, thuộc 31 quốc gia

Ứng dụng điện hạt nhân tại Việt Nam

Xã Vĩnh Hải, huyện Ninh Hải, tỉnh Ninh Thuận được chọn đặt nhà máy điện nguyên tử đầu tiên ở nước ta Dự kiến nhà máy bắt đầu được xây dựng vào năm

2012, để đến năm 2017 có thể hòa điện lưới quốc gia, với 2 lò phản ứng có công suấttổng cộng 2.000 MW

PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ - TẠO BÔNG

I ĐỊNH NGHĨA VÀ NGUYÊN TẮC

1 Định nghĩa:

Keo tụ là phương pháp xử lý nước có sử dụng hóa chất, trong đó các hạt keo nhỏ

lơ lửng trong nước nhờ tác dụng của chất keo tụ sẽ liên kết với nhau tạo thành bôngkeo có kích thước lớn hơn

Muc đích: tách các hạt cặn có kích thước 0,001µm<Ф<1µm khó tách loại được

bằng các quá trình lý học thông thường như lắng, loc, tuyển nổi

2 Nguyên tắc:

-Quá trình keo tụ: dựa trên nguyên tắc phá bền hạt keo

-Quá trình tạo bông: tiếp xúc (kết dính) giữa những hạt keo đã bị phá bền Cơ chếtiếp xúc giữa những hạt này bao gồm:

Tiếp xúc do chuyển động nhiệt (chuyển động Brown)

Tiếp xúc do quá trình chuyển động của lưu chất

Tiếp xúc do quá trình lắng của các hạt

II CẤU TẠO HỆ KEO

2.1 Hệ keo:

a Muc đích:tách các hạt cặn có kích thước 0,001µm<Ф<1µm khó tách loại

được bằng các quá trình lý học thông thường như lắng,loc,tuyển nổi

Hạt keo:thường có 2 dạng chính:

Keo háo nước (hydrophilic): là loại hấp phụ các phâ tử nước như:vikhuẩn.virut,lòng trắng trứng…

Thể hiện ái lực với nước

Hấp thụ nước và làm chậm quá trình keo tụ

Đa số là những hạt keo hữu cơ

Keo kỵ nước (hydropholic) :là loại chống lại phân tử nước như:đất sét,oxit kimloại,…

Không có ái lực với môi trường nước

- Là tác nhân gây ô nhiễm nước làm tăng độ đục

- Đặc tính bề mặt (điện thế ζ,…) là yếu tố quan trọng

Có xu hướng kết hợp với các chất từ môi trường xung quanh

Có xu hướng tăng diện tích

Cấu tạo :

2.2 Tương tác giữa các hạt keo

- Giữa hai hạt keo luôn luôn tồn tại 2 loại lực tương tác:

Lực đẩy tĩnh điện Coulomb giữa hai lớp kép có điện tích cùng dấu

Lực hút Van der Waals tác động trong một khoảng ngắn

- Lực tổng hợp quyết định trạng thái ổn định hạt keo:

Lực đẩy > lực hút: hệ keo bền vững

Lực đẩy ≤ lực hút: xảy ra sự keo tụ

III CÁC PHƯƠNG PHÁP KEO TỤ

Quá trình keo tụ xảy ra phụ thuộc vào các yếu tố:

Tăng nhiệt độ → tăng chuyển động Brown → tăng số va chạm có hiệu quả giữacác hạt

Thêm chất điện ly → giảm ζ Quá trình keo tụ bắt đầu xảy ra khi ζ đạt giá trị tớihạn

Thay đổi nồng độ hạt phân tán

Tác dụng cơ học

Thời gian

1 Keo tụ bằng chất điện li đơn giản.

Bản chất: Nén lớp điện tích kép, giảm thế điện động zeta nhờ ion trái dấu

Cơ chế: Tăng nồng độ hoặc hóa trị của ion trong dd, ion chuyển từ khuếch tán vàolớp điện tích kép → giảm bề dày lớp điện kép → giảm điện thế ζ

Khi ζ → 0 thì lực đẩy của hạt giảm đến cực tiểu, sự keo tụ sẽ xảy ra, các hạtthường kết dính, tập hợp lại và sa lắng

Quy tắc:

- Ion gây keo tụ có điện tích ngược dấu với ion

™ - Ion gây keo tụ có điện tích ngược dấu với ion

keo (hạt keo)

- Ngưỡng keo tụ: là nồng độ tối thiểu của chất điện ly cần có trong hệ keo để

™ - Ion gây keo tụ có điện tích ngược dấu với ion ™ - Ion gây keo tụ có điện tích ngược dấu với ion

hiện tượng Keo tụ bắt đầu xuất hiện Ngưỡng keo tụ tỷ lệ nghịch với hóa trị của iongây keo tụ

Cn =

Trong đó: C là nồng độ dung dịch điện ly

Vk ,Vđ là thể tích hệ keo và thể tích dung dịch điện ly

Ví dụ:

Các hệ keo âm: As2S3, AgI bị keo tụ bởi các ion

Na+, Ca2+, Al3+,…

Các hệ keo dương Fe(OH)3 , Al(OH)3 bị keo tụ bởi các ion Cl-, SO42-,…

Nhược điểm:

-Nồng độ chất điện ly để đạt tới việc phá vỡ trạng thái ổn định của hệ keo đòi hỏi

rất cao

Liều lượng chất điện ly cho vào nước thải phải thật chính xác

-Nếu nồng độ chất điện ly trongnước vượt quá mức cần thiết sẽ dẫn đến quá trìnhtích điện trởlại với các hạt keo, hiệu quả keo tụ giảm đi và hệ keo trong nước sẽ trở

về trạng thái bền vững

2 Keo tụ bằng hệ keo ngược dấu

Cơ chế: xảy ra đồng thời ba cơ chế

- Nén lớp điện tích kép,giảm thế điện động zeta nhờ ion trái giấu

- Hấp phụ- trung hòa điện:

Hấp phụ các chất mang điện tích trái dấu với các hạt keo lên bề mặt

Giảm thế điện thế bề mặt và làm mất ổn định hệ keo

Hàm lượng chất keo tụ tăng → nồng độ hạt keo tăng

Quá nhiều chất keo tụ → tái ổn định hệ keo

- Keo tụ hấp phụ cùng lắng trong quá trình lắng:

- Các muối nhôm, muối sắt được đưa vào nước dưới dạng hòa tan Quá trình điện

ly và thủy phân xảy ra như sau:

Al2(SO4)3 ==> 2Al3+ +

3SO42-FeCl3 ==> Fe3+ +

3Cl Mặt khác, các ion kim loại tự do còn kết hợp với nước → các hydroxit kết tủa:Al3+ + 3H2O = Al(OH)3 + 3H+

Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3 + 3H+

- Ở pH cao : Al(OH)3 + OH- →

Fe(OH)3 + OH- →Fe(OH)4-

MUỐI NHÔM

- Al2(SO4)3 có thể tác dụng với Ca(HCO3)2 trong nước theo phương trình phảnứng sau:

Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 = Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2

- Trong phần lớn các trường hợp, người ta sử dụng hỗn hợp NaAlO2 vàAl2(SO4)3 theo tỷ lệ (10:1) – (20:1) Phản ứng xảy ra như sau: