Bài giảng Hóa môi trường ( dùng cho sinh viên chuyên hóa đại học Đà Nẵng) Phạm Thị Hà - Lê Thị Mùi potx

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐAI HOC SƯ PHAM ̣ ̣ ̣ ̣  BÀI GIẢNG HĨA MƠI TRƯỜNG (Dùng cho Sinh viên chuyên Hóa Đại Học Đà Nẵng) Pham Thị Hà ̣ Lê Thị Mùi Đà Nẵng, năm 2008 Chương MỘT SỐ VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ HOÁ HỌC MƠI TRƯỜNG 1.1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA HỐ HỌC MƠI TRƯỜNG 1.2 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1.2.1 Môi trường Môi trường tập hợp tất thành phần giới vật chất bao quanh, có khả tác động đến tồn phát triển sinh vật 1.2.2 Các phận mơi trường: vật lí mơi trường sinh vật Mơi trường vật lí Mơi trường vật lí thành phần vơ sinh mơi trường tự nhiên bao gồm khí quyển, thủy thạch (hay địa quyển) Môi trường sinh vật (môi trường sinh học) Môi trường sinh vật thành phần hữu sinh môi trường tự nhiên, bao gồm hệ sinh thái, quần thể động vật thực vật, gọi Sinh quyền (biosphere), 1.2.3 Chức môi trường: chức năng: - Môi trường không gian sống người - Môi trường nơi cung cấp nguồn tài nguyên cần thiết cho sống hoạt động sản xuất người - Môi trường nơi chứa đựng phế thải người tạo sống hoạt động sản xuất 1.2.4 Sự nhiễm mơi trường Sự suy thối mơi trường Ơ nhiễm mơi trường: tượng làm thay đổi trực tiếp gián tiếp thành phần đặc tính vật lí, hóa học, sinh học, sinh thái học thành phần mơi trường hay tồn mơi trường vượt q mức cho phép xác định Tác nhân gây ô nhiễm: chất ô nhiễm: chất rắn (rác, phế thải rắn); chất lỏng (các dung dịch hóa chất, chất thải công nghệ dệt, nhuộm, chế biến thực phẩm ); chất khí (SO2 từ núi lửa, CO2, NO2 khói xe hơi, CO khói bếp, lị gạch ); kim loại nặng chì, đồng … Chất nhiễm có vừa thể hơi, vừa thể rắn hay dạng trung gian Suy thối mơi trường: trình suy giảm mà kết làm thay đổi chất lượng số lượng thành phần mơi trường vật lí 1.2.5 Bảo vệ môi trường: hoạt động, việc làm trực tiếp, tạo điều kiện giữ cho môi trường lành, sạch, đẹp, Bảo vệ môi trường bao gồm chủ trương sách, luật định Nhà nước nhằm ngăn chặn hậu xấu cho môi trường, cố môi trường người thiên nhiên gây Bảo vệ mơi trường cịn bao hàm ý nghĩa bảo vệ sử dụng hợp lí tài nguyên thiên nhiên Cao Bảo vệ môi trường nhận thức người, tự giác, lòng trân trọng người môi trường 1.2.6 Sinh thái Hệ sinh thái Cân sinh thái Sinh thái : Sinh thái mối quan hệ tương hỗ thể sống quần thể sinh vật với yếu tố môi trường xung quanh Hệ sinh thái : Hệ sinh thái đơn vị tự nhiên bao gồm quần xã sinh vật (thực vật, vi sinh vật, động vật bậc thấp, bậc cao) mơi trường chúng tồn phát triển:sinh thái cạn (hệ sinh thái đất, hệ sinh thái rừng, hệ sinh thái sa mạc ); Hệ sinh thái nước Cân sinh thái : Cân sinh thái, hiểu theo nghĩa rộng bao gồm toàn mối cân lồi 1.2.7 Mơi trường phát triển Phát triển bền vững Mối quan hệ môi trường phát triển: Môi trường tổng hợp điều kiện sống người, phát triển trình sử dụng cải thiện điều kiện Giữa mơi trường phát triển có mối Phát triển bền vững: phát triển bền vững cách phát triển nhằm thỏa mãn nhu cầu hệ mà không ảnh hưởng đến khả thỏa mãn nhu cầu hệ mai sau Khái niệm phát triển bền vững mẻ tranh cãi để hồn thiện 1.2.8 Con người mơi trường Ảnh hưởng yếu tố sinh thái, xã hội đến người: Do ảnh hưởng lối kiếm ăn yếu tố thức ăn, người thoát thai từ động vật bốn chân Tác động người vào mơi trường: Chương HĨA HỌC MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ 2.1 THÀNH PHẦN CẤU TRÚC VÀ THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA KHÍ QUYỂN 2.1.1 Sự hình thành tiến hóa khí “tiền khí quyển” hồn tồn khác so với thành phần khí Núi lửa thải từ lịng khí H2, CO2, CO nước, CH4, NH3 khí khác Tạo h/c hữu {CH2O} thơng qua q trình quang hợp: CO2 + H2O → {CH2O} + O2 Oxi xuất tạo điều kiện hình thành ozon: O2- + hυ → 2O O + O2 → O3 Oxi oxi hóa amoniac để giải phóng nitơ hình thành khí nitơ – oxi: 4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O 2.1.2 Thành phần cấu trúc khí Cấu trúc khí chia thành hai phần: Phần bao gồm tầng đối lưu, tầng bình lưu, tầng trung lưu tầng nhiệt, độ cao đến khoảng 500km; Phần ngồi cịn gọi tầng điện li, đến vũ trụ bao la Tầng đối lưu: Tầng đối lưu độ cao từ bề mặt trái đất đến 11km, tầng chứa tới khoảng 70% khối lượng khí tồn Tầng bình lưu: Tầng bình lưu độ cao từ 11km đến 50km, tầng nhiệt độ lại tăng hấp thụ xạ tử ngoại tỏa nhiệt Ozon theo chiều cao từ -560C đến -20C O3 + hv → O2 + O + E Tầng bình lưu chắn bảo vệ sống Trái Đất, đồng thời phân chia khí thành vùng bình lưu đối lưu Thành phần chủ yếu tầng bình lưu O3, ngồi cịn có N2, O2 … Quá trình quan trọng tầng phản ứng quang hóa Tầng trung lưu: Ở độ cao từ 50km đến 85km, nhiệt độ tầng trung lưu lại giảm theo chiều cao từ -20Cđến -920C Sự giảm nhiệt độ theo chiều cao tầng chất hấp thụ tia tử ngoại có nồng độ thấp, đặc biệt oxi, oxit nitơ bị phân li thành nguyên tử chịu ion hóa sau hấp thụ xạ Mặt Trời vùng tử ngoại xa Tầng nhiệt lưu: Tầng từ khoảng 85km trở lên, khơng khí cực lỗng nhiệt độ tăng theo chiều cao Tiếp theo đến tầng ngoài, khoảng khơng vũ trụ 2.1.2 Thành phần hóa học khí Nitơ 78,90% Oxi 20,94% số đơn chất, hợp chất khác trình bày bảng 2.1 Bảng 2.1 Thành phần khơng khí khơ khơng bị ô nhiễm Các chất Công thức phân tử Tỉ lệ theo thể tích (%) Nitơ N2 78,09 3.850.000.000 Oxi O2 20,94 1.180.000.000 Argon Ar 0,93 65.000.000 Carbon dioxit CO2 0,032 2.500.000 Neon Ne 18ppm 64.000 Heli He 5,2ppm 3.700 Metan CH4 13ppm 3.700 Kripton Kr 10ppm 15.000 Hidro H2 0,5ppm 180 Nitơ oxit N2O 0,25ppm 1.900 Cacbon monoxit CO 0,10ppm 500 Ozon O3 0,02ppm 200 Sunfua dioxit SO2 0,001ppm 11 Nitơ dioxit Tổng trọng lượng khí (triệu tấn) 0,001ppm (Ghi chúNO2 = parts per million: phần triệu) : ppm 2.1.3 Vai trị khí - Như chắn bảo vệ sinh vật khỏi bị ảnh hưởng tia xạ Mặt Trời, tia vũ trụ - Khí đóng vai trị then chốt trì cân nhiệt Trái Đất, vận chuyển nước - Khí nguồn CO2 cần thiết cho trình quang hợp tổng hợp chất hữu thực vật - Khí kho chứa nitơ, thơng qua q trình cố định đạm sinh học, phản ứng điện hóa, chuyển thành dạng amoni nitrat 2.2 SỰ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ 2.2.1 Một số khái niệm Sự nhiễm mơi trường khơng khí: Ơ nhiễm khơng khí tượng làm cho khơng khí thay đổi thành phần tính chất - Chất gây nhiễm hay tác nhân ô nhiễm phát sinh từ nguồn gây ô nhiễm - Sự phát tán, lan truyền khí - Sự tương tác với phận tiếp nhận động thực vật, người, cơng trình xây dựng, đồ vật Tác nhân ô nhiễm: Tác nhân ô nhiễm nguồn gốc thiên nhiên nhân tạo Tác nhân nhiễm có nguồn gốc thiên nhiên - Khí núi lửa: khói bụi sunfua, metan lan tỏa xa - Cháy rừng: - Bão bụi gây nên gió mạnh; Bão, mưa, sóng biển bụi - Các q trình thối rữa động thực vật tạo NH3, H2S, CH4 Tác nhân có nguồn gốc nhân tạo: Bảng 2.2 Số lượng tác nhân gây nhiễm khơng khí tồn giới (1992) Nguồn gây ô nhiêm ̃ Tác nhân gây ô nhiễm ( đơn vị triệu ) CO2 Bụi SO2 Hidrocacbon NOx -Giao thông vân tải ̣ 58,1 12 0,8 15,1 7,3 -Đốt nhiên liệu 1,7 8,1 22,2 0,7 8,8 -Sản xuất CN 8,8 6,8 6,6 4,2 0,2 - Xử lí chất thải rắn 7,1 1,0 0,1 1,5 0,5 Cháy rừng, đốt sản phẩm 0,2 0,1 0,0 0,1 0,0 Tác nhân nhiễm sơ cấp: chất trực tiếp từ nguồn, chất độc hại tác động đến phận tiếp nhận Tác nhân ô nhiễm thứ cấp: chất tạo Ví dụ: mưa axit tạo thành khí SO2 nước 2.2.2.Một số chất gây nhiễm mơi trường khơng khí Các chất khí sinh q trình chuyển hóa khí quyển, hoạt động sinh học, trình phun núi lửa, từ phân huỷ phóng xạ hoạt động cơng nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt người 2.2.2.1 Các hợp chất có chứa lưu huỳnh (S) - SO2, SO3, H2S, H2SO4 muối sunfat ● Khí dioxyt lưu huỳnh SO2, trioxit lưu huỳnh SO3: - Sunfuatrioxit ( trioxyt lưu huỳnh ) tạo từ SO2, phản ứng với H2O tạo nên H2-SO4 - SO2- khí tương đối nặng nên thường gần mặt đất, dễ phản ứng với quan hô hấp người động vật xâm nhập vào thể Ở hàm lượng thấp, SO2- làm sưng niêm mạc, hàm lượng cao ( > 0,5mg/m3 ) gây tức thở, ho, viêm lt đường hơ hấp Khi có mặt SO2- SO3 gây tác động mạnh hơn, chí gây co thắt phế quản dẫn đến tử vong - SO2- tạo nên H2-SO4, thành phần mưa axit, làm thiệt hại mùa màng, nhiễm độc trồng, giảm tuổi thọ sản phẩm vải, nilông, tơ nhân tạo, đồ dùng da, giấy, ảnh hưởng đến chất lượng công trình xây dựng… ● Khí sunfua hidro H2S: Khí sunfua hidro H2S khí có chất độc, xuất khí thải q trình sản xuất Trong khơng khí, 80% H2S bị oxi hóa thành SO2 oxi ozon: H2S + O3 → H2O + SO2 - SO2 nồng độ thấp gây nhức đầu, khó chịu; nồng độ cao ( > 150ppm) gây tổn thương màng nhày quan hô hấp, viêm phổi; nồng độ khoảng 700ppm đến 900ppm xuyên màng phổi, xâm nhập mạch máu, dẫn đến tử vong Đối với thực vật, H2S làm tổn thương cây, rụng lá, giảm khả sinh trưởng 2.2.2.2 Oxyt Cacbon ●Cacbon monoxit CO: - Nguồn phát sinh CO tự nhiên lớn gấp khoảng 10 đến 15 lần nguồn CO nhân tạo Các nguồn phát sinh CO tự nhiên oxi hóa metan, khởi đầu phản ứng metan với gốc hydroxyl HO-: C on  ­êi ng Thùc  phÈm R au  qu¶ Thịt 02 Động vún vậtcó ă t hịt1 C hi n côn m ă cávà tù rng C ônrng tù Đấtnông nghi p ệ Bụikhí C ánướ c Động n vậtă cỏ cônrng tù Thực vật 05 C hi nhịt m ă t 10 Động vật Si vậtt nh huỷ không ương x si nh  01 sèng r tong  Êt ®   Đấtt nhin 01 ự ê N ướ ngät1  ­5 c    x10 Kh«ng  khÝ  ­ 2x10 ế n đ 1x10ư4 C ábi n ể Động vậtkhông xư ơng sốnga ướ ­ n c  Thùc    vËt næ i0   05 N ­í bi n  c  Ĩ 1  10­6 x  N ­í bi n c  Ĩ 5x10­4 H ×nh  3.N ồng ộíchuỹ phóng nh đ t l đ isi học D Tr D tong lớhứcn m ngư it ă ( ppm ) Ngoi nitrit nitro hố amin amit môi trường axit yếu thành nitrosamin nguyên nhân gây ung thư, sinh quái thai v.v R2NH + HNO2 pH < → H2O + R2N - NO Nitrosamin Các khống axit: FeS2 có tham gia vi sinh vật tham gia phản ứng: FeS2 + H2O + 4O2 → FeSO4 + H2SO4 4Fe+2 + O2 + 4H+ → 4Fe+3 + 2H2O Phản ứng sau xảy chậm pH < 3,5 có mặt vi khuẩn sắt triobacillius ferroxidants pH = 3,5 ÷ 4,5 phản ứng xảy nhanh Quá trình xảy nhanh có mặt loại vi khuẩn metallogenium loại vi khuẩn có khả hồ tan pyrit Ion Fe+3 (hay Fe(H2O)6+3) có tính axit, tồn môi trường axit mạnh, pH > cho kết tủa Fe(OH)3 sau: Fe+3 + 3H2O → Fe(OH)3↓ + 3H+ với TFe(OH)3 = 10-39 Đó nguyên nhân lớp cặn vàng Hình 1.10 Nước ngầm bị nhiễm Bảo vệ nước khỏi nhiễm khống axit vấn đề khó khăn hố học mơi trường Những đá cacbonat tham gia vào phản ứng sau để trung hoà axit nước làm tăng giá trị pH: CaCO3 + H2SO4 → Ca2+ + SO42- + H2O + CO2↑ Các chất cặn lắng nước: Quá trình xói mịn đất tự nhiên (gấp 700 lần lượng chất rắn gây ô nhiễm sinh hoạt) tăng lượng cặn lắng Nguyên nhân tượng sói mịn q trình khai thác mỏ, q trình xây dựng phát triển nông nghiệp cách bừa bãi, khơng có kế hoạch, q trình nguồn tạo nên chất rắn lắng nước Hàm lượng chất hữu cặn lắng lớn đất, chúng có khả trao đổi cation với chất môi trường nước Các chất lắng hạt huyền phù quan trọng, giống kho chứa cho kim loại Cr, Cu, Mo, Ni, Co, Mn Các nguyên tố vết nước: Pb, Cd, Hg, Se kim Se, Sb 3.4.3 Hiện tượng nước bị ô nhiễm Màu sắc: Nước tự nhiên khơng màu, nhìn sâu vào bề dày nước cho ta cảm giác màu xanh nhẹ, hấp thụ chọn lọc xạ ,của tảo trạng thái lơ lửng Màu xanh đậm, có váng trắng, biểu trạng thái thừa dinh dưỡng phát triển mức thực vật ( Phytoplankton ) sản phẩm phân huỷ thực vật chết Nước có màu vàng bẩn xuất nhiều hợp chất humic (axit humic, axit fulvic …) Mùi vị : ô nhiễm nước chất gây mùi: amoniac, phenol, clo tự do, sunfua, xianua v.v Mùi nước gắn liền với có mặt nhiều hợp chất hữu dầu mỡ, rong tảo chất hữu phân rã Một số vi sinh vật làm cho nước có mùi động vật đơn bào Dinobryon tảo Volvox gây mùi cá Các sản phẩm phân huỷ protein nước thải có mùi thối Nước thải cơng nghiệp chứa nhiều hợp chất hố học làm cho nước có vị khơng tốt đặc trưng, muối sắt, mangan, clo tự do, sunfuahidro, phenol hidrocacbon không no Độ đục: Một đặc trưng vật lý chủ yếu nước thải sinh hoạt loại nước thải công nghiệp độ đục lớn Độ đục chất lơ lửng gây ra, chất chất có kích thước khác nhau, từ cỡ hạt keo đến thể phân tán thô, phụ thuộc vào trạng thái xáo trộn nước Những hạt thường hấp thụ kim loại độc vi sinh vật gây bệnh lên bề mặt chúng Nếu lọc khơng kĩ dùng nguy hiểm cho người động vật Mặt khác, độ đục lớn khả xuyên sâu ánh sáng bị hạn chế nên trình quang hợp nước bị giảm, nồng độ oxi hòa tan nước bị giảm, nước trở nên yếm khí Nhiệt độ: Nguồn gốc gây ô nhiễm nhiệt nước thải từ phận làm nguội nhà máy nhiệt điện, việc đốt vật liệu bên bờ sông, hồ Nhiệt độ tăng xúc tác phát triển sinh vật phù du gọi tượng "nở hoa" làm thay đổi màu sắc, mùi vị nước 3.5 CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG NƯỚC 3.5.1 Các tiêu vật lý 3.5.1.1 Nhiệt độ Nhiệt độ yếu tố quan trọng, định loài sinh vật tồn phát triển cách ưu hệ sinh thái nước Ví dụ loại tảo lục lam phát triển mạnh nhiệt độ nước tới 320C 3.5.1.2 Màu sắc Xác định phương pháp so màu Hình 2.6 Dãy dung dịch I 3.5.1.3 Mùi, vị Nước có mùi chất hữu cơ, vơ có mùi đặc trưng hồ tan nước.Chỉ tiêu cho phép mẫu thử để bình đặc biệt sau đậy kín đun 50 ÷ 600C đạt điểm thang mùi Bảng 2.2 Mùi nước Cường độ mùi (điểm) Đặc trưng Mô tả lời Không mùi Mùi nhẹ Mùi nhẹ Có mùi Có mùi rõ Khơng nhận thấy mùi Khó nhận biết, có chun mơn nhận ngửi kỹ Ngửi kỹ thấy Dễ nhận gây cảm giác khó chịu Tác động vào khứu giác, khó chịu Nếm, uống gây lợm giọng Mùi mạnh nếm, uống Vị nước Mùi mạnh c xác định theo thang điểm tương tự xác định mùi đượ Mẫu cho vào miệng giữ đầu lưỡi (lấy lượng nước mẫu), vài giây để nhận biết vị nước định điểm theo quy ước bảng 2.3 Bảng 2.3 Vị nước Cường độ vị (điểm) Đặc trưng Mô tả lời Không vị Không nhận thấy vị lưỡi Vị nhẹ Người có chun mơn nhận biết Vị nhẹ Ngửi kỹ để ý nhận thấy Có vị Dễ nhận biết, có cảm giác khó chịu Vị rõ Gây cảm giác khó chịu, lợm giọng Vị mạnh Không uống 3.5.1.4 Độ đục Độ đục nước có mặt chất khơng tan, chất keo có nguồn gốc vơ hữu gây Hình 2.7 Dung dịch huyền phù tiêu chuẩn gốc 3.5.2 Các tiêu hóa học 3.5.2.1 Độ pH Để xác định pH dùng pH met, giấy đo pH 3.5.2.2 Độ axít Độ axit nước xác định lượng kiềm dùng để trung hịa mẫu nước Do CO2 nước, chất mùn axit hữu Đối với loại nước thải, hàm lượng loại axit mạnh tự thường lớn, muối tạo thành bazơ yếu axit mạnh, nên độ axit nước cao 3.5.2.3 Độ kiềm Độ kiềm nước hàm lượng chất nước phản ứng với axit mạnh HCl Đối với nước thiên nhiên, độ kiềm phụ thuộc vào hàm lượng muối hidrocacbonat kim loại kiềm kiềm thổ Nếu nước chứa lượng không nhỏ muối cacbonat tan được, hidroxit tan pH nước lớn 8,3 Lượng axit cần phải dùng để làm giảm pH nước xuống 8,3 gọi độ kiềm tự nước 3.5.2.4 Chỉ tiêu COD – Nhu cầu oxi hóa học(Chemical oxygen demand ) COD hàm lượng oxy cần thiết để oxy hóa tất hợp chất hữu có nước chất oxy hóa mạnh ( KMnO4 K2Cr2O7) COD cao mức độ nhiễm chất hữu nặng nề Người ta xác định số COD mẫu nước phương pháp chuẩn độ Kali permanganat Kali dicromat; Hiện cịn có có máy đo trực tiếp giá trị COD Phương pháp Kali permanganat: Lượng kali permanganat tiêu tốn cho 1lit mẫu nước quy lượng oxy (mg/l) Chỉ số COD xác định theo phương pháp kí hiệu COD(Mn) Chất hữu + KMnO4 + H+ → CO2 + H2O + Mn2+ + K+ Lượng permanganat dư sau phản ứng xác định dung dịch axit oxalic H2C2O4 theo phản ứng: 2MnO4- + 5C2O42- + 16H+ → 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O Đối với mẫu nước có COD nhỏ 10 mg/l xác định trực tiếp cịn mẫu nước có giá trị COD lớn phải pha lỗng trước xác định Nước cấp nước tự nhiên thường có hàm lượng COD nhỏ nên phương pháp KMnO4 phương pháp tiêu chuẩn Nước thải thường chứa nhiều chất hữu cơ, xác định COD phải pha loãng nhiều lần, dùng phương pháp thường dẫn đến sai số nên đòi hỏi phải dùng phương pháp K2Cr2O7 Phương pháp Dicromat: Phương pháp dựa khả oxyhóa mạnh kali dicromat mơi trường axit, oxyhóa hợp chất hữu nước, lượng kali dicromat tiêu tốn cho 1lit mẫu nước quy lượng oxy (mg/l) Chỉ số COD xác định theo phương pháp Ag SO4được kí hiệu COD(Cr)  ,t →  Chất hữu + Cr2O72- + H+ CO2 + H2O + 2Cr3+ + 2K+ Lượng dicromat dư sau phản ứng xác định dung dịch chuẩn muối Fe2+ với thị feroin theo phản ứng: Cr2O72- + 6Fe2+ + 14H+ → 2Cr3+ + 6Fe3+ + 7H2O 3.5.2.5 Hàm lượng clorua Trên mg/l định lượng dd AgNO3: Ag+ + Cl- → AgCl↓ 3.5.2.6 Độ cứng nước Không coi ô nhiễm độ cứng lại gây ảnh hưởng lớn đến công nghệ hậu kinh tế: độ cứng cacbonat (độ cứng tạm thời), muối HCO3- Ca2+ Mg2+ gây nên, độ cứng đun sơi nước muối bị phân hủy tạo thành kết tủa, lắng cặn đáy Loại thứ hai độ cứng phicacbonat hay độ cứng vĩnh cửu, muối sunfat clorua Ca2+, Mg2+ gây nên 3.5.2.7 Hàm lượng chất rắn Tổng lượng chất rắn (TS):là trọng lượng khơ tính mg phần cịn lại sau làm bay lít mẫu nước nồi cách thủy sấy khơ 1030C ÷ 1050C trọng lượng không đổi, đơn vị tính mg/l Lượng chất rắn huyền phù (SS): chất rắn dạng lơ lửng nước,là trọng lượng khơ phần chất rắn cịn lại giấy lọc sợi thủy tinh lọc lít mẫu nước qua phễu lọc Gooch sấy khơ 1030C ÷ 1050C trọng lượng không đổi, đơn vị tính mg/l Lượng chất rắn hịa tan (DS): hiệu số tổng lượng chất rắn lượng chất rắn huyền phù mẫu nước, đơn vị tính mg/l DS = TS – SS Lượng chất rắn bay (VS): Hàm lượng chất rắn bay trọng lượng nung lượng chất rắn huyền phù SS tổng lượng chất rắn TS 5500C khoảng thời gian định: mg/l, %SS, %TS Hàm lượng chất rắn bay nước thải thường biểu thị cho hàm lượng chất hữu nước 3.5.3 Tiêu chuẩn vi sinh Khoảng 80% vi sinh vật gây bệnh thuộc nhóm Coliform, đặc trưng vi khuẩn Escherichi coli ( E.coli ), chúng gây bệnh tiêu chảy cấp tính, viêm dày, nhiễm khuẩn đường tiết niệu hay đường sinh dục Mặt khác, Ecoli loại vi khuẩn sống dai, có mặt E.coli nước dùng làm dấu hiệu khả tồn vi sinh vật gây bệnh Chương HĨA HỌC MƠI TRƯỜNG ĐẤT 4.1 THÀNH PHẦN CỦA MÔI TRƯỜNG ĐẤT 4.1.1 Thành phần cấu trúc Phần đất: từ bề mặt Trái đất tới bề mặt bị phong hố, phần đất Phần cứng: phần bên dưới, bao gồm khoáng silicat alumino silicat SiO44-: Orthosilicat, thành phần đá Olivin (Mg,Fe)2SiO4 hay đá Zirkon Zr2SiO4 … Si2O72-: Disilicat, thành phần đá Thorvetit Sc2Si2O7… Si3O96-: Cyclosilicat, thành phần đá Benitoit BaTiSi3O9 (SiO2)n: thành phần thạch anh NaCa2(Al5Si13O36).nH2O - Được chia thành phần: lớp vỏ Trái đất gọi Sial, tiếp đến Manti nhân 4.1.2 Thành phần hoá học đất Dưới tác động khí hậu, sinh vật địa hình, loại đá cấu tạo nên vỏ Trái đất bị vụn nát sinh đất, gọi q trình phong hóa đất, có vai trị đặc biệt người Thành phần chủ yếu chất rắn chất vô chất hữu Các chất vô đất tạo thành từ đá mẹ q trình phong hố, chất hữu hình thành từ sinh khối thực vật bị mục nát qua thời kì tác động nhiều vi khuẩn, nấm, động vật giun đất Loại đất dùng để sản xuất bao gồm 5% chất hữu lại chất vô 4.1.2.1 Thành phần vô đất Bảng 4.1 Một số nguyên tố vỏ Trái đất Nguyên tố H.lượng (% khối lượng) Nguyên tố H lượng ( % khối lượng) O 46,6 Ti 0,44 Si 27,72 H 0,14 Al 9,13 P 0,120 Fe 5,00 Mn 0,10 Ca 3,63 F 0,07 Na 2,83 S 0,052 K 2,59 C 0,020 Mg 2,09 Cr 0,020 Tám nguyên tố chiếm 98,5% khối lượng vỏ Trái Đất 4.1.2.2 Thành phần hữu đất Gồm chất mùn chất mùn cacbuahydro, protein, mỡ Các axit hữu bậc thấp có đất khống hố nhanh vi sinh vật, tuổi thọ chúng đất ngắn 4.1.2.3 Nước khí đất Phần rỗng xốp đất chứa đầy nước khí Khí quan trọng đất ơxy cacbonic, đảm bảo cho sống hệ sinh vật đất trình phân hủy hợp chất hữu cơ; q trình vơ hóa; mùn hóa ngồi đất cịn có nhiều loại khí khác sinh từ q trình hóa học, sinh học như: NO2, NO, H2, CH4, C2H4, H2S … 4.1.3 Những chất dinh dưỡng đa lượng vi lượng đất 4.1.3.1 Những chất dinh dưỡng vi lượng Những chất dinh dưỡng vi lượng chất mà cối cần lượng nhỏ, khoảng 10-3 ppm, thường là: bo, clo, natri, đồng, sắt, mangan, kẽm, vanadi molipđen Hầu hết, chúng có mặt thành phần enzim, số chúng clo, mangan, sắt, kẽm vanadi cịn tham gia vào trình quang hợp xanh 4.1.3.2 Những chất dinh dưỡng đa lượng Cần thiết cho thực vật có chứa nguyên tố cacbon, hidro, oxi, nitơ, lưu huỳnh, photpho, kali, canxi magie Khơng khí nước nguồn cung cấp cacbon, hidro oxi Nhờ loại vi khuẩn cố định đạm nên số thực vật hấp thụ nitơ cách trực tiếp từ khí Bón phân cho đất để bổ sung thêm chất dinh dưỡng chứa nguyên tố nitơ, photpho kali Canxi bị thiếu hụt đất cối hấp thụ nó, nằm dạng không tan nên trồng không hấp thụ Chúng ta cần bón vơi để cung cấp canxi cần thiết cho khử chua cho đất 4.2 HOÁ HỌC CỦA Q TRÌNH PHONG HỐ ĐẤT 4.2.1 Khái niệm q trình phong hóa Q trình phong hố vật lý (phong hóa học) q trình làm vụn đá thay đổi đột ngột nhiệt độ, gió, xói mịn, băng hà đồng thời yếu tố dẫn đến q trình phong hố vật lý đá Q trình phong hố sinh học trình làm thay đổi hệ thống sinh học thực vật động vật đất Sản phẩm phân huỷ hệ thống qua thay đổi xác định dẫn tới thay đổi sinh học mơi trường xung quanh Q trình phong hố hóa học bao gồm hàng loạt q trình hố học đơn giản thuỷ phân, cacbonat hố, oxyhóa-khử, hồ tan kết tinh 4.2.2 Các trình phong hóa hóa học 4.2.2.1 Qúa trình phong hóa hồ tan kết tinh SiO2 thành phần địa hồ tan theo phản ứng sau: SiO2(r) + 2H2O  H4SiO4(1) Các hyđrơxyt kim loại M(OH)n hồ tan : M(OH)n(r)  M(aq)n+ + n(OH-)(aq) Khi kết hợp với cân : H2O  H+ + OHthì ta thấy khả tạo thành phức chất ion kim loại M phụ thuộc nhiều vào pH môi trường đất.: M(OH)n(r) + mOH-  [M(OH)n+m]m4.2.2.2 Qúa trình phong hóa cacbonat hố CO2 + H2O  H(aq)+ + HCO3-(aq) CaCO3 + H+  Ca(aq)2+ + HCO3-(aq) CaCO3 + CO2 + H2O  Ca2+ + 2HCO34.2.2.3 Qúa trình phong hóa thuỷ phân 4.2.2.3 Q trình phong hố ơxy hố khử Fe2SiO4(r) + 4H2O + 4CO2  H4SiO4(1) + 2Fe(1)2+ + 4HCO3(1)4Fe2S + 15O2 + 14H2O  4Fe(OH)3 + 8SO42- + 16H+ - Q trình phong hố oxyhố-khử khống mangan MnSiO3 + 0,5O2 + 2H2O  MnO2 + H4SiO4 MnCO3 + 0,5O2  MnO2 + CO2 4.3 SỰ Ô NHIỄM MƠI TRƯỜNG ĐẤT 4.3.1 Khái qt chung - nhiễm môi trường đất chất thải sinh hoạt - ô nhiễm môi trường đất chất thải nông nghiệp - ô nhiễm môi trường đất chất thải công nghiệp - ô nhiễm môi trường đất giao thông vận tải - ô nhiễm môi trường đất chất thải y tế Cũng phân chia: nhiễm tác nhân hóa học, tác nhân sinh hóa ô nhiễm tác nhân vật lí 4.3.2 Một số chất gây nhiễm mơi trường đất 4.3.2.1 Ơ nhiễm đất phân hóa học hóa chất bảo vệ thực vật 4.3.2.2 Ô nhiễm đất chất thải CN sinh hoạt rắn, lỏng, khí Khoảng 50% chất thải công nghiệp chất thải rắn than, bụi, chất hữu cơ, xỉ quặng , có 15% có khả gây độc nguy hiểm Hinh 4.1 Ô nhiêm đât trơng trot phường Hịa Hiệp Nam - Quận Liên Chiểu – Tp Đà ̀ ̃ ́ ̀ ̣ Năng ̃ 4.3.2.3 Ô nhiễm đất tác nhân sinh học Ô nhiễm đất chất thải vệ sinh, sử dụng phân bắc tươi, bón trực tiếp bùn thải sinh Đất bị nhiễm trứng giun kí sinh, nhiễm vi sinh vật thường gặp số vùng nông thôn vùng trồng rau Đất đường truyền dịch bệnh phổ biến : Người - đất - nước - côn trùng ký sinh trùng; Người - vật nuôi - đất - người đất - người 4.3.2.4 Ô nhiễm chiến tranh Miền Nam nước ta qua chiến tranh tàn khốc phải hứng chịu 100.000 chất độc hóa học, có hợp chất đioxin 4.3.2.5 Ơ nhiễm đất thảm họa địa hình Miền núi, cao nguyên nước ta chiếm khoảng 67% diện tích nước với gần 20.883.000 ha, có địa hình cao dốc, mưa gây xói mịn đất, sạt lở đất ngun nhân suy thối mơi trường đất Ngồi ra, tượng phá rừng, đốt rừng, đời sống du canh, du cư làm cho đất đồi núi tăng thêm tượng xói mịn, lở đất 4.3.2.6 Ơ nhiễm đất tác nhân vật lí Đốt nhiên liệu củi, xăng, than, dầu khí sản xuất cơng nghiệp, giao thơng vận tải sinh hoạt Đặc biệt nhà máy điện, luyện kim, cháy rừng, phát rừng đốt rẫy làm tăng nhiệt độ đất, làm hủy hoại môi trường đất, làm đất màu mỡ Nhiệt độ trung bình Trái Đất tăng lên gây nên Elnino, Lanina, làm mực nước biển dâng cao, gây thiên tai hạn hán, lũ lụt, bão tố 4.3.2.7 Ô nhiễm đất chất phóng xạ Bên cạnh lợi ích to lớn phóng xạ gây cho người nhiều hiểm hoạ ... trường sinh vật (môi trường sinh học) Môi trường sinh vật thành phần hữu sinh môi trường tự nhiên, bao gồm hệ sinh thái, quần thể động vật thực vật, gọi Sinh quyền (biosphere), 1.2.3 Chức môi trường: ... nhiễm môi trường đất chất thải sinh hoạt - ô nhiễm môi trường đất chất thải nông nghiệp - ô nhiễm môi trường đất chất thải công nghiệp - ô nhiễm môi trường đất giao thông vận tải - ô nhiễm môi trường. .. đổi sinh học môi trường xung quanh Q trình phong hố hóa học bao gồm hàng loạt q trình hố học đơn giản thuỷ phân, cacbonat hố, oxyhóa-khử, hồ tan kết tinh 4.2.2 Các q trình phong hóa hóa học