địa quyển và hóa học địa quyển

THÀNH PHẦN CỦA ĐẤT Đất là một lớp mỏng khoáng vật trên bề mặt TĐ đã bị phong hóa kết hợp với thành phần hữu cơ..  Đất được tạo thành do sự phong hóa đá gốc, đây là một quá trình tự n

“ Add your company slogan ”

TIỂU LUẬN MÔN HÓA MÔI TRƯỜNG

www.themegallery.com

KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC



ĐỊA QUYỂN VÀ HÓA HỌC ĐỊA QUYỂN

GVHD: NGUYỄN VĂN PHƯƠNG SVTH: NHÓM 5

CẤU TRÚC CỦA TRÁI ĐẤT

www.themegallery.com

LỚP VỎ TRÁI ĐẤT

www.themegallery.com

 Là tổ hợp phức tạp của các chất khoáng, chất hữu cơ,

không khí và nước , trong đó đất là phần quan trọng nhất.

 Việc con người khai thác các tài nguyên trong lòng đất và thải bỏ nhiều chất thải.

Company Logo

1 CẤU TẠO CỦA ĐỊA QUYỂN

 Địa quyển là phần vỏ cứng của TĐ và phần trên của vỏ TĐ ở độ sâu 100km, phân tiếp xúc với bên trong của vỏ TĐ.

70- Phần lớp vỏ ở độ sâu 16km là phần mà con người có thể khai thác các nguyên liệu cho công nghiệp.

 Lớp vỏ TĐ có gradient nhiệt độ khoảng 30oK/km.

Company Logo

Thành phần đặc trưng của lớp vỏ ngoài trái đất là hàm lượng cao của các nguyên tố thạch quyển

Al Si

chiếm tới 99% khối lượng vỏ trái đất

1.CẤU TẠO CỦA ĐỊA QUYỂN

1.CẤU TẠO CỦA ĐỊA QUYỂN

NGUYÊN TỐ HÀM LƯỢNG,% NGUYÊN TỐ HÀM LƯỢNG,%

Company Logo

Phần đất.

Vỏ TĐ

Phần cứng.

1.CẤU TẠO CỦA ĐỊA QUYỂN

Địa quyển

Thủy quyển

 Xảy ra các quá trình trao

đổi chất và năng lượng.

nhiên và con người thì phần này luôn có những

biến đổi liên tục

SỰ TẠO THÀNH ĐÁ VÀ QUÁ TRÌNH TẠO KHOÁNG

 Phù hợp với các quá trình địa chất trên, các khoáng vật ở vỏ TĐ được tạo thành trong

các quá trình trầm tích, biến chất và macma Hai quá trình sau gọi là quá trình nội sinh.

2 THÀNH PHẦN CỦA ĐẤT

 Đất là một lớp mỏng khoáng vật trên bề mặt

TĐ đã bị phong hóa kết hợp với thành phần hữu cơ.

 Đất được tạo thành do sự phong hóa đá gốc, đây

là một quá trình tự nhiên bao gổm các quá trình địa chất, thủy văn và sinh vật kết hợp lại.

 B) Lớp đất mặt: Chứa các chất hữu cơ đã

phân hủy tương đối kỹ, trộn lẫn với một lượng nhỏ khoáng chất

 C) Lớp hỗn hợp của các chất hữu cơ đã

phân hủy và khoáng chất.

 D) Lớp đất cái hay lớp khoáng chất, thành

phần của lớp này thay đổi tùy theo bản chất của đất cũng như của vật chất nguồn gốc của nó

 E) Lớp đá móng hay vật chất nguồn gốc

của đất, lớp này bị phân hủy ở phần bề mặt trên cùng do hiệu ứng của sự phong hóa và phân rã

Đất là một hỗn hợp có chứa không khí, nước và

chất rắn.

Chất rắn

vô cơ

Chất rắn chiếm gần 100% kl đất

Chất rắn hữu cơ

Tỉ lệ % của các hạt cát, limon và sét trong đất

tạo nên thành phần cơ giới của đất.

Các loại khoáng phổ biến: thạch anh,

orthoclase, albite, epidote, geothite, magnetite, canxi và magiecacbonat, các oxit mangan và titan…

2.2 THÀNH PHẦN VÔ CƠ

Là thành phần chủ yếu,chiếm

97-98% đất khô Bao gồm hợp chất khó tan và dễ tan

tạo thành chất dinh dưỡng cho cây

Chiếm ít hơn 5% trong

thành phần đất canh tác

Là nguồn thức ăn của VSV,

tham gia các phản ứng hóa học,

ảnh hưởng đến tính chất vật lý của đất

Một số CHC còn tham gia vào quá

trình phong hóa các khoáng chất

tạo thành đất, CHC hoạt động SH…

 Có nguồn gốc từ xác bã động, thực vật và VSV

 Là yếu tố quyết định chất lượng về mắt năng suất sinh học.

 Dưới tác động của không khí, nước, nhiệt độ và VSV, CHC bị biến đổi theo 2 quá trình: khoáng hóa và mùn hóa.

2.3 THÀNH PHẦN HỮU CƠ CỦA ĐẤT

 Sự tích tụ các chất hữu cơ trong đất phụ thuộc nhiều vào nhiệt

độ và lượng oxy Ở các vùng có nhiệt độ thấp, chất hữu cơ bị phân hủy sinh học chậm và tích lũy trong đất nhiều hơn

 Trong nước và đất úng nước, các chất hữu cơ không có đủ oxy

để phân hủy Vì vậy ở các vùng đất úng nước có nhiều thực vật phát triển và phân hủy, thành phần hữu cơ trong đất có thể lên đến 90%

LOẠI HỢP CHẤT THÀNH PHẦN GHI CHÚ

của xác thực vật Chủ yếu chứa C, H và O.

Là thành phần hữu cơ phổ biến nhất, lưu giữ lượng N sinh ra do cố định đạm.

Chất béo, chất nhựa và

sáp

Các chất béo có thể triết được bằng dung môi hữu cơ

Có hại cho đất vì không thấm nước, có thể độc hại đối với cây trồng

Saccarit Cellulose, tinh bột, chất

gôm. Nguồn thức ăn chính cho vi sinh vật, làm ổn định độ

Cung cấp nito làm cho đất màu mỡ

Hợp chất phospho Các este photphat, các

inositolphotphat, các photpholipit.

Nguồn cung cấp photpho cho thực vật

BẢNG CÁC HỢP CHẤT HỮU CƠ CHÍNH TRONG ĐẤT

QUÁ TRÌNH KHOÁNG HÓA VÀ MÙN HÓA

QUÁ TRÌNH KHOÁNG HÓA

Là quá trình phân hủy xác hữu cơ dưới tác động của

quần thể sinh vật tạo thành các chất khoáng hòa tan hay các chất khí và tỏa nhiệt tùy thuộc vào điều kiện khóang hóa mà cho sản phẩm khác nhau

1

Có khả năng liên kết mạnh với các ion KL,

do đó có thể giữ các các nguyên tố kim loại vi lượng trong đất.

2

Có tính acid bazo nên còn đóng vai trò

là tác nhân đệm pH trong đất.

3

Mùn liên kết các hạt đất và làm tăng khả năng giữ ẩm cũng như khả năng hấp thụ các CHC của đất.

QUÁ TRÌNH MÙN HÓA

Tồn tại trong các lỗ xốp nên rất dễ

bị mất nước

B

Trong hợp chất hữu cơ do hấp thụ các

tác nhân vật lý hoặc hóa học

C

Khoáng sét giữ cho diện tích bề mặt lớn

D

Khi bị úng nước thì tính chất của đất bị biến đổi

 Lượng oxy trong đất giảm mạnh

 Keo đất bị bẻ gãy

và chuyển sang dạng khác

 Nước dư thừa: cây chết hoặc không phát triển

NƯỚC TRONG ĐẤT

o Khi quá trình TĐC với khí

quyển không tốt thì chứa các

o Được giữ trong các mao quản hoặc tạo màng mỏng trên bề mặt hạt đất

 Tính chất hoá học (nông hoá), hàm lượng và thành phần các hợp chất hoá học trong đất, độ chua, độ kiềm, độ trung tính của đất, khả năng hấp phụ (CEC) của đất, độ no kiềm, độ mặn,

độ phèn của đất,…

 Tính chất nước của đất gồm tính thấm, tính hút ẩm, tính leo của nước, các loại độ ẩm đất, …

 Tính chất sinh học của đất: quần thể sinh vật đất, vi sinh vật đất, hàm lượng các hợp chất men, vitamin, kháng sinh của đất.

www.themegallery.com

TÍNH HẤP PHỤ

1

Trong đất có những hạt nhỏ đường kính < 0, 001 mm gọi là hạt keo đất, lớp ion mang điện tích quanh hạt keo có khả năng kết hợp với các ion trái dấu là cơ sở

để tạo thành tính hấp phụ của đất

2

Khi nồng độ các ion trong dung dịch tăng cao (lúc bón phân) thì hạt keo đất sẽ hấp phụ các ion và khi nồng độ ion trong dung dịch giảm đến một giới hạn nhất định thì các ion từ hạt keo đất được giải phóng ra ngoài

3

Tính hấp phụ của đất có chức năng giữ và điều hòa chất dinh dưỡng trong đất rất cần cho sự sinh trưởng và phát triển của cây trồng Ðất có nhiều mùn, nhiều sét thì khả năng hấp phụ cao

ĐỘ XỐP

ĐẤT SÉT

Ðất chứa nhiều sét, ít mùn và cát

ĐẤT THỊT

Ðất chứa nhiều mùn,

ít cát và sét

Tùy theo thành phần và

tỉ lệ % của các cấp hạt trong đất mà chia thành

ĐỘ ACID VÀ ĐỘ KIỀM

Ðộ acid và độ kiềm của đất cũng là một yếu tố quan trọng

để xác định loại đất nào có khả năng canh tác được

Ðộ acid và độ kiềm liên quan đến nồng độ

ion H+ và OH-trong dung dịch đất

Các giá trị cuả pH đất khác nhau giữa các loại đất là do

thành phần cấu tạo và tính chất của chúng khác nhau

Ðất được sử dụng để canh tác có độ pH

thay đổi khá rộng

Bón phân và đặc biệt với phân hữu cơ,

là phương pháp hữu hiệu nhất để bồi bổ thêm chất dinh dưỡng cho đất

và đồng thời

ổn định pH của

đất

3.PHẢN ỨNG ACID-BAZO VÀ PHẢN ỨNG TRAO ĐỔI ION

Sự tạo thành acid vô cơ trong đất

Điều chỉnh độ acid trong đất

Cân bằng trao đổi ion trong đất

3.1 SỰ TẠO THÀNH ACID VÔ CƠ TRONG ĐẤT

 Khoáng pyrite (FeS2) có mặt trong một số loại đất khi tiếp xúc với không khí

có thể bị ôxi hóa thành axit sulfuric:

FeS2 + 7/2O2 + H2O Fe2+ + 2H+ + 2SO42- + 7H2O ⇌

lúc này đất chứa nhiều sulfat và axit do đó được gọi là đất sulfat-axit

(acid-sulfate soil).

 Các vùng đất được hình thành từ trầm tích biển trung tính chứa FeS2, có

thể bị chuyển thành đất sulfat-axit khi tiếp xúc với không khí Các mỏ khoáng sản có chứa FeS2 đã ngừng hoạt động cũng tạo thành loại đất tương tự như đất sulfat-axit từ trầm tích biển.

 Nếu không được xử lý thích hợp thì không thể canh tác được trên đất axit do loại đất này chứa các yếu tố bất lợi như có pH thấp, nồng độ H2S cao gây hại cho rễ cây, chứa ion Al3+ rất độc đối với thực vật.

sulfat-www.themegallery.com

ĐIỀU CHỈNH ĐỘ ACID TRONG ĐẤT

 Hầu hết các loại thực vật chỉ phát triển tốt trên đất có pH gần trung tính Đất

chua thường được xử lÝ bằng vôi hoặc CaCO3:

{Đất}(H+)2 + CaCO3 {Đất}Ca2+ + CO2 + H2O ⇌

 Ở các vùng có lượng mưa thấp, đất có thể có môi trường kiềm do chứa các

muối bazơ Có thể xử lý đất kiềm bằng muối nhôm hoặc sắt sulfat, các muối

này khi tan vào nước thì bị thủy phân và tạo ra môi trường axit.

2Fe3+ + 3SO42- + 6H2O 2Fe(OH)3 ( ⇌ r) + 6H+ +

3SO42- Cũng có thể sử dụng lưu huỳnh để xử lý đất kiềm Vi khuẩn trong đất ôxi hóa lưu huỳnh thành axit sulfuric Đây là một phương pháp có hiệu quả về mặt kinh tế, do lưu huỳnh sử dụng ở đây chính là sản phẩm phụ rất dồi dào của công nghệ tách loại lưu huỳnh ra khỏi nhiên liệu hóa thạch (nhằm mục đích giảm thiểu ô nhiễm không khí do SO2).

www.themegallery.com

CÂN BẰNG TRAO ĐỔI ION TRONG ĐẤT

 Khả năng trao đổi các cation là một trong những tính chất quan trọng của đất Nhờ quá trình trao đổi cation của đất mà trong đất có các ion đa lượng như kali, canxi, magiê và các ion vi lượng khác cho thực vật Khi ion kim loại được rễ cây hấp thụ, H+ sẽ thay thế vị trí của ion kim loại, ví dụ:

{Đất}Ca2+ + 2CO2 + 2H2O {Đất}(H+)2 + Ca2+(rễ) + HCO3- ⇌

 Do quá trình này nên khi canxi, magiê và các ion kim loại khác trong đất bị nước chứa axit cacbonic rửa trôi thì đất sẽ bị chua hóa.

 Cả các khoáng sét và thành phần hữu cơ trong đất đều có khả năng trao đổi cation CEC của các loại đất có thành phần hữu cơ khác nhau Mùn có khả năng trao đổi cation rất cao

 Trên bề mặt các oxit trong khoáng của đất còn có thể xảy ra quá trình trao đổi các anion.

 Ở pH thấp, bề mặt các oxit kim loại có thể có các điện tích dương, do đó chúng có thể giữ được các anion (ví dụ Cl-) bằng lực hút tĩnh điện:

 Ở pH cao, trên bề mặt oxit kim loại có các điện tích âm, do các phân tử nước bị giữ trên

bề mặt oxit mất H+ và tạo thành OH-.

www.themegallery.com

CHẤT DINH DƯỠNG ĐA

LƯỢNG

Là các chất có mặt trong thực vật hay dịch thực vật ở mức nồng độ khá cao.

CHẤT DINH DƯỠNG VI

LƯỢNG

Là các chất có mặt trong TV hay dịch TV chỉ có mặt ở mức nồng độ rất thấp nhưng lại cần thiết cho hoạt động của enzym TV.

4.CHẤT DINH DƯỠNG ĐA LƯỢNG VÀ VI LƯỢNG TRONG ĐẤT

4.1.CHẤT DINH DƯỠNG VI LƯỢNG

Mn, Fe, Cl, Zn liên quan đến quá trình quang hợp

Bo, Cl, Cu, Fe, Mn, Mo, Zn…là các nguyên tố

VL cần cho sự phát triển của TV, nhưng nồng

độ cao gây hại cho cây trồng.

Có thể sử dụng TV tích lũy cao để xử

lý đất bị ONKL

C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S được xem là các NTĐL đối

với TV

TV hấp thụ C,

H, O từ khí quyển; các nguyên tố khác hấp thụ từ đất

N, P, K ảnh hưởng đến sự phát triển của

TV, năng suất

vụ mùa

Thường rất ít gặp loại đất thiếu Ca, hầu hết Mg trong vỏ TĐ (2,1%) được liên kết rất bền với các khoáng.

TV hấp thụ S dạng

SO42-, N dạng

NO3- hoặc NH4+,

P dạng octhophotphat, K

5 Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG ĐẤT

Đất là một nguồn tài nguyên quý giá

Là nơi sản xuất nông nghiệp để đảm bảo nguồn cung cấp lương thực thực phẩm cho con người

Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG ĐẤT LÀ GÌ?

 Theo định nghĩa của Tổ chức Y tế thế giới (WHO) thì “Ô nhiễm môi trường là sự đưa vào môi trường các chất thải nguy hại hoặc năng lượng đến mức ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống sinh vật, sức

khỏe con người hoặc làm suy thoái chất lượng môi trường”

 Đất được xem là ô nhiễm khi nồng độ các chất độc tăng lên quá mức an toàn, vượt lên khả năng tự làm sạch của môi trường đất

www.themegallery.com

TÁC NHÂN HÓA HỌC

NGUỒN GỐC

PHÁT SINH

TÁC NHÂN GÂY

Ô NHIỄM PHÂN LOẠI ONMT ĐẤT

TỰ

NHIÊN

NHÂN TẠO

TÁC NHÂN VẬT LÝ

TÁC NHÂN SINH HỌC

HOẠT ĐỘNG SINH HOAT

HOẠT ĐỘNG CÔNG NGHIỆP

HOẠT ĐỘNG NÔNG NGHIỆP

ONMT ĐẤT DO NGUỒN GỐC TỰ NHIÊN

www.themegallery.com

Trạng thái phong hoá Khoáng vật Hiện diện Thành phần kim loại vết

Dễ bị phong hoá Olivine Đá macma Mn, Co, Ni, Cu, Zn

Anorthite Mn, Cu, Sr Augite Đá siêu bazơ và bazơ núi lửa Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Pb

Hornblende Phân bố rộng trong đá macma

và biến chất Mn, Co, Ni, Cu, Zn

Albite Coase, intermediate igneous

rocks CuBiotite Mn, Co, Ni, Cu, Zn Orthoclase Đá macma axít Cu, Sr Muscovite Granite, phiến thạch, thuỷ tinh Cu, Sr

Khả năng ổn định khoáng

tăng Magnetite Đá mácma và biến chất Cr, Co, Ni, Zn

THÀNH PHÂN KIM LOẠI VÊT TRONG MỘT SỐ KHOÁNG VẬT ĐIỂN HÌNH

Do phun trào núi lửa, mưa bảo gây ngập úng đất đai, đất bị nhiễm mặn do xâm thực thủy triều, đất bị vùi lấp do cát bay hoặc hạn hán…

HÀM LƯỢNG KIM LOẠI TRONG MỘT SỐ ĐẤT ĐÁ

www.themegallery.com

Đá macma Đá thứ sinh

Nguyên tố

Đá siêu bazơ (serpentin) (mg/g)

Bazơ (basalt) (mg/g)

Granie (mg/g)

Đá vôi (mg/g)

Đát cát kết (mg/g)

Đá phân lớp (mg/g)

ONMT DO NGUỒN GỐC NHÂN TẠO

 Áp lực tăng dân số đòi hỏi nhu cầu tăng lương thực, thực phẩm ngày càng nhiều và phải tăng cường khai thác độ phì nhiêu của đất bằng nhiều biện pháp:

 Tăng cường sử dụng hóa chất như bón phân vô cơ, thuốc diệt

ONMT DO NGUỒN GỐC NHÂN TẠO

www.themegallery.com

 Chất thải sinh hoạt rất phức tạp, nó bao gồm các loại thức ăn thừa, rác thải nhà bếp, làm vườn, đồ dùng hỏng, gỗ, thủy tinh, nhựa, các loại giấy thải, các loại rác đường phố bụi, bùn,

lá cây …

 Chúng được thu gom, tập trung, phân loại và xử

lý Sau khi xử lý, chế biến thành phân hữu cơ hoặc chôn đốt Cuối cùng vẫn ảnh hưởng đến môi trường đất.

 Các bãi chôn lấp có mùi hôi thối ảnh hưởng tới sinh vật trong đất, giảm lượng oxy trong đất.

 Do bùn cống rãnh của hệ thống thoát nước của thành phố mà thành phần các chất hữu cơ, vô

cơ, kim loại tạo nên các hỗn hợp các phức chất

và đơn chất khó phân hủy.

Ô NHIỄM ĐẤT DO CHẤT THẢI SINH HOẠT

ONMT ĐẤT DO HOẠT ĐỘNG CÔNG NGHIỆP

Các hoạt động công nghiệp rất phong phú và đa dạng,

chúng có thể là nguồn gây ô nhiễm đất một

cách trực tiếp hoặc gián tiếp

Các chất thải công nghiệp ngày càng nhiều và độc tính ngày càng cao, nhiều loại rất khó bị phân hủy

sinh học.

CHẤT THẢI

XÂY DỰNG CHẤT THẢI KIM LOẠI CHẤT THẢI KHÍ CHẤT THẢI HH VÀ HC

ONMT ĐẤT DO HOẠT ĐỘNG CÔNG NGHIỆP

www.themegallery.com

Kim loại nặng Nguồn gốc công nghiệp

As Nước thải công nghiệp thủy tinh, sản xuất phân bón

Cd Luyện kim, mạ điện, xưởng thuốc nhuộm, hơi thải chứa Cd

Cu Luyện kim, công nghiệp chế đồ uống, sản xuất thuốc bảo vệ thực vật( BVTV)

Cr Luy Luyện kim, mạ, nước thải xưởng in và nhuộm

Hg Xưởng sản xuất hợp chất có chứa Hg, thuốc BVTV có chứa Hg

Nước thải luyện kim, BVTV, Nhà máy sản xuất pin, ắc quy, khí thải chứa Pb

Zn Nước thải luyện kim, xưởng dệt, nông dược chứa Zn và Phân lân

Ni Nước thải luyện kim, mạ, luyện dầu, thuốc nhuộm

F Nước thải sau khi sản xuất phân lân

Muối kiềm Nước thải nhà máy giấy, nhà máy hóa chất

Axit Nước thải nhà máy sản xuất axit sunfuric, đá dầu, mạ điện

NGUỒN GỐC CÔNG NGHIỆP CỦA MỘT SỐ KIM LOẠI NẶNG

www.themegallery.com

CHẤT THẢI XÂY DỰNG

www.themegallery.com

Chất thải xây dựng như gạch ngói, thủy tinh, gỗ, ống nhựa, dây cáp, bêtông, nhựa…trong đất các chất thải này bị biến đổi theo nhiều con đường khác nhau, nhiều chất rất khó bị phân hủy…

CHẤT THẢI KIM LOẠI

Add Your Text

Add Your Text

Bụi chứa nhiều KLN (Pb,Zn)

sẽ lắng xuống đất sẽ làm

thay đổi thành phần đất và

nhiễm độc đối với CT và VN

Add Your Text

Add Your Text

Add Your Text

Các chất thải kim loại, đặc biệt là các kim loại nặng (Pb, Zn, Cd, Cu, và Ni) thường có nhiều ở các khu vực khai thác hầm mỏ, các khu công nghiệp và đô thị

Các loại bình điện (pin, acquy) có mức chất thải kim loại nặng cao nhất: 93% tổng số lượng Hg, 45% số lượng Cd.

Sắt phế liệu chứa khoảng 40% số lượng Pb, 30%

Cu, 10% Cr.

Các chất thải mịn (<20 mm) chứa 43% Cu thải, 20% Pb và 12% Ni.

38% Cd thải và 25% Ni là chất dẻo.

Ni có trong các loại thành

phần rác, trong đó có 6 loại

rác chứa trên 10% Ni