Chương 1: Môi trường và sinh thái.1.1.Khái niệm sinh thái và môi trường.1.1.1.Sinh thái.Mối quan hệ tương hỗ giữa một quần thể sinh vật với các yếu tố môi trường.Hệ sinh thái: bào gồm các quần thể sinh vật và môi trường, mối quan hệ tương hỗ giữa các quần thể và các yếu tố môi trường.Tính chất:•Độ lớn: mỗi hệ sinh thái có quy mô lớn nhỏ khác nhau nhất định.•Hệ thống: thể hiện chủ yếu là mối quan hệ tương hỗ giữa sinh vật với môi trường.•Kín: là trong đó vật chất, năng lượng, thông tin chỉ trao đổi trong ranh giới của hệ.•Hở: vật chất năng lượng thông tin được trao đổi qua ranh giới của hệ.•Tính Phản hồi: trong quá trình tồn tại và Phát triển sinh vật luôn tiếP nhận vật chất năng lượng, thông tin sức éP Của môi trường và hệ sinh thái xung quanh nên xuất hiện tính trạng Phản hồi. Tính trạng Phản hồi có hai đặc trưng: năng lựu chịu tải và khả năng chịu tải. Tính chất cân bằng và Phản hồi lại để tồn tại.Cấu trúc:•Nhân tố môi trường: bao gồm tất cả các nhân tố sinh thái tự nhiên, sinh cảnh như nước, không khí,… tồn tại xung quanh, con người và sinh vật.•Nhân tố sản xuất: boa gồm các sinh vật (chủ yếu là thực vật) có khả năng chuyển hóa các chất từ tự nhiên đất nước không khí… tạo ra nguyên liệu cho cuộc sống của con người và sinh vật.•Nhân tố tiêu thụ: là bao gồm động vật con người sử dụng trực tiếP hoặc gián tiếP các sản Phẩm, các sản Phẩm, các chất liệu do nhân tố sản xuất tạo ra trong quá trình tồn tại và Phát triển.•Nhân tố Phân hủy: gồm các loài vi khuẩn, nấm chúng Phân hủy các nguyên liệu, sản Phẩm Phế thải… để tồn tại và đồng thời sinh ra các chất khác các chất đó có thể có lợi hoặc có hại cho con người và sinh vật.
PHÔT NGÂN SƠN HÓA MÔI TRƯỜNG Chương 1: Môi trường sinh thái 1.1 Khái niệm sinh thái môi trường 1.1.1 Sinh thái − Mối quan hệ tương hỗ quần thể sinh vật với yếu tố môi trường − Hệ sinh thái: bào gồm quần thể sinh vật môi trường, mối quan hệ tương hỗ quần thể yếu tố môi trường − Tính chất: • Độ lớn: hệ sinh thái có quy mô lớn nhỏ khác định • Hệ thống: thể chủ yếu mối quan hệ tương hỗ sinh vật với môi trường • Kín: vật chất, lượng, thông tin trao đổi ranh giới hệ • Hở: vật chất lượng thông tin trao đổi qua ranh giới hệ • Tính Phản hồi: trình tồn Phát triển sinh vật tiếP nhận vật chất lượng, thông tin sức éP Của môi trường hệ sinh thái xung quanh nên xuất tính trạng Phản hồi Tính trạng Phản hồi có hai đặc trưng: lựu chịu tải khả chịu tải Tính chất cân Phản hồi lại để tồn − Cấu trúc: • Nhân tố môi trường: bao gồm tất nhân tố sinh thái tự nhiên, sinh cảnh nước, không khí,… tồn xung quanh, người sinh vật • Nhân tố sản xuất: boa gồm sinh vật (chủ yếu thực vật) có khả chuyển hóa chất từ tự nhiên đất nước không khí… tạo nguyên liệu cho sống người sinh vật • Nhân tố tiêu thụ: bao gồm động vật người sử dụng trực tiếP gián tiếP sản Phẩm, sản Phẩm, chất liệu nhân tố sản xuất tạo trình tồn Phát triển • Nhân tố Phân hủy: gồm loài vi khuẩn, nấm chúng Phân hủy nguyên liệu, sản Phẩm Phế thải… để tồn đồng thời sinh chất khác chất có lợi có hại cho người sinh vật PHÔT NGÂN SƠN 1.1.2 Môi trường Khái niệm: tậP hợP tất thành Phần giới vật chất bao quanh người sinh vật có khả tác động vào tồn Phát triển người sinh vật Ô nhiễm môi trường: tác động làm thay đổi thành Phần môi trươgnf tạo nên cân trạng thái tác động xấu Chất ô nhiễm môi trường: chất có trng tự nhiên, người tạo gây hại cho người sinh vật Vai trò môi trường: Nguyên nhân: Tự nhiên: khí thải, lũ lụt, bão Con người Đối tượng: Môi trường khí: Môi trường nước: Môi trường đất: 1.1.3 Sai số Phân tích a Ý nhĩa sai số − Trong Phan tích việc đánh giá kết bước thiếu tính sai số quan trọng − Sai số cho ta biết kết Phân tích có hay không xác đến mức độ − Có thể nói không tiến hành PhéP Phân tích mà kết thu lai không mắc sai số có nghĩa giá trị thực đại lượng cần xác định chứng ta có thẻ cố gắng tiến hành PhéP Phân tích cho kết nằm giới hạn cho PhéP, chấP Nhận b Các loại sai số − Sai số thuyệt đối: hiệu số giá trị trung bình giá trị thực không cho thấy mức độ gần giá trị thực giá trị xác định − Sai số tương đối: tỷ số sai số tương đối giá trị trung bình − Sai số hệ thống: sai số nguyên nhân cố định gây mang đến dấu dương dấu am Nguyên nhân: dụng cụ trang thiết bị không chuản, xác định nồng độ dung dịch chuẩn sai, hóa chất không tinh khiết, người Phân tích có kỹ tay nghề thiếu kinh nghiệm − 1.2 − − − • • • • − • • • • • • • • • PHÔT NGÂN SƠN Sai số ngẫu nhiên: sai số gây nên nguyên nhân không cố định, không loại trừ mà biết trước dương âm: môi trường, điều kiện Phân tích, người Phân tích thiếu kinh nhiệm Quan trắc Phân tích môi trường Nhận xét: không gian sống tồn Phát triển cua rcon người sinh vật Môi trường có xã hội tồn Phát triển bền vững Mọi chất độc hại có mặt môi trường ảnh hưởng đến người sinh vật Vì Phải giám sát môi trường đẻ có điều chỉnh thích hợP Giám sát môi trường: Phát yếu tố xấu độc hại làm xấu chất lượng môi trường đất nước không khí sinh Tìm biện PháP khác Phục để bảo vệ môi trường cho Phát triển bền vững xã hội Cảnh báo, nhắc nhở, quan quản lý, người dân yếu tố xấu đẻ Phòng ngừa bảo vệ môi trường sống tương lai Quan trắc môi trường: xem xét điều tra xác định yếu tố ô nhiễm hóa học, vật lý, khí hậu, đối tượng môi trường mà chue yếu chất nhân tố có khả gây ô nhiễm cho môi trường ảnh hưởng xấu đến sống Phát triển người sinh vật Điều kiện quan trắc: Trình độ, hiểu biết môi trường: chất ô nhiễm, nguồn gốc… Trang thiết bị Phục vụ cho trình quan trắc Quy trình Phân tích hợP lý Tay nghề trình độ chuyên môn kinh nghiệm Phân tích Chính sách chiện lược PháP luật mục tiêu cụ thể Sự hợP tác khu vực quốc tế để học hỏi Tiêu chuẩn tiêu cho đối tượng Mạng lưới Phong thí nghiệm với trang thiết bị đại Các biện PáP triển khai thực kiểm tra đánh giá quản lý chất lượng môi trường − • • • • • • • • − • • − • • • • • • • • − • • PHÔT NGÂN SƠN Nhiệm vụ quan trắc Tồn dư Phát tán chất môi trường nào, hệ sinh thái ảnh hưởng tới môi trường, người sinh vật chất ô nhiêm độc hại có từ đâu tồn Yếu tố ô nhiễm chất có hại cho môi trường xuất hàm lượng boa nhiêu Tồn tích tụ xa lắng tậP trung theo thời gian Phương hướng khả khác Phục loại trừ chunhs Cách dự Phòng để chống chúng tái ô nhiễm Tuyên truyền khuyến cáo người dân nhà nước cần làm để Phòng chống Đối tượng quan trắc môi trường: Tự nhiên: đất nước không khí sinh nguồn tài nguyên thiên nhiên Phục vụ cho người sinh vật Nhân tạo: dự án Phát triển kinh tế xã hội đô thị hóa, giao thông vận tải đất nước để xem dự án tác động tới môi trường để tìm biện PháP khắc Phục Các tiêu quan trắc môi trường: Chỉ tiêu vật lý: nhiệt độ, PH, hàm lượng cạn lơ lửng Chỉ tiêu kim loại nặng Phi kim Chỉ tiêu hừu cơ: COD, BOD, dung môi hữu thuốc bào vệ thực vật Chỉ tiêu khí bụi Chỉ tiêu chất hoạt động bề mặt Chỉ tiêu vi sinh vật nấm mốc Chỉ tiêu vè Phóng xạ, tiếng ồn, xạ Chỉ tiêu rong rêu, động thực vật Phù du Các hoạt động quan trắc môi trường: Ngoài trường: đo số tiêu đơn giản, tiêu không bền theo thời gian, lấy mẫu xéP Mẫu bảo quản mẫu, vận chuyển mẫu, viết sổ tayu nhật ký Trong Ptn: chuẩn bị dụng cụ thiết bị trước Phân tích, chuản bị đồ lấy mẫu, dụng cụ lấy mẫu, chuẩn bị loại hóa chất, xử lý 1.3 − • • • − − − • • • • • • • − • • • • PHÔT NGÂN SƠN mẫu, đo imẫu, xử lý kết Phân tích đánh giá nhận xét kết Phân tích Chọn mẫu Phân chia Nhận xét: Trong tất Phương tích hóa học công cụ để xác định hàm lượng chất mẫu cách xác ta Phải mang mẫu Phòng thí nghiệm để xác định Trạng thái tồn đối tượng nghiên cứu đa dạng Phức tạP, đồng không đồng Đối tượng Phân tích rộng mặt đất, lòng đất, không, nước nên đem máy tải trọng lớn điều kiện Phân tích khắt khe Khái niệm mẫu Phân tích: lượng mẫu định tối thiểu lấy để Phân tích xcas định tiêu mong muốn đối tượng càn nghiên cứu quan sát lấy từ đối tượng nghiên cứu Phải đại diện cho đối tượng cần nghiên cứu Mục đích việc lấy mẫu: chọn thể tích khối lượng nhỏ Phù hợP đủ cho đối tượng cần nghiên cứu để Phân tích trường hay bảo quản mang Phòng thí nghiệm để xử lý Yêu cầu lấy mẫu: Đảm bảo đại diện cho đối tượng Phân tích Đảm bảo lấy lượng mẫu: không Phân tích đủ tiêu Phân tích hàm lượng lấy thừa gây o nhiễm nới làm thí nghiệm gây khó khăn việc vận chuyển mẫu Đảm bảo thực đủ yêu cầu Phân tích ĐáP ứng yêu cầu chất Phân tích hay nghiên cứu./ Lấy mẫu không nhiễm bẩn không mẫu Phù hợP với Phương PháP Phân tích chọn Mẫu Phải có lý lịch thích hợP, điều kiện lấy mẫu rõ ràng Điều kiện cần cho việc lấy mẫu: Theo mục tiêu đối tượng Phân tích mẫu Phân tích Có đồ vị trí cần lấy mẫu Theo trình tiêu chuẩn cho loại Phê duyệt Dụng cụ lấy mẫu quy cách đảm bảo • • − • • • • − • • • • • • 1.4 − − • • − • • • • − • • • • • • PHÔT NGÂN SƠN Người lấy mẫu Phải có tay nghề Cần có sổ tay để nghi chéP Các loại mẫu cách lấy: Mẫu lặP: kiểm tra tay nghề Mẫu đại diện: Mẫu xong xong Mẫu thêm chuẩn Cách lấy mẫu: tùy thuộc vào mục đích Lấy mẫu đại diện trung bình Lấy mẫu theo tầng theo độ sâu Lấy mẫu theo điểm, sắc xuất đối tượng nghiên cứu Lấy mẫu theo hướng lan truyền, Phát tán gió Lấy mẫu theo dòng cháy sông biển Lấy mẫu theo cách tiếP cận đối tượng: lấy ống khói Xử lấy mẫu Khái niệm: trình Phân hủy hòa tan mẫu tác dụng hợP chất axit, kiềm, hỗn hợP ax lượng đẻ lấy chất Phân tích khỏi mẫu ban đầu cà xác định chúng theo Phương PháP chọn Cơ chế: Phá vỡ cấu trúc ban đầu mẫu Hóa tan chúng để giả Phóng chất cần Phân tích đưa chúng dạng đồng thể xác định Các yếu tố định lựa chọn: Đối tượng chất cần Phân tích loại Bản chất, tồn chất cần xác định hàm lượng Loại mẫu chất cấu trúc hợP chát chất cần Phân tích Trạng thái tồn cấu trúc chất Các yêu cầu xử lý mẫu Lấy hoàn toàn không làm chất Phân tích Không làm nhiễm bẩn chất Phân tích mẫu nguồn Kết xửa lý Phải Phù hợP với Phương PháP Phân tích chọn Cá hóa chất Phải đảm bảo độ Môi trương Phòng thí nghiệm dụng cụ Phải đảm bảo Không đưa thêm chất gây ảnh hưởng tới mẫu PHÔT NGÂN SƠN • Có thể tách hay làm giầu mẫu tốt 1.5 Các Phương PháP xử lý mẫu 1.5.1 Kỹ thuật Phân hủy khô có Phụ gia a Nguyên tắc − Nung mẫu nhiệt độ thích hợP (440-800) để Phá vỡ cấu trúc mẫu thành muối hay oxit chúng khoảng thời gian định tùy thuộc loại sau hòa tan cho mẫu thu băng axit vô − Chú ý: Quá trình nung mẫu có số chất dễ bay hơi, đẻ tro hóa nhanh không chất Phân tích người ta cho thêm vào mẫu chất Phụ gia, chất bảo vệ muối cacbonat kiềm, kiềm thổ b Điều kiện chon Phương PháP: − Bản chất cấu trúc mẫu − Bản chất cấu trúc chất có mẫu − Nhiệt độ thời gian nung Loại chất Phụ gia chất đệm thêm vào − Kiểu nung mẫu: điều kiện thường, lò vi sóng c Ưu nhược điểm − Ưu điểm: loại bỏ hợP chất hữu cơ, chất mùn có mẫu thu mẫu khiết vô − Nhược điểm: chất Phân tích chất dễ bay hơi: làm mẫu − Vì Phương PáP dùng để Phân tích mẫu xác định kim loại, hợ kim mẫu sinh học quặng 1.5.2 Kỹ thuật Phan hủy ướt điều kiện thường hay lò vi sóng a Nguyên tắc: − Dùng axit mạnh bazo mạnh đặc nóng để Phá mẫu bình Kendan, ống nghiệm hộP kín, lò vi sóng dươius tác dụngc lượng nhiệt nhờ đung hay lượng lò vi sóng tạo − Các loại hợP chất thường dùng: • Axit: • Axit hợP chât oxi hóa mạnh • Kiềm − Lượng hóa chất sử dụng: • Phụ thuộc vào cấu trúc chất thành Phần kích thước mẫu cách thức Phân hủy mà lượng hóa chất cho vào khác PHÔT NGÂN SƠN • Thường gấP 6-15 lần − Thời gian Phá mẫu: • Tùy thuộc vào chất mẫu cấu trúc, thành Phần mẫu, kích thước cách thức dùng để Phân hủy mẫu • Thời gian thích hợP từ – 12h b Cơ chế Phá mẫu: − Điều kiện thường: Phá hủy mẫu băng ax kiềm đun nóng bình tác dubgj ax kiềm chuyển đoongj nhiệt, va chạm hạt mẫu làm mẫu bị bào mòn dần − Lò vi sóng: ngoiaf tác dụng nhơ chế điều kiện thường, có thêm Phá vỡ hạt mẫu từ bền Phân tử nước mẫu hấP thụ lượng vi sóng làm chuyên động nhhanh mạnh Vì hạt mẫu bị Phá vỡ bên bên c Điều kiện chon Phương PháP: − Bản chất cấu trúc mẫu − Bản chất cấu trúc chất có mẫu − Năng lượng nhiệt, kiểu chế sinh lượng để Phân hủy − Loại ax, bz thành Phần nồng độ chúng để Phân hủy mẫu − Nhiệt độ sôi, nhiệt độ Phân hủy hỗn hợP mẫu − ÁP Suất bình Phân hủy d Ưu nhược điểm − Ưu điểmkhông làm chất Phân tích − Nhược điểm: sử dụng nhiều hóa chất gây ô nhiễm môi trường, không xử lý cách làm bẩn mẫu Phá hủy mẫu điều kiện thường hchc dùng xử lý không triệt để dễ tro hóa mẫu 1.5.3 Kỹ thuật chiết lỏng – lỏng Dùng chất tách số cấu từ khỏi hỗn hợP a Nguyên tắc − Dựa vào quy luật Phân bố chất hai dung môi không tan để đưa chất Phân tích từ Pha sang Pha thương chiết chất Phân tích từ Pha nước sang Pha dung môi hữu − Dung môi: b Điều kiện yếu tố định: − Bản chất cấu trúc mẫu PHÔT NGÂN SƠN − Bản chất cấu trúc chất có mẫu − Dung môi hữu dùng để chiết chất Phân tích − Hệ số Phân bố chất Phân tích hai Pha − Nhiệt độ − Cách, kỹ thuật chiết c Ưu nhược điểm − Ưu điểm: làm giàu chất Phân tích tách khỏi hỗn hợP ban đầu − Nhược điểm: • Cần dung môi có độ tinh khiết cao • Mẫu Phải trạng thái lỏng huyển Phù nhũ tương • ứng dụng: xác định chất vô đối tượng Phân tích môi trương thực Phẩm, đặc biệt Phân tích lượng vết mẫu Phức tạP d Cách tiến hành: − Lấy lượng mẫu xác định: 100 – 1000ml mẫu cho vào Phễu − Lấy lượng dung môi xác định: 15 - 200ml mẫu cho vào Phễu − Lắc − Chiết 1.5.4 Kỹ thuật chiết Pha rắn – lỏng a Nguyên tắc − Giống chiết lỏng lỏng dựa vào Phân bố chất cần Phana tích hai Pha không tan lẫn Chất chiết Pha rắn mẫu Pha lỏng − Cơ chế: • Các chất cần chiết đượ giữ lại bề mặt Pha rắn • Rửa giải chất cần chiết có Pha rắn dung môi b Điều kiện yếu tố định − Bản chất cấu trúc chất cần Phân tích − Bản chất cấu trúc thành Phần chất có mẫu − Dung môi dùng để rửa giải − Hệ số Phân bố chất Phân tích Pha lỏng Pha rắn − Nhiệt độ điều kiện chiết − Cách chiết kỹ thuật chiết c Thực hiện: − Hoạt hóa cột băng dung môi tăng khả thấm ướt, rửa cột − − d − − − 2.1 − − • • • • − • • • − • • • • − • • • − PHÔT NGÂN SƠN Chiết mẫu vào cột Rửa giải chất Phân tích từ cột Ưu nhược điểm Ưu điểm: đơn giản dễ thực Nhược điểm: nhiều trường hợP Phải chuyển thành hợP chất Phức bền Phân ly qua Phản ứng hóa học có tính chất định lượng, với lượng thuốc thử định chiết theo chế hP ứng dụng: dùng để xác định hàm lượng vết, chất vc – hc Phân tích Chương 2: Quan trắc môi trường nước Xác định độ cứng Khái niệm: thông số hàm lượng kim loại Mg2+, Ca2+, Al3+ Ảnh hưởng: Không ảnh hưởng nhiều đến sức khỏe người Ngành dệt may: độ cứng ảnh hưởng đến trình lên màu, chất lượng dệt nhuộm, Pha màu Công nghiệP Chế biến thực Phẩm: không nhiều nồng độ bình thường Sử dụng nước, truyền nhiệt: tạo cặn, truyền nhiệt kém, tắc đường ống Phân loại: Độ cứng tạm thời Độ cứng vĩnh viễn Phân loại theo cacbonat, Phicacbonat Đơn vị: mgCaCO3/l Độ Đức: (d0H) 1d0H=10mgCaO/l=17,8mgCaCO3/l Độ Anh: (d0E) 1d0E=14mgCaCO3/l Độ PháP: (d0F) 1d0F=10mgCaCO3/l Phương PháP xử lý: PP nhiệt: đun sối PP kết tủa: Na2CO3, NaOH, Ca(OH)2: sử dụng PP sử dụng hạt nhựa trao đổi ion Cách xác định: 10 − PHÔT NGÂN SƠN Máy đo nồng độ ion Ca2+, Mg2+ để quy đổi Chuẩn độ EDTA Xác định độ cứng Phương PháP chuẩn độ: Nguyên tắc: ion Ca2+, Mg2+ tạo Phức bền với EDTA nhiệt độ 50 – 600C, PH=10, thị ETOO, điểm chuẩn độ dừng lại dung dịch chuyển từ màu mận chín sang màu xanh Chú ý: Nếu mẫu có nồng độ Mg2+ nhỏ sử chuyển màu không rõ, bổ xung thêm lượng xác Mg2+ Nếu ion có khả gây ảnh hưởng đến trình tạo Phức, Zn2+, Fe2+, Cu2+, Mn2+, Mn4+, Fe3+ tạo Phức với EDTA, loại bỏ trước chuẩn độ Loại Mn2+, Fe3+ hydroxinlamin, loại Cu2+, Zn2+, Fe2+ dung KCN Các Phản ứng sảy ra: − • • • • • − Tiến hàn: Lấy mội lượng mẫu 50 – 100ml Tăng PH=10 NaOH, đun nóng đến 50 – 600C Trước chuẩn độ cho lương KCN Cho vài giọt ETOO Chuẩn độ chuyển mầu mận chín sang mầu xanh Công thức: • • − • • o o tongdocung = VEDTA1000 Vm − Xác định ion Ca2: lấy thể tích mẫu định cho NaOH đưa môi trương lên PH=12 – 13 vài hạt thị Muresit chuyển từ màu đỏ sang tím hoa cà 11 [...]... PH=10 bằng NaOH, đun nóng đến 50 – 600C Trước khi chuẩn độ cho một lương KCN Cho vài giọt ETOO Chuẩn độ khi chuyển mầu mận chín sang mầu xanh Công thức: • • − • • o o tongdocung = VEDTA1000 Vm − Xác định ion Ca2: lấy một thể tích mẫu nhất định cho NaOH đưa môi trương lên PH=12 – 13 vài hạt chỉ thị Muresit chuyển từ màu đỏ sang tím hoa cà 11 ... quy đổi ra Chuẩn độ EDTA Xác định độ cứng bằng Phương PháP chuẩn độ: Nguyên tắc: ion Ca2+, Mg2+ tạo Phức bền với EDTA ở nhiệt độ 50 – 600C, PH=10, chỉ thị ETOO, điểm chuẩn độ dừng lại khi dung dịch chuyển từ màu mận chín sang màu xanh Chú ý: Nếu trong mẫu có nồng độ Mg2+ nhỏ sử chuyển màu không rõ, bổ xung thêm một lượng chính xác Mg2+ Nếu các ion có khả năng gây ảnh hưởng đến quá trình tạo Phức, Zn2+,