Sử dụng thiết bị điện di mao quản xách tay xác định đồng thời thành phần các cation và anion trong nước mưa

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐỖ THỊ KIM THOA SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐIỆN DI MAO QUẢN XÁCH TAY XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI THÀNH PHẦN CÁC CATION VÀ ANION TRONG NƯỚC MƯA LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - Năm 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Đỗ Thị Kim Thoa SỬ DỤNG THIẾT BỊ ĐIỆN DI MAO QUẢN XÁCH TAY XÁC ĐỊNH ĐỒNG THỜI THÀNH PHẦN CÁC CATION VÀ ANION TRONG NƯỚC MƯA Chuyên ngành: Hóa Môi trường Mã số: 60440120 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS DƯƠNG HỒNG ANH Hà Nội - Năm 2015 LỜI CẢM ƠN Với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn TS Dương Hồng Anh giao đề tài, nhiệt tình hướng dẫn cho em suốt trình em thực luận văn Đồng thời em xin chân thành cảm ơn GS TS Phạm Hùng Việt tạo điều kiện thuận lợi thời gian em làm luận văn Trung tâm CETASD Em xin chân thành cảm ơn cán Trung tâm Nghiên cứu Môi trường Phát triển Bền vững – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, đặc biệt anh chị em nhóm Điện di mao quản giúp đỡ em nhiều Em xin chân thành cảm ơn Thầy cô Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội đặc biệt PGS TS Đỗ Quang Trung cho em kiến thức quý báu, tảng để em hoàn thành luận văn Luận văn thực khuôn khổ đề tài: “NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ, CHẾ TẠO THIẾT BỊ ĐIỆN DI MAO QUẢN HAI KÊNH LOẠI XÁCH TAY PHỤC VỤ ĐÁNH GIÁ NHANH CHẤT LƯỢNG NƯỚC TẠI HIỆN TRƯỜNG”, mã số 13/HĐ-ĐT.13.14/CNMT thuộc Chương trình nghiên cứu khoa học, ứng dụng chuyển giao công nghệ phát triển ngành Công nghiệp Môi trường Bộ Công thương quản lý, em xin trân trọng cảm ơn nguồn kinh phí đề tài Cuối em xin chân thành cảm ơn gia đình, Trường THPT Chuyên Khoa học Tự nhiên tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ em em học Đỗ Thị Kim Thoa MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Lắng đọng khí pH nước mưa 1.1.1 Lắng đọng khí 1.1.2 Hiện tượng lắng đọng axit 1.2 Các nguồn gốc gây mưa axit 1.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến hình thành mưa axit 1.3.1 Cường độ phát thải 1.3.2 Thành phần hóa học nước mưa 1.3.3 Hàm lượng chất kiềm đất không khí 1.3.4 Điều kiện khí tượng thủy văn 1.4 10 Tác động mưa axit lên hệ sinh thái 10 1.4.1 Tác động đến hệ sinh thái đất 10 1.4.2 Tác động đến hệ sinh thái nước 11 1.4.3 Những tác động khác 12 1.5 Ô nhiễm môi trường không khí lắng đọng axit Việt Nam 13 1.6 Phương pháp phân tích thành phần ion nước mưa 15 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 17 2.1 Nội dung mục tiêu nghiên cứu 17 2.2 Hóa chất thiết bị 17 2.2.1 Hóa chất 17 2.2.2 Thiết bị 18 2.3 Phương pháp nghiên cứu 18 2.3.1 Lấy mẫu 2.3.2 Phương pháp phân tích thành phần ion Cl-, NO3-, 18 NO2-, SO42- NH4+, K+, Na+, Ca2+, Mg2+ nước mưa 19 2.3.2.1 Phương pháp điện di mao quản sử dụng thiết bị điện di mao quản kênh kèm detector độ dẫn không tiếp xúc 19 2.3.2.2 Phân tích mẫu đối chứng phương pháp sắc ký ion 2.3.3 Phương pháp tính xác định hàm lượng bicacbonat, cân ion đánh giá thành phần nước mưa 22 2.3.3.1 Hàm lượng bicacbonat 22 2.3.3.2 Chỉ số cân ion 22 2.3.3.3 Đánh giá thành phần nước mưa 23 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 22 24 Kết xác định thành phần nước mưa lấy trạm quan trắc 24 3.2 Đánh giá thành phần ion nước mưa 39 3.3 Quá trình axit hóa trung hòa nước mưa 44 3.4 Phân tích tương quan thành phần nước mưa 46 3.5 Hệ số làm giàu đánh giá nguồn gốc ion nước mưa 46 KẾT LUẬN 49 Tài liệu tham khảo 50 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT C4 D Detector độ dẫn không tiếp xúc CE Điện di mao quản IC Sắc ký ion HPLC Phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao LOD Giới hạn phát LOQ Giới hạn định lượng UV-Vis Phương pháp phổ hấp thụ phân tử vùng tử ngoại khả kiến FA Hệ số biểu thi khả trung hòa dạng axit NFx Hệ số biểu thi khả trung hòa dạng bazơ EF Hệ số làm giàu DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Tốc độ chuyển hóa trình wash–out hợp chất chứa lưu huỳnh nitơ Bảng 1.2 Phân loại trận mưa theo đặc tính pH (%) Bảng 2.1 Thông số vận hành hệ điện di mao quản tự động xách tay kênh Bảng 2.2 14 20 LOD LOQ phương pháp điện di mao quản sử dụng điện cực đo độ dẫn không tiếp xúc cho phân tích cation anion nước mưa 21 Bảng 3.1 Thời gian lưu ion 24 Bảng 3.2a Kết phân tích anion clorua, nitrat sunfat nước mưa phương pháp CE đối chứng phương pháp IC Bảng 3.2b Kết phân tích nitrit nước mưa phương pháp CE đối chứng phương pháp IC Bảng 3.3a 30 30 Kết phân tích cation amoni, kali natri nước mưa phương pháp CE đối chứng phương pháp IC Bảng 3.3b 33 Kết phân tích cation canxi magie nước mưa phương pháp CE đối chứng phương pháp IC Bảng 3.4 Kết đo pH thành phần anion, cation nước mưa Bảng 3.5 35 40 Tổng nồng độ anion, cation nước mưa số cân ion 41 Bảng 3.6 So sánh thành phần hóa học nước mưa (EqL-1) số khu vực giới Bảng 3.7 43 Hệ số làm giàu liên quan tới nguồn biển đất thành phần nước mưa khu vực nghiên cứu miền Bắc Việt Nam 2015 Bảng 3.8 47 Các nguồn đóng góp vào thành phần nước mưa khu vực nghiên cứu miền Bắc Việt Nam 2015 48 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Sơ đồ trình tạo mưa axit Hình 3.1 Điện di đồ phân tích mẫu chuẩn kênh anion 24 Hình 3.2 Điện di đồ phân tích mẫu chuẩn kênh cation 25 Hình 3.3 Các đường chuẩn định lượng phân tích anion cation mẫu nước Hình 3.4 Hình 3.9 37 Phần trăm đóng góp ion thành phần nước mưa Hình 3.8 32 Tương quan kết nồng độ cation phương pháp CE IC Hình 3.7 29 Tương quan kết nồng độ anion phương pháp CE IC Hình 3.6 28 Điện di đồ phân tích mẫu nước mưa M3-19 sử dụng hệ thiết bị điện di mao quản kênh Hình 3.5 42 Mối quan hệ [H3O+] A [SO42-], B [NO3-], C [SO42-+NO3-] 44 Mối quan hệ [Mg2++ Ca2++ NH4+] [SO42-+NO3-] 45 MỞ ĐẦU Hiện tượng lắng đọng axit bao hàm cho tất loại giáng thủy: mưa, tuyết, mưa tuyết, mưa đá, sương mù…mà chất mang tính axit Bản chất nước mưa thông thường mang tính axit yếu CO2 không khí hòa tan nước, nước mưa tinh khiết thường có độ pH khoảng 5,6 – 5,7 [3] Tuy nhiên thành phần hóa học pH nước mưa thường bị biến đổi rơi xuống mặt đất mang theo lượng chất vết khí hạt bị rửa trôi (wash out) từ khí Giá trị pH nước mưa tiêu quan trọng việc đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường nói chung mức độ ô nhiễm không khí nói riêng Lắng đọng axit lần ghi nhận Châu Âu Bắc Mỹ Nhiều nhà bác học (Robert – Anh 1852, sau Hans Egner – Thụy Điển đầu kỷ 20, Oden – Thụy Điển, Gorham – Mỹ) nghiên cứu lên tiếng cảnh tỉnh nhân loại nguyên nhân hậu lắng đọng axit Cùng với công công nghiệp hóa đại hóa, nhiều tổ chức giới thành lập đưa dự án nghiên cứu tượng lắng đọng axit Các nhà khoa học chứng minh chất gây ô nhiễm không ảnh hưởng đến chất lượng không khí, đất, nước khu vực có nguồn phát thải mà vận chuyển xa đến vùng khác theo dòng luân chuyển không khí có vượt biển xuyên biên giới sang nước khác Do vấn đề quan trọng nước có nguồn phát thải lớn mà nước xung quanh khu vực Hiện tượng lắng đọng axit gần ghi nhận đáng kể số nước Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ Thành phần hóa học lắng động axit, đặc biệt nước mưa có tầm quan trọng lớn để đánh giá mức độ ô nhiễm không khí môi trường tiếp nhận chất vết khí hạt tan Do vậy, hóa học nước mưa nghiên cứu từ năm 70 vài nước phát triển giới trở thành vấn đề môi trường quan trọng Nghiên cứu thực với nội dung thu thập mẫu nước mưa lấy trạm quan trắc khu vực miền Bắc, phân tích thành phần hóa học: anion, cation mẫu nước mưa sử dụng thiết bị điện di mao quản xách tay loại kênh Nghiên cứu có mục tiêu: - Đánh giá thành phần hóa học, xác định ảnh hưởng ion đến mức độ axit nước mưa, xác định nguồn gốc ion - Chứng minh khả sử dụng thiết bị điện di mao quản xách tay hai kênh việc phân tích đồng thời nhóm cation anion sử dụng cho quan trắc môi trường nước CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Lắng đọng khí pH nước mưa [3,4] 1.1.1 Lắng đọng khí Các chất vết khí có nồng độ biến đổi theo thời gian không gian Thời gian lưu chúng vài giờ, môt vài tuần vài năm Quá trình loại bỏ chất vết khí hay nói cách khác trình chúng chuyển từ bầu khí đến bề mặt trái đất gọi lắng đọng khí Sự lắng đọng chia làm hai loại: lắng đọng khô lắng đọng ướt  Lắng đọng khô: Là chuyển dịch chất vết khí hạt thời tiết khô tới bề mặt vật hấp thụ (đất, hệ thực vật bề mặt nước)  Lắng đọng ướt: Là trình vận chuyển, chuyển hóa hóa học thành phần khí hạt tới bề mặt trái đất hình thức khác mưa, tuyết, sương mù Quá trình quan trọng thành phần lý hóa học sau lắng đọng ướt phần lớn phụ thuộc vào trình Quá trình lắng đọng ướt xảy theo hai chế: Các vết thể khí hạt sát nhập vào đám mây nhỏ, chúng không tan bị hòa tan nước mây Sau bị hấp thụ chất tham gia vào phản ứng hóa học không thuận nghịch thành phần khác pha lỏng Chuyển hóa kiểu thường xảy chất SO2, NOx chúng bị chuyển hóa không thuận nghịch tạo thành axit muối, trình gọi Rain – out Các vật chất hấp thụ mây theo lắng đọng ướt rơi xuống mặt đất bị loại bỏ khỏi khí Các chất vết tầng đám mây bị bắt giữ vào lắng đọng ướt nhờ có đông tụ trọng trường khác tốc độ rơi hạt không khí hạt lắng đọng ướt Quá trình chuyển dịch ướt chất vết khí hạt rơi lắng đọng ướt tầng đám mây gọi Wash – out Quá trình làm khí quan trọng, vùng có không khí bị ô nhiễm Như thành phần hóa học lắng đọng ướt chịu ảnh hưởng thành phần khí Hiện người ta nghiên cứu xác định mối quan hệ định lượng nồng độ chất khí nước mưa hàm số điều kiện khí 1.1.2 Hiện tượng lắng đọng axit Độ pH nước mưa 5,6 nhiệt độ 10o C giá trị xem giá trị lý tưởng, tính cho nước nguyên chất cân với nồng độ CO2 không khí Các chất có nguồn gốc tự nhiên có chế phát sinh tiêu thụ thể cân tương đối Chu kỳ vận chuyển chất thành phần không khí, đất nước tự nhiên tương đối ổn định Giá trị pH nước mưa tự nhiên dao động khoảng – coi mức độ bình thường Nhưng người trình cải tạo tự nhiên hoạt động có tác động vào môi trường gây ổn định chu kỳ vật chất, làm thay đổi thành phần hóa học đất, nước đặc biệt khí Nồng độ chất khí NOx, SO2, NH3, hợp chất hữu (CH3COO-, HCOO- …), bụi khí quyển… vượt xa giá trị tự nhiên, làm cho pH lắng đọng khí thay đổi (lớn nhỏ 5), gây hậu nghiêm trọng phức tạp Nước mưa có pH < ghi nhận nhiều vùng giới Tây Âu, Bắc Mỹ, Trung Quốc, Nhật Bản … gây thiệt hại lớn kinh tế công trình văn hóa Hình mô tả cách đầy đủ hình thành mưa axit từ khí có thiên nhiên từ trình hoạt động người gây Hình 1.1 Sơ đồ trình tạo mưa axit Quá trình diễn theo phản ứng hoá học: a Lưu huỳnh: S + O2 → SO2 SO2 + O2 → SO3 SO3 + H2O → H2SO4 b Nitơ: N2 + O2 → 2NO 2NO + O2 → 2NO2 3NO2(k) + H2O(l) → 2HNO3(l) + NO(k) Axít sunfuric H2SO4 axit nitric HNO3 thành phần gây mưa axit 1.2 Các nguồn gốc gây mưa axit Sự có mặt SO2 NOx với hàm lượng lớn khí (vượt giới hạn cho phép) coi nguyên nhân gây mưa axit Ngoài thành phần khác NH3, Cl2, CO2… góp phần định tính axit nước mưa Các khí phần sinh tự nhiên phần lớn phát thải từ hoạt động người Các axit H2SO4, HNO3 sinh khí từ tiền chất SO2 NOx nguyên nhân làm giảm pH nước mưa Thông thường nước mưa có tính axit cao tìm thấy vùng bị ảnh hưởng hoạt động người Trong tự nhiên khí SO2 sinh từ trình hoạt động núi lửa Đồng thời lớp rong tảo biển tích tụ lượng lớn hợp chất sunfua, khí hydrosunfua nên nguồn tự nhiên sản sinh khí SO2 Một số nghiên cứu UNEP cho thấy khí SO2 phát thải từ nguồn tự nhiên chiếm khoảng nửa SO2 khí lượng không tăng lên mà sunfua tự nhiên tái tạo sử dụng theo chế khác Trong tự nhiên khí NOx giải phóng từ đất thông qua hoạt động vi khuẩn tạo thành không khí có sét Do phân tán khí tự nhiên nồng độ chúng pha loãng tác động tới nồng độ không khí vùng riêng biệt Phần lớn khí SO2 NOx người phát thải vào không khí tạo trình đốt nhiên liệu Chủ yếu dầu thô, xăng, than đá, khí đốt sản phẩm dầu mỏ khác Một lượng nhỏ SO2 tạo thành trình đốt quặng có chứa lưu huỳnh lưu huỳnh nguyên tố để sản xuất axit sunfuric (H2SO4) phản ứng hóa học xảy trình đốt chưng cất hợp chất hữu công nghệ sản xuất giấy Khí SO2, SO3, H2SO4 (ở dạng mù) thường thấy thành phần khí lò nhiệt độ cao Một nguồn đóng góp vào việc thải NOx ống xả phương tiện giao thông Trong số bảy oxit nitơ (N2O, NO, N2O3, N2O4, NO2, NO3, N2O5) có NO NO2 tăng lên từ nhiều hoạt động người coi chất gây ô nhiễm Trong đánh giá chất lượng môi trường chúng thường báo cáo tổng oxit nitơ NOx Quá trình điều tra cho thấy năm 1998 số lượng ô tô toàn cầu vượt 400 tỷ, 1,5 tỷ phương tiện giao thông ngày đường, nhiều 10 lần so với 1950 Đặc biệt nguy hại nước nghèo, phát triển phương tiện giao thông thường cũ khôi phục lại sửa chữa lại, chạy tải bảo dưỡng Sự đốt oxi hóa hợp chất chứa nitơ nhiên liệu phần nitơ tự nhiên tồn không khí tạo thành ôxit nitơ Theo điều tra UNEP khoảng 75% NOx người sinh phát thải phương tiện giao thông đốt nhiên liệu than đá lò lượng 30% đến 40% từ nhà máy điện có sử dụng than đá Ngoài lượng nhỏ NOx sinh từ nơi sản xuất axit nitric (HNO3) việc sử dụng phản ứng hóa học Như vậy, nguồn gây ô nhiễm không khí ngành công nghiệp, nhiên liệu dùng sinh hoạt phương tiện giao thông Các chất khác gây lắng đọng axit clo amoniac Nguồn gốc HCl tự nhiên quan trọng phản ứng muối biển với axit H2SO4 HNO3 Những nguồn khác tạo hoạt động núi lửa Việc đốt than sinh lượng HCl đáng kể Clo tồn than dạng clorua kim loại tan chủ yếu dạng natriclorua (NaCl) có dạng muối khác CaCl2, MgCl2… Nguồn chủ yếu khác đốt chất thải Clorua tồn chất thải dạng muối rau dạng PVC 1.3 Những yếu tố ảnh hưởng đến hình thành mưa axit [3] Hiện người ta quan tâm tới hai đối tượng quan trọng coi nguyên nhân gây mưa axit khí SO2 NOx Cường độ phát thải chất gây ô nhiễm môi trường nói chung khí SO2, NOx nói riêng tăng khả gây mưa axit lớn Tuy nhiên, tượng lắng đọng axit phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác như: tổng chất bụi lơ lửng khả đệm không khí, hàm lượng chất kiềm đất điều kiện khí tượng thủy văn 1.3.1 Cường độ phát thải Cường độ phát thải nhân tố quan trọng ảnh hưởng tới chất lượng nước mưa Các nhà nghiên cứu giới nghiên cứu mô hình tính toán cường độ phát thải khí SO2, NOx cho vùng kinh tế dựa mức độ sử dụng nhiên liệu, hàm lượng chất chứa nitơ, lưu huỳnh nhiên liệu Những vùng có tốc độ đô thị hóa, công nghiệp hóa cao có phát thải chất gây ô nhiễm lớn Những vùng có tiềm gây mưa axit Mức độ bị axit hóa vùng nhận biết dựa độ nhậy cảm đất, nước gọi nơi có nhiều nhạy cảm với axit Bảng 1.1 Tốc độ chuyển hóa trình wash–out hợp chất chứa lưu huỳnh nitơ Hợp chất Hệ số K/giờ Quá trình Ôxi hóa SO2 0,027 37 Wash-out mưa 0,01 100 Hấp thụ bề mặt 0,095 70 Loại bỏ toàn phần khỏi khí 0,052 19 0,03 33 Wash-out mưa 0,0125 80 Hấp thụ bề mặt 0,005 200 0,0475 21 Trung hòa Axit Sunfuric H2SO4 Thời gian lưu T (giờ) Loại bỏ toàn phần khỏi khí Hợp chất SO42- Hệ số K/giờ Quá trình Wash-out mưa 0,0125 Hấp thụ bề mặt 0,05 Loại bỏ toàn phần Nitơ ôxit (NO) Axit Nitơric HNO3 200 30 3,3 0,3 0,012 8,3 0,025 40 Wash-out mưa 0,01 100 Hấp thụ bề mặt 0,01 100 Loại bỏ toàn phần 0,165 6,1 Trung hòa 0,035 30 Wash-out mưa 0,0125 80 Hấp thụ bề mặt 0,015 70 Loại bỏ toàn phần 0,065 16 Chuyển hóa hóa học HNO3 Tương tác với vật chất hữu NO2 80 0,0175 Ôxit hóa Nitơ điôxít Thời gian lưu T (giờ) 1.3.2 Thành phần hóa học nước mưa Thành phần hóa học nước mưa định độ pH nước mưa Độ axit nước mưa không phụ thuộc túy vào ion axit (NO3- , SO42-) mà phụ thuộc vào khả trung hòa axit ion kiềm Độ axit nước mưa giảm đáng kể nước mưa có nhiều ion kiềm như: Ca2+, Mg2+, NH4+ 1.3.3 Hàm lượng chất kiềm đất không khí Người ta thấy 30% đến 70% chất không trung có nguồn gốc từ trái đất Các thành phần có mặt nước mưa thông qua trình rửa trôi hấp thụ Những vùng đất có hàm lượng nguyên tố canxi natri thấp vùng có tiềm nhậy cảm với axit Vì thành phần hóa học không khí tác động lên tính axit nước mưa xác định rộng việc phân tích tính chất đất 1.3.4 Điều kiện khí tượng thủy văn Các điều kiện khí tượng thủy văn ảnh hưởng đến tính axit nước mưa thông qua tác động tới mức độ xảy phản ứng hóa học, mức độ phân tán, lưu chuyển lắng đọng chất ô nhiễm không khí Những thông số khí tượng quan trọng là: tốc độ hướng gió, nhiệt độ, tính ổn định không khí, chiều cao hòa trộn, lượng mưa, độ ẩm xạ mặt trời Việc nghiên cứu sâu nhân tố ảnh hưởng đến lắng đọng axit sở dự đoán xu hướng mưa axit vùng Từ đưa giải pháp hiệu nhằm hạn chế hậu mưa axit gây 1.4 Tác động mưa axit lên hệ sinh thái Hiện tượng mưa axit hay lắng đọng axit ghi nhận nhiều nơi giới Nó vấn đề nguy hiểm đe dọa tới môi trường sống người Nó gây tác động lên hệ sinh thái đất nước vật chất sức khỏe người 1.4.1 Tác động đến hệ sinh thái đất Sự lắng đọng axit làm thay đổi cân tự nhiên đất thay đổi thành phần hóa học đất Nước mưa có pH thấp làm tăng khả hòa tan muối ion kim loại nặng, độc Những chất gây ô nhiễm không khí rửa trôi xuống bề mặt trái đất chúng tích lũy dần đất Mưa axit hòa tan chất khoáng đất, ion kim loại giải phóng chiếm chỗ ion kim loaik kiềm Ca2+, Mg2+, K+ từ đất làm đất bị sói mòn, phá hủy độ màu mỡ Bên cạnh số vi sinh vật hữu ích đất bị thải trừ dẫn đến ức chế vài trình vi sinh Ví dụ: Ức chế phân hủy xác động vật, thực vật Các trình quan trọng việc 10 tái tạo lại chất dinh dưỡng mà lấy từ đất Nếu đất bị axit hóa toàn màu mỡ, ảnh hưởng đến tăng trưởng Mưa axit có khả phá hủy hệ thực vật, khu rừng rộng lớn Các nhà khoa học cho mưa axit phá hủy lớp bảo vệ axit ngấm vào bên làm cho không thở Điều làm ngừng chuyển hóa chất dinh dưỡng nước vào sinh trưởng chậm, ức chế tạo thành chồi, ngọn, giảm tạo hạt giảm sức đề kháng sâu bệnh Những kim loại nặng giải phóng nước pH thấp phá hủy hệ thống rễ Những tác động ảnh hưởng đến suất mùa màng mà ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm 1.4.2 Tác động đến hệ sinh thái nước Tác động lên nước bề mặt Mưa axit gây axit hóa nước sông, suối, hồ, ao, vịnh Các ion kim loại có tính độc cao Zn, Ni, Pb, Al, Hg hòa tan rửa trôi từ không khí từ đất nước có pH thấp tích tụ sông, hồ Người ta thấy nồng độ chúng nước bề mặt phụ thuộc vào pH nước mưa vùng phụ thuộc vào chất ion kim loại Ở pH = khả hòa tan số kim loại: Mn > Cd > Zn Ở pH < hòa tan muối Cu, Al Ở pH < muối Pb bị hòa tan Khi nồng độ kim loại cao gây độc cho sinh vật sống nước gây ô nhiễm nguồn nước Tác động tới động thực vật sống nước Độ axit nước tăng nguyên nhân làm cho cá loài khác nước kéo dài sống Các loài thủy thực vật sinh trưởng pH 7,0 – 9,2 pH giảm chúng bị dần Ở pH = vi khuẩn 11 [...]... thập các mẫu nước mưa lấy tại các trạm quan trắc khu vực miền Bắc, phân tích thành phần hóa học: các anion, cation chính trong mẫu nước mưa sử dụng thiết bị điện di mao quản xách tay loại 2 kênh Nghiên cứu có mục tiêu: - Đánh giá thành phần hóa học, xác định ảnh hưởng của các ion này đến mức độ axit của nước mưa, xác định nguồn gốc của các ion này - Chứng minh khả năng sử dụng thiết bị điện di mao quản. .. điôxít Thời gian lưu T (giờ) 1.3.2 Thành phần hóa học trong nước mưa Thành phần hóa học trong nước mưa quyết định độ pH của nước mưa Độ axit của nước mưa không chỉ phụ thuộc thuần túy vào các ion axit (NO3- , SO42-) mà còn phụ thuộc vào khả năng trung hòa axit của các ion kiềm Độ axit của nước mưa giảm đáng kể khi trong nước mưa có nhiều ion kiềm như: Ca2+, Mg2+, NH4+ 1.3.3 Hàm lượng các chất kiềm trong. .. quản xách tay hai kênh trong việc phân tích đồng thời nhóm cation và anion sử dụng cho quan trắc môi trường nước 2 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Lắng đọng khí quyển và pH của nước mưa [3,4] 1.1.1 Lắng đọng khí quyển Các chất vết trong khí quyển có nồng độ luôn biến đổi theo thời gian và không gian Thời gian lưu của chúng có thể một vài giờ, môt vài tuần hoặc một vài năm Quá trình loại bỏ các chất vết này trong. .. H2SO4 và axit nitric HNO3 là thành phần gây ra mưa axit 1.2 Các nguồn gốc gây mưa axit Sự có mặt của SO2 và NOx với hàm lượng lớn trong khí quyển (vượt quá giới hạn cho phép) đang được coi là nguyên nhân chính gây ra mưa axit Ngoài ra các thành phần khác như NH3, Cl2, CO2… cũng góp phần quyết định tính axit của nước mưa Các khí này một phần được sinh ra trong tự nhiên còn phần lớn là phát thải từ các. .. phát sinh và tiêu thụ ở thể cân bằng và tương đối Chu kỳ vận chuyển của các chất trong thành phần không khí, đất và nước trong tự nhiên là tương đối ổn định Giá trị pH của nước mưa tự nhiên dao động trong khoảng 5 – 7 được coi là ở mức độ bình thường Nhưng con người trong quá trình cải tạo tự nhiên và trong các hoạt động của mình đã có những tác động vào môi trường gây sự mất ổn định của các chu kỳ... hưởng của các thành phần trong khí quyển Hiện nay người ta đang nghiên cứu xác định mối quan hệ định lượng giữa nồng độ một chất trong khí quyển và trong nước mưa như một hàm số của các điều kiện khí quyển 1.1.2 Hiện tượng lắng đọng axit Độ pH của nước mưa bằng 5,6 ở nhiệt độ 10o C là một giá trị được xem là một giá trị lý tưởng, tính cho nước nguyên chất cân bằng với nồng độ CO2 trong không khí Các chất... khôi phục lại và sửa chữa lại, chạy quá tải và bảo dưỡng kém Sự đốt cũng oxi hóa cả các hợp chất chứa nitơ trong nhiên liệu và một phần nitơ tự nhiên tồn tại trong không khí tạo thành ôxit nitơ Theo điều tra của UNEP khoảng 75% NOx do con người sinh ra là do sự phát thải của các phương tiện giao thông và đốt nhiên liệu than đá trong các lò năng lượng và 30% đến 40% từ các nhà máy điện có sử dụng than đá... các thành phần khí và hạt tới bề mặt trái đất dưới các hình thức khác nhau như mưa, tuyết, sương mù Quá trình này rất quan trọng vì các thành phần lý hóa học sau này của lắng đọng ướt phần lớn phụ thuộc vào quá trình này Quá trình lắng đọng ướt có thể xảy ra theo hai cơ chế: Các vết ở thể khí và hạt được sát nhập vào các đám mây nhỏ, chúng có thể không tan hoặc bị hòa tan trong nước mây Sau khi bị hấp... đất và không khí Người ta thấy rằng 30% đến 70% các chất trên không trung có nguồn gốc từ trái đất Các thành phần này có mặt trong nước mưa thông qua các quá trình như rửa trôi và hấp thụ Những vùng đất có hàm lượng các nguyên tố canxi và natri 9 thấp là những vùng có tiềm năng nhậy cảm với axit Vì vậy thành phần hóa học của không khí và những tác động của nó lên tính axit của nước mưa có thể được xác. .. hấp thụ các chất có thể tham gia vào các phản ứng hóa học không thuận nghịch và các thành phần khác trong pha lỏng Chuyển hóa kiểu này thường xảy ra đối với các chất như SO2, NOx chúng có thể bị chuyển hóa không thuận nghịch tạo thành axit hoặc muối, quá trình này được gọi là Rain – out Các vật chất được hấp thụ trong mây đi theo lắng đọng ướt rơi xuống mặt đất và bị loại bỏ khỏi khí quyển Các chất