Bài giảng ô nhiễm môi trường học viện nông nghiệp

11/22/2020 Các kiến thức ô nhiễm Ô nhiễm môi trường Môi trường (Environmental pollution) Giảng viên: Bộ môn: Khoa: Công nghệ môi trường Tài nguyên Mơi trường • Mơi trường • Thành phần mơi trường • Chức mơi trường Ơ nhiễm mơi trường • Khái niệm ô nhiễm • Chất thải, chất ô nhiễm, chất độc • Một số khái niệm khác Nguồn thải • Đặc tính nguồn thải • Phân loại nguồn thải • Phương pháp đánh giá nguồn thải Các trình • Các q trình vật lý • Các q trình hóa học • Các q trình sinh học 2.1 Khái niệm Môi trường Thành phần môi trường  Theo luật Bảo vệ môi trường, 2005, Môi trường bao gồm yếu tố tự nhiên vật chất nhân tạo bao quanh người, có ảnh hưởng đến đời sống, sản xuất, tồn tại, phát triển người sinh vật  Môi trường gồm có (có hay khơng có mặt nhân sinh trí tuệ quyển)  Thành phần môi trường yếu tố vật chất tạo thành mơi trường đất, nước, khơng khí, âm thanh, ánh sáng, sinh vật, hệ sinh thái hình thái vật chất khác Khí  Mơi trường tự nhiên bao gồm yếu tố thiên nhiên vật lý, hóa học, sinh học… tồn khách quan ngồi ý muốn người chịu chi phối cách gián tiếp thông qua hoạt động người  Môi trường nhân tạo bao gồm nhân tố vật lý, hóa học, sinh học, xã hội… người tạo chịu chi phối trực tiếp người Khí Sinh Thạch Sinh Thủy  Môi trường xã hội bao gồm mối quan hệ người với người tạo thuận lợi trở ngại cho tồn phát triển cá nhân, cộng đồng người Nhân sinh Thủy Thạch Chức môi trường Chức môi trường Môi trường không gian sống sinh vật Môi trường nơi cung cấp tài nguyên  Mọi sinh vật Trái đất có người cần khoảng không gian định cho hoạt động sống  Khơng gian phải đảm bảo mặt kích thước (phụ thuộc vào nhu cầu loại sinh vật) Năm Dân số (triệu người) Diện tích (ha/người) -106 -105 -104 1650 1840 1930 1994 2010 0,125 200 545 1000 2000 5000 7000 75 27,5 120000 15000 3000 15 7,5 Theo nguồn gốc Tài nguyên Tài nguyên lượng Tài nguyên thông tin Theo khả tái tạo Tài nguyên người Tài nguyên vật liệu Theo phương thức sử dụng 1,88  Đồng thời không gian sống phải đảm bảo chất lượng Tài nguyên thiên nhiên Tài nguyên không tái tạo Tài nguyên tái tạo 11/22/2020 Chức mơi trường 2.2 Ơ nhiễm mơi trường Mơi trường nơi chứa đựng, đồng hóa phế thải  Theo Luật bảo vệ mơi trường, 2005: Ơ nhiễm môi trường biến đổi thành phần không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường, gây ảnh hưởng xấu đến người sinh vật (Điều 3.6)  Chất thải luôn tạo hoạt động sống người sinh vật  Ở xã hội phát triển thấp mật độ dân số ít, chất thải tái sử dụng xử lý tự nhiên  Ở xã hội phát triển cao mật độ dân số lớn, khả chứa đựng chất thải vấn đề nan giải, khả đồng hóa môi trường thấp gần không đáng kể  Sức chịu tải môi trường giới hạn cho phép mà mơi trường tiếp nhận hấp thụ chất gây ô nhiễm Các trình tự nhiên Ảnh hưởng xấu tới người sinh vật Hoạt động người Không phù hợp với tiêu chuẩn quy định Ơ nhiễm mơi trường  Tiêu chuẩn môi trường giới hạn cho phép thông số chất lượng môi trường xung quanh, hàm lượng chất gây ô nhiễm chất thải quan nhà nước có thẩm quyền quy định làm để quản lý bảo vệ môi trường (Luật bảo vệ môi trường, 2005 Điều 3.5) Tiêu chuẩn quy chuẩn môi trường Chất thải, chất ô nhiễm  Tiêu chuẩn quy định đặc tính kỹ thuật yêu cầu quản lý dùng làm chuẩn để phân loại, đánh giá sản phẩm, hàng hóa, dịch vụ, q trình, mơi trường đối tượng khác hoạt động kinh tế - xã hội nhằm nâng cao chất lượng hiệu đối tượng Tiêu chuẩn tổ chức công bố dạng văn để tự nguyện áp dụng (Điều 3.1)  Quy chuẩn kỹ thuật quy định mức giới hạn đặc tính kỹ thuật yêu cầu quản lý dùng làm chuẩn để phân loại, đánh giá sản phẩm, hàng hóa, dịch vụ, q trình, môi trường đối tượng khác hoạt động kinh tế - xã hội phải tuân thủ để bảo đảm an toàn, vệ sinh, sức khỏe người, bảo vệ động vật- thực vật, môi trường, bảo vệ lợi ích an ninh quốc gia, quyền lợi người tiêu dùng yêu cầu thiết yếu khác Quy chuẩn kỹ thuật quan nhà nước có thẩm quyền ban hành dạng văn để bắt buộc áp dụng (Điều 3.2)  Chất thải vật chất thể rắn, lỏng, khí thải từ sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, sinh hoạt hoạt động khác (Luật bảo vệ môi trường, 2005 Điều 3.10)  Chất gây ô nhiễm chất yếu tố vật lý xuất mơi trường làm cho môi trường bị ô nhiễm (Luật bảo vệ môi trường, 2005 Điều 3.9)  Chất độc chuất gây hiệu ứng xấu chí gây tử vong cho người, sinh vật hệ sinh thái (theo Lê Huy Bá, 2006) • Chất độc chất • Chất độc liều lượng Q trình nhiễm bẩn Suy thối mơi trường 10  Suy thối môi trường suy giảm chất lượng số lượng thành phần môi trường, gây ảnh hưởng xấu người sinh vật (Điều 3.7, Luật BVMT, 2005)  Thay đổi số lượng, chất lượng thành phần môi trường, làm suy giảm ĐDSH chất lượng môi trường  Nguồn gốc suy thối: Q trình nhiễm bẩn q trình suy thối mơi trường có xuất chất, thành phần mơi trường khơng có tự nhiên với nồng độ vượt nồng độ vốn có tự nhiên Chất nhiễm bẩn (contaminant) chất người tạo từ hoạt động sống, tồn môi trường với nồng độ lớn nồng độ vốn có tự nhiên (Moriarty, 1983; Manahan, 2000) Do đó, chất nhiễm (pollutant) chất nhiễm bẩn nhiên nồng độ đủ lớn để gây bất lợi cho sống người sinh vật khác (theo Moriarty, 1983)  Suy thoái nguyên nhân tự nhiên  Suy thoái nguyên nhân nhân tạo 11 12 11/22/2020 2.3 Nguồn thải Sự cố môi trường  Sự cố môi trường tai biến rủi ro xảy trình hoạt động người biến đổi thất thường tự nhiên, gây ô nhiễm, suy thối biến đổi mơi trường nghiêm trọng (Điều 3.8, Luật Bảo vệ môi trường, 2005)  Tai biến môi trường  Rủi ro môi trường Nguồn gốc phát sinh Nguồn tự nhiên Nguồn nhân tạo Nguồn thải khí Trạng thái tồn Nguồn thải lỏng Nguồn thải rắn Hình thái khơng gian Nhiệt độ Độ cao 13 Nguồn điểm Nguồn đường Nguồn khơng điểm Nguồn mặt Nguồn nóng Nguồn không gian Nguồn nguội Nguồn cao Nguồn thấp 14 2.5 Đánh giá nhiễm mơi trường Tiêu chí đánh giá ô nhiễm  Mức độ ô nhiễm phụ thuộc vào nồng độ chất ô nhiễm cường độ tác nhân ô nhiễm khác mức độ biến động môi trường chịu tác động  Thông số môi trường (environmental parameters) Là đại lượng vật lý, hóa học, sinh học cụ thể đặc trưng cho mơi trường có khả phản ánh tính chất môi trường trạng thái nghiên cứu Áp lực Đáp ứng Động lực Trạng thái Môi trường đất Hiện trạng  Đánh giá ô nhiễm môi trường phải thể thông qua đồng thời yếu tố: Giá trị thể mức độ tác động Giá trị thể đối tượng chịu tác động 15 • Tỷ lệ cát, sét, limon • Hàm lượng Ca, Mg, Cu, Zn, As • Hàm lượng hữu cơ, đạm, lân, kali… Mơi trường nước Mơi trường khơng khí • Độ trong, độ cứng • Nồng độ Ca, Mg, As, Hg • Nồng độ hóa chất bảo vệ thực vật • Nhiệt độ, áp suất • Nồng độ CO, CO2, NO2, O3 • Nồng độ metan, benzen, naphtalen…  Thông số môi trường đặc trưng cho lĩnh vực mơi trường, đại lượng vât lý, hóa học, sinh học lĩnh vực khoa học khác 16 Đặc điểm nguồn thải  Để đánh giá đặc điểm nguồn thải mức độ tác động nguồn thải đến chất lượng môi trường, phải đánh giá đồng thời: Thành phần yếu tố/chất gây ô nhiêm Nồng độ chất nguồn thải Chương Ô nhiễm khơng khí Mức độ xả thải nguồn Nồng độ (C) Lưu lượng thải (Q) Hàm lượng (C) Tải lượng thải (L) Giảng viên: Bộ môn: Khoa: Nguyễn Thị Thu Hà Công nghệ môi trường Tài nguyên Môi trường  Công thức liên hệ: L (mg/s) = C (mg/l) Q (l/s) 17 11/22/2020 Đặc điểm tự nhiên khí Cấu trúc khí Bảng 1.1: Thành phần khơng khí khơ khí Tên chất Cơng thức phân tử Tỷ lệ theo thể tích Trọng lượng N2 O2 Ar CO2 Ne He CH4 Kr H2 N2O CO O3 SO2 NO2 78,09 % 20,91 % 0,93 % 0,032 % 18 ppm 5,2 ppm 1,3 ppm 1,0 ppm 0,5 ppm 0,25 ppm 0,1 ppm 0,02 ppm 0,001 ppm 0,001 ppm 3.850.000.000 1.180.000.000 65.000.000 2.500.000 64.000 3.700 3.700 15.000 180 1.900 500 200 11 Nitơ Oxi Argon Cacbon đioxit Neon Heli Metan Kripton Hydro Nitơ oxit Cacbon monoxit Ozon Sulfu đioxit Nitơ đioxit 19 20 Các tác nhân nhiễm khơng khí 2.1 Các vật chất gây ô nhiễm dạng hạt Tác nhân vật lý • • • • Theo nguồn gốc Các hạt vật chất Tiếng ồn Phóng xạ Nhiệt độ Bụi tự nhiên Tác nhân hóa học Bụi nhân tạo Bảng 1.2: Lượng hạt phát thải tồn cầu • Các chất khí gây ô nhiễm • Các hữu Tác nhân sinh học • Các vi sinh vật khơng khí Bụi thực vật Bụi động vật Bụi núi lửa, bụi đất Bụi mài kim loại Bụi giao thông Bụi than Lượng phát thải bụi từ nguồn khác (triệu tấn/a) Nguồn tự nhiên (sơ cấp) Muối biển Bụi kim loại Bụi núi lửa Bụi cháy rừng 21 4.900 3.000 1.500 300 100 Nguồn tự nhiên (thứ cấp) 90 Sunphat 40 Nitrat 30 Hydrocacbon 20 Nguồn nhân tạo Sơ cấp Thứ cấp 500 200 300 22 Tính chất bụi 2.1 Các vật chất gây nhiễm dạng hạt Theo kích thước Khả lắng quan hô hấp  Bụi có kích thước < 0,1 µm khơng bị giữ lại quan hơ hấp  Bụi có kích thước 0,1 – 2,5 µm bị giữ lại phổi khoảng 80 – 90%  Bụi lớn 10 µm bị giữ lại mũi µm Khói Sương Bụi lơ lửng Các hạt vật chất quan tâm ô nhiễm khơng khí Bụi lắng 23 Mức lắng đọng hạt bụi có kích thước khác quan hô hấp 24 11/22/2020 Tác hại bụi Tác hại bụi Bảng 1.3: Nguồn gốc ảnh hưởng số bụi kim loại khí Trên thực vật • Ảnh hưởng tới quang hợp • Ảnh hưởng tới hơ hấp trao đổi nước tế bào mô thân • Giảm sinh trưởng cho Trên người động vật • Ảnh hưởng trực tiếp đến hệ hơ hấp • Gây bệnh liên quan đến đường hơ hấp • Gây độc cho mắt, da quan hô hấp tiếp xúc với bụi kim loại độc • Giảm tầm nhìn Đối với cảnh quan • Ảnh hưởng tới giá trị thẩm mỹ • Một số loại bụi gây ăn mịn phá hủy cơng trình xây dựng Kim loại Ni Be B As Se Hg V Cd Pb Cu Mn Cr Ag Zn Nguồn gốc Cơng nghệ hố chất chế biến than, dầu mỏ Chế biến than kỹ thuật hạt nhân Chế biến than, sản xuất kính Gia cơng than, thuốc trừ sâu, chất tẩy Gia công than, sản xuất axit H2SO4 Công nghiệp hố chất, điện tử Cơng nghiệp dầu mỏ, hố chất (xúc tác) Công nghiệp luyện kim Giao thông, bột màu Khói thải, cơng nghiệp luyện đồng Cơng nghiệp mỏ Công nghiệp mạ Phim, ảnh Công nghiệp luyện kim màu, khí thải (Nguồn: Hóa học mơi trường, Đặng Kim Chi) 26 25 Nguồn gốc phát sinh 2.2 Các chất khí gây ô nhiễm Theo nguồn gốc phát sinh Theo chất lý học Theo nhóm chất Ảnh hưởng Gây ung thư Nhiễm độc phế quản Nhiễm độc nồng độ cao Gây ung thư Độc, gây ung thư Độc cao Độc Rối loạn trao đổi chất, hại thận, hại men tiêu hoá Nhiễm độc phổi, thần kinh Độc Độc Gây ung thư (Cr6+) Thay đổi màu da Gây độc nồng độ cao Hợp chất vô Theo chất hóa học      Cơng nghiệp Khả cháy Nhóm hợp chất chứa lưu huỳnh Khí vơ Nơng nghiệp Khả hịa tan Nhóm hợp chất chứa nitơ Khí hữu Giao thơng vận tải Khả bay Nhóm hợp chất chứa cacbon Bản chất hoá học khác Hoạt động khác Khả gây độc Nhóm hợp chất khác Các q trình 27 2.2.1 Chất khí vơ - Khí SO2 Hợp chất hữu      Lưu huỳnh oxit (SO2, SO3) Nitơ oxit (NO, NO2) Cacbon cacbon (CO, CO2) Hydro sunfua (H2S) Amoniac (NH3) Hydrocacbon mạch thẳng Hydrocacbon mạch vòng no Các benzen Hợp chất đa vòng thơm PAHs Hợp chất PANs Hoạt động liên quan Khí phát sinh Các trình đốt cháy Sản xuất cơng nghiệp nhiên liệu Giao thông vận tải Sinh hoạt SOx , NOx, COx ,H2S, NH3, CFCs, hữu (benzen, toluen ) Các phản ứng hóa học Sản xuất axit Sản xuất phân bón SOx , NOx, COx ,H2S, NH3, N2, HCl, Cl2, mecaptan… Các q trình sinh học Bãi chơn lấp rác Ruộng lúa, Đầm lầy Hệ thống xử lý chất thải CH4, H2S, NH3, mecaptan… 28 2.2.1 Chất khí vơ - Khí SO2  SO2 chất khí khơng màu, mùi hắc, nặng khơng khí (d~2,2), hóa lỏng -10oC, không cháy, tan nhiều nước (ở 20oC, thể tích nước hịa tan 40 thể tích khí SO2 ),  SO2 oxit axit, thể tính khử (khi tác dụng với chất oxi hóa mạnh hơn) tính oxi hóa (khi tác dụng với chất khử mạnh hơn)  Ảnh hưởng đến thực vật Nồng độ (mg/m3) Tác động 1,04 – 1,82 Thực vật mẫn cảm với thương tích 1,82 – 5,2 Thực vật bị ngộ độc mãn tính 5,2 – 26 Thực vật (đặc biệt kim) bị ngộ độc cấp tính >26 Cây kim chết vài  Ảnh hưởng đến động vật, người      “Lưu huỳnh đến từ đất” Dầu DO dầu FO: SO2 = 157.S gallon/pound Than đá: SO2 = 38.S (lb/tấn) Khí thiên nhiên: SO2 = 0,4 pound/triệu m3 khí Xe ô tô: SO2 = pound/1000 gallon xăng Xe ô tô: SO2 = 40 pound/1000 gallon xăng (gallon = 3,785 l; pound = 450 g) 29 30 11/22/2020 Mưa axit 2.2.1 Chất khí vơ – Oxit nitơ  NO khí khơng màu, khơng mùi, khơng tan nước, d =1,034, Ts = -151,8oC, NO bị oxi hóa thành NO2 oxy khơng khí  NO2 khí màu nâu nhạt, có mùi từ nồng độ 0,12 ppm, dễ hòa tan nước tạo thành axit HNO3; khí NO2 dễ hấp thu xạ tham gia phản ứng quang hóa “NOx đến từ khơng khí” 31 32 2.2.1 Chất khí vơ – Oxit nitơ Khói quang hố  Đối với thực vật: tác hại gián tiếp thông qua mưa axit  Đối với người: NO gây bệnh thiếu máu; NO2 khí có tính kích thích mạnh, có khả gây ảnh hưởng xấu đến hệ hơ hấp, chí gây nguy hiểm cho tim phổi gan nồng độ 15-50 ppm NO nguyên nhân tượng khói quang hố hay cịn gọi khói nâu (brown smog)  Đối với cảnh quan: phá hủy cơng trình xây dựng 33 2.2.1 Chất khí vơ – Khí CO 2.2.1 Chất khí vơ Khói xám 34 Khói nâu  Tính chất: CO khí khơng màu, khơng mùi vị, khối lượng xấp xỉ khơng khí: d = 0,967, Ts = -199oC  CO sản sinh đốt nhiên liệu, đốt rác… phụ thuộc vào yếu tố:  Lượng khí cấp  Nhiệt độ cháy  Thời gian khơng khí lưu nhiệt độ cao  Q trình chuyển động rối Cơng nghiệp + xây dựng: 94% SO2 Giao thông vận tải: 46,3% NOx 35 36 11/22/2020 2.2.1 Chất khí vơ – Khí CO 2.2.1 Chất khí vơ – Khí H2S  Đối với thực vật: tiếp xúc với CO nồng độ cao (100 ÷1000 ppm) bị rụng lá, xoắn quăn, non chết yểu  Đối với người động vật: Gây ngạt thở HbO2 + CO ↔ HbCO + O2  Tính chất: + Là khí khơng màu, mùi trứng thối (150 500 700-900 Gây tổn thương màng nhày Gây ỉa chảy, viêm phổi Xuyên màng túi phổi, thâm nhập vào máu, gây tử vong 37 38 2.2.1 Chất khí vơ – Khí NH3 2.2.1 Chất khí vơ – Khí O3 + Đối với thực vật: làm tổn thương sắc tố tế bào (diệp lục), phá hoại tế bào lá, hạn chế trình trao đổi chất thực vật, giảm độ sinh trưởng chồi non, mầm nhánh giảm lượng hạt + Đối với người động vật: Ở nồng độ thấp gây cay, đau nhói mắt, đau đầu, mệt mỏi, Ở hàm lượng cao gây xuất huyết, phù nề, khơ cổ họng, già hóa màng phổi - Tính chất: NH3 khí khơng màu, có mùi khai, tan nước, d = 0,579, Ts = -330C, có khả gây nổ có tia lửa điện, oxy hóa Nồng độ (ppm) - Ảnh hưởng + Đối với thực vật: làm cho diệp lục, trắng đốm lá, hoa rụng giảm số lượng rễ + Đối với người động vật: sưng niêm mạc quan hơ hấp An tồn: < 200 µg/m3 thời gian tiếp xúc Đối với người động vật Đối với thực vật Ảnh hưởng > 0,3 Kích thích quan hơ hấp, gây sưng tấy 1÷ Mệt mỏi đau đầu sau 2h tiếp xúc >8 Rối loạn chức phổi, oxy hóa enzym, protein, axit amin, lipit, gây nguy hiểm 0,2 15÷20 Kìm hãm sinh trưởng, giảm sản lượng Gây bệnh đốm lá, khô héo mầm non 39 40 2.2.1 Chất khí vơ Một số chất khí vơ khác  Hơi Clo (Cl2)  Hơi axit (HF, HCl, HNO3, H2SO4, H3PO4, HCN)  Hợp chất kim loại: AsH3, SiF4 2.2.2 Chất khí hữu Chất khí giờ 24 năm SO2 350 125 CO Hydrocacbon 50 30000 10000 5000 NOx 200 O3 180 Cl2 100 NH3 - Amoniac 200 H2S - Hydrosunfua 42 AsH3 0,03 HCl 100 120 40 80 30 0,05 Cấp 60 H2SO4 300 50 HNO3 400 150 HF 20 HCN 10 Cấp 41 Dẫn xuất hydrocacbon với oxy Dẫn xuất hydrocacbon với halogen Ankan, anken, ankin, cycloankan, benzen… Axit hữu cơ, rượu, aldehit… Clo hữu cơ, Brom hữu cơ, Iod hữu Quá trình bay hơi, trình cháy khơng hồn tồn Q trình bay hơi, q trình cháy khơng hồn tồn Q trình tẩy rửa, làm sạch, làm khơ… Phản ứng quang hố Phản ứng quang hố 42 11/22/2020 Chất hữu bay (VOC) Hợp chất đa vịng thơm ngưng tụ (PAHs)  Q trình cháy khơng hồn tồn nhiên liệu, vật liệu, chất thải…  Q trình bay từ dung mơi hữu  Sử dụng trực tiếp sản phẩm dạng Mức phát thải g/h  PAHs (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) sử dụng để số chất hữu gồm hai hay nhiều vòng hydrocarbon thơm liên kết với PAHs, bao gồm khoảng 100 chất hữu khác  Là sản phẩm q trình đốt cháy khơng hồn tồn số nhiên liệu than đá, dầu mỏ, khí đốt hay số chất hữu khác, cháy rừng, núi lửa, số sản phẩm trình bay  PAHs thành phố, đô thị cao nhiều so với khu vực nơng thơn 43 44 Hợp chất đa vịng thơm ngưng tụ (PAHs)  PAHs dạng hơi, phân tử lượng nhỏ tham gia phản ứng quang hố  tuổi thọ nhắn  PAHs bám dính bụi loại bỏ lắng đọng, tồn đất nhiều nước  Ảnh hưởng thực vật  Kìm hãm sinh trưởng phát triển  Bền vững hệ sinh thái  Ảnh hưởng động vật  Tích tụ dần qua chuỗi thức ăn  PAHs thường gây tác động xấu đến sinh sản, sinh trưởng, phát triển, khả miễn dịch lồi động vật, chí nồng độ cao gây chết Hợp chất hữu chứa N (PANs)  PANs (peroxyacetyl nitrat) thành phần quan trọng khói quang hóa sản phẩm phản ứng gốc hoạt tính (OH, NO, O, HO2…) với hydrocacbua oxit nitơ  Là chất có tính oxy hố cao, dễ biến đổi môi trường  Đối với thực vật: làm tổn thương sắc tố tế bào (diệp lục), phá hoại tế bào lá, hạn chế trình trao đổi chất thực vật, giảm độ sinh trưởng chồi non, mầm nhánh giảm lượng hạt  Đối với người động vật:  nồng độ thấp gây cay, đau nhói mắt, đau đầu, mệt mỏi,  hàm lượng cao gây xuất huyết, phù nề, khô cổ họng, già hóa màng phổi, hẹp đường khí 45 46 2.3 Tiếng ồn 2.3 Tiếng ồn Các đặc trưng âm Nguồn phát sinh tiếng ồn Các loại tiếng ồn Nguồn ồn bên ngồi Tiếng ồn giao thơng Từ động rung động phận xe Tiếng ồn từ ống xả khói Tiếng ồn từ đóng cửa xe Tiếng ồn từ phanh xe  Độ cao Tiếng ồn xây dựng Từ máy móc: máy ủi, súc, đóng cọc, trộn bê tơng… Tiếng ồn từ hoạt động chuyên chở  Độ to S (Son) Tiếng ồn công nghiệp Tiếng ồn máy móc Tiếng ồn từ khâu sản xuất  Mức to F (Fon) Tiếng ồn từ Tiếng nói chuyện, trao đổi, mua bán khu thương mại Tiếng nhạc từ khu dịch vụ, khu mua sắm dịch vụ Đặc trưng vật lý âm Đặc trưng sinh lý âm  Sóng âm (f, λ, c, T)  Âm sắc  Áp suất âm P (W/m2, N/m2)  Cường độ âm I (J/m2.s, W/m2) Nguồn ồn nhà 47 Tiếng ồn không khí Tiếng ồn va chạm… 48 11/22/2020 Độ ồn chung Độ ồn số tiếng ồn thường thấy (f =1000Hz)  Mức âm L (độ ồn chung - dB) Tiếng ồn thường gặp Tiếng nói thầm nhẹ, xì xào, cách 1m L = 20 log10p/po = 10 logI/Io (dB) Trong po : áp lực âm chuẩn P0 = 2.10-5 N/m2 Io : cường độ âm chuẩn I0= 10-12 W/m2.s Tiếng ồn thiết bị thi công cách 15 m 35 Cách chuông điện thoại 2m 75 Trong phòng hòa nhạc biểu diễn 80 Búa đập dùng cách m 85 Máy bay Boing 707 cất cánh cách cách 1km 90 Xe tải nặng chạy dầu diesel cách m 90 Trong xưởng dệt 105 Cách động máy bay phản lực 3m 140 Máy ủi 93 Máy khoan đá 87 Máy đập bê tơng 85 Máy cưa tay 82 Máy đóng búa 1,5 75 Máy trộn bê tông chạy diezen 75 50 49 Tác động tiếng ồn Về mặt học Che lấp âm cần nghe Tác động tiếng ồn * Ảnh hưởng đến người Tác dụng thông tin Về mặt sinh học Tác động đến thính giác Gây vấn đề thính giác Về mặt tâm lý, xã hội Căng thẳng thần kinh Gây khó chịu, cáu gắt Độ ồn (dB) Tác dụng đến người nghe 100 Bắt đầu làm biến đổi nhịp đập tim 110 Kích thích mạnh màng nhĩMức ồn (dB) 120 Ngưỡng chói tai 130-135 140 Thời gian tác động 90 Gây bệnh thần kinh nơn mửa,92làm yếu xúc giác và6 giờbắp Đau chói tai, nguyên nhân gây bệnh 95 trí 145 Giới hạn cực đại mà người 97 chịu với3tiếng ồn 150 Nếu chịu đựng lâu bị thủng màng 100 tai 160 Tiếp xúc lâu gây hậu lâu102 dài 90 phút 190 Chỉ cần tiếp xúc ngắn gây nguy 105 hiểm lâu dài 60 phút Dễ gây xung đột xã hội 110 30 phút 115 15 phút 51 52 Lan truyền âm Lan truyền âm 1) Độ ồn giảm dần theo khoảng cách 2) Tính cộng hợp nhiều nguồn ồn Cách 1: Tổng nguồn ồn (độ ồn tổng cộng): + Đối với nguồn điểm: LA - LB = ΣL = 10log10 Σ10Li/10 (dB) Cách 2: Nếu n nguồn ồn có mức ồn tính chất thì: + Đối với nguồn đường: LA - LB = Trong đó: a hệ số kể đến ảnh hưởng hấp thụ tiếng ồn địa hình mặt đất Đối với đường nhựa, bê tông a = - 0,1 Đối với mặt đất trống trải khơng có a = Đối với mặt đất trồng cỏ a = 0,1 + Đối với nguồn mặt: mức giảm ồn phụ thuộc vào khoảng cách diện tích nguồn mặt ΣL = Li + 10log10 n (dB) Nếu hai nguồn ồn có tính chất khác ΣL = L1 + ΔL (dB) Li: độ ồn nguồn thứ I L1: Mức âm nguồn âm lớn ∆L: gia số nguồn âm, phụ thuộc vào hiệu số L1 L2 L1 – L ΔL 53 2,5 2 1,6 1,5 1,2 0,8 0,6 0,5 10 0,4 11 0,2 12 54 11/22/2020 Lan truyền âm Lan truyền âm 3) Truyền âm qua vật chắn (dải xanh) 3) Truyền âm qua vật chắn (loại khác)  Tác dụng xanh : phản xạ âm chắn hút , khuếch tán sóng âm suốt bề mặt xanh  Cơng thức gần tính độ giảm mức ồn sau dải xanh ΔLd : độ giảm mức ồn khoảng cách chưa kể tác dụng giảm ồn trồng xanh (dB) 1,5Z : độ giảm mức ồn tác dụng phản xạ dải Z: số lượng dải ΣBi: tổng bề rộng dải β: mức ồn hạ thấp bị âm hút khuếch tán dải cây, β thường vào khoảng 0,1 – 0,2 Tác dụng giảm ồn chắn hiệu “bóng âm” hình thành sau chắn Kích thước Lb bóng âm xác định Trong đó: λ - bước sóng âm (m) B- chiều rộng chắn (m) C – tốc độ âm (m/s) f – tần số âm (Hz) 55 56 2.4 Phóng xạ 2.4 Phóng xạ  Phóng xạ tính chất số nguyên tử phát sinh tia xạ  Hoạt độ phóng xạ tập hợp hạt nhân phóng xạ biến thành nguyên tố khác Vd: Co60 biến thành Ni60 tính số phân rã trong đơn vị thời gian Nếu số  Hiện tượng phóng xạ tượng biến đổi hạt nhân lượng phân rã 1/1 giây hoạt độ chất tính khơng ổn định thành ổn định kèm theo giải phóng lượng Becquerel (Bq)  Sự phân rã phóng xạ q trình mà nguyên tử không bền  Chu kỳ bán phân rã: thời gian mà ½ số hạt nhân khơng bền giải phóng lượng chất phân rã  Bức xạ lượng dư thừa hạt nhân nguyên tử giải  Sulfua - 38 52 phút  Radi - 223 11,43 ngày phóng dạng sóng điện từ dịng phân tử Có hai  Cacbon - 14 5.730 năm loại xạ ion hoá :  Các tia xạ hạt (α, β, nơtron)  Các tia xạ điện tử (tia X tia γ )  Trong chu kỳ bán rã liên tiếp, hoạt độ chất phóng xạ giảm phân rã từ 1/2, 1/4, 1/8, 1/16… so với hoạt độ ban đầu 57 58 3.1.1 Đặc điểm nguồn thải Q trình lan truyền nhiễm khơng khí       3.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình lan truyền Loại nguồn thải Đặc điểm nguồn thải Đặc tính nguồn thải Gió Đặc điểm mơi trường Tải lượng chất nhiễm Vận tốc khí thải Nhiệt độ khí thải Chiều cao nguồn thải Đường kính đỉnh nguồn thải Bản chất chất thải E (g/s) vs (m/s) Ts (oK) h (m) r (m) Nhiệt độ, độ ẩm Địa hình vật cản 59 60 10 11/22/2020 3.2.2 Đặc điểm môi trường b Ảnh hưởng nhiệt độ a Ảnh hưởng gió  Vận tốc gió biến thiên theo chiều cao  Quy luật thay đổi vận tốc gió theo chiều cao xác định theo cơng thức: Trong đó: uz vận tốc gió tìm độ cao z , m/s uz1 vận tốc gió biết độ cao z1, m/s z0 độ cao tính bẳng mét mà vận tốc gió 0, m 61 b Ảnh hưởng nhiệt độ  Hiệu ứng nhà kính tượng khí tầng thấp (tầng đối lưu) tồn lớp khí cho xạ sóng ngắn xun qua giữ lại xạ nhiệt mặt đất dạng sóng dài, nhờ bề mặt Trái đất ln có nhiệt độ thích hợp đảm bảo trì sống Trái đất  Nguyên nhân tự nhiên  Nguyên nhân nhân tạo CO2 CFC CH4 NOx Nồng độ khí (ppm) Loại khí nhà kính (trừ nước) 351 0,00225 1,675 0,31 Mức gia tăng trung bình năm (%) 0,4 5,0 1,0 0,2 Hệ số nhà kính tương đương (so với CO2 = 1) 15000 25 230 Tỷ lệ gây hiệu ứng nhà kính (%) 57 25 12 62 b Ảnh hưởng nhiệt độ  Ảnh hưởng tổng hợp tới phát thải chất khí  Hiện tượng nghịch nhiệt (nghịch đảo nhiệt)  Nguyên nhân:  Làm lạnh lớp khơng khí từ bên dưới: Nghịch nhiệt xạ  Làm nóng lớp khơng khí từ bên trên: Nghịch nhiệt hạ thấp tầng khơng khí nóng  Chuyển động dịng khơng khí lạnh bên lớp khơng khí ấm  Chuyển động dịng khơng khí ấm bên lớp khơng khí lạnh  Hậu quả: Luồng khói hình quạt Luồng khói xơng khói – Nghịch nhiệt tầng cao Luồng khói uốn lượn – Khí khơng ổn định Luồng khói hình – Khí ổn định Luồng khói khuếch tán mạnh biên – Nghịch nhiệt tầng thấp 63 64 c Ảnh hưởng địa hình, vật cản d Ảnh hưởng yếu tố khác  Địa hình đồi núi lồi lõm ảnh hưởng tới phân bố chất ô nhiễm khơng khí sau lan truyền từ nguồn thải  Khơng khí phát tán, pha lỗng nồng độ chất ô nhiễm tốt độ ẩm thấp ngược lại  Độ ẩm thúc đẩy trình sa lắng ướt (sương mù)  Mưa trình sa lắng ướt làm giảm nồng độ chất ô nhiễm không khí  Bức xạ mặt trời tác động tới q trình lan truyền thơng qua nhiệt độ  Độ mây che phủ tác động tới trình lan truyền thơng qua xạ mặt trời độ ổn định khí 65 66 11 11/22/2020 Hiện tượng nhiễm khơng khí Các quy chuẩn mơi trường khơng khí Hiệu ứng nhà kính biến đổi khí hậu Các tượng nhiễm mơi trường tồn cầu Khói quang hố Mưa axit Suy giảm tầng ozon lỗ thủng tầng ozon Tiêu thụ nhiên liệu động đốt Tiêu thụ nhiên liệu công nghiệp Các hoạt động điển hình gây nhiễm khơng khí  QCVN 05:2008/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc chất lượng khơng khí xung quanh  QCVN 06:2008/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc số chất độc hại không khí xung quanh  QCVN 26:2010/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc tiếng ồn  QCVN 27:2010/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc độ rung gia gia gia gia Cơng nghiệp hố chất đặc thù Nơng nghiệp trồng lúa nước Chăn nuôi gia súc ủ phân chuồng 67 68 Các quy chuẩn môi trường không khí  QCVN 02: 2008/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc khí thải lị đốt chất thải rắn y tế  QCVN 19: 2009/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc khí thải cơng nghiệp bụi chất vô  QCVN 20: 2009/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc khí thải cơng nghiệp số chất hữu  QCVN 21: 2009/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc khí thải cơng nghiệp sản xuất phân bón hóa học  QCVN 22: 2009/BTNMT, Quy chuẩn kỹ thuật quốc khí thải cơng nghiệp dệt gia gia Chương gia Ô nhiễm nước gia gia 70 69 Đặc điểm tự nhiên nước Đặc điểm tự nhiên nước Cấu trúc phân tử nước Phân bố loại nước trái đất  Nước chiếm 70% diện tích bề mặt trái đất  Chỉ có 3% nước khai thác làm nước uống  Quan điểm 1: Nước có cấu tạo từ nhóm tứ diện (theo Nilsson)  Quan điểm 2: Nước thể lỏng có cấu tạo lỏng lẻo hợp thành từ hai dạng cấu tạo riêng biệt (theo Wilhelm Conrad Röntgen):  Cấu tạo tứ diện  Cấu tạo lỏng lẻo  Các phân tử nước tương tác với thơng qua liên kết hydro  Níc tù nhiªn: níc nhẹ: 1H2O , nớc nặng: 2H O, nớc chứa đồng vị phóng xạ: 3H O 2 71 72 12 11/22/2020 Đặc điểm tự nhiên nước Các thông số đánh giá chất lượng nước Thành phần pha nước:  Nước tồn pha: Pha rắn (nước đá, băng, tuyết); Pha lỏng (nước); Pha khí (hơi nước)  Nhiệt độ sơi nhiệt độ đóng băng nước phụ thuộc vào áp suất Thơng số vật lý Thơng số hóa học Thơng số sinh học Nhiệt độ pH Coliform Độ màu Độ chua, độ kiềm Fecal coliform Độ mùi Độ cứng E coli Vị nước Thế oxy hóa – khử Samollena Độ dẫn điện Nhóm chất khí Shigella Độ đục Nhu cầu oxy Vibrio cholera Các chất rắn Các chất độc hóa học VSV khác 73 Các dạng vật chất nước 74 2.1.1 Nhiệt độ nước Phân chia theo trạng thái tồn tại: Pha rắn: hạt vật chất có kích thước lớn tồn dạng dị thể môi trường nước Pha lỏng: vật chất hịa tan nước dung mơi hữu không tan nước - Nhiệt độ nước ban đầu - Nhiệt độ nước thải - Nhiệt độ xạ mặt trời - Nhiệt độ phản ứng hóa học Pha khí: chất khí tồn dạng bọt khí chất khí hịa tan nước  Nhiệt độ ảnh hưởng tới sinh trưởng phát triển sinh vật, trạng thái tồn khả biến động nhiều vật chất môi trường  Nhiệt độ thay đổi theo chu kỳ ngày đêm, chu kỳ mùa  Nhiệt độ tầng mặt cao hơn, biến động mạnh tầng sâu Phân chia theo chất hóa học: Các chất vơ mơi trường nước Các chất hữu môi trường nước 75 76 2.1.2 Độ màu 2.1.3 Độ mùi  Màu nước gồm có hai loại:  Nước tự nhiên khơng có mùi  Mùi xuất có mặt của: vật chất hòa tan, lơ lửng, vi sinh vật… • Màu thật: màu hợp chất hòa tan (Fe, Cu, Cr…) • Màu giả: màu vật chất lơ lửng Trong Màu xanh da trời Màu xanh nhạt Màu xanh rêu Màu vàng nâu Màu vàng cam Màu nâu đỏ Màu nâu Màu đen - Nhiệt độ nước - Nhiệt độ mát bay - Nhiệt độ truyền nhiệt Nước tự nhiên khơng màu Lớp nước đủ dày có màu xanh da trời Sự có mặt tảo lục Sự có mặt tảo lam Sự có mặt tảo cát Sự có mặt rỉ sắt, đất phèn tiềm tàng Sự có mặt phù sa vùng đất đỏ vàng Sự có mặt chất hữu Sự ưu chất hữu cơ, bùn trầm tích  Xác định màu nước phương pháp so màu 77 Mùi • Vi khuẩn phát triển Mùi thối • Phân hủy chất hữu Mùi trứng thối • Nhiều hydro sunphua Mùi • Nhiều sắt, mangan Mùi bùn • Nhiều tảo lục Mùi sốc • Dư clo hoạt động  Xác định mùi pp pha loãng, đánh giá cảm quan 78 13 11/22/2020 2.1.4 Vị nước 2.1.5 Độ dẫn điện  Nước tự nhiên không vị có vị nhẹ  Vị nước sinh hợp chất hòa tan Vị chua • Muối Al Fe Vị đắng • Do ion Mg (MgCl2 MgSO4) Vị mặn • Do muối NaCl, KCl Vị chát • Do ion Mn Na2CO3 Vị • Do khí CO2 đường  Độ dẫn điện (EC) sử dụng để xác định độ mặn tương đối nước  Đơn vị: mmhos = 103 µmhos = mS/cm = 103 µS/cm  Nước tự nhiên có EC = 4,2 µS/cm (ở nhiệt độ 25oC)  TDS = 640 EC (5 mS/cm)  Áp suất thấm lọc P = 0,36 EC (atm)  Tổng anion = tổng cation = 10 EC Loại nước Rất tốt Tốt Dùng Nghi ngờ Không dùng  Xác định vị pp pha loãng, đánh giá cảm quan (chỉ áp dụng nước cấp) 79 2.1.6 Độ đục EC (mS/cm) < 0,25 0,25 – 0,75 0,75 – 2–3 >3 TDS (mg/l) < 175 175 – 525 525 – 1400 1400 – 2100 > 2100 80 2.1.7 Các chất rắn nước  Nguyên nhân độ đục Hệ phân tán keo: • Bên trong: xác chết sinh vật, giải phóng từ đáy • Bên ngồi: chất rắn từ nước thải, nước chảy tràn  Tác động độ đục • Giảm xâm nhập ánh sáng, giảm phát triển thực vật thực vật bậc cao sâu • Tổn thương mang, mù mắt động vật, bao phủ trứng tôm, cá, giảm tỷ lệ nở chúng • Gây lắng tụ đáy, làm nông thủy vực Hệ keo gồm nước chất rắn qua lọc (< 0,4 µm) Hệ keo gồm nước chất rắn có kích thước 0,001 – µm Hệ keo gồm nước chất rắn có kích thước < 0,1 µm  Hệ keo có màu mờ đục hiệu ứng Tyndall  Hệ keo bền nước, khó loại bỏ chất rắn hệ keo trình học  Chất rắn dạng keo, tùy theo chất loại bỏ số q trình vật lý, hóa học khác  Xác định độ đục độ sâu Secchi  Xác định độ đục phương pháp so màu 81 2.1.7 Các chất rắn nước 82 2.1.7 Chất rắn nước Hệ huyền phù: Phân loại chất rắn nước: Hệ huyền phù tạo chất rắn khơng qua lọc (> 0,4 µm) Hệ huyền phù tạo chất rắn có kích thước > µm Hệ huyền phù tạo chất rắn có kích thước > 0,1 µm Theo chất hóa học  Hệ huyền phù có màu mờ đục hiệu ứng Tyndall  Hệ huyền phù bền so với hệ keo, dễ dàng loại bỏ chất rắn dạng huyền phù trình học thời gian đủ dài 83 Theo khả hòa tan Theo khả sa lắng Theo khả qua lọc Chất rắn vơ Chất rắn hịa tan Chất rắn lơ lửng Chất rắn qua lọc Chất rắn hữu Chất rắn không tan Chất rắn lắng Chất rắn không qua lọc 84 14 11/22/2020 2.1.7 Chất rắn nước Các chất lỏng không tan nước: Tổng tạp chất (FS) Chất rắn lơ lửng dễ bay (VSS) Chất rắn vô lơ lửng (FSS) Chất rắn lơ lửng (TSS) Tổng chất rắn nước (TS) Chất rắn hòa tan dễ bay (VDS) Chất rắn hịa tan (TDS) Chất rắn vơ hịa tan (FDS) Chất rắn lắng (SS) Xác định: 105oC 550oC 2.2.8 Các chất lỏng nước 45 phút 15 phút 85 2.2.1 pH Khơng Sinh sản bình thường Chết sinh sản Sinh trưởng chậm Sinh trưởng tốt * Dầu mỡ động thực vật * Các dung môi hữu khác Các chất lỏng không tan nước tạo với nước hệ nhũ tương:  Hệ nhũ tương gây độ đục định nước  Hệ nhũ tương không bền vững, dễ dàng loại bỏ chất lỏng không tan nước phương pháp học 86 2.2.2 Độ kiềm  pH xác định: pH = -lg[H+] * Dầu mỏ chất phụ gia Không sinh sản Chết Sinh trưởng chậm 10 11  Độ kiềm tổng số: tổng ion HCO3-, CO32-, OH[H+ ] + [Na+ ] = [HCO3- ] + 2[CO32- ] + [OH- ]  [Alk] = [Na+ ]  [Alk] = [HCO3- ] + 2[CO32- ] + [OH- ] + [H+ ]  Các nguồn ảnh hưởng tới pH + Quá trình phân hủy chất hữu + Q trình quang hợp + Các phản ứng hóa học khác + Các nguồn thải  pH biến động theo chu kỳ ngày (thường cao vào lúc 14 – 16h, thấp vào lúc – 4h)  Độ kiềm cacbonat (độ kiềm m, độ kiềm T) dùng metyl cam (chuẩn độ đến pH = 4,5) liên quan đến OH-, HCO3và CO32 Độ kiềm phi cacbonat (độ kiềm p) dùng phenolphtalein (chuẩn độ đến pH – 8,3) liên quan đến OH- 87 2.2.3 Độ cứng 88 2.2.4 Thế oxy hóa khử  Độ cứng gây cation đa hóa trị hình thành kết tủa nước, chủ yếu Ca Mg • Độ cứng cacbonat (CH : Carbonate Hardness): Ca2+ Mg2+ tồn dạng HCO3- Độ cứng tạm thời đun sơi • Độ cứng phi cacbonat (NCH : Non-Carbonate Hardness) độ cứng gây hàm lượng Ca2+ Mg2+ liên kết với anion SO42-, Cl-… Là độ cứng thường trực/độ cứng vĩnh cữu  Eh = Eo + [oxy]/[khử] Eh < -500 mV: Quá trình khử mạnh Eh < -300 mV: Quá trình khử chiếm ưu Eh < mV: Quá trình khử bắt đầu Eh > 200 mV: Q trình oxy hóa chiếm ưu Eh > 500 mV: Q trình oxy hóa mạnh  Các đơn vị độ cứng: • • • • • 1o cứng Đức dH = 10 mg CaO/l 1o cứng Anh 1eH = 10 mg CaCO3/0,7l 1o cứng Pháp fH = 10 mg CaCO3/l 1o cứng Mỹ aH = mg CaCO3/l mg CaCO3/l = 0,1 fH = 0,056 dH = 0,7 eH 89 90 15 11/22/2020 DO bảo vệ đời sống thủy sinh 2.2.5 Các chất khí - Oxy hịa tan DO (mg/l) Ảnh hưởng đến sức khỏe thủy sinh vật – 0,3 Cá sống thời gian ngắn 0,3 – Sống chết thời gian kéo dài 1–3 Sống sinh trưởng phát triển chậm 3–4 Sống sinh trưởng phát triển chậm 4–5 Sống được, sinh trưởng phát triển bình thường – 100% bão hòa > 100% bão hòa  Oxy hòa tan biến động theo chu kỳ ngày đêm, chu kỳ mùa ảnh hưởng nhiệt độ  Oxy hòa tan biến động theo độ sâu phụ thuộc kiểu phân 91 tầng mức dinh dưỡng Oxy cacbonic Quang hợp tảo thực vật lớn Chuyển hóa từ HCO3- > 300% bão hịa Tổn thương quan hô hấp 92 Sunphit - H2S  SO42- + H+ → S2- + 4H2O  H+ + S2- ⇔ HS H+ + HS- ⇔ H2S Hô hấp động thực vật Dị dưỡng, phân hủy hợp chất hữu 100 – 300% bão hòa Tổn thương quan hơ hấp Sunphit metan Khuếch tán từ khơng khí vào nước Khuếch tán từ khơng khí vào nước Sinh trưởng, phát triển sinh sản bình thường Có thể gây tổn thương quan hô hấp 100% 80% 60% 40% 20% 0% Oxy Cacbonic Metan – CH4 Hô hấp động vật Phân hủy hợp chấ hữu Quang tổng hợp tảo thực vật  (C6H10O5) + nH2O → (nC6H12O6) → CH4 + H2O + Q  Vi khuẩn yếm khí tham gia q trình: Bacillus metanicus Bacillus hydronicus Chuyển hóa thành HCO3- Oxy hóa hợp chất vô 93 Amoniac 94 2.2.6 Nhu cầu oxy Amoniac – NH3     (NH2)2CO + 2H2O + (NH4)2CO3 (NH4)2CO3 → NH3 + CO2 + H2O NH3 + H2O+ ⇔ NH4+ + OHTỷ lệ amoniac/amoni phụ thuộc vào giá trị pH nhiệt độ môi trường: 100 COD ThOD BOD Nhu cầu oxy lý thuyết (ThOD-Theoretical Oxygen Demand) 80 60 Nhu cầu oxy hóa học (COD-Chemical Oxygen Demand) 40 20 Nhu cầu oxy sinh hóa (BOD-Biochemical Oxy Demand) 95 96 16 11/22/2020 BOD BOD + Hữu + Dinh dưỡng + O2 = Tế bào VSV + H2O + CO2 Tế bào VSV  Quá trình tạo CO2, CO32-, SO42-, PO43-, NO3 Tốc độ phân hủy chất hữu phụ thuộc vào nhiệt độ k = k20.(T – 20) • k20: số tốc độ phản ứng nhiệt độ chuẩn 20oC • k : số tốc độ nhiệt độ ToC • : hệ số nhiệt độ (thường lấy 1,047) Mẫu Nước cống Nước cống xử lý tốt Nước sông bị ô nhiễm  Giá trị BOD tăng theo thời gian phân tích  BODu giá trị BOD tối đa thời gian phân hủy đủ dài k20 0,35 – 0,70 0,10 – 0,25 0, 10 – 0,25 98 Nhu cầu oxy  Sử dụng K2Cr2O7 (oxy hóa mạnh hơn) thay KMnO4 MnO4- + 8H+ + 5e- ↔ Mn2+ + 4H2O Cr2O72- + 14H+ + 6e- ↔ 2Cr3+ + 7H2O  Không chuyển đổi trực tiếp COD sang chất hữu axit oxalic (C2H2O4) axit axetic (C2H4O2) phenol (C6H6O) Nước thải sinh hoạt Phần trăm lượng oxy suy giảm 60 – 80 70 – 95 95 – 99 100 97 COD Ví dụ: Thời gian Giá trị (ngày) BOD BOD0 BOD5 BOD7 20 BOD20 ∞ BODu 0,18 mg/mg 1,07 mg/mg 2,38 mg/mg 1,2 mg/mg  Một số ion gây ảnh hưởng tới kết phân tích COD: Cl-, S2-, NO2-, Fe2+…  BOD/COD > 0,5: Hàm lượng chất hữu dễ phân hủy cao, trình tự làm xảy mạnh.(thực phẩm, bia, sữa, bánh kẹo…)  BOD/COD < 0,5: Hàm lượng chất hữu dễ phân hủy thấp, trình tự làm xảy yếu (hóa chất, giấy, dệt nhuộm…)  BODu = 0,9ThOD  BOD5 = 0,77BODu  ThOD ≈ COD  BOD5/COD = 0,7 99 100 2.2.7 Các chất hóa học 2.2.7.1 Các chất vơ nước  Có nhiều phương pháp khác để phân loại thơng số hóa học thể cho nồng độ chất nước  Tất nguyên tố có bảng hệ thống tuần hồn tồn dạng đơn chất, hợp chất không chứa cacbon chúng (trừ cacbonic) ion nước tác nhân ô nhiễm sử dụng thơng số hóa học vơ đánh giá chất lượng nước Chất vô Thành phần chất Chất hữu Các thơng số hóa học a Các cation Thành phần ion Các anion Thành phần nguyên tố Nguyên tố phi kim Nguyên tố kim loại 101 b c Các ion liên quan đến áp suất thẩm thấu Các hợp chất vơ hịa tan N P Các kim loại kim loại quan trọng khác Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, SO42HCO3- NO3-, PO43-, NH4+ Si, Al, Fe, Cu, Mn,Zn, Cd, Pb, As, Hg Cr, Se… 102 17 11/22/2020 Canxi Magie a Các ion liên quan đến áp suất thẩm thấu Nước Natri kali  Là ion chiếm lượng lớn nước (trên 30% chất rắn hòa tan nước biển có lượng khơng cao nước ngọt)  Thiếu Na K làm thay đổi áp suất thẩm, khiến tế bào khả trao đổi chất Nước mặn 399  Na, K cao nước dẫn tới tượng nhược trương  K nước tối thích 1–10 mg/l khơng q 400 mg/l nước lợ 10770 Natri Kali 103  Mg chiếm 5% tổng muối tan  Ca chiếm 18% tổng muối nước biển 1,2% nước  Động vật cần Ca, thực vật cần Mg nhiều  Trong NTTS: Mg tối thích – 100, khơng q 1.500 mg/l; Ca tối thích – 100, không 500 mg/l  Ca, Mg liên quan đến độ cứng cacbonat nước Clorit (Cl- ) • Hịa tan khống từ mỏ muối • Trầm tích từ khí • Nước thải Nồng độ • Thường khơng q 10 ppm nước • 19 ppt nước biển Canxi Magie 100% 412 80% 15 60% 40% 1290 20% 0% Nước biển Nước sơng, hồ đầm 104 Sunphat (SO42-) • Điều hịa áp suất thẩm thấu tế bào • Tối thích 1-100 mg/l nước • Khơng q 20.000 mg/l nước lợ Nguồn Tác động • Hịa tan khống từ mỏ muối • Trầm tích từ khí • Nước thải Nguồn Nồng độ • 10 – 50 ppm nước • 1000 ppm vùng đất giàu S, đất phèn • Thấp 3000 ppm nước biển 105 • Tạo axit sunphuric gây ăn mịn đường ống • Tạo hợp chất sunphit chất độc Tác động 106 b Dinh dưỡng hịa tan Amoni (NH4+) Vịng tuần hồn Nitơ Các thành phần N vơ cơ:  Khí nitơ - N2  Amoni - NH4+  Nitrat - NO3 Nitrit - NO2- 107 NH4+ cần thiết cho phát triển thực vật NH4+ cao: bùng nổ thực vật, suy giảm oxy hịa tan, trầm tích hữu cơ, tăng amoniac Theo Boyd (1990) NH4+ thích hợp cho ao NTTS 0,2-2 mg/L  Amoni < 0,2 mg/l: thủy vực nghèo dinh dưỡng, nước trong, hoạt động sinh học, vịng tuần hồn vật chất khơng khép kín  Amoni > mg/l: nguy bùng nổ thực vật, đặc biệt thực vật nổi; tăng amoniac (đặc biệt pH cao) 108 18 11/22/2020 Nitrit (NO2-) Nitrat (NO3-)  Quá trình nitrit hóa: NH4+ + 3/2 O2 → NO2- + 2H+ + H2O (Nitrosomonas)  Bệnh trẻ xanh, bệnh máu nâu: Hb(Fe2+) → Met(Fe3+) (hemoglobin → methemoglobin)  Tác động Nitrit tới sinh vật phụ thuộc Ca Cl  Tỷ lệ Nitrit:clorit = 1:1 nồng độ methemoglobin máu động vật: 80% (tương ứng tỷ lệ 1:3 methemoglobin: 25%)  Độ độc Nitrit nước cao gấp 55 lần so với nước mặn 16‰ < 15% 15 - 30% 30 - 50% > 50%  Quá trình Nitrat hóa: NO2- + 1/2 O2 → NO3- + 24kcal (Nitrobacter, Nitrospina)  Từ nước mưa có sấm chớp (1 – 60 kg/ha/năm): N2 +2O2 → 2NO2 2NO2 + H2O → HNO2 + HNO3 Máu đỏ bình thường Máu màu nâu nhạt Máu màu chocolate Máu nâu sẫm NO3- cần thiết cho phát triển thực vật NO3- cao: bùng nổ thực vật, suy giảm oxy hịa tan, trầm tích hữu Theo Boyd (1990) NO3- thích hợp cho ao NTTS 0,1-10 mg/L  Đạm tồn dạng NO3- dễ dàng so với NH4+ rửa trơi, phản nitrat hóa 109 Photphat (PO43-) 2.2.7.2 Các hữu nước  Các dạng P vô nước     Orthophotphat Pyrophotphat Metaphotphat Polyphotphat a Chất hữu dễ phân hủy sinh học (nguồn gốc) P hòa tan P ngưng tụ P nước chủ yếu phân hủy tàn dư hữu P phân bón khó rửa trôi vào nước P bị thực vật hấp thụ nhanh TVlớn P dễ bị kết tủa nước (ví dụ CaCO3) P bị hấp phụ vật chất lơ lửng bùn đáy P-PO43- : 5-20 µg/l Hàm lượng P-PO43thích hợp cho NTTS: 5-200 µg/l 2.2.7.2 Các hữu nước Lipit Chất thải xác chết vi sinh vật, động vật thực vật tự nhiên Nguồn sinh hoạt Chất thải người, vật cảnh, thực phẩm thừa, chất thải vườn Nguồn nông nghiệp Chất thải, thức ăn thừa, bệnh phẩm xác chết vật ni, phân bón hữu Nguồn cơng nghiệp Chất thải công nghiệp chế biến nông sản, chế biến thực phẩm 112 2.2.7.2 Các hữu nước a Chất hữu dễ phân hủy sinh học Protein Nguồn tự nhiên P tổng số lần/năm) • Màu, mùi, vị, độ đục, pH • Clorua, Fe Mn • Coliform B (> lần/năm) C (> 0,5 lần/năm) • N, P, CN, COD, TDS • Na, K, Cd, Pb, As… • Phóng xạ • Cu, Zn, Se, Ni, Mo, Cr… • Hydrocacbon • Hợp chất clo, kim Tiến trình đầm lầy hóa (hàng thập kỷ) 128 127 5.2 Quy chuẩn chất lượng nước tự nhiên 5.3 Quy chuẩn chất lượng nước thải  Chất lượng nước mặt cho mục đích sử dụng khác nhau: QCVN 08: 2008/BTNMT  Chất lượng nước ngầm cho mục đích khác nhau: QCVN 09: 2008/BTNMT  Chất lượng nước biển ven bờ cho mục đích khác nhau: QCVN 10: 2008/BTNMT  Chất lượng nước mặt bảo vệ đời sống thủy sinh: QCVN 38: 2011/BTNMT  Chất lượng nước mặt phục vụ tưới tiêu: QCVN 39: 2011/BTNMT  Chất lượng nước thải công nghiệp chế biến cao su: QCVN 01: 2008/BTNMT  Chất lượng nước thải công nghiệp giấy: QCVN 12: 2008/BTNMT  Chất lượng nước thải công nghiệp dệt may: QCVN 13: 2008/BTNMT  Chất lượng nước thải sinh hoạt: QCVN 14: 2008/BTNMT  Chất lượng nước thải bãi chôn lấp chất thải rắn: QCVN 25: 2009/BTNMT  Chất lượng nước thải y tế: QCVN 28: 2010/BTNMT  Chất lượng nước thải kho xăng dầu: QCVN 29: 2010/BTNMT  Chất lượng nước thải cơng nghiệp dầu khí biển: QCVN 35: 2010/BTNMT  Chất lượng nước thải công nghiệp: QCVN 40: 2011/BTNMT 129 130 Đặc điểm tự nhiên đất Đất = f (P, O, C, R, T, H)  Tính chất vật lý đất  Tính chất hoá học đất  Sinh vật đất Chương Ô nhiễm đất Đá mẹ (P) Con người (H) Sinh vật (O) Đất Thời gian (T) Khí hậu (C) Địa hình (R) 131 132 22 11/22/2020 Thơng số đánh giá chất lượng đất Thông số vật lý Thông số hố học Thơng số sinh học • • • • Dung trọng, tỷ trọng Độ xốp, độ ẩm… Độ dẫn điện Thành phần giới… • • • • Dinh dưỡng đất… Hoá chất bảo vệ thực vật Kim loại nặng Hợp chất - kim • • • • Tổng vi khuẩn Tổng nấm Tổng xạ khuẩn Tổng tuyến trùng gây bệnh… Thuốc bảo vệ thực vật Thuốc BVTV đa phần hợp chất hữu Về mặt bảo vệ thực vật có số phương pháp phân loại sau: Phân loại theo đối tượng tác động Thuốc trừ sâu Thuốc trừ bệnh Thuốc trừ cỏ Thuốc trừ tuyến trùng Thuốc trừ ốc, giáp xác Phân loại theo đường tác động Thuốc vị độc Thuốc xông Thuốc tiếp xúc Thuốc điều hòa sinh trưởng Phân loại theo chất hóa học Clo hữu Photpho hữu Cacbamat Phenoxyaxetic Pyrethroid 134 133 Lân hữu (OP) Cacbamat (CB)  Trên 95% sản phẩm lân hữu dùng cho nơng nghiệp diệt muỗi  CB có khoảng 50 hoạt chất, loại sử dụng BVTV: • BVTV: azinphos-methyl, chlopyrifos, fonophos, malathion, methyl parathion, prathion, phorate, phosalone, vafterbufos • Diệt muỗi: fethion, malathion, naled, temephos  Tác động vào hệ thống thần kinh cách ngăn cản hoạt động enzym: chlolinesterase (ChE) • Đa số OPs độc trung bình (LD50 = 50 – 500 mg/kg) • 10 loại có độ độc cao với chim thú (LD50 < 50 mg/kg) ví dụ: dimethoate, monocrotophos, parathion, TEPP • Duy malathion (LD50 > 500 mg/kg)  Ít tích luỹ sinh học • Carbaryl, carbofuran, methomyl (90%) • Formetanate, methiocarb, oxmyl, alicarb, propoxur  CB gây độc tức hạn chế hoạt động ChE • Carbaryl có độ độc thấp: LD50 850 – 2500 mg/kg chuột • Cịn lại: LD50 chim thú thường < 20 mg/kg  Thời gian lưu CB ngắn OPs phát tán nhanh  Ít tích luỹ sinh học 135 Clo hữu  DDT dẫn suất (10) bao gồm: DDD, chlorfenethol (DMC), chlorobenzilate, chloroproylate, DFDT, ethylan, methoxychlor  Dioxin dẫn suất bao gồm  Cyclodienes chất liên quan bao gồm lindan, aldrin, isodrin, dieldrin, endrin, telodrin, heptachlor, isobenzam, chlordane, endosulfan  Chlordecone dẫn suất bao gồm kepone (chlordecone), mirex  Toxaphene hỗn hợp chất hóa học gồm nhiều thành phần Clo hữu DDT (Diclo Diphenyl Tricloroetan)  Ra đời năm 1938, trao giải Nobel hóa học năm 1948  Bền vững mặt hóa học, phân hủy sinh học chậm  Nguy gây ung thư, quái thai 138 23 11/22/2020 Clo hữu Kim loại nặng Hợp chất clo hóa Dioxin Furan  Dioxin Furan sinh trình cháy nhiệt độ thấp (< 1000 oC), chất ô nhiễm khơng khí quan trọng  Trong q trình clo hóa Dioxin Furan sản sinh nhóm: polychlorinated dibenzo-p-dioxyns (PCDDs) polychlorinated dibenzofurans (PCDFs)  Chất độc màu da cam (1,4 D; 1,4,5 T) 139 140 Hợp chất kim  Hợp chất hữu kim loại gây độc cấp tính mãn tính, đặc biệt kim loại nặng  Hợp chất kim thường độc so với kim loại chất hữu cấu thành  Khả tích lũy khuếch đại sinh học cao 141 24 ... hoạt hoạt động khác (Luật bảo vệ môi trường, 2005 Điều 3.10)  Chất gây ô nhiễm chất yếu tố vật lý xuất mơi trường làm cho môi trường bị ô nhiễm (Luật bảo vệ môi trường, 2005 Điều 3.9)  Chất độc... mơi trường 2.2 Ơ nhiễm mơi trường Mơi trường nơi chứa đựng, đồng hóa phế thải  Theo Luật bảo vệ mơi trường, 2005: Ơ nhiễm môi trường biến đổi thành phần không phù hợp với tiêu chuẩn môi trường, ... biến động môi trường chịu tác động  Thông số môi trường (environmental parameters) Là đại lượng vật lý, hóa học, sinh học cụ thể đặc trưng cho mơi trường có khả phản ánh tính chất môi trường trạng