IV. GIỚI THIỆU MỘT SỐ TIÊU CHUẨN, QUY CHUẨN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔ
c. Hydro sunphit (H2S)
Khí H2S tích tụ dưới nền đáy các thủy vực chủ yếu là do quá trình (i) phân hủy các hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh hay (ii) quá trình phản sulfate hóa với sự tham gia của các vi khuẩn yếm khí. Trường hợp thứ nhất thường hay gặp ở hầu hết các thủy vực, trường hợp thứ hai thường gặp ở thủy vực nước lợ, mặn như biển và đại dương, nơi có nhiều ion SO42- trong nước. H2S được hình thành trong điều kiện nhiệt độ cao và trong thủy vực có nhiều hợp chất hữu cơ chứa lưu huỳnh. H2S có mùi đặc trưng đó là mùi trứng thối.
Q trình phản sulfate hóa xảy ra theo phản ứng sau: SO42- + H+ → S2- + 4H2O
Sản phảm của q trình phản sulfate hóa sẽ chuyển hóa tạo thành HS- và H2S theo các phản ứng sau:
H2S ⇔ H+ + HS- HS- ⇔ H+ + S2-
Hằng số cân bằng của các phản ứng trên là: -[H+][HS-] = K1 = 10-7,01 [H2S] -[H+][S2-] = K2 = 10-13,89 [HS-]
Bài giảng: Ơ nhiễm mơi trường, 2012Bộ mơn: Cơng nghệ môi trường
độc đối với cá nhưng phân ly thành các ion (HS-, S2-) thì chúng khơng độc, do đó tỉ lệ giữa dạng ion và dạng tự do được chú ý trong ni trồng thủy sản. Chúng ta có thể tính được tỉ lệ của dạng tự do ở giá trị pH bất kỳ. Thí dụ, tỉ lệ HS-:H2S ở pH = 5 ([H+]=10-5) được tính như sau: cứ 1 mole H2S thì tồn tại 0,0098 mole HS- và tỉ lệ của H2S trên tổng sunphit là 99,03%.
Khi pH tăng, tỉ lệ H2S/Tổng sunphit giảm, thí dụ khi pH bằng 6 thì tỉ lệ này bằng 91,1 và ở pH bằng 7 thì tỉ lệ này là 50,6%. Tỉ lệ của H2S/Tổng sunphit còn bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, khi nhiệt độ tăng thì tỉ lệ này giảm. Chúng ta có thể tính được hàm lượng H2S ở điều kiện nhiệt độ và pH xác định dựa vào bảng số sau:
Bảng 2.16. Tỷ lệ phần trăm (%) của H2S/tổng sunphit theo pH và nhiệt độ
Nhiệt độ pH 16 18 20 22 24 26 28 30 32 5,0 99,3 99,2 99,2 99,1 99,1 99,0 98,9 98,9 98,9 5,5 97,7 97,6 97,4 97,3 97,1 96,9 96,7 96,5 96,3 6,0 93,2 92,8 92,3 92,0 91,4 90,8 90,3 89,7 89,1 6,5 81,2 80,2 79,2 78,1 77,0 75,7 74,6 73,4 72,1 7,0 57,7 56,2 54,6 53,0 51,4 49,7 48,2 46,6 45,0 7,5 30,1 28,9 27,5 26,3 25,0 23,8 22,7 21,6 20,6 8,0 12,0 11,4 10,7 10,1 9,6 9,0 8,5 8,0 7,5 8,5 4,1 3,9 3,7 3,4 3,2 3,0 2,9 2,7 2,5 9,0 1,3 1,3 1,2 1,1 1,0 1,0 0,9 0,9 0,8
H2S là một chất khí cực độc đối với thủy sinh vật, tác dụng độc của nó là liên kết với sắt trong thành phần của hemoglobine, khơng có sắt thì hemoglobine khơng có khả năng vận chuyển oxy cung cấp cho các tế bào, thủy sinh vật sẽ chết vì thiếu oxy. Độ độc của H2S đối với cá phụ thuộc vào nhiều yếu tố như pH, nhiệt độ của nước. Theo Bonn và Follis (1957) (trích dẫn bởi Boyd, 1990) thì ở nhiệt độ 25-30oC, pH nước bằng 6,8 thì nồng độ H2S gây chết 50% cá sau 3 giờ thí nghiệm (LC50-3 giờ) là 0,8 mg/l. Cịn pH bằng 7 thì LC50-3 giờ của khí H2S đối với cá Nheo bột Mỹ là 1mg/l, 1,3 mg/l đối với cá tiền trưởng thành và 1,4 mg/l đối với cá trưởng thành. Ở những nồng độ thấp hơn, khí H2S không gây độc hại trực tiếp nhiều đối với cá mà làm tiêu hao nhiều oxy của môi trường (để oxy hóa hồn tồn 1mg khí H2S thành SO42- phải tiêu tốn đến 1,3 mg oxy của môi trường.
Trong mùa hè, khí H2S thường được hình thành nhiều ở nến đáy thủy vực, hạn chế sự phát triển của nhiều loại động vật đáy, hạn chế thức ăn tự nhiên của một số lồi cá, năng suất cá ni bị giảm. Vào mùa đơng, sự tích lũy khí H2S ở đáy ao nhiều bùn gây nên hiện tượng thiếu oxy có thể dẫn đến cá chết, nhất là các ao nước tù.
Bài giảng: Ơ nhiễm mơi trường, 2012Bộ môn: Công nghệ môi trường