Hình 4. 9: Dùng hóa chất khử khuẩn nguồn nƣớc ở vùng lũ.
Chloramine là hợp chất hóa học hữu cơ có chứa ion Clo dương gọi là Clo hoạt động. Clo hoạt động có tác dụng khử trùng, diệt vi khuẩn trong nước, ở một nồng độ nhất định. Chỉ Clo dương có tác dụng diệt khuẩn nên thông thường người ta quy một hợp chất có chứa Clo dùng để tiệt trùng ra lượng Clo dương hay còn gọi là Clo hoạt động. Chẳng hạn, mỗi kilôgam Chloramine B dùng để làm sạch nước hiện nay chứa 250 đến 290 gram Clo dương hay Clo hoạt động.
2 2
Loại hóa chất đang được sử dụng rộng rãi nhất ở Việt Nam hiện nay là Chloramine B và chloramine T. Đây là những hóa chất mà Bộ Y tế cấp cho các địa phương để xử lý nước cho nhân dân trong và sau bão lụt. Chloramine B hoặc chloramine T được sử dụng dưới hai dạng: viên 0,25g và bột. Hàm lượng clo hoạt tính của loại bột thông thường là 25%, mỗi viên có thể dùng cho 25 lít nước.
Hình 4. 10: Bể tiếp xúc Chloramine nhìn từ trên xuống.
(Ảnh: thucphamvadoisong.vn)
Những mặt trái khi sử dụng Clo để diệt khuẩn[43], [56]
Ngay với cả Clo dương hay Clo hoạt động, hàm lượng Clo cho vào nước cần làm sạch phải vừa đủ mới có tác dụng diệt khuẩn. Sau khi diệt khuẩn khoảng nửa tiếng, lượng Clo dư còn lại chừng 1-2 g/m3 nước là đạt yêu cầu.
Nếu lượng Clo hoạt động ít hơn hoặc nhiều hơn giới hạn trên, Clo hoạt động hoặc sẽ không có tác dụng hoặc gây nguy hiểm với sức khỏe người dùng.
PGS.TS Lê Văn Cát, người vừa tham gia giảng dạy kỹ thuật làm sạch nước cho hơn 50 tỉnh thành từ đầu năm 2007, nhấn mạnh hàm lượng Clo dư cao cực kỳ nguy hại đối với sức khỏe. “Dùng nước sau khi làm sạch có hàm lượng Clo dư lớn có nguy cơ mắc nhiều bệnh hiểm nghèo, nhất là ung thư”.
Các nhà khoa học thuộc Đại học Boston (Mỹ) vừa yêu cầu chính phủ xem xét để loại bỏ clo (đang được dùng rộng rãi trong sản xuất nước và thực phẩm giải khát) khỏi danh mục chất khử trùng. Họ cho biết, phụ nữ uống nước chứa chất này dễ bị sẩy thai và nếu sinh con thì tỷ lệ dị tật ở trẻ sơ sinh là rất lớn.
Ở những phụ nữ sống tại khu vực nông nghiệp có sử dụng clo trong sản xuất và nước sinh hoạt, nguy cơ trên cao gấp đôi so với phụ nữ sống ở thành thị. Đó là do clo có thể kết hợp với các thành phần khác, tạo nên một liên kết hữu cơ hết sức độc hại là chloroform. [56]
4.3. Bài 24: Sơ lƣợc về hợp chất có oxi của Clo
Phần I - Nƣớc Javen[52]
Để mở rộng hiểu biết của học sinh về công nghệ sản xuất nước Javen, giáo viên có thể cung cấp tư liệu về một thiết bị mới được phát minh bởi chính các nhà khoa học Việt Nam:
Chỉ cần cho muối ăn vào một thiết bị to cỡ chiếc tủ lạnh, nó sẽ cho ra dung dịch Javel 0,8% để khử trùng nước. Đây là một thiết bị do Trung tâm Phát triển Công nghệ cao thuộc Viện Công nghệ Môi trường (Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) nghiên cứu và chế tạo. Thiết bị này nhỏ gọn như một chiếc tủ lạnh và được đặt tên là WATERCHLO.
Hình 4. 11: Thiết bị WATERCHLO chỉ to bằng chiếc tủ lạnh (Ảnh: vietnamnet.vn)
Công dụng của nó là điều chế dung dịch Natri hipoclorit (nước Javen) từ muối và nước biển dùng để khử trùng nước sinh hoạt. Đây hầu như là một thiết bị tự động. Người vận hành chỉ bật công tắc, xoay các nút điều khiển và cân muối đổ vào. Chỉ cần 4-5 kg muối ăn, thiết bị có thể cho ra dung dịch Javel 0,8%. Mức tiêu thụ điện năng chỉ từ 6-8 Kw/giờ.
Tính ra, để sản xuất 1kg clo bằng thiết bị WATERCHLO, chi phí (đã tính cả nhân công, khấu hao thiết bị) chỉ khoảng 25.000-30.000 đồng đủ khử trùng cho 1.000 m3 nước.
Dung dịch Javel 0,8% có tính bền và không có mùi khó chịu. Trong khi đó, dung dịch Javel hàm lượng 12 – 15% sản xuất từ các nhà máy hóa chất thường bị phân hủy nhanh theo thời gian và có mùi hắc, khó chịu.
Nguyên lý hoạt động của thiết bị WATERCHLO: với sự tác động của dòng điện một chiều, dung dịch muối bị điện phân. Quá trình này tạo ra khí Clo (Cl2) ở trên điện cực dương (anot) trong khi xút (NaOH) và khí Hydro (H2) được tạo ra ở trên điện cực âm (catot). Tiếp đó Clo kết hợp với xút tạo thành Natri Hypochlorit.
Hình 4. 12: Nguyên lí hoạt động của WATERCHLO
4.4. Bài 25: Flo – Brom – Iot
Phần I – Flo[33]
Để học sinh hiểu rõ hơn về ứng dụng của các dẫn xuất hidrocacbon chứa flo cũng như mặt trái của chúng đối với môi trường, giáo viên có thể cung cấp những tư liệu và hình ảnh sau
Teflon –(CF2-CF2)-n : Teflon là tên thương hiệu của chất hóa học polytetrafluoroethylene (PTFE) do nhà khoa học Roy Plunkett (1910 - 1994) khám phá vào năm 1938. Đặc tính độc đáo của PTFE là hệ số ma sát thấp nhất đối với tất cả các kim loại hiện diện trên Trái đất. Do đó nó có thể được dùng như một lớp áo tráng bên trong nồi, chảo.... Vì hệ số cọ sát thấp, PTFE còn được dùng trong kỹ nghệ không gian và trong kỹ nghệ tinh luyện uranium, áo giáp chống đạn, vật cách điện v.v...
Áo giáp chống đạn Chảo không dính
Hình 4. 13: Ứng dụng của Tefon
Nếu các chảo không dính được đun ở nhiệt độ cao, khí độc có thể bốc lên tùy theo nhiệt độ đang đun. Khí này là một vũ khí có thể giết chết chim chóc và ảnh hưởng lên con người qua cảm giác như bị cúm, làm cơ thể bị nóng sốt trong vòng một tuần lễ tùy theo cung cách và cường độ bị tiếp nhiễm. Việc tiếp nhiễm có thể xảy ra khi chảo Teflon vẫn còn trên bếp nóng ở trong một gian nhà bếp nhỏ, không thoáng khí và không có máy hút khói. Trong trường hợp hệ trọng, nghĩa là lớp Teflon bị nung nóng quá độ, Teflon sẽ bị phân hủy và khí thoát ra có thể gây tử vong cho người. Teflon bắt đầu bị phân hủy từng phần ở khoảng 260o
C và bị phân hủy hoàn toàn ở nhiệt độ 350oC. Khi đó, chảo chống dính phát thải ít nhất 6 loại khí độc, trong đó có hai khí gây ung thư, hai chất gây ô nhiễm toàn cầu và MFA - một chất gây chết người với liều lượng thấp. Khi chảo chống dính đạt 537o
C, lớp Teflon phân rã thành chất độc hoá học PFIB, tương tự khí độc thần kinh phosgene trong chiến tranh thế giới lần thứ hai.
Để có thể có một khái niệm để so sánh, dầu mỡ hay bơ bắt đầu chảy và sôi cùng ra khói vào khoảng 200oC, còn thịt bị cháy khi được nun nóng đến khoảng 200 – 230oC. Chúng ta cũng cần nên nhớ rằng khi đạt đến các nhiệt độ kể trên thì nhiệt độ của đáy chảo sẽ cao hơn khoảng 30oC, nghĩa là lớp Teflon có thể đã bắt đầu phân hủy rồi.
Hình 4. 14: Chảo có tráng Teflon có thể sinh ra khí độc khi đun nấu ở nhiệt độ cao (Ảnh: naungon.com) (Ảnh: naungon.com)
Hiện nay, các nhà khoa học khuyến cáo khi nấu nướng bằng xoong, chảo chống dính không nên để nhiệt độ quá cao, không nên để nồi chảo không trên bếp nóng mà luôn phải có thức ăn trên đó. Cần ngưng sử dụng với những xoong chảo chống dính đã bị bong tróc lớp chống dính vì những hạt vụn của lớp chống dính bị bong ra có thể trộn lẫn vào thức ăn và đi vào cơ thể người.
Freon (CFC) : CF2Cl2 , CFCl3…là các chất khí rất bền, không cháy, không ăn mòn kim loại, có tính độc thấp, không có mùi, dễ bay hơi do nhiệt độ sôi thấp (-30o
C). CFC được xác định là thủ phạm chính gây thủng tầng ozon. Toàn bộ các khí CFC đều được sản xuất nhân tạo, chúng không có trong tự nhiên trước khi được con người tổng hợp ra. Các CFC được dùng trong các máy điều hòa nhiệt độ, các máy làm lạnh trước thập kỷ 1980, trong các quy trình làm sạch các thiết bị điện tử dễ hỏng và là sản phẩm phụ của một số quá trình hóa học. Khi các khí này đi vào tầng bình lưu, chúng bị phân tách ra bởi các tia cực tím, tạo thành các nguyên tử clo. Các nguyên tử clo phản ứng như một chất xúc tác, có thể phá hủy hàng ngàn phân tử ozon trước khi được mang ra
4.5. Bài 29: Oxi – Ozon
4.5.1. OXI
Phần II – Trạng thái tự nhiên
Oxi trong không khí là sản phẩm của quá trình quang hợp. Từ đó, giáo viên giải thích cho học sinh biết vì sao các khu rừng thường được gọi là “lá phổi xanh”. Do đó, chúng ta cần phải tích cực trồng cây và bảo vệ rừng để bầu không khí xung quanh được trong lành hơn.
Hình 4. 15: Sau 2 năm, "Vì một Việt Nam xanh" đã trồng mới được 80ha rừng phòng hộ. Phần III - Tính chất hóa học
Để nhấn mạnh ảnh hưởng của các khí sinh ra do phản ứng của Oxi với các phi kim khác đối với môi trường, giáo viên có thể cung cấp cho học sinh các tư liệu và hình ảnh sau:
Phản ứng: 2 to 2
C O CO
CO2 là nguyên nhân chính gây hiệu ứng nhà kính, làm cho nhiệt độ Trái đất nóng lên. ( Xem thêm 3.1 Hiệu ứng nhà kính)
Phản ứng : H2 + O2 2H2O
4.5.2. OZON
4.5.2.1. Phần II: Ozon trong tự nhiên[4], [27]
Ozon ở tầng bình lưu: (Xem 3.3: Sự suy giảm tầng ozon)
Ozon ở gần mặt đất: Tuy ở tầng bình lưu, ozon là một chất khí có lợi, nhưng ở dưới mặt đất nếu nồng độ ozon quá cao sẽ gây ô nhiễm không khí, có hại cho sức khỏe con người và sinh vật.
Nồng độ ozon giới hạn đối với con người là không quá 0,2 ppm, đối với thực vật là không quá 0,05 ppm.
Việc phơi nhiễm ozon không chỉ gây tổn thương phổi mà còn làm giảm số lượng tế bào miễn dịch quan trọng, khiến cơ thể dễ bị tấn công bởi các chất độc có trong không khí bị ô nhiễm, nhất là ở các khu đô thị.
Hình 4. 16: Một khu vực đô thị bị ô nhiễm bởi ozon (Ảnh: Letsgetitright.org)
Mặc dù từ lâu các nhà khoa học đã biết việc phơi nhiễm ozon, một thành phần chính trong ô nhiễm không khí đô thị, có khả năng làm tăng nguy cơ mắc bệnh tim mạch, hô hấp và tử vong, nhưng cơ chế gây bệnh thực sự của ozone vẫn chưa được biết rõ. Khi lượng ozon trong không khí tăng, dù chỉ trong thời gian ngắn, số ca mắc bệnh đường hô hấp và tử vong hằng ngày cũng tăng theo. Ozon còn bị xem là chất gây ung thư cho một số động vật, cũng như là tác nhân gây đột biến ở một số vi khuẩn.
Ngoài ra, các nhà nghiên cứu khẳng định trên tạp chí Nature rằng, hàm lượng ozon cao sẽ gây tác động rõ rệt đối với sự phát triển của cây trồng, hạn chế khả năng hấp thu Cacbonic (CO2) của chúng trong khí quyển.
Hình 4. 17: Những thiệt hại do khí ozon gây ra ở lá cây (Ảnh: omafra.gov.on.ca)
Ozon không phải do con người trực tiếp tạo ra mà được hình thành từ tác động của các tia bức xạ mặt trời và các chất gây ô nhiễm khác như Nito đioxit thải ra từ khói xe và các thành phần hữu cơ bay hơi. Nó cũng là một trong các khí gây hiệu ứng nhà kính, góp phần làm nhiệt độ Trái đất nóng lên. Vì thế cần có chính sách giúp giảm lượng khí ozon ở gần mặt đất.
4.5.2.2. Phần III: Ứng dụng[25], [27], [31], [53]
Dựa vào đặc tính kém bền và tính oxy hoá mạnh, ozon có thể tiêu diệt các mầm bệnh như virut, vi khuẩn, nấm, ký sinh trùng trong nước. Do đó nó được ứng dụng để diệt khuẩn, làm trong sạch nước và không khí.
Tư liệu thực tế:
a/ Sử dụng máy ozon trong nuôi trồng thuỷ sản (khử trùng thức ăn, xử lí nước…)
Hình 4. 18: Máy ozon làm sạch không khí và nƣớc
Máy ozon đã giúp diệt hầu hết các loại vi khuẩn, mùi hôi, tanh, phân giải các loại thuốc phòng bệnh, đẩy nhanh quá trình oxi hoá giúp môi trường nước không còn ô nhiễm; đồng thời làm tăng các loại vi khuẩn hữu ích trong đường ruột, tăng hiệu suất sử dụng thức ăn, giúp cá nhanh lớn, cá sạch bệnh, đủ tiêu chuẩn xuất khẩu.
Mô hình đã được Chi Cục Thuỷ sản Vĩnh Phúc nghiên cứu và ứng dụng thành công từ năm 2009: năng suất cá đạt 10 tấn/ha, tăng 4 tấn so với ao đối chứng, đạt giá trị sản xuất từ 100-120 triệu đồng/ha, tăng 30-40%.
b/ Tiệt trùng các dụng cụ y tế
Các nhà khoa học thuộc phòng Vật lý điện tử - Viện Vật lý (Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam) đã nghiên cứu, chế tạo được một số loại máy sinh khí ozon ứng dụng trong khử khuẩn không khí phòng bệnh, khử khuẩn nước rửa tay cho phẫu thuật viên và một số thiết bị dùng cho khử khuẩn dụng cụ y tế dùng khí ozon.
Phương pháp khử khuẩn dựa trên công nghệ ozon là một phương pháp mới ở Việt Nam. Qua các nghiên cứu, thử nghiệm cũng như thực tế sử dụng cho thấy phương pháp này có nhiều ưu điểm. TS. BS Công Quyết Thắng – Chủ nhiệm khoa Gây mê hồi sức, Bệnh viện Hữu Nghị cho biết sử dụng công nghệ ozon đã tăng hiệu suất khử khuẩn, thời gian khử khuẩn ngắn, diệt được nhiều loại vi khuẩn, vi rút, ít gây ảnh hưởng tới người sử dụng và không gây ô nhiễm môi trường.
Hình 4. 20: Khử trùng ở bệnh viện bằng ozon
Theo Th.S Nguyễn Thị Khánh Vân - phòng Vật lý Điện tử, Viện Vật lý thì sử dụng công nghệ ozon giảm chi phí rất lớn vì chi phí cho vật tư tiêu hao hầu như không có do sử dụng nguồn nguyên liệu là oxi nguyên chất hoặc oxi có sẵn trong không khí và dùng điện để chuyển hóa oxi thành ozon.
c/ Bóng đèn ozon
Bóng đèn ozon có tác dụng làm sạch không khí, diệt khuẩn, khử mùi, khử khói và dễ dàng loại bỏ các chất lạ trong không khí... Với các tác dụng này, bóng đèn ôzôn có thể sử dụng trong các bệnh viện, khách sạn, nhà hàng, nhà máy chế biến thực phẩm.
Khác biệt lớn nhất với các loại bóng đèn compact thông thường là bóng ozon có thêm một ống dẫn các nguyên tử oxi và phân tử ozon, Cạnh đui bóng có 4 khe hở với chức năng hút mùi, khói,… Nồng độ ozon mà bóng đèn tạo ra luôn nhỏ hơn 0,1 ppm (phần triệu đơn vị), đạt tiêu chuẩn quốc tế.
Hình 4. 21: Bóng đèn ôzôn làm sạch khói thuốc lá bên cạnh một bóng đèn thƣờng bị khói thuốc lá làm mù mịt. (Ảnh: vietbao.vn)
d/ Dùng ozon diệt khuẩn trên thực phẩm
Trên thị trường có nhiều sản phẩm máy tạo khí ozon không chỉ có khả năng khử các chất hóa học còn tồn đọng trên rau, củ, quả hay các loại thuốc tăng trưởng trên thực phẩm thịt cá mà còn diệt vi khuẩn gây bệnh.
Hình 4. 22: Máy ozon khử trùng thực phẩm
Máy Ozon sẽ giúp bảo quản thực phẩm tươi ngon lâu hơn, giúp tồn trữ thức ăn lâu hơn.
4.6. Bài 30: Lƣu huỳnh
4.6.1. Phần IV- Ứng dụng của lƣu huỳnh[34], [56]
Để mở rộng kiến thức của học sinh về ứng dụng của lưu huỳnh, giáo viên có thể giới thiệu về khí mù tạt lưu huỳnh theo các tư liệu sau:
Chất mù tạt lưu huỳnh cũng còn được gọi là “khí mù tạt” hay “chất mù tạt”, hoặc gọi theo qui ước của quân đội là H, HD, và HT, được sử dụng làm vũ khí hóa học trong chiến tranh.
Tên IUPAC: bis(2-chloroethyl) sulfide Công thức cấu tạo của chất mù tạc lưu huỳnh
Đôi khi chất mù tạt có mùi giống như tỏi, hành hoặc mù tạt hoặc đôi khi không có mùi vị gì. Chất này có thể ở dạng hơi, chất lỏng dạng dầu hoặc chất rắn. Chất mù tạt
lưu huỳnh có thể có màu trong suốt, vàng hoặc nâu khi ở dạng lỏng hoặc rắn. Mù tạt lưu huỳnh không xuất hiện trong môi trường tự nhiên.
Chất này có thể ảnh hưởng lâu dài đối với sức khỏe như thế nào?