+ Nguồn nước thải sinh hoạt
Các nguồn phospho đưa vào môi trường chủ yếu do hoạt động nhân tạo của con người gây ra, trong đó nước thải sinh hoạt, nước thải từ khu dân cư hay nước thải vệ sinh. Đặc điểm cơ bản của nước thải sinh hoạt là trong đó có hàm lượng cao của chất hữu cơ không bền vững, chất dinh dưỡng ( phospho, nitơ ) . . . Tổng phospho trung bình do một người hàng ngày đưa vào môi trường là khoảng 0,8
4 (g)/người/ngày, trong đó phospho vô cơ bằng 0,7 tổng (P) và phospho hữu cơ bằng 0,3 tổng (P).
Phospho trong nước thải sinh hoạt chủ yếu có từ nguồn gốc: phân người, nước tiểu, đồ thải thức ăn, chất tẩy rửa tổng hợp, chất chống ăn mòn từ các ống dẫn nước. Lượng phospho có nguồn gốc từ phân được ước tính là 0,2 – 1 kg
Động,thực vật Động,thực vật
Sinh vật chết
Phosphat
trong đất (P) trong đáy
đại dương (P) hữu cơ,vô cơ hòa tan và lơ lững
trên lớp mặt
Trầm tích
Hình 2: Chu trình phospho trong tự nhiên
P/người/năm hoặc trung bình là 0,6 kg. Lượng phospho từ nguồn chất tẩy rửa tổng hợp được ước tính là 0,3 kg/người/năm. Sau khi hạn chế hoặc cấm sử dụng phospho trong thành phần chất tẩy rửa, lượng phospho trên giảm xuống còn khoảng 0,1 kg/người/năm.
Thức ăn thừa: sữa, thịt, cá hoặc dụng cụ nấu ăn, đựng các loại trên khi vào nước cũng thải ra một lượng phospho đáng kể.
+ Nguồn nước thải công nghiệp
Ô nhiễm do hợp chất phospho từ sản suất công nghiệp liên quan chủ yếu tới chế biến thực phẩm, sản xuất phân bón hay trong một số ngành nghề đặc biệt như chế biến mủ cao su, chế biến tơ tằm, thuộc da, chế biến sữa, sản xuất bơ, pho mát, chế biến nấm.
Các chất hoạt động bề mặt dùng làm chất tẩy rửa khi tiếp xúc với các chất gây cứng của nước (Ca2+, Mg2+) thì khả năng làm sạch của nó sẽ giảm đi. Các muối canxi tan làm mất khả năng tạo bọt của xà phòng, ta sẽ thấy có cặn vón xám nhạt trên mặt nước. Đó là kết tủa khó tan do anion xà phòng và ion canxi tạo ra, các ion magie cũng tạo được kết tủa với xà phòng.
Nước “cứng“ là nước có chứa các ion canxi và magie thường ở dạng hydrocacbonat. Vì vậy khi xà phòng natri stearat gặp nước cứng thì sẽ có canxi stearat và magie stearat kết tủa. Do vậy các anion xà phòng bị loại khỏi dung dịch và không tham gia tẩy sạch nữa.
2C17H35COO-Na+ + Ca2+ Ca(C17H35CO2)2(r) + 2Na+ (13) Các “thể sáp“ không hòa tan này thường tạo ra những cặn bẩn bám lên vải và trong máy giặt.
Trong bột giặt có khoảng 20% là chất hoạt động bề mặt, còn lại là chất phụ gia có thể là các chất silicat và phosphat, làm cho nước có môi trường bazơ yếu.
Để loại trừ tính chất axit của bụi bẩn và dầu mỡ trong quần áo. Với phosphate như natri triphosphate ( Na5P3O10 ) sẽ tạo được phức với ion Ca2+ và Mg2+ như :
2P3O105- (aq) + 5Ca2+ (aq) Ca5(P3O10)2 (aq) (14)
Polyphosphat bị phân hủy nhanh nhờ quá trình thủy phân sau :
P3O105- + 2H2O = 2HPO42- + H2PO4- (15) Vì phosphat thường gây ô nhiễm nguồn nước nên người ta đã thử thay thế pentanatri tripolyphosphat bằng NTA (natritriaxetic) N(CH3COONa)3 nhưng đã đình chỉ sử dụng do bị nghi là chất sinh quái thai.
Một số ngành công nghiệp như: công nghiệp sản xuất phân lân, công nghiệp thực phẩm trong nước đều có chứa phosphat.
Ví dụ: Tại nước thải công nghiệp rượu bia, nồng độ N và P có thể đến 150 -200 mg/l và 15 - 30 mg/l.
+ Nguồn thải từ nông nghiệp, chăn nuôi
Phân bón sử dụng trong nông nghiệp là một trong những nguyên nhân chính gây ô nhiễm nguồn nước. Tại vùng nông thôn nồng độ (P) ở các con sông cao trong thời điểm sử dụng phân nhiều, đặc biệt khi có mưa rửa trôi. Ngoài ra còn có một số chất như : Sắt phosphat từ các lớp cặn lắng có thể bị hòa tan trở lại trong khi các nguồn nước có chứa nhiều chất dinh dưỡng và chất ô nhiễm có thể tồn tại các điều kiện khử hoặc giá trị pH thấp, quá trình sảy ra theo phương trình sau:
Fe(PO4)r + H+ + e- ⇔ Fe2+(nước) + HPO42-(nước) (16)
Chất khử có thể là H2S hoặc các hợp chất hữu cơ trong nước.
Nồng độ hợp chất nitơ và phospho tăng đần theo thời gian lưu giữ nước thải do lượng chất hữu cơ có khả năng sinh hủy rất lớn (BOD:2300 – 49000
mg/l),trong thời gian lưu giữ chúng bị phân hủy yếm khí tạo ra khí metan và cacbonic.
Bảng 9: Thành phần chính trong phân tươi của một số loài nuôi
Phân loài nuôi Độ ẩm (%) N (%) P2O2 (%) K2O (%)
Bò thịt 85 0.5 0.2 0.5
Bò sữa 85 0.7 0.5 0.5
Gia cầm 72 1.2 1.3 0.6
Lợn 82 0.5 0.3 0.4
Dê, cừu 77 1.4 0.5 0.2