B ảng 3.1 Thành phần một số ion hòa tan trong nước tự nhiên
3.2.2.Thành phần sinh học của nước
Thành phần và mật độ các loài cơ thể sống trong nước phụ thuộc chặt chẽ
hình. Sau đây là một số loại sinh vật có ý nghĩa trong các quá trình hóa học và sinh học trong nước
*Vi khuẩn (Bacteria ): là các loại thực vật đơn bào, không màu có kích thước từ 0,5 ÷ 5,0µm, chỉ có thể quan sát được bằng kính hiển vi. Chúng có dạng hình que, hình cầu hoặc hình xoắn. Tồn tại ở dạng đơn lẻ, dạng cặp hay liên kết thành mạch dài. Chúng sinh sản bằng cách tự phân đôi với chu kì 15 ÷ 30 phút trong điều kiện thích hợp về dinh dưỡng, oxi và nhiệt độ.
Ví khuẩn đóng vai trò rất quan trọng trong việc phân hủy chất hữu cơ
trong nước, là cơ sở của quá trình tự làm sạch của nước tự nhiên, do vậy nó có ý nghĩa rất quan trọng với môi trường nước. Phụ thuộc vào nguồn dinh dưỡng, vi khuẩn được chia làm hai nhóm chính :
- Vi khuẩn dị dưỡng ( heterotrophic ) là vi khuẩn sử dụng các chất hữu cơ
làm nguồn năng lượng và nguồn cacbon để thực hiện quá trình sinh tổng hợp. Có 3 loại vi khuẩn dị dưỡng là:
Vi khuẩn hiếu khí ( aerobes ) là vi khuẩn cần oxi hòa tan khi phân hủy chất hữu cơđể sinh sản và phát triển:
{CH2O} + O2 vkhk CO2 + H2O + E
Vi khuẩn kị khí ( anaerobes ) là vi khuẩn không sử dụng oxi hòa tan khi phân hủy chất hữu cơ để sinh sản và phát triển, tuy nhiên nó sẽ sử dụng oxy trong các liên kết: {CH2O} + SO4 2- vkkk CO2 + H2S + E axit hữu cơ + CO2 + H2O + E {CH2O} vkhk CH4 + CO2 E (Khí bùn ao)
Vi khuẩn tuỳ nghi ( facultative ) là vi khuẩn có thể phát triển trong điều kiện có oxi hoặc không có oxi tự do. Loại này luôn có mặt và hoạt động trong các hệ thống xử lý nước thải ( kị khí và hiếu khí ). Năng lượng E giải phóng ra trong các trường hợp trên được sử dụng cho sự tổng hợp tế bào mới và một phần
- Vi khuẩn tự dưỡng ( autotrophic ) là loại vi khuẩn có khả năng xúc tác cho phản ứng oxi hóa các hợp chất vô cơ để thu năng lượng và sử dụng khí CO2
làm nguồn cacbon cho quá trình sinh tổng hợp. Tùy vào loại vi khuẩn xúc tác cho quá trình nào mà người ta gọi tên cụ thể, như: nitrosomonas; nitrobacter; ferrobacilius… NH4 + + 3O2 Nitrosomonas 2NO2 - + 4H+ + 2H2O + E 2NO2 - + O2 Nitrobacter 2NO3 - + E
Vi khuẩn ferrobacilius đóng vai trò xúc tác cho sự oxi hóa Fe(II) thành Fe(III)
4Fe2+ 4H+ + O2 4Fe3+ + 2H2O
Các vi khuẩn lưu huỳnh có khả năng chịu được pH thấp và có thể oxi hóa H2S trong nước thành axit sunfuric, gây ăn mòn vật liệu xây dựng ở các công trình thủy nông và hệ thống cấp thoát nước.
* Siêu vi trùng ( virus ): Loại này có kích thức nhỏ ( khoảng 20 ÷ 100nm ), là loại kí sinh nội bào. Khi xâm nhập vào tế bào vật chủ nó thực hiện việc chuyển hóa tế bào để tổng hợp protein và axit nucleic của siêu vi trùng mới, chính vì cơ chế sinh sản này nên siêu vi trùng là tác nhân gây bệnh hiểm nghèo cho con người và các loài động vật.
* Tảo: là loại thực vật đơn giản nhất có khả năng quang hợp, không có rễ, thân, lá; có loại tảo có cấu trúc đơn bào, có loại có dạng nhánh dài, tảo thuộc loại thực vật phù du. Tảo là loại sinh vật tự dưỡng, chúng sử dụng cacbonic hoặc bicacbonat làm nguồn cacbon, sử dụng các chất dinh dưỡng vô cơ như photphat và nitơ để phát triển theo sơđồ :
CO2 + PO4 3-
+ NH3 hυ Phát triển tế bào mới + O2
Trong quá trình phát triển của tảo có sự tham gia của một số nguyên tố vi lượng như magie ( Mg ), bo ( B ), coban ( Co ) và canxi ( Ca ). Tảo xanh là do có chất clorophyl, chất này đóng vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp. Người ta có thể dùng tảo làm chỉ thị sinh học để đánh giá chất lượng nước tự