B ảng 3.1 Thành phần một số ion hòa tan trong nước tự nhiên
3.3.2.Các quá trình oxi hóa-khử
Trong nước xảy ra rất nhiều phản ứng oxi hóa-khử của các chất khác nhau trong những điều kiện phản ứng và những sự xúc tác nhất định, tuy nhiên phải nói rằng xúc tác quan trọng nhất và phổ biến nhất chính là các loại vi sinh vật trong nước.
Các vi sinh vật xúc tác cho nhiều quá trình oxi hóa-khử, cũng từđó tạo ra năng lượng cần thiết cho các quá trình trao đổi chất để sinh trưởng và phát triển của chúng. Một số phản ứng oxi hóa-khử quan trọng về mặt môi trường như sau:
- Sự phân hủy các hợp chất hữu cơ: {CH2O} + O2 → CO2 + H2O
- Phản ứng oxi hóa-khử của các hợp chất vô cơ: rất nhiều các phản ứng khác nhau trong những điều kiện nhất định, ví dụ như: H2S + 4H2O → SO4 2- + 10H+ 2NH3 + 3O2 → 2HNO2 + 2H2O 2HNO2 + O2 → 2HNO3
Trong nước, các hợp chất của nitơ lại có thể chuyển hóa lẫn nhau, ví dụ
trong điều kiện thiếu oxy, dưới tác dụng của vi khuẩn, NO3 - bị khử tạo ra N2 hoặc có thể bị khửđến tận NH3 4NO3 - + 5C → 2N2 + 3CO2 + 2CO3 2- Hàm lượng của ion NO3 -
trong nước thường cao hơn NO2 -
và ở tầng nước mặt nhiều hơn ở lớp đáy do sự oxyhóa của NO2
- thành NO3 thành NO3 - và cũng chính vì vậy mà hàm lượng ion NO2 - rất không ổn định.
Sắt ở trong nước cũng tồn tại ở nhiều dạng như Fe2+, Fe3+, Fe(OH)2, Fe(OH)3, Fe(OH)+, Fe(OH)2
+
,Fe(OH)2+, Fe(HCO3)2 … chúng chuyển hóa lẫn nhau qua các quá trình oxi hóa-khử và phụ thuộc vào môi trường pH cũng như
sự có mặt của các vi sinh vật: Fe2+ + 2HCO3
-
+ 2H2O Fe(OH)2 + 2H2CO3
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3
Hợp chất Fe(OH)2 chủ yếu tồn tại trong nước ngầm vì ở đó thiếu O2 và có nhiều CO2 nên sắt trong nham thạch tan ra, thường là dạng Fe(HCO3)2 là chủ
yếu và tạo thành Fe(OH)2. Còn hợp chất Fe(OH)3 lại tồn tại trong tầng nước mặt vì ở đó nhiều O2 hòa tan và ở dạng keo. Khi trong nước có nhiều chất mục nát thì tính ổn định của keo sắt được nâng cao rõ rệt, và nếu có các loại vi khuẩn phân hủy các chất hữu cơ thì sẽ tạo ra các chất kết tủa có chứa sắt.