BÀI GIẢNG HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG KHOA HÓA TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN

10/15/2017

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN KHOA HÓA

BÀI GIẢNG HÓA Ó HỌC MÔI Ô TRƯỜNG Ờ

Thực trạng Ô nhiễm môi trường nước

Ô nhiễm không khí

Ô nhiễm môi trường đất

Nguyên nhân (YT‐QL)

1

10/15/2017

Hậu quả

NỘI DUNG 1

ĐẠI CƯƠNG VỀ MÔI TRƯỜNG

2

MÔI TRƯỜNG KHÍ QUYỂN

3

MÔI TRƯỜNG THỦY QUYỂN

4

MÔI TRƯỜNG ĐỊA QUYỂN

5

CHẤT ĐỘC HÓA HỌC TRONG MÔI TRƯỜNG

6

SỰ VẬN CHUYỂN & TỒN LƯU CÁC CHẤT TRONG MÔI TRƯỜNG

7

TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH

1) Đặng Đình Bạch, Nguyễn Văn Hải, 2007, giáo trình Hóa học môi trường, NXB khoa học & Kĩ thuật.

2) Đặng kim Chi, 2000. Hoá học môi trường. NXB- KHKT 3) Ngô Thị Nga, Trần Văn Nhân, Giáo trình công nghệ xử lý nước thải, NXB KHKT. 4) Hoàng Hưng, 2000. Con người và môi trường. NXB trẻ 5) Trần Kiên, 1999. Sinh thái học môi trường. NXB giáo dục

ỨNG DỤNG HÓA HỌC TRONG XỬ LÝ MÔI TRƯỜNG

TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH

1. Ngô Thị Nga. Trần Văn Nhân (2006). Giáo trình công nghệ xử lý nước thải. NXB Khoa học & Kỹ thuật.

2. Lương Đức Phẩm, Lê Văn Cát, Dương Hồng Anh, Lê Quốc Hùng, Ngô Kim Chi, Nguyễn Hữu Phú, Cao Thế Hà, Lê Anh Tuấn (2009). Cơ sở khoa học trong công nghệ bảo vệ môi trường (tập 3), NXB Giáo dục.

3. Nguyễn Đình Bảng (2004). Giáo trình các phương pháp xử lý nước – nước thải, ĐHKHTN, Hà Nội.

Chương 1. ĐẠI CƯƠNG VỀ MÔI TRƯỜNG

1.1. Một số khái niệm cơ bản về khoa học môi trường

1.1.1. Hệ sinh thái

1.1.1 Hệ sinh thái và cân bằng sinh thái 1.1.1. 1.Hệ sinh thái Hệ sinh thái là tập hợp các quần thể sinh vật có mối liên hệ chặt chẽ với nhau, tương tác hỗ trợ nhau, có tính độc lập tương đối, đối cùng sống trong một điều kiện ngoại cảnh

 Theo độ lớn, HST có thể chia thành: HST nhỏ (bể nuôi cá), HST vừa (một thảm rừng, ao hồ), HST lớn (đại dương).

nhất định.

Sinh vật trong HST được chia làm 3 loại chủ yếu: • Sinh vật sản xuất

 Tập hợp tất cả các HST trên bề mặt Trái đất thành một HST khổng lồ là sinh thái quyển.

• Sinh vật tiêu thụ • Sinh vật phân hủy

2

10/15/2017

1.1.1 Hệ sinh thái

1.1.1.Hệ sinh thái

1.1.2. Cân bằng sinh thái

 Trong HST, tồn tại hai thành phần: vô sinh như nước,

Cân bằng sinh thái là một trạng thái mà ở đó số lượng tương

không khí,... và sinh vật. Giữa 2 thành phần trên luôn có

đối của các cá thể, các quần thể sinh vật vẫn giữ được ở thế ổn

sự trao đổi chất, năng lượng và thông tin.

định tương đối, hướng tới sự thích nghi cao nhất với điều kiện môi trường.

 Hệ sinh thái có hai tính chất đặc thù -

Tính chất tự cân bằng

-

Năng lực chịu tác

 Trạng thái cân bằng của hệ sinh thái là cân bằng động  Việc quản lý, bảo vệ HST là nhằm duy trì trạng thái cân bằng tự nhiên hay nhân tạo

1.1.1. Hệ sinh thái

1.1.1. Hệ sinh thái  Tác động của con người, mất cân bằng

1.1.3. Tính đa dạng sinh học và

sinh thái, giảm sự đa dạng sinh học, cần

vai trò của đa dạng sinh học

thiết bảo vệ sự đa dạng sinh học

Đa dạng sinh học là tổ hợp



những nguồn ồ sống ố trên hành tinh, bao gồm toàn bộ các loài sinh vật.  Sự đa dạng sinh học đáp ứng những nhu cầu khác nhau của con người

Thành lập khu bảo tồn thiên nhiên, vườn quốc gia



Thành lập các trung tâm nghiên cứu nhân giống các loài động thực vật quý hiếm

 Tăng cường công tác giáo dục và bảo vệ môi trường, đẩy mạnh hợp tác quốc tế trong lĩnh vực môi trường.

1.1.2. Môi trường Định nghĩa môi trường  Theo nghĩa rộng nhất

1.1.2. Môi trường Định nghĩa môi trường

thì MT là tập hợp các điều kiện và

MT bao gồm tất cả những gì bao quanh sinh vật, tất cả các yếu

hiện tượng bên ngoài có ảnh hưởng tới một vật thể hoặc sự

tố vô sinh và hữu sinh có tác động trực tiếp hoặc gián tiếp lên sự

kiện.Bất cứ một vật thể, một sự kiện nào cũng tồn tại và diễn biến

sống, phát triển và sinh sản của sinh vật (Hoàng Đức Nhuận,

trong một MT (Theo Lê Văn Khoa,1995)

2000).

 MT là một phần của ngoại cảnh, bao gồm các hiện tượng và

 MT bao gồm các yếu tố tự nhiên và vật chất nhân tạo bao quanh

các thực thể của tự nhiên mà ở đó, cá thể, quần thể, loài,... có

con người, có ảnh hưởng tới đời sống, sản xuất, sự tồn tại, phát

quan hệ trực tiếp hoặc gián tiếp bằng các phản ứng thích nghi của

triển của con người và sinh vật (Điều 3, Luật BVMT của VN, 2005).

mình (Vũ Trung Tạng, 2000).

3

10/15/2017

1.1.2. Môi trường

1.1.2. Môi trường  Đối với

con người, MT chứa đựng nội dung rộng. Theo định

nghĩa của UNESCO(1981) thì MT của con người bao gồm toàn bộ các hệ thống tự nhiên và các hệ thống do con người

tạo ra, những cái

vô hình (tập quán, niềm tin...)và hữu hình trong đó con người sống và lao động, họ khai thác các TNTN và nhân tạo nhằm thỏa mãn những nhu cầu của mình.

 Như vậy, có thể nêu định nghĩa chung về MT: MT là tập hợp các yếu tố tự nhiên và xã hội bao quanh con người có ảnh h ở tới con người hưởng ời và à tá tác động độ qua lại l i với ới các á h hoạtt động độ sống ố của con người như: không khí, nước, đất, sinh vật, xã hội loài người...

 Như vậy, MT sống đối với con người không chỉ là nơi tồn tại, sinh trưởng và phát triển cho một thực thể sinh vật và con người mà còn là “ khung cảnh của cuộc sống, của lao động và sự vui chơi giải trí của con người”.

1.1.2. Môi trường

Phân loại môi trường sống của con người

1.1.6. Môi trường Các chức năng chủ yếu của môi trường

MT tự nhiên: Bao gồm các yếu tố tự nhiên như vật lý, hóa học, sinh học, tồn tại ngoài ý muốn của con người nhưng cũng ít nhiều chịu tác động của con người người.  MT xã hội: Là tổng thể các quan hệ giữa người và người tạo nên sự thuận lợi hoặc khó khăn cho sự tồn tại và phát triển của các cá nhân và cộng đồng loài người.  MT nhân tạo : Là tất cả các yếu tố tự nhiên, xã hội do con người tạo nên và chịu sự chi phối của con người.

1.1.2. Môi trường

1.1.3. Ô nhiễm môi trường & Chất ô nhiễm

Như vậy, có thể có các dạng vi phạm chức năng của môi trường sống như:  Làm cạn kiệt nguyên liệu và năng lượng cần cho sự tồn tại và phát triển của các cơ thể sống.  Làm ứ thừa phế thải trong không gian sống, Làm mất cân bằng sinh thái giữa các loài sinh vật với nhau và giữa chúng với các thành phần môi trường.  Vi phạm chức năng giảm nhẹ tác động của thiên tai. Vi phạm chức năng lưu trữ và cung cấp thông tin cho con

Theo Luật Bảo vệ môi trường Việt Nam, ô nhiễm môi trường là sự làm thay đổi tính chất của môi trường, vi phạm tiêu chuẩn môi trường.

Chất (gây) ô nhiễm là những chất không có trong tự nhiên, hoặc vốn có trong tự nhiên nhưng nay có hàm lượng lớn hơn và gây tác động có hại cho môi trường thiên nhiên, cho con người cũng như các sinh vật khác.

người.

4

10/15/2017

1.1.4. Tài nguyên

1.1.4. Tài nguyên 1.1.8.2. Sơ đồ phân loại tài nguyên

Khái niệm về tài nguyêN Bao gồm tất cả các nguồn nguyên liệu năng lượng liệu, lượng, thông tin có trên Trái đất và trong không gian vũ trụ liên quan mà con ngưới có thể sử dụng được để phục vụ cho cuộc sống và sự phát triển của mình.

1.1.4. Tài nguyên Khái niệm về tài nguyên thiên nhiên Tài nguyên thiên nhiên là nguồn của cải vật chất nguyên khai được hình thành và tồn tại trong tự nhiên mà con người có thể sử dụng để đáp ứng các nhu cầu trong cuộc sống.

1.1.4. Tài nguyên Đặc điểm tài nguyên thiên nhiên  Tài nguyên phân bố không đồng đều, tạo ra sự ưu đãi của tự nhiên g vùng g lãnh thổ,, từng g Quốc với từng gia.  Đạ i b ộ p h ậ n c ác n g u ồ n tà i nguyên thiên nhiên có giá trị kinh tế cao được hình thành qua quá trình l ị c h

1.1.4. Tài nguyên Giữa con người, tài nguyên và môi trường có mối quan hệ với nhau

s ử

l â u

d à i .

1.1.5. Môi trường & phát triển – phát triển bền vững

Ô nhiễm sông Thị Vải

5

10/15/2017

1.1.5. Môi trường và phát triển – phát triển bền vững

1.1.5. Môi trường và phát triển – phát triển bền vững Yêu cầu của phát triển bền vững:: ‘Phát triển bền vững là sự phát triển nhằm thoả mãn những nhu cầu trong hiện tại mà không xâm phạm đến khả năng ă là làm thoả th ả mãn ã nhu h cầu ầ của ủ các á thế hệ tương lai’.

Theo Jacobs và Sadle: Phát triển bền vững là kết quả của các tương tác qua lại và phụ thuộc lẫn nhau của ba hệ thống chủ yếu của thế giới: Hệ thống tự

Khai thác than, đổ thải gây ô nhiễm ở Quảng Ninh:

1.1.6. Quản lý môi trường và đánh giá tác động môi trường

Biểu tượng chứng nhận Hệ thống quản lý môi trường của GREEN GLOBE 21

nhiên; Hệ thống kinh tế; Hệ thống xã hội

Các thông số đánh giá chất lượng môi trường

Quản lý môi trường:

Đánh giá tác động MT:

Tổng hợp các

 Phân tích đánh giá

Các chỉ tiêu vật lý

 Biện pháp

 Dự báo ảnh hưởng đến

 Màu sắc

Độ pH

 Nhiệt độ

DO

 Độ đục

BOD

Luật Luật pháp  Chính sách kinh tế, …

ự án,, MT của các dự  Quy hoạch phát triển KT XH của các cơ sở SX kinh

Các chỉ tiêu hóa học

Nhằm bảo vệ chất lượng MT

doanh, công trình kinh tế,

sống và PT bền vững kinh tế

văn hoá xã hội, …,

 Mùi

COD

 Đề xuất các giải pháp kết

 Chất rắn (SS)

TN, TP

- xã hội quốc gia

hợp về bảo vệ môi trường.

1.2. Cấu trúc và các thành phần môi trường của Trái đất

1.2. Cấu trúc và các thành phần môi trường của Trái đất

Cấu trúc của Trái đất

Thành phần môi trường của Trái đất - Khí quyển - Thủy quyển - Địa quyển - Sinh quyển.

6

10/15/2017

Chương 2. MÔI TRƯỜNG KHÍ QUYỂN 2.1. Sự hình thành và thành phần của khí quyển

2.2. Sự hình thành và thành phần của khí quyển 2.1.2. Thành phần của khí quyển

2.1.1. Sự hình thành khí quyển 

Thành phần và hàm lượng trung bình của không khí khô ở tầng đối lưu

Sự hình thành khí quyển gắn liền với sự hình thành và phát triển của sự sống

trên Trái Đất. 

Cách đây hơn ba tỉ năm, do hoạt động của núi lửa đã đưa vào khí quyển CO,

CO2, NH3, hơi nước và các khí khác. 

Dưới tác dụng của bức xạ tử ngoại, sấm chớp, tia phóng xạ, các chất ban đầu

trong khí quyển phản ứng với nhau tạo thành các aminoaxit. 

Các dạng sống đầu tiên bắt đầu xuất hiện và phát triển trong đại dương.



Các dạng sống sử dụng năng lượng từ quá trình lên men chất hữu cơ, quá

trình quang hợp và cuối cùng là quá trình hô hấp.

2.2. Vai trò của khí quyển

2.3. Cấu trúc khí quyển  Khí quyển cung cấp oxi cho quá trình hô hấp của động vật, quá trình đốt cháy,  Cung cấp cacbonic cho quá trình quang hợp  Cung g cấp p nitơ cho quá q trình cố định ị đạm, ạ , tổng g hợp ợp p protein một ộ hợp ợp p phần cốt yếu cho sự sống  Khí quyển còn giữ cho nhiệt độ trái đất cân bằng.  Khí quyển tạo ra gió, giúp quá trình vận chuyển nước từ đại dương vào đất liền, thực vật thụ phấn nhưng nó lại mang nhiều vi khuẩn, bụi, vi rút gây hại tới sinh vật và con người.

2.3. Cấu trúc khí quyển 2.3.1. Tầng đối lưu Đặc điểm:  Độ cao từ 0 - 10 km (16 km)  Nhiệt độ thay đổi từ (+)15 oC đến ((-)) 56 oC

2.3. Cấu trúc khí quyển 2.3.2. Tầng Bình lưu  Độ cao từ 10(16) - 50 km  Nhiệt độ tăng từ (-)56 oC đến (-) 2 oC

 Lượng khí trong khí quyển tập trung chủ yếu ở tầng này

 Thành phần chủ yếu: O3, N2, O2 và một số

 Không khí trong tầng đối lưu không đồng nhất về mặt tỷ

gốc hóa học khác

khối, càng lên cao tỷ khối càng giảm

 Phản ứng chủ yếu quang hóa

 Thành phần không khí trong tầng này tương đối đồng nhất

 Thành phần không khí không đồng nhất

 Phản ứng chủ yếu quang hợp, cố định đạm

7

10/15/2017

2.3. Cấu trúc khí quyển

2.3. Cấu trúc khí quyển 2.3.3. Tầng trung lưu 

Độ cao 50 - 85 km

Độ cao 25 km tính từ mặt đất



Nhiệt độ giảm từ (– )2 oC đến (– )92 oC



Hàm lượng ôzon cực đại khoảng 10 ppm



 Thành phần hoá học chủ yếu của tầng này là các gốc tự do NO+, O+, O2+...



Dày 5 km.



Nhiệt độ tầng này gần như không đổi.



Ozon có tác dụng hấp thụ các tia tử ngoại của ánh sáng mặt trời, nó là lá

 Tầng ozon: 

2.3.4. Tầng nhiệt lưu

chắn bảo vệ sự sống trên Trái Đất.  (220330nm) O3 h O  O2



 Tầng này có độ cao từ 85 - 500 km



Nhiệt độ tăng (–) 92 đến (+)1200 oC.



Thành phần hoá học chủ yếu là: O2+, O+, NO+, CO32-…và nhiều hạt bị ion hóa

phóng xạ sóng điện từ sau khi hấp thụ bức xạ mặt trời ở vùng tử ngoại.

2.4. Phản ứng xảy ra trong khí quyển

2.3. Cấu trúc khí quyển

2.4.1. Phản ứng quang hóa Phản ứng quang hóa là những phản ứng được khơi mào bằng sự hấp

2.3.5. Tầng điện ly (tầng ngoại quyển) 

Độ cao 500 đến 1000 km



Nhiệt độ tầ tầng này à tă tăng nhanh h h đến đế (+) 1700 oC. C



thụ một photon với một nguyên tử, một phân tử, một gốc tự do hay một ion.

Thành phần hoá học chủ yếu là các nguyên tố hoá học tồn tại ở

trạng thái ion hoá như: O+, H+, He+...



Đối với p phản ứng gq quang g hóa có một ộ số nguyên g y tắc sau:



Phản ứng quang hóa chỉ xảy ra với các phần tử có khả năng hấp thụ

các photon mà nó gặp. 

Mỗi photon được hấp thụ có thể kích hoạt chỉ với một phần tử duy nhất

ở quá trình quang hóa đầu tiên. 

Hiệu ứng photon của một quá trình quang hóa: Số phân tử tham gia phản ứng φ = Số photon bị hấp thụ

2.4. Phản ứng xảy ra trong khí quyển

2.4. Phản ứng xảy ra trong khí quyển

 Các bước trong phản ứng quang hóa Phân tử hấp thụ photon tạo nên trạng thái kích hoạt: h A   A

*

Phân tử ở trạng thái kích hoạt sẽ tham gia các quá trình sau:  Tỏa nhiệt:  Phát xạ:  Trao đổi năng lượng liên phân tử:

A*  A  E

 Liên kết quang hóa

A*  A  h

 Phân ly quang hóa

A  M  A M *



Ion hóa:

A

*

 A

 h N O 2     NO  O  395 nm

*

 Đồng phân tự phát:  Trao đổi năng lượng nội phân tử:

NO2*  CH3CO(O)O  CH3COO(O) NO2

o – nitrobenzandehyt

h 

o – nitrobenzoic acid

*'

A*  A  e

8

10/15/2017

2.4. Phản ứng xảy ra trong khí quyển 2.4. Phản ứng xảy ra trong khí quyển

Các phản ứng quang hóa cơ bản xảy ra trong môi trường

 Phản ứng quang hóa sinh ra oxy nguyên tử

 Các gốc HO* phản ứng rất mạnh trong khí quyển

HO• + NO2 → HNO3

 h N O 2     NO  O  395 nm

HO• + C2H6 → H2O + C2H•5

 Phản ứng của nguyên tử oxy kích hoạt với

HO• + CH4 → H2O + CH•3

hơi nước trong không khí tạo ra gốc HO•

HO• + CO → CO2 + H•

O* + H2O → 2HO•

2.5. Các chất chủ yếu trong khí quyển

2.4. Phản ứng xảy ra trong khí quyển

2.4.2. Phản ứng hoá học xảy ra trong khí quyển O + O 2 → O3 O + CO → CO2 O + SO2 → SO3 HO• + CO → CO2 + H• HO• + CH4 → H2O + CH•3 HO• + NO → HNO2

HO• + NO2 → HNO3 HO• + C2H6 → H2O + C2H•5

HOO• + NO HOO• + NO HOO• + CO O3 + NO

→ NO2 + HO• → HONO2 → CO2 + HO• → NO2 + O2

2.5. Các chất chủ yếu trong khí quyển

2.5.1 Oxi và các hợp chất của oxi trong khí quyển  Ở tầng đối lưu oxy tồn tại dưới dạng oxi phân tử và các oxit như SO2, CO2…

Thực vật giải phóng oxi vào khí quyển nhờ phản ứng quang hợp

2.5. Các chất chủ yếu trong khí quyển  Ozon

 Ở tầng bình lưu, oxi tồn tại ở dạng O2, O, O+,

Trong khí quyển luôn tồn tại 2 quá trình đối với ozon là hình

O2+, …nhưng oxi phân tử ở tầng này còn rất ít

thành và phân hủy

so với tầng đối lưu.

 Ở tầng bình lưu  Ozon được tạo thành bởi phản ứng quang hóa theo:  ( 242nm) O2 h  O  O

O  O2  M ( N2 , O2 )  O3  M

 Phản ứng phân hủy ozon:

O 3 313   O  O 2   360 nm O  O 3  2O 2

9

10/15/2017

2.5. Các chất chủ yếu trong khí quyển  Ở tầng đối lưu nồng độ ozon rất thấp, phần lớn do khuếch tán từ tầng bình lưu hoặc do kết quả

2.5. Các chất chủ yếu trong khí quyển

Nước

của các phản ứng hóa học của một số thành phần khử trong không khí.

O2 hình thành do phân hủy nước:

2.5. Các chất chủ yếu trong khí quyển

2.5. Các chất chủ yếu trong khí quyển

2.5.2. Nitơ và các hợp chất khí của nitơ trong khí quyển.

 Nito oxit

 Nitơ

Được hình thành trong quá trình phóng điện, nhiệt độ cao

 Nitơ có cấu tạo phân tử N2, rất bền vững (E = 942 kJ/mol)  Nito dioxit



phãng ®iÖn N2  O2   2NO t o 3000o C

N2O sinh ra trong khí quyển chủ yếu do sự hoạt động của vi sinh vật,



Một phần nhỏ khí này có thể sinh ra khi đốt nhiên liệu hóa thạch.



Trong tầng đối lưu khả năng phản ứng của N2O rất yếu, nhưng trong

tầng bình lưu nó sẽ hấp thụ tia tử ngoại và phân hủy

2.5. Các chất chủ yếu trong khí quyển  Nito đioxit  Ở bước sóng > 430 nm và < 398 nm

0

N 2  O 2  3000  C  2 NO

NO  O 2  NO

2

Nếu có mặt các chất có tính oxi hóa cao O3, HOO•, HO• phản ứng xảy ra nhanh O3 + NO → NO2 + O2 HOO• + NO → NO2 + HO• HOO• + NO → HONO2 HO• + NO → HNO2

2.6. Ô nhiễm không khí Ô nhiễm không khí là hiện tượng không khí sạch bị thay đổi về thành

 Ở ttrạng thái h hoạtt hóa hó NO2 dễ dàng dà th tham • gia phản ứng tạo PAN

NO2*  CH3CO(O)O  CH3COO(O) NO2 

Phản ứng với gốc

phần và tính chất gây ảnh hưởng xấu đến đời sống của sinh vật.

HO•

HO• + NO2 → HNO3

Các nguồn gây ô nhiễm không khí

10

10/15/2017

2.6. Ô nhiễm không khí

2.6. Ô nhiễm không khí Máy bay rải chất độc hóa học

Khói thải nhà máy

2.6. Ô nhiễm không khí

Cháy rừng

2.6. Ô nhiễm không khí

Hoạt động giao thông vận tải

2.6. Ô nhiễm không khí

Khí thải do từ lò nung, đun nấu, đốt rác,

2.6. Ô nhiễm không khí

Ô nhiễm do sinh hoạt: chất thải vứt bừa bãi,…

11

10/15/2017

2.6. Ô nhiễm không khí

2.6. Ô nhiễm không khí

2.7. Các chất chính gây ô nhiễm không khí

2.6. Ô nhiễm không khí

Nguồn phát sinh và tác động của một số khí ô nhiễm đối với môi trường

 Nguồn tự nhiên • Núi lửa • Cháy rừng • Phân hủy các cơ thể chết...

• Nguồn g khác  Nguồn nhân tạo • Khí thải công nghiệp

Nguồn phát sinh Khí ônhiễm

Gây hiệu ứng nhà kính

CO

Quá trình thiêu đốt nhiên liệu thiếu oxi oxi. Oxi hóa các hidrocacbon

-Phá hủy tầng ozon

Giảm khả năng vận chuyển Oxi của máu

SO2

Quá trình đốt than, nhiên liệu hóa thạch - Khí thải của các phương tiện giao thông vận tải….

-Tạo mưa axit -Tạo khói mù

Gây tức ngực, đau đầu, nôn mửa, viêm đường hô hấp

NOx

- Khí thải của các phương tiện giao thông vận tải - Sản xuất năng lượng...

-Phá hủy tầng Ozon -Tạo khói quang hóa, mưa axit

Gây ảnh hưởng đến bộ máy hô hấp

Cl2

-Quá trình sản xuất Cl2, NaOH -Tẩy trắng vải sợi

-Phá hủy tầng ozon

Gây nguy hại đường hô hấp, mắt

• Nông nghiệp •Nguồn khác

2.7. Các chất chính gây ô nhiễm không khí  Có 5 chất gây ô nhiễm sơ cấp chính đóng góp vào tình trạng ô nhiễm không khí toàn cầu là:  Lưu huỳnh ỳ dioxit ((SO2)  Các oxit của nitơ (NOx)  Cacbon monoxit (CO)  Các hợp chất hữu cơ  Bụi

Tác động bệnh lý đối với người

Quá trình thiêu đốt nhiên liệu. Hô hấp các động vật

• Khí thải do các hoạt động GTVT • Khí thải do sinh hoạt

Tác động đối với môi trường

CO2

2.7. Các chất chính gây ô nhiễm không khí 2.7.1. Hợp chất của lưu huỳnh 2.7.1.1. SO2  Nguồn phát thải  Đốt cháy các nhiên liệu có chứa lưu huỳnh, đốt cháy các quặng sunfua như đốt quặng pyrit trong sản xuất H2SO4 ....  Quá trình tinh chế dầu mỏ, luyện kim, tinh chế quặng đồng, giao thông vận tải ....

12

10/15/2017

2.7. Các chất chính gây ô nhiễm không khí

 Cơ chế oxi hóa SO2 trong khí quyển Cơ sở oxi hóa SO2 trong khí quyển chưa hoàn thiện 

2 . Hai quá trình chuyển hóa SO → cuối cùng → SO422

là oxi hóa quang hóa SO2 và oxi hóa xúc tác SO2

2.7. Các chất chính gây ô nhiễm không khí  Oxi hóa xúc tác SO2  Trong không khí sạch SO2 oxi hóa rất chậm thành SO3 SO2 dễ dàng hòa tan vào các giọt nước và bị oxi hóa khi có mặt các muối kim loại.

 Oxi hóa quang hóa SO2 trong không khí SO2 + hv ( 340 – 400 nm)→ SO2 SO2 + O2→ SO3 + O

2.7. Các chất chính gây ô nhiễm không khí

2.7. Các chất chính gây ô nhiễm không khí Tác hại khi bị ô nhiễm SO2

2.7.1.2. Khí hidrosunfua (H2S)  Sử dụng các nhiên liệu hữu cơ có chứa sunfua, các

 Khi hàm lượng SO2 trong khí quyển > 0,5 g/m3,

quá trình tinh chế dầu mỏ, quá trình chế biến thực

ảnh hưởng đến đường hô hấp.

phẩm do sự phân hủy các xác động thực vật,.... phẩm, vật

 Khí SO2 gây nhiễm độc cây trồng, làm thiệt hại

 Ở nồng độ thấp (~5 ppm) H2S gây nhức đầu, khó chịu,

mùa màng.

khi nồng độ H2S đạt tới 700-800 ppm thì nó thâm nhập

 Không khí bị ô nhiễm SO2, SO3 sẽ gây mưa

vào máu và gây tử vong.

axit, tác hại lớn cho sự sống trên Trái Đất.

 Đối với thực vật, H2S làm tổn thương lá cây, làm rụng lá và giảm sinh trưởng.

2.7. Các chất chính gây ô nhiễm không khí

2.7. Các chất chính gây ô nhiễm không khí

2.7.2. Hợp chất của nitơ

 NOx 

Do quá trình đốt cháy nhiên liệu có chứa N,

hoặc ở nhiệt độ cao

 NH3 

Nguồn thải khí amoniac vào khí quyển là từ các thiết bị làm lạnh sử

dụng khí NH3. Từ các nhà máy sản xuất axit nitric, phân đạm. Từ quá trình phân hủy xác động, động thực vật. vật 

Amoniac cũng gây độc cho các thực vật khi nồng độ NH3 trong khí

quyển cao cây sẽ bị bệnh trắng lá hoặc đốm lá, hạt giống bị giảm tỷ lệ nảy mầm, cây kém phát triển, thân cây bị lùn.

 NOx NguồTrong khí quyển NOx là các tác nhân gây nên quá trình phân hủy O3 và hàng loạt phản ứng vô cơ và hữu cơ tạo thành khói quang hóa.

13

10/15/2017

2.7. Các chất chính gây ô nhiễm không khí

2.7. Các chất chính gây ô nhiễm không khí

2.7.3. Khí cacbon monoxit (CO) và khí cacbonic (CO2)

 CO sẽ làm giảm và có thể mất khả năng vận chuyển oxi

 Khí CO

của máu tùy theo hàm lượng CO.

 Các nguồn thải khí CO vào khí quyển gồm quá trình hoạt động tự nhiên của núi lửa, quá trình tự thoát của khí tự nhiên, sự phóng điện, quá trình nảy mầm của hạt giống ...

 Khi tỷ lệ % của [HbCO] trong máu người so với

 Khí CO được hình thành do việc đốt cháy các nhiên liệu hoá thạch trong điều

[HbO2] có các giá trị gần đúng sau đây sẽ xuất hiện

kiện thiếu oxi hoặc ở nhiệt độ cao CO2 phản ứng với C (trong quá trình luyện gang) hoặc sự phân huỷ CO2.

một số dấu hiệu stress sinh lý.

 Đối với động vật, con người thì CO là một khí rất độc vì hemoglobin (Hb)

0,1 - 0,2 : hô hấp nặng nhọc, khó khăn.

trong máu có ái lực mạnh với CO hơn là đối với O2.

0,2 - 0.3 : đau đầu.

0,6 - 0,7 : hôn mê tiền đình ≥ 0.8

2.7. Các chất chính gây ô nhiễm không khí 2.7.4. Hợp chất hữu cơ trong khí quyển

: tử vong

2.7. Các chất chính gây ô nhiễm không khí

 Cơ chế oxi hóa hidrocacbon

 Nguồn gốc

 Xét các phản ứng của 3 loại hidrocacbon phổ biến nhất: ankan, anken,

 Quá trình phân hủy xác động thực vật

hidrocabon thơm với O, HO•, O3

 Khí thải ô tô chứa hứ llượng lớ lớn xăng ă dầ dầu chưa h bị cháy há h hay chỉ hỉ

Với O

mới bị cháy một phần

- Ankan tác dụng với oxi nguyên tử → gốc ankyl và HO• RH + O → R• + HO•

CECgia công  Các dung môi hữu cơ sử dụng trong các 100% nhà máy

- Anken tác dụng với oxi nguyên tử → gốc ankyl và ...

pH 9

kim loại

Nhiệt độ 55oC

•

O+

•

 Các sản phẩm hữu cơ thoát ra từ nhà máy hóa chất, lọc Thời gian 2 giờ dầu

2.7. Các chất chính gây ô nhiễm không khí

2.7. Các chất chính gây ô nhiễm không khí HO• - Ankan tác dụng với HO• → gốc ankyl

 Cơ chế oxi hóa hidrocacbon chứa oxi

RH + HO• → R• + H2O

 Phản ứng quang phân andehit

- Anken tác dụng với HO• Hoặc - Aren

R – CH = CH2 + OH• → R – CH• – CH2 – OH R – CH = CH2 + OH• → R – CH(OH) – CH2•

RCHO + hv (300 nm) → R• + •CHO  Phản ứng oxi hóa andehit

C6H5CH2CH3 + HO• → C6H5CH•(OH)CH3 + H2O

RCHO + O → RCO• + HO•

O3 •

•

RCHO + HO• → RCO• + H2O

14

10/15/2017

2.8. Phản ứng của các gốc tự do trong khí quyển

2.8. Khói quang hóa

Sương khói kiểu London

 Phản ứng với O2

Sương khói kiểu Los Angeles

 Phản ứng với NO  Phản ứng với NO2  Phản ứng giữa các gốc tự do với nhau  Phản ứng phân hủy gốc

2.8. Khói quang hóa

2.8. Khói quang hóa

- H2O

 Khói quang hóa là một hỗn hợp gồm các chất phản ứng và các sản phẩm phản ứng khi các HC, các oxit nitơ cùng có mặt trong khí quyển.

Quá trình tạo thành sương khói quang hóa Các hydrocacbon + NOx →

Sương khói quang hóa

2.9.Tác động tổng hợp của các chất ô nhiễm không khí lên khí hậu toàn cầu

2.9.Tác động tổng hợp của các chất ô nhiễm không khí lên khí hậu toàn cầu

2.9.1. Hiệu ứng nhà kính

Nguyên nhân gây hiệu ứng nhà

 Hiệu ứng nhà kính được khám phá bởi nhà khoa học Joseph Fourier

kính?

(Pháp) vào năm 1824.  Svante Arrhenius (Thụy sĩ) vào năm 1896, tìm thấy mới liện hệ giữa CO2

Có nhiều khí gây hiệu ứng nhà kính gồm hơi nước CO2, CH4, CFC,

và khả năng hấp thụ các bức xạ hồng ngoại làm ấm tầng dưới của khí quyển

SO2,... Khi á ánh h sáng á mặt ặt trời t ời chiếu hiế

và bề mặt của Trái Đất.

vào Trái Đất, một phần được Trái

 Ngày nay người ta hiểu khái niệm này rộng hơn, dẫn xuất từ khái niệm

Đất hấp thu và một phần được phản

này để miêu tả hiện tượng nghẽn nhiệt trong bầu khí quyển của Trái Đất

xạ vào không gian, các khí nhà kính

được Mặt Trời chiếu sáng là hiệu ứng nhà kính khí quyển.

có tác dụng giữ lạicác bức xạ nhiệt sóng dài phản xạ từ bề mặt TĐ.

15

10/15/2017

2.9.Tác động tổng hợp của các chất ô nhiễm không khí lên khí hậu toàn cầu

2.9.Tác động tổng hợp của các chất ô nhiễm không khí lên khí hậu toàn cầu

 Vai trò gây nên hiệu ứng nhà kính của các chất khí Hiệu ứng nhà kính là gì?

"Kết quả của sự của sự trao đổi không cân bằng về năng lượng giữa trái đất với không gian xung quanh, dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ của khí quyển trái đất được gọi là Hiệu ứng nhà kính".

2.9.Tác động tổng hợp của các chất ô nhiễm không khí lên khí hậu toàn cầu

2.9.Tác động tổng hợp của các chất ô nhiễm không khí lên khí hậu toàn cầu

 Vai trò gây nên hiệu ứng nhà kính của các chất khí  Ảnh hưởng xấu do sự gia tăng hiệu ứng nhà kính  Băng tan, nước biển dâng cao, gây ngập ứng, nhấn chìm các vùng ven biển  Thay đổi tuần hoàn gió gió, ảnh hưởng đến lượng mưa toàn cầu cầu, gây nơi hạn hán nơi lũ lụt ...  Gây rối loạn quá trình chuyển hóa sinh học, phát sinh nhiều bệnh tật, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống của con người và sự đa dạng sinh học.

2.9.Tác động tổng hợp của các chất ô nhiễm không khí lên khí hậu toàn cầu

2.9.Tác động tổng hợp của các chất ô nhiễm không khí lên khí hậu toàn cầu

2.9.2. Sự suy giảm nồng độ ozon trong tầng bình lưu 

Các biện pháp để giảm trừ hiệu ứng nhà kính:

 Tầng ozon

Cắt giảm khí thải



Ở độ cao cách mặt đất từ khoảng 20 đến 25 km

Nghị định thư Kyoto với bản dự thảo được ký kết



Bề dày khoảng 5 km

vào ngày 11 tháng 12 năm 1997 họp tại Kyoto, và chính

 Nồng độ cực đại khoảng 5 ppm

thức có hiệu lực vào ngày 16 tháng 2 năm 2005 và hết

 Vai trò

hiệu lực vào năm 2012. 

Chuyển nhiên liệu hóa thạch sang nhiên liệu sạch



Xử lý CO2 trước khi phát thải ra môi trường.



Trồng nhiều cây xanh, ngăn chặn nạn phá rừng...

- UV-A (= 320 - 400 nm) xuyên qua tầng ozon đến Trái đất - UV-B ( 290-320 nm) hấp thụ bởi tầng ozon - UV-C (< 290 nm) hấp thụ bởi các thành phần khác ở các tầng trên  Tầng ozon có tác dụng như một màng bảo vệ các sinh vật trên Trái đất khỏi bị các tia cực tím của ánh sáng Mặt trời chiếu vào

16

10/15/2017

2.9.Tác động tổng hợp của các chất ô nhiễm không khí lên khí hậu toàn cầu

2.9.Tác động tổng hợp của các chất ô nhiễm không khí lên khí hậu toàn cầu

 Sự suy giảm nồng độ ozon trong tầng bình lưu Phản ứng quang hoá phân ly ozon.O3

 Phản ứng này tăng nhanh khi có mặt các gốc HO•, Cl• ...., các phân tử ở trạng thái kích hoạt như NO, SO2...  Vì vậy, các phân tử CFC, HCl, Cl2, NO, NO2 được xem là nơi chứa tạm thời của các tác nhân xúc tác phân hủy ozon.

2.9.Tác động tổng hợp của các chất ô nhiễm không khí lên khí hậu toàn cầu

2.9.Tác động tổng hợp của các chất ô nhiễm không khí lên khí hậu toàn cầu

 Các biện pháp để giảm trừ sự suy giảm ôzôn trong tầng bình





2.9.3. Mưa axit

lưu:



Mưa axit được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1872 tại Anh

Cấm phát thải khí CFC vào khí quyển



Nước ngưng tụ chứa một lượng đáng kể bụi, chất rắn và khí hòa tan.

Nghị định thư Montreal

CO2 hòa tan làm cho pH của nước ngưng tụ sạch có giá trị khoảng 5,6. Vì

Kiểm soát khí thải từ các phương tiện giao thông vận tải, nhằm hạn

chế sự phát thải khí NOx, SO2 vào môi trường khí quyển

vậy, nước mưa không bị ô nhiễm vẫn có pH < 7. 

Thuật ngữ mưa axit chỉ dùng cho loại nước ngưng tụ có pH nhỏ hơn

pH của nước mưa sạch một cách đáng kể. Thông thường khi pH của nước ngưng tụ nhỏ hơn 5 thì mới được gọi là mưa axit. 

2.9.Tác động tổng hợp của các chất ô nhiễm không khí lên khí hậu toàn cầu

Chất ô nhiễm chủ yếu gây ra mưa axit là SO2 và NOx.

2.9.Tác động tổng hợp của các chất ô nhiễm không khí lên khí hậu toàn cầu

Lưu huỳnh: 2SO2+ O2 → 2SO3 SO3 + H2O → H2SO4 Nitơ: N2 + O2 → 2NO 2NO + O2 → 2NO2 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO

17

10/15/2017

2.9.Tác động tổng hợp của các chất ô nhiễm không khí lên khí hậu toàn cầu

2.9.Tác động tổng hợp của các chất ô nhiễm không khí lên khí hậu toàn cầu

Tác hại Ảnh hưởng đến hệ sinh thái trên Trái đất, các công trình xây dựng và Biện pháp giảm thiểu mưa axit

bảo tồn di tích lịch sử. 

Mưa axit ảnh hưởng xấu tới các thuỷ vực (ao, hồ), làm độ pH của hồ

giảm xuống, làm suy yếu thậm chí chết động vật thủy sinh. 

Ảnh hưởng xấu tới đất do nước mưa ngấm xuống đất làm tăng độ

chua của đất, hoà tan các nguyên tố trong đất cần thiết cho cây như canxi

 Chuyển nhiên liệu hóa thạch sang nhiên liệu sạch  Thay đổi công nghệ sản xuất từ các nhà máy sản xuất nhằm giảm thiểu phát thải các khí trên vào môi trường khí quyển ể  Cần xử lý triệt để các khí SO2, NOx trước khi phát thải ra môi trường

(Ca), magiê (Mg)... làm suy thoái đất, cây cối kém phát triển. 

Lá cây gặp mưa axit sẽ bị "cháy" lấm chấm, mầm sẽ chết khô, làm

cho khả năng quang hợp của cây giảm, cho năng suất thấp. 

Làm hư hại các công trình xây dựng làm bằng kim loại, đá vôi…

2.10. L−îng khÝ th¶i vμ kiÓm so¸t « nhiÔm khÝ

2.10. L−îng khÝ th¶i vμ kiÓm so¸t « nhiÔm khÝ

KhÝ th¶i lß ®èt vμ biÖn ph¸p gi¶m thiÓu

KhÝ th¶i lß ®èt vμ biÖn ph¸p gi¶m thiÓu Mét sè biÖn ph¸p gi¶m SO2 Hấp thụ khí SO2 bằng nước

2.10.1. Oxit l−u huúnh SO2: 

Than cã 0.5- 6% l−u huúnh.



Gç ç th−êng cã kho¶ng ¶ 0.1% l−u huúnh hoÆc Ýt h¬n.



DÇu má cã Ýt l−u huúnh h¬n than vμ nhiÒu h¬n gç.



L−u huúnh ch¸y sinh ra kho¶ng 99% lμ khÝ sunfua dioxit SO2 vμ tõ 0,5-2% lμ khÝ  Xử lý SO2 bằng amoniac

sunfuatrioxit SO3. 

 Xử lý SO2 bằng đá vôi (CaCO3) hoặc vôi nung (CaO)

Víi nhiªn liÖu khÝ gas hay nhiªn liÖu láng chøa l−u huúnh, ng−êi ta th−êng dïng

chÊt xóc t¸c ®Ó biÕn ®æi sunfua nhiªn liÖu thμnh h¬i H2S vμ thμnh l−u huúnh.

2.10. L−îng khÝ th¶i vμ kiÓm so¸t « nhiÔm khÝ

2.10. L−îng khÝ th¶i vμ kiÓm so¸t « nhiÔm khÝ

KhÝ th¶i lß ®èt vμ biÖn ph¸p gi¶m thiÓu

KhÝ th¶i lß ®èt vμ biÖn ph¸p gi¶m thiÓu

Sơ đồ hệ thống xử lý SO2 bằng H2O

Sơ đồ hệ thống xử lý SO2 bằng CaCO3, CaO

18

10/15/2017

2.10. L−îng khÝ th¶i vμ kiÓm so¸t « nhiÔm khÝ

2.10. L−îng khÝ th¶i vμ kiÓm so¸t « nhiÔm khÝ

KhÝ th¶i lß ®èt vμ biÖn ph¸p gi¶m thiÓu

KhÝ th¶i lß ®èt vμ biÖn ph¸p gi¶m thiÓu



2.10.2. Oxit cña nit¬ NOx

KhÝ ®èt thiªn nhiªn th−êng kh«ng chøa thμnh phÇn nit¬, do ®ã khÝ ®èt thiªn

 Ở gÇn ngän löa khÝ NO chiÕm ®Õn 90% vμ phÇn cßn l¹i lμ NO2.

nhiªn trong khãi th¶i chØ cã NOx do nhiÖt.

 Sù ph¸t th¶i oxit nit¬ trong qu¸ tr×nh ch¸y gåm ba nguån gèc kh¸c nhau:





ch¸y cã c¶ NOx do nhiÖt vμ do nhiªn liÖu.

NOx tøc thêi: nit¬ vμ «xy ph¶n øng rÊt nhanh d−íi t¸c dông xóc t¸c cña hîp chÊt



cacbon h×nh thμnh trong ngän löa 

Ảnh h−ëng cña nhiÖt ®é lμ rÊt kh¸c nhau ®èi víi sù h×nh thμnh ba lo¹i NOx:

NOx tøc thêi, NOx do nhiªn liÖu vμ NOx do nhiÖt cña qu¸ tr×nh ch¸y.

D−íi t¸c dông nhiÖt ®é cao cña ngän löa nit¬ vμ oxy tù do trong kh«ng khÝ kÕt hîp

víi nhau t¹o thμnh NOx – gäi lμ NOx do nhiÖt 

DÇu, than ®¸ chøa nit¬ víi tû lÖ kho¶ng 1 vμ kho¶ng 2,8% nªn trong s¶n phÈm

Thμnh phÇn nit¬ h÷u c¬ trong nhiªn liÖu t¸c dông víi oxy vμ t¹o thμnh NOx gäi lμ



KÕt qu¶ lμ trong khãi th¶i vÉn cßn mét l−îng nhÊt ®Þnh cña NOx.



Sù h×nh thμnh NOx trong s¶n phÈm ch¸y phô thuéc vμo nhiÒu yÕu tè: nhiÖt ®é

ngän löa, nång ®é N2 vμ O2 trong buång ®èt, thêi gian l−u vμ tèc ®é nguéi cña s¶n

NOx do nhiªn liÖu.

phÈm ch¸y.

2.10. L−îng khÝ th¶i vμ kiÓm so¸t « nhiÔm khÝ

2.10. L−îng khÝ th¶i vμ kiÓm so¸t « nhiÔm khÝ

KhÝ th¶i lß ®èt vμ biÖn ph¸p gi¶m thiÓu

KhÝ th¶i lß ®èt vμ biÖn ph¸p gi¶m thiÓu Một số biện pháp giảm thiểu NOx ban đầu



Phản øng hãa häc giữa N2 vμ O2 ®Ó t¹o thμnh NO lμ phản øng thuËn nghÞch:

N 2  O 2  2 NO  Lμm nguéi chËm tõ tõ sản phÈm ch¸y (SPC) ë nhiÖt ®é trªn 1760 0C sÏ

 Dùng các dầu đốt NOx thấp: tốc độ tạo thành NOx thấp và nồng độ NOx có thể giảm khi giảm nồng độ oxy ở tâm ngọn lửa. Với biện pháp này giảm bơm khí vào khu trung tâm ngọn lửa để giảm NOx . Tăng cường đốt cháy triệt để bằng cách tăng oxy ở các vùng có nhiệt độ thấp xa ngọn lửa, tạo ngọn lửa dài hơn cho phép giảm

t¹o ®iÒu kiÖn cho NO ph©n hñy thμnh nit¬ vμ oxy; ng−îc l¹i, nÕu lμm nguéi

NOx.

nhanh ®Õn nhiÖt ®é 1760 0C sÏ cè ®Þnh nång ®é NO trong khãi thải.

 Phân kỳ quá trình cháy: cũng là một biện pháp hữu hiệu. Một trong những kinh

 Nh− vËy vÒ ph−¬ng diÖn kiÓm so¸t « nhiÔm ®ßi hái cÇn lμm nguéi SPC

nghiệm phân quá trình cháy thành các cấp thích hợp hư đốt sơ cấp và thứ cấp. Đốt

víi tèc ®é chËm nhÊt cã thÓ ®−îc ë ph¹m vi nhiÖt ®é cao.

sơ cấp nên cấp khí dưới mức yêu cầu (thấp hơn) tỉ lệ khí/nhiên liệu để giảm NOx tại đây. Đốt cháy hoàn toàn được diễn ra tại buồng thứ cấp, cấp thêm khí để tăng cường thêm oxy.  Hồi lưu khí cháy để giảm NOx : đây cũng là biện pháp hiệu quả, tiết kiệm nhiệt, giảm việc gia tăng nhiệt độ do nung nóng khí cháy.

2.10. L−îng khÝ th¶i vμ kiÓm so¸t « nhiÔm khÝ

2.10. L−îng khÝ th¶i vμ kiÓm so¸t « nhiÔm khÝ

KhÝ th¶i lß ®èt vμ biÖn ph¸p gi¶m thiÓu

KhÝ th¶i lß ®èt vμ biÖn ph¸p gi¶m thiÓu

Mét sè biÖn ph¸p gi¶m NOx thø cÊp: 

Cho khÝ ch¸y ph¶n øng víi NH3 hoÆc c¸c ho¸ chÊt cã ph¶n øng t¹o ra NH3 t¹i

nhiÖt ®é 800 – 9000C ph−¬ng ph¸p nμy cßn ®−îc gäi lμ ph−¬ng ph¸p SNCR (ph−¬ng ph¸p chän läc kh«ng dïng xóc t¸c SNCR) 

Ph¶n øng cho phÐp t¹o thμnh N2 vμ n−íc t¹i nhiÖt ®é cao khi cã dßng NH3 (nång

®é th−êng lμ 25%) b¬m vμo luång khÝ th¶i ®−a èng khãi. HiÖu suÊt ph¶n øng ®¹t 5060%. 

Cã 3 ph¶n øng sau x¶y ra ®ång thêi vμ phô thuéc chÆt chÏ vμo nhiÖt ®é khÝ th¶i.

4 NO + 4NH3 + O2 4 N2 + 6 H2O 4 NH3 + 5O2 4NO + 6H2O NH3 NH3 Bªn c¹nh viÖc sö dông dung dÞch NH3 ng−êi ta cßn sö dông dung dÞch urª (NH2)2CO t¹o ra NH3 trong qu¸ tr×nh ph¶n øng ®Ó thay thÕ phun trùc tiÕp NH3.

19

10/15/2017

2.10. L−îng khÝ th¶i vμ kiÓm so¸t « nhiÔm khÝ

2.10. L−îng khÝ th¶i vμ kiÓm so¸t « nhiÔm khÝ

KhÝ th¶i lß ®èt vμ biÖn ph¸p gi¶m thiÓu

KhÝ th¶i lß ®èt vμ biÖn ph¸p gi¶m thiÓu



Ph¶n øng xóc t¸c.



ChÊt xóc t¸c xö lý NOx cßn cã tªn th−¬ng m¹i lμ DENOX, thμnh phÇn chñ yÕu

lμ titan oxit ho¹t ho¸. Bªn c¹nh ®ã cßn cã xóc t¸c V2O5 hay WO3.

4 NO + 4 NH3 + O2  4 N2 + 6 H2O 6 NO2 + 8 NH3 7 N2 + 12 H2 O 2 NO2 + 4 NH3 + O2 3 N2 + 6 H2O 

HiÖu qu¶ cña qu¸ tr×nh ®¹t trªn 90%. Víi xóc t¸c DENOX, ph©n huû c¸c chÊt

®éc h¹i dioxin vμ furan còng diÔn ra. 

Mét phÇn NH3 sÏ t¹o víi SO3 ®Ó thμnh ammonium sulfat 2NH3 + SO3 + H2O  (NH4)2 SO4 NH3 + SO3 + H2 O  NH4 HSO4

Tính lưu lượng NH3 cần đưa vào hệ xử lý

Các thông số về NOx của lò đốt rác sinh hoạt/đô thị cần xử lý Dự án Nhà máy thiêu rác MSW Kunpo-Hệ thống De-NOx (SCR) - Ứng dụng: Thiêu các chất thải rắn đô thị; - Công suất: 200 tấn/ngày; - Tốc ố độ dòng khí: 1680 m3/phút; - Nhiệt độ khí thải: 210 oC; - Hiệu suất: 90% - Mô tả hệ thống: xúc tác chọn lọc (SCR).

Nồng độ NOx trong khí thải: Co =1230 ppm = 1230 m3/1triệu m3 khí thải Nồng độ NOx trong khí sau thải: C1 = 50ppm = 50 m3/1triệu m3 khí thải

20

10/15/2017

21

10/22/2017

Chương 3. MÔI TRƯỜNG THỦY QUYỂN TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUY NHƠN 3.1. Cấu trúc, tính chất đặc biệt và vai trò của nước

3.1.1. Cấu trúc

BÀI GIẢNG HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG

3.1. Cấu trúc, tính chất đặc biệt và vai trò của nước

3.1. Cấu trúc, tính chất đặc biệt và vai trò của nước

3.1.2 Tính chất đặc biệt của nước  Nhiệt độ sôi cao  CH4 (-161,5 oC), H2S (-60,75 oC), H2Se (-41,5 oC),…  Nước có tỉ trọng cao nhất ở 4 oC  Nhiệt dung d riêng iê đẳ đẳng áp á của ủ nước ớ 4184 J/kg.độ J/k độ Nước có khả năng hòa tan nhiều chất Nước có thể thấm ướt nhiều chất rắn

3.1.3. Vai trò của nước  Nước là thành phần quan trọng của các vật chất, các tế bào sinh học và tham gia vào các quá trình sinh hóa cơ bản.  Nước tham gia vào mọi quá trình xảy ra trong tự nhiên, nước tác động đến sự biến đổi của Trái Đất cũng như sự sống trên Trái Đất.  Nước có ảnh hưởng quyết định đến khí hậu  Nước rất cần thiết cho hoạt động sống của con người  Nước được sử dụng trong công nghiệp, nông nghiệp, GTVT…

3.2. Tài nguyên nước và chu trình tuần hoàn của nước

3.2. Tài nguyên nước và chu trình tuần hoàn của nước

3.2.1. Tài nguyên nước Trữ lượng tài nguyên nước khoảng 1,5 tỷ km3 Đại dương, biển 97% Lục địa 3%  Băng tuyết ở các cực  Nước không dùng được  Nước sử dụng được khoảng 0,28 %

1

10/22/2017

3.2. Tài nguyên nước và chu trình tuần hoàn của nước

3.3. Phân loại và thành phần của nước tự nhiên

3.2.2. Chu trình tuần hoàn của nước

3.3.1. Phân loại  Nước mặt  Ao, hồ, sông suối…

- Thành phần và chất lượng nước mặt khá phức tạp phụ thuộc vào nhiều yếu tố như địa lý, khí hậu, hoạt động của con người …  Nước biển - Na+, Cl-, Mg2+ , SO42-, Br-, Ca2+, K+, HCO3- Vi lượng của tất cả các chất có thể có trong toàn cầu

3.3. Phân loại và thành phần của nước tự nhiên

3.3. Phân loại và thành phần của nước tự nhiên  Nuớc biển trên toàn cầu có những đặc điểm đáng chú ý sau:  Tỷ lệ thành phần các cấu tử chính ổn định  pH ổn định:  Trong nước biển tồn tại hệ đệm (CO2 + H2O)/ HCO3- / CO32 Hệ đệm B(OH)3/B(OH)4 Ở đáy đại dương có trầm tích Al2Si2O5(OH)4. Trầm tích này có khả năng thực hiện phản ứng trao đổi theo cân bằng sau:

 pE ổn định: pE của nước biển cũng có giá trị ổn định trong khoảng 12,5 ± 0,2

3.3. Phân loại và thành phần của nước tự nhiên

3.3. Phân loại và thành phần của nước tự nhiên

 Nước ngầm Nước ngầm là một dạng nước dưới đất, tích trữ trong các lớp đất đá trầm

3.3.2. Thành phần hóa học của nước tự nhiên

tích dưới bề mặt trái đất, có thể khai thác cho các hoạt động sống của con

3.2.2. 1. Các khí hòa tan

người

3.2.2.2. Chất rắn  Chất rắn lơ lửng (suspended solids – SS): - Các hạt có bản chất vô cơ có thể là các hạt đất sét, phù sa, hạt bùn,…

- Hạt có bản chất hữu cơ thường là sợi thực vật, tảo, vi khuẩn,…  Chất rắn hòa tan (dissolved solids - DS):  Các chất vô cơ hòa tan - Nước tự nhiên là dung môi tốt để hòa tan hầu hết các axit, bazơ và muối vô cơ.

2

10/22/2017

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.3. Phân loại và thành phần của nước tự nhiên

 Các chất hữu cơ  Các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học  Các chất hữu cơ khó bị phân hủy sinh học 3.3.3. Thành phần sinh học của nước tự nhiên Thành phần và mật độ các loại cơ thể sống trong nguồn nước phụ thuộc chặt chẽ vào đặc điểm, thành phần hóa học của nguồn nước, chế độ thủy văn và địa hình nơi cư trú.

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.3.1. Các nguồn gây ô nhiễm nước  Nguồn gốc tự nhiên :



 Núi lửa,, xói mòn,, bão,, lụt,...có ụ,

 Nước thải sinh hoạt

thể rất nghiêm trọng, nhưng không thường xuyên.

Nguồn gốc nhân tạo

 Nước thải đô thị  Nước thải công nghiệp  Hoạt động giao thông vận tải  Nước chảy tràn

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4.2. Ô nhiễm bởi các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học

3.4.3. Ô nhiễm bởi các chất hữu cơ khó bị phân hủy sinh học

 Cacbonhydrat, protein, chất béo...

3.4.3.1. Các chất hữu cơ thuộc họ chất bảo vệ thực vật

 Thường có mặt trong nước thải sinh hoạt, nước thải đô thị, nước thải công

a. Thuốc diệt côn trùng họ cơ clo

nghiệp chế biến thực phẩm …

 Thuéc nhãm chÊt « nhiÔm h÷u c¬ bÒn v÷ng (Persistantent Organic Polutants – POPs).  Héi ®ñ ba thuéc tÝnh là bÒn v÷ng, cã ®éc tÝnh cao vμ cã kh¶ n¨ng vËn chuyÓn xa trong m«i tr−êng.  Trong hä nμy cã 8 chÊt ®−îc UNEP xÕp vμo danh s¸ch 12 lo¹i POP cÇn ph¶i kiÓm so¸t vμ lo¹i bá lμ DDT, andrin, endrin, clodan, heptaclo, hexaclobenzen, mirex vμ toxaphen.

3

10/22/2017

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

 Qu¸ tr×nh ph©n huû cña c¸c hîp chÊt c¬ clo trong m«i tr−êng diÔn ra rÊt chËm.

 Nhãm hîp chÊt cơ clo cã tÝnh ph©n cùc thÊp, hoμ tan tèt trong Đé tan trong mì (g/l)

Đé tan trong n−íc (g/l)

Thêi gian b¸n huû trong ®Êt (năm)

DDT

330

3,36

2,0 – 15,6

Heptaclo

1000

50

0,5 – 3,0

Diendrin

3700

20

0,04 – 0,7

Lindan

800

130

0,06 – 1,6

Tªn chÊt

g “t−¬ng g tù ù – hydrocacbon” y m«i tr−êng  Có khả năng tích lũy sinh học  HÖ sè tÝch luü sinh häc (Bio Concentrated Factor - BCF)

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

Gi¸ trÞ hÖ sè ph©n bè KOW cña mét sè lo¹i thuèc trõ s©u

Đé tan trong n−íc (ppm)

Log KOW

 Mét sè thuèc diÖt c«n trïng tiªu biÓu hä c¬ clo

HCB

0,0062

5,5 - 6,2



DDT

0 0034 0,0034

62 6,2

Toxaphen

3

5,3

Diendrin

0,1

6,2

Mirex

0,20

6,9 – 7,5

Malathion

145

2,9

Tªn thuèc trõ s©u

Parathion Atrazin

DDT

24

3,8

35 – 70

2,2 – 2,7

DDT lμ tªn viÕt t¾t cña para-diclodiphenyltricloetan.

Cl Cl

C

Cl Cl

C

Cl

H (DDT)

Nguån: K.Verschueren, Hanbook of Environmental Data on Organic Chemicals, Newyork, Van Nostrand Reinhold,1996

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

 Ưu điểm  Có khả năng tiêu diệt côn trùng, sâu bọ nhanh và mạnh  Độ bền cao  Phổ tác dụng rộng

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

 Trong c¬ thÓ ng−êi, phÇn lín DDT chuyÓn ho¸ rÊt chËm, nh−ng cuèi cïng còng bÞ khö thμnh DDE.  DDE còng hÇu nh− kh«ng bÞ ph©n huû sinh häc, hoμ tan trong mì rÊt tèt, è ddo vËy nã ã tån å t¹ii trong c¬ thÓ hÓ trong thêi hêi gian i dμi. dμi Cl

 Nhược điểm  Có khả năng tích lũy sinh học cao

Cl

Cl

 Ảnh hưởng đến môi trường và sức khỏe con người

Cl Cl

C

Cl

C

Cl

C

Cl

Cl

C

H (DDT)

(DDE)

4

10/22/2017

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

 LÞch sö sö dông thuèc trõ s©u c¬ clo t¹i ViÖt Nam.

Hexaclo- xyclohexan  Hexaclo- xyclohexan trªn thùc tÕ cã 8 ®ång ph©n.  Hçn hîp th−¬ng m¹i c¸c ®ång ph©n HCH ®−îc dïng ®Ó diÖt muçi vμ sö dông trong n«ng nghiÖp, khö trïng kho, xö lý gç (diÖt mèi).  Tíi thËp kû 70, HCH b¾t ®Çu bÞ h¹n chÕ sö dông do cã xu h−íng tÝch

 B¾t ®Çu sö dông tõ thËp kû 40 cho phßng trõ dÞch bÖnh.  N¨m 1992, Bé N«ng nghiÖp vμ C«ng nghiÖp Thùc phÈm ®· ban hμnh  Qui ®Þnh ®¨ng kÝ thuèc trõ s©u ®Çu tiªn ë ViÖt Nam  Danh môc thuèc trõ s©u h¹n chÕ sö dông vμ bÞ cÊm sö dông cho n«ng nghiÖp.

luü sinh häc vμ ®é ®éc cao.

 Cã 22 lo¹i ho¹t chÊt thuèc BVTV bÞ cÊm n¨m 1992. Trong danh s¸ch nμy cã andrin, diendrin, endrin, DDT, chordane, toxaphene vμ heptalo.

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

S

b. Thuèc diÖt c«n trïng hä c¬ phèt pho  Thuèc diÖt c«n trïng hä c¬ phèt pho ®−îc sö dông nhiÒu nhÊt trong n«ng

C2H5O

P

S

CH

CH2C

P

OC2H5

O

NO2

C2H5O

CH3O COC2H5

nghiÖp. hiÖ O (hoÆc S)

(parathion)

(malathion)

O

S

S

RO P

S

O

CH3O

CH3O

OX (hoÆc SX)

CH3O

P CH3O

RO

O

CH

P

CCl2 (diclovos)

S

CH2

CO

NO2

CH3O

CH3

(dimethoat)

C«ng thøc cña mét sè thuèc diÖt c«n trïng tiªu biÓu hä c¬ phèt pho.

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

 §éc tÝnh 

Thuèc diÖt c«n trïng hä c¬ phèt pho cã ®éc tÝnh cÊp tÝnh cao cho

con ng−êi vμ ®éng vËt cã vó.  Tuy nhiªn, c¸c s¶n phÈm chuyÓn ho¸ cña thuèc diÖt c«n trïng hä cphèt pho ®−îc ®μo th¶i t−¬ng ®èi nhanh qua n−íc tiÓu.  C¸c thuèc diÖt c«n trïng hä c¬ phèt pho g©y ®éc th«ng qua viÖc øc chÕ enzym trong hÖ thèng thÇn kinh cña c¬ thÓ sèng ®Æc biÖt lμ enzym

 §Æc tÝnh m«i tr−êng  C¸c thuèc diÖt c«n trïng hä c¬ phèt pho t−¬ng ®èi ho¹t ®éng, chóng dÔ bÞ thuû ph©n khi tiÕp xóc víi n−íc, n−íc nh×n chung kh«ng bÒn. bÒn  Kh¶ n¨ng tÝch luü sinh häc thÊp.  XÐt trªn khÝa c¹nh m«i tr−êng chóng cã −u ®iÓm h¬n so víi hä cclo

axetyl cholin esteraza (ACh).

5

10/22/2017

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

c. Thuèc diÖt c«n trïng hä cacbamat  Cacbamat ®−îc dïng lμm thuèc diÖt c«n trïng tõ n¨m 1951.

O CH3 R

O

C

N R’

Cacbaryl (LOD50 = 307 mg/kg)

Cacbofuran (LOD50 = 8 mg/kg)

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

 §Æc tÝnh m«i tr−êng

d. Pyrethrin vμ pyrethroid

 C¸c hîp chÊt nμy kÐm bÒn v÷ng trong m«i tr−êng.

 Pyrethrum (Pyrethrin) lμ chÊt diÖt c«n trïng tù nhiªn ®−îc ph¸t hiÖn trong hoa cña c¸c c©y hä cóc Chrysanthemum.

 Kém tích lũy sinh học

 C¸c hîp chÊt nμy ®Òu lμ este este, chÝnh phÇn chøc r−îu vμ axit trong ph©n O

O CH3

R

O

C

N

+ H2O

CH3 ROH + HO

C

R’

R’

 C¬ chÕ g©y ®éc cña cacbamat còng trªn c¬ së øc chÕ sù lo¹i bá hoÆc ph¸ hñy cña c¸c ACh.

tö este sÏ ®ãng vai trß thô ®éng hãa c¸c c«n trïng.  Tªn gäi chung cña c¸c hîp chÊt tù nhiªn nμy th−êng cã ®u«i –thrin

N

 C¸c hîp chÊt tæng hîp (pyrethoid) cã tÝnh n¨ng diÖt c«n trïng nh− c¸c chÊt tù nhiªn ®ång thêi c¶i thiÖn ®−îc tÝnh bÒn trong ®iÒu kiÖn ¸nh s¸ng vμ Èm.

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển 3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

 §éc tÝnh vμ c¬ chÕ g©y ®éc  C¸c pyrethroid lμ chÊt ®éc thÇn kinh. Chóng trùc tiÕp hÊp thô qua líp biÓu b× do cã tÝnh −a mì.  VÒ mÆt c¬ chÕ, c¸c pyrethroid h×nh thμnh liªn kÕt ho¸ häc yÕu víi c¸c tÕ bμo thÇn kinh tiÕp nhËn  C¸c pyrethrin tù nhiªn bÞ ph©n huû nhanh trong c¬ thÓ c«n trïng vμ ®éng vËt cã vó, chóng th−êng cã ®éc tÝnh thÊp ®èi víi ®éng vËt cã vó.

6

10/22/2017

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển e. Thuèc trõ cá hä phenoxy axetic axit.  Thuèc trõ cá hä phenoxy axetic axit ®−îc sö dông tõ nh÷ng n¨m cuèi cña

 C¸c thuèc diÖt cá phenoxy axetic axit cã tÝnh ph©n cùc, hoμ tan

ChiÕn tranh thÕ giíi lÇn thø II

t−¬ng ®èi tèt trong n−íc. Chóng còng t−¬ng ®èi kÐm bÒn trong m«i tr−êng.

CÊu tróc ho¸ häc cña mét sè thuèc diÖt cá hä phenoxy axetic axit

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4.3.2. Các chất hữu cơ kh«ng thuéc thuộc họ chất bảo vệ thực vật a. Dioxin  Dioxin lÇn ®Çu tiªn ®−îc tæng hîp trong phßng thÝ nghiÖm vμo năm 1872

To help protect y our priv acy , PowerPoint prev ented this external picture from being automatically downloaded. To download and display this picture, click Options in the Message Bar, and then click Enable external content.

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

 Nguån gèc t¹o thμnh dioxin cã thÓ chia thμnh hai lo¹i:  C¸c qu¸ tr×nh ho¸ häc cã sù tham dù cña clo  Tổng hợp thuốc diệt cỏ

Chiếc máy bay số hiệu UH-1D của Đại đội không quân số 336 đang rải chất diệt cỏ trong vùng rừng của châu thổ sông Mê Kông, 26/07/1969

7

10/22/2017

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

 Dïng clo ®Ó tÈy tr¾ng bét giÊy vμ giÊy nghiÒn  Qu¸ tr×nh ch¸y lμ nguån gèc chÝnh thø hai thải dioxin do  Chóng ®· cã mÆt ngay trong c¸c vËt liÖu ®em ®èt vμ kh«ng bÞ ph¸ huû trong qu¸ tr×nh ch¸y

=

 §−îc t¹o thμnh trong qu¸ tr×nh ch¸y tõ c¸c tiÒn chÊt c¬ clo (vÝ dô clophenol, PCB) cã mÆt trong c¸c vËt liÖu ®em ®èt  T¹o thμnh tõ ph¶n øng ë nhiÖt ®é cao gi÷a ion clorua vμ c¸c ph©n tö h÷u c¬ kh«ng chøa clo.

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

 §éc tÝnh  Congener dioxin ®éc nhÊt lμ 2,3,7,8-TCDD  §éc tÝnh cÊp tÝnh cña 2,3,7,8-TCDD cã biÓu hiÖn kh¸c nhau ®èi víi HÖ sè ®éc t−¬ng ®−¬ng cña mét sè hîp chÊt quan träng trong c¸c nhãm dioxin Congener

II-TEF TEF

tõng loμi.  Mét ®Æc ®iÓm Ó kh¸c cña ñ 2,3,7,8-TCDD lμ chËm g©y chÕt. Õ

2,3,7,8 – tetraclodibenzo-p-dioxin

1

1,2,3,7,8 – pentaclodibenzo-p-dioxin

0.5

 Năm 1997, Tổ chức quốc tế về nghiên cứu ung thư (IARC)

1,2,3,4,7,8 – hexaclodibenzo-p-dioxin

0.1

thuộc WHO đã công bố 2,3,7,8-TC DD là chất gây ung thư nhóm 1

1,2,3,7,8,9 – hexaclodibenzo-p-dioxin

0.1

1,2,3,6,7,8 – hexaclodibenzo-p-dioxin

0.1

1,2,3,4,6,7,8 – heptaclodibenzo-p-dioxin 0.01

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

b. PCB  Công thức

8

10/22/2017

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển 3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển  Ứng dụng của PCB  Chất lỏng cách điện trong biến thế và tụ điện  Dung môi trong mực làm giấy than copy  Dầu bôi trơn  Keo dán  Xúc tác trong g công g nghiệp g ệp hóa chất  Phụ gia trong sơn  Chất phủ bề mặt

 Nh÷ng nguån chÝnh ®−a PCB vμo m«i tr−êng:  Qu¸ tr×nh tù ch¸y hoÆc hoÆc ®èt kh«ng hoμn toμn chÊt th¶i r¾n chøa PCB.  Sù bay h¬i cña PCB khi sö dông ë d¹ng më  Tai n¹n ch¶y hoÆc rß rØ PCB tõ nh÷ng nguån sö dông d¹ng ®ãng

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

Những năm cuối khoảng thập niên 1960, người ta đã phát hiện ra

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

 Khả năng tích lũy sinh học cao

nguy cơ ô nhiễm PCBs từ các ngành công nghiệp. Đến thập niên 1970, việc sản xuất PCBs bắt đầu bị đình chỉ ở hầu hết các nước.  PCB cã xu h−íng g©y ®éc m·n tÝnh.  NhiÔm ®éc m·n tÝnh PCB lμm ph¸ huû gan vμ g©y bÖnh vÒ da, c¸c u nang lín t¹i vïng mÆt,...  Theo EPA, PCB ®−îc ®−a vμo danh s¸ch nh÷ng chÊt “cã kh¶ n¨ng g©y ung th− cho con ng−êi”.

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

c. C¸c hydrocacbon ®a vßng th¬m (PAH).

 Nguån gèc cña PAH.

CÊu tróc ph©n tö cña PAH.

 Nguån gèc tù nhiªn như ch¸y rõng vμ ho¹t ®éng cña nói löa.  Nguån gèc nh©n t¹o nh− tõ c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghiÖp, lß ®èt r¸c, khÝ é g c¬,, tràn dầu,, khoi thuốc … th¶i ®éng

9

10/22/2017

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

CTPT

KLPT

PAH C10H8

128,2

2,48 x

C12H10

154,2

2,55 x 10-5

3,92

Phenanthren

C14H10

178,2

7,25 x 10-6

4,57

Anthraxen

C14H10

178,2

4,10 x 10-7

4,54

Fluoranthen

C16H10

202,3

1,29 x 10-6

4,90

Pyren

C16H10

202,3

6,68 x 10-7

5,18

Benzo(a)anthraxen

C18H12

228,3

6,14 x 10-8

5,61

Benzo(a)pyren

C20H12

252.3

1,51 x 10-8

6,04

Perylen

C20H12

252.3

1,59 x 10-9

6,04

Coronen

C24H12

300.4

4,67 x 10-10

6,90

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4.4. Ô nhiễm bởi các chất vô cơ

 Do trμn dÇu tõ c¸c thïng chøa, bÓ läc dÇu hoÆc lç khoan khai th¸c dÇu ngoμi kh¬i.

3.4.4.1. Các loại phân bón hóa chất vô cơ

 Mét l−îng PAH lín h¬n tÝch luü sinh häc trong mì cña mét sè sinh vËt biÓn, cã liªn

• Các chất dinh dưỡng (N, P)

quan tíi th−¬ng tæn vÒ gan vμ t¹o khèi u ®èi víi mét sè loμi c¸.

− Amoni và amoniac ((NH4+, NH3)

 Cã tíi 80% trong sè 200 hîp chÊt cã mÆt trong creosot lμ PAH, bao gåm c¶ c¸c cÊu tö g©y ung th−.

3,36

Naphtalen

 ¤ nhiÔm n−íc do PAH

than, ®−îc sö dông lμm chÊt b¶o qu¶n gç, ®Æc biÖt lμ cho c¸c thanh tμ vÑt.

LogKOW

10-4

Axenaphthalen

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

 L−îng rÊt lín PAH sinh ra trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt creosot, mét dÉn xu¸t cña nhùa

Đé tan trong n−íc (mol/L)

− Nitrit (NO2−) − Nitrat (NO3−) − Photphat (PO3−):  Khi hàm lượng photphat trong nước đạt đến mức ≥ 0,01 mg/l (tính theo P) và tỷ lệ P:N:C vượt quá 1:16:100 → hiện tượng phú dưỡng nguồn nước.

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

10

10/22/2017

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.4.4.2. Các nguyên tố vết trong nước  Thường gặp trong các lưu vực nước gần các khu công nghiệp, khu vực khai thác khoáng sản...  Nước thải công nghiệp và nước thải độc hại thả vào môi trường nước không xử lý hoặc xử lý không đạt yêu cầu.  Kim loại nặng tích luỹ theo chuỗi thức ăn thâm nhập và cơ thể người.  Nước mặt bị ô nhiễm sẽ lan truyền các chất ô nhiễm vào nước ngầm, vào đất và các thành phần môi trường liên quan khác.

11

10/22/2017

3.4. Ô nhiễm môi trường thuỷ quyển

3.5. Các thông số đánh giá chất lượng môi trường

3.5.1. Các chỉ tiêu vật lý  Màu sắc

3.5.2. Các chỉ tiêu hóa học  Độ pH

 Nhiệt độ

 DO

 Độ đục

 BOD

 Mùi

 COD

 Hàm lượng chất rắn

 TN  TP

3.5. Các thông số đánh giá chất lượng môi trường

3.5. Các thông số đánh giá chất lượng môi trường

3.5. Các thông số đánh giá chất lượng môi trường

3.5. Các thông số đánh giá chất lượng môi trường

12

10/22/2017

3.5. Các thông số đánh giá chất lượng môi trường

3.5. Các thông số đánh giá chất lượng môi trường

3.5. Các thông số đánh giá chất lượng môi trường

DO ( mg / ml ) 

V

ml Na

2

S 2O

.N 3

Na

2

S2O

V V

3.5. Các thông số đánh giá chất lượng môi trường

. 8 . 1000

Biến đổi Azide của phương pháp Winker

3

1



Ion nitrit là một trong những ion thường gặp gây ảnh

hưởng trong quá trình xác định oxi hòa tan.

Trong đó: đ

2NO2- + 2I- + 4H+  I2 + N2O2 + 2H2O N2O2 + 1/2 O2 + H2O  2NO2- + 2 H+

V- Thể tích mẫu nước lấy phân tích V1- Thể tích (ml) của MnSO4 và KI 8- đương lượng gam của oxi



Khắc phục bằng cách sử dụng sodium azide NaN3.

NaN3 + H+  HN3 + Na+ HN3 + NO2- + H+  N2 + N2O + H2O

3.5. Các thông số đánh giá chất lượng môi trường

3.5. Các thông số đánh giá chất lượng môi trường

 Nhu cầu oxi sinh hóa – BOD Nhu cầu oxi sinh hóa là lượng oxi cần thiết cho việc oxi hóa các chất hữu cơ (dễ bị sinh hủy) trong nước dưới tác dụng của vi sinh vật

13

10/22/2017

3.5. Các thông số đánh giá chất lượng môi trường Mẫu nước sau khi pha loãng xong chia thành hai phần bằng nhau: Phần 1: Tiến hành xác định DO được giá trị P1.

Phần 2: Cho vào chai đậy nút kín đem ủ trong 5 ngày trong tối 0 (20 C) → xác định DO được giá trị P2.

BOD5 (mg / ml ) 

P1  P2 D

D là tỷ số pha loãng

3.5. Các thông số đánh giá chất lượng môi trường Trong đó:  P1: Giá trị DO của mẫu nước thải + nước pha loãng có cấy vi khuẩn, được xác định ngay sau khi chuẩn bị mẫu để ủ.  P2: Giá trị DO của mẫu nước thải + nước pha loãng có cấy vi khuẩn,, được ợ xác định ị sau 5 ngày g y ủ ở 200C trong g tối.

Thể tích tí h mẫu ẫ đ đem phân hâ tí tích h

 B1: Giá trị DO của nước pha loãng có cấy vi khuẩn được xác định

D= Tổng thể tích mẫu nước đem phân tích và thể tích dung dịch pha loãng Trường hợp cần bổ sung thêm vi sinh vật vào nước pha loãng:

( P  P )  ( B1  B2 ).F BOD5 (mg / ml )  1 2 D

trước khi ủ.  B2: Giá trị DO của nước pha loãng có cấy vi khuẩn được xác định sau khi ủ 5 ngày ở 200C, trong tối.  F: Tỷ số chất lỏng bổ sung vi khuẩn vào mẫu nước thải pha loãng và nước pha loãng (mẫu đối chứng).

3.5. Các thông số đánh giá chất lượng môi trường

3.5. Các thông số đánh giá chất lượng môi trường

Chuẩn bị dung dịch để pha loãng Thổi không khí sạch ở 200C vào nước cất để bão hòa oxi, thêm1 ml dung dịch đệm photphat có pH = 7,2; 1 ml dung dịch MgSO4 (2,25 g MgSO4.7H2O/l) và 1 ml FeCl3 (0,25g eC 3.6 .6H2O/ O/l)) v và 1,575g ,575g N Na2SO3,,thêm ê nước ước ccất tới ớ 1 lít..

FeCl Pha loãng mẫu phân tích 

Nếu BOD từ 1 ÷ 6 mg O2/l → không cần pha loãng



Nếu BOD 7 ÷ 12 mg O2/l thì tỉ số pha loãng 50%



Nếu BOD 13 ÷ 30 mg O2/l thì tỉ số pha loãng 20%



Nếu BOD 30 ÷ 60 mg O2/l thì tỉ số pha loãng 10%



Nếu BOD 300 mg O2/l thì tỉ số pha loãng 2%

3.5. Các thông số đánh giá chất lượng môi trường

3.5. Các thông số đánh giá chất lượng môi trường

100% CEC pH 9 Nhiệt độ 55oC Thời gian 2 giờ

14

10/22/2017

3.5. Các thông số đánh giá chất lượng môi trường

3.5. Các thông số đánh giá chất lượng môi trường

COD 

(V1  V2 ).N .8.1000 V ml

Trong đó: V: Số ml mẫu nước đem phân tích.

V1: Số ml dung dịch Fe2+ dùng để chuẩn độ mẫu trắng.

V2: Số ml dung dịch Fe2+ dùng để chuẩn độ mẫu phân tích.

N: Nồng độ đương lượng của Fe2+ 8: Đương lượng gam của Oxi.

3.5. Các thông số đánh giá chất lượng môi trường

3.5. Các thông số đánh giá chất lượng môi trường

Chương 4. ĐỊA QUYỂN

4.1. Sự hình thành & cấu trúc Trái Đất

4.1. Sự hình thành & cấu trúc Trái Đất Thái dương hệ

4.1.1. Sự hình thành Trái Đất

15

10/22/2017

4.1. Sự hình thành & cấu trúc Trái Đất

4.1. Sự hình thành & cấu trúc Trái Đất 4.1.2. Cấu tạo của Trái Đất

4.1. Sự hình thành & cấu trúc Trái Đất

4.2. Thạch quyển và đất

4.2.1. Thạch quyển 4.2.2. Đất 4.2.2.1. Khái niệm Vào1897, nhà thổ nhưỡng học người Nga Docutraep định nghĩa: “Đất là một vật thể tự nhiên, cấu tạo độc lập, lâu đời do kết quả của quá trình hoạt động tổng hợp của 5 yếu tố hình thành đất gồm có : đá mẹ, địa hình, khí hậu, sinh vật và thời gian “.

4.3. Thành phần hóa học của đất

4.2. Thạch quyển và đất

4.2.2.2. Các yếu tố hình thành đất

Gồm 3 thành phần chính

 Sinh vật

 Chất rắn

 Khí hậu

• Vô cơ ơ

 Địa hình

• Hữu cơ

 Đá mẹ

 Nước

 Thời gian

 Không khí

16

10/22/2017

4.3. Thành phần hóa học của đất

4.3.1. Các thành phần vô cơ của đất

4.3. Thành phần hóa học của đất

4.3.2. Các thành phần hữu cơ của đất

 Chất hữu cơ

Năng suất sinh học

g  Chưa bịị pphân giải  Rễ cây, lá…  Chất hữu cơ đã phân giải  Chất mùn  Chất không phải mùn  Mùn là thành phần hữu cơ quan trọng của đất

4.3. Thành phần hóa học của đất

4.3. Thành phần hóa học của đất

 Quá trình biến đổi chất hữu cơ trong đất  Là một quá trình sinh hóa rất phức tạp, bằng các phản ứng hóa học có sự tham gia tích cực của hệ vi sinh vật đất.

4.3. Thành phần hóa học của đất

4.3. Thành phần hóa học của đất

 Quá trình khoáng hóa chất hữu cơ gồm các giai đoạn

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình khoáng hóa

 Thủy phân → peptit, axit amin, cácloại đường , polyphenol, glyxerin,

 Khí hậu: nhiệt độ từ 25 – 30oC và độ ẩm khoảng 70%

axit béo.

 Tính chất đất: Đất có thành phần cơ giới nhẹ tơi xốp, thoát nước, pH

Thực hiện các phản ứng khử amin, oxyhóa-khử, khử cacboxyl,... → Các

trung tính → quá trình khoáng hóa sẽ chiếm ưu thế

rượu, các andehyt, các axit hữu cơ,…

 Đặc điểm chất hữu cơ: các loại cây thân thảo, cây non, cây lá to

 Khoáng hóa hoàn toàn: Theo 2 con đường:

giàu đường, C/N thấp,... → phân giải dễ hơn, nên quá trình khoáng

 Háo khí → muối, NH3, CO2, H2O,...

hóa sẽ nhanh và mạnh hơn.

 Yếm khí → CH4, N2, H2S, NH3, CO2, H2O

17

10/22/2017

4.3. Thành phần hóa học của đất

4.3. Thành phần hóa học của đất

 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình mùn hóa  Quá trình mùn hóa là quá trình kết hợp các phản ứng phân giải

 Khí hậu

và tổng hợp chất hữu cơ nhờ vi sinh vật → hợp chất hữu cơ

 Nhiệt độ thích hợp 25 – 30 oC

phức tạp (mùn).

ộ ẩm > 70%.  Độ

 Từ các hợp chất hữu cơ như protit, lipit, lignin, tanin,... → phân

 Tính chất đất

giải thành các sản phẩm hữu cơ trung gian.

 Đất có thành phần cơ giới nặng, pH trung tính.

 Các hợp chất hữu cơ trung gian tạo → các hợp chất phức tạp

 Đất giàu Ca2+, Mg 2+ thì mùn được tích lũy nhiều hơn  Đặc điểm xác hữu cơ:

 Các loại cây thân thảo, cây non, cây lá to giàu đường, tinh bột, protit, lipit, tỷ lệ C/N thấp (< 25) → mùn nhuyễn.

4.3. Thành phần hóa học của đất

4.3. Thành phần hóa học của đất

 Vai trò của mùn trong đất  Đối với tính chất của đất

 Mùn quyết định những tính chất hóa học quan trọng của đất:

 Mùn cải thiện tính chất vật lý đất:

+ Số lượng mùn ảnh hưởng đến số lượng keo đất.

+ Mùn làm cho đất ấ tơi xốp. ố

+ Đất Đấ càng à giàu ià mùn ù thì hì khả năng ă hấp hấ phụ h càng à cao, làm là tăng ă khả

+ Mùn cải thiện thành phần cơ giới của đất .

năng chịu nước, chịu phân cho đất .

+ Mùn ảnh hưởng đến tỷ trọng, tính dính, dẻo…

+ Đất giàu mùn có tính đệm cao, đảm bảo các phản ứng hóa học và oxi

+ Mùn là nhân tố điều hòa nhiệt độ

hóa-khử xảy ra bình thường, không gây hại cho cây trồng.

+ Mùn làm tăng khả năng giữ nước, đồng thời tăng tính thấm nước của đất, làm giảm quá trình rửa trôi xói mòn đất.

4.3. Thành phần hóa học của đất

4.3. Thành phần hóa học của đất

 Đối với sinh vật

 Các biện pháp bảo vệ và nâng cao chất hữu cơ và mùn trong đất

-Mùn là kho dự trữ thức ăn

 Các biện pháp bảo vệ

-Mùn chứa một lượng khá lớn các nguyên tố đa lượng cũng như

 Đối với đất đồi núi: bảo vệ thảm thực vật, hạn chế đốt rẫy.

vii lượng l

 Đối với đất trồng trọt: tránh cày ủi mất lớp đất mặt. mặt

- Axit humic của mùn là chất kích thích sinh trưởng và là chất

 Đất có địa hình dốc: ngăn chặn dòng chảy, hạn chế sự rửa trôi, xói mòn

kháng sinh chống chịu bệnh đối với cây (tác dụng chủ yếu là ở nhân

 Bón vôi để trung hòa độ chua của đất để tạo điều kiện thuận lợi cho vi

Polyphenol của mùn).

sinh vật mùn hóa hoạt động tốt  Làm đất, tưới tiêu nước hợp lý → điều kiện thích hợp cho quá trình phân giải và tổng hợp chất hữu cơ.

18

10/22/2017

4.3. Thành phần hóa học của đất

 Các biện pháp nâng cao

4.3. Thành phần hóa học của đất

4.3.3. Nước trong đất

 Bón phân hữu cơ thường xuyên để nâng cao hàm lượng mùn cho đất

G.H.Vuxôki đã ví “nước trong đất như máu trong cơ thể động vật”.

 Tăng cường trồng xen các loại cây phân xanh, nuôi bèo hoa dâu

 Vai trò của nước trong đất đối với tính chất của đất

làm nguồn ồ phân hữu cơ bổổ sung cho đất. ấ

 Nước tham gia vào sự phong hóa đá → đất ấ và di chuyển ể các chất ấ trong đất ấ

 Cần áp dụng các biện pháp luân canh, xen canh hợp lí

 Nước tham gia vào tất cả các phản ứng hóa học xảy ra trong đất

 Bón thêm vào đất các loại phân vi sinh vật, thúc đẩy quá trình mùn hóa

 Hàm lượng nước → ảnh hưởng đến nồng độ, thành phần chất tan trong

 Giảm tỷ lệ C/N trong chất hữu cơ, tạo môi trường thích hợp để

dung dịch đất → ảnh hưởng đến các tính chất của dung dịch đất

tăng tỷ lệ axit humic/axit fulvic của mùn đất.

 Nước ảnh hưởng đến trạng thái keo của đất và khả năng trao đổi của nó.  Nước là nhân tố điều hòa nhiệt độ trong đất

4.3. Thành phần hóa học của đất

4.3. Thành phần hóa học của đất

 Các dạng nước trong đất  Vai trò của nước trong đất đối với sinh vật đất

 Nước liên kết hóa học

 Nhờ có nước hòa tan các chất dinh dưỡng trong đất → cây sử dụng

 Nước cấu tạo: là nước tham gia vào thành phần cấu tạo mạng lưới tinh

 Nước ảnh hưởng đến ế sự phân bốố các quần ầ thểể vi sinh vật trong đất ấ

thể của những khoáng vật, khi nước cấu tạo mất đi thì khoáng vật cũng bị

 Thừa nước → vi sinh vật yếm khí phát triển mạnh

phá hủy.

 Khô hạn → vi sinh vật háo khí chiếm ưu thế

Ví dụ: Nước trong Kaolinit (Al2O3 .2SiO2 .2H2O), ...

4.3. Thành phần hóa học của đất

4.3. Thành phần hóa học của đất

 Nước kết tinh:

 Nước hấp phụ

- Cả phân tử nước tham gia vào sự hình thành tinh thể khoáng vật

 Nước mao quản

(thạch cao: CaSO4.2H2O; gipxit: Al2O3.3H2O;...)

 Nước trọng lực

- Nước liên kết hóa học thực vật hoàn toàn không thể sử dụng được.

 Nước ngầm  Hơi nước  Nước ở thể rắn

19

10/22/2017

4.3. Thành phần hóa học của đất

4.4. Những nguyên tố dinh dưỡng có trong đất cung cấp cho cây trồng

4.3.4. Không khí trong đất  Không khí chiếm khoảng 35% tổng thể tích đất (chứa khoảng 15% O2

 17 nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu đối với sự sinh trưởng của cây

và > 0,035 % CO2 tính theo thể tích).  Nguyên nhân do sự phân hủy các chất hữu cơ trong đất: {CH2O} + O2 → CO2 + H2O  Sự phân hủy → tăng CO2 trong nước ngầm → giảm pH và làm tăng sự phong hóa các khoáng cacbonat.  CO2 còn làm chuyển dịch cân bằng hấp thụ các ion kim loại của rễ cây Đất}Ca2+

+ 2CO2 + 2H2O ⇌ Đất}2

H+

+ Ca

2+

(rễ cây) + 2HCO3

−

4.4. Những nguyên tố dinh dưỡng có trong đất cung cấp cho cây trồng

C

P

Mg

Cl

H

K

Fe

Zn

O

S

Mn

Cu

N

Ca

B

Mo

Ni

4.4. Những chất dinh dưỡng có trong đất cung cấp cho cây trồng

 Nguyên tố dinh dưỡng thiết yếu là những nguyên tố:  Trực tiếp tham gia vào quá trình chuyển hóa vật chất trong cơ thể. Không thể thiếu hoặc thay thế bằng nguyên tố khác  Thiếu nó cây không thể hoàn thành chu trình sống

4.4. Những chất dinh dưỡng có trong đất cung cấp cho cây trồng

4.4. Những chất dinh dưỡng có trong đất cung cấp cho cây trồng

20

10/22/2017

4.4. Những chất dinh dưỡng có trong đất cung cấp cho cây trồng

4.4. Những chất dinh dưỡng có trong đất cung cấp cho cây trồng

Mg

4.4. Những chất dinh dưỡng có trong đất cung cấp cho cây trồng

Mg

4.5. Ô nhiễm môi trường đất

 "Ô nhiễm môi trường đất được xem là tất cả các hiện tượng làm nhiễm bẩn môi trường đất bởi các chất ô nhiễm".

- Các nguyên tố đại lượng (>100mg/1kg chất khô của cây): C, H, O, N, P, K, S, Ca, Mg.

 Phân loại theo nguồn gốc phát sinh Ô nhiễm đất do chất thải công nghiệp

- Các nguyên tố vi lượng ( 100mg/1kg chất khô của cây): Fe, Mn, B, Cl, Zn, Cu, Mo.

 Ô nhiễm đất do hoạt động nông nghiệp  Ô nhiễm đất do các chất thải sinh hoạt  Ô nhiễm do một số hoạt động khác

4.5. Ô nhiễm môi trường đất

4.5. Ô nhiễm môi trường đất

21

10/22/2017

Tính lưu lượng NH3 cần đưa vào hệ xử lý

http://www.authorstream.com/Presentation/dangbach2000-1491902-dia-ly-10-b-7-c-u-tr-th-chhttp://www2 http://www2.hcmuaf.edu.vn/data/lethioanh/Gioi%20thieu.pdf hcmuaf edu vn/data/lethioanh/Gioi%20thieu pdf http://www2 http://www2.hcmuaf.edu.vn/?ur=quoctuan hcmuaf edu vn/?ur=quoctuan quy-n-thuy-ki-o-m/

Nhiệt hóa hơi Nhiệt lượng cung cấp cho khối chất lỏng trong quá trình sôi được gọi là nhiệt hóa hơicủa chất lỏng ở nhiệt độ sôi:

Các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường đất

22