ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP HÓA MÔI TRƯỜNG
Chương II:
Câu 1:Trình bày cấu trúc khí quyển(phân theo chiều cao và nhiệt độ),đặc điểm của mỗi tầng?
Khí quyển là lớp khí bao quanh TĐ. Thành phần và hàm lượng của các chất khí này tùy thuộc vào
điều kiện địa lý, khí hậu, phân bố theo chiều cao từ bề mặt TĐ.
+ Khí quyển được chia làm 2 phần:
- Phần trong gồm: Tầng đối lưu, tầng bình lưu,
-tầng trung gian và tầng ion (tầng nhiệt)
-Phần ngoài: Là tầng điện ly.
-Các tầng được phân chia theo chiều cao và nhiệt độ
Tầng đối lưu:
Chiều cao: 0÷ 11km
Nhiệt độ : 400C ÷ -500C
Đặc điểm:
. Có sự xáo trộn mạnh giữa các thành phần vật chất
.Do đó có khả năng pha loãng nhanh các khí ô nhiễm.
.Nước trong khí quyển tuân theo vòng tuần hoàn nước trong tự nhiên.
Tầng bình lưu:
.Chiều cao: 12÷ 49 km
. Nhiệt độ : -500C ÷ -20C
Đặc điểm:
.Sự xáo trộn chậm chạp giữa các thành phần vật chất
. Do đó thời gian lưu khá lâu, nếu có chất ô nhiễm đi vào sẽ gây nhiễm độc lâu dài.
.Phần trên ở độ cao khoảng từ 25km tồn tại một lớp ozon bảo vệ sự sống trên TĐ.
Tầng trung gian:
+ Chiều cao: 51÷ 85 km
+ Nhiệt độ : -2->-92oc
* Đặc điểm:.
Có sự chuyển đổi của các phân tử khí thành các ion.
. Khả năng hấp thụ tia tử ngoại và sóng điện từ của giảm mạnh O3
Tầng nhiệt:
C ÷ 1700
0
C
Đặc điểm:
Có nhiệt độ rất cao.
Các dòng Plasma do mặt trời thải ra và bụi vũ trụ đi vào khí quyển.
Câu 2: Phản ứng quang hóa là gì?Đặc điểm của phản ứng quang hóa?Viết các pt quang
háo điển hình?
Phản ứng quang hóa: Là phản ứng hóa học giữa các chất xảy ra nhờ năng lượng của các
sóng điện từ. Các phân tử và nguyên tử hấp thụ các proton chuyển sang trạng thái kích thích
nên dễ dàng tham gia vào các p/ư tiếp theo.
Đặc điểm:
Chỉ xảy ra với các phần tử có khả năng hấp thụ các proton mà nó gặp
Mỗi sóng điện từ được hấp thụ chỉ có thể kích hoạt được một phần tử hấp thụ nó.
Chúng có khả năng tham gia vào các pư nhiệt, huỳnh quang, lân tinh hoặc phân hủy liên kết.
Một số phản ứng quang hóa điển hình trong khí quyển:
Tạo phần tử kích hoạt: A + hν → A
*
Pư tỏa nhiệt: A
*
→ A + E (năng lượng)
Pư phát xạ: A
*
→ A + hν
Pư trao đổi năng lượng liên phân tử:
A
*
+ M → A + M
*
→ CO
C + O
2
→ CO
2
CH
4
+ O
2
→ CO
2
+ H
2
O
N
2
+ O
2
→ 2 NO
NO + ½ O
2
→ NO
2
H
2
S + O
2
→ SO
2
2
(tia lửa điện) → NO → NO
2
→ HNO
3
NO
: sinh ra do oxihoa N
2
ở nhiệt độ cao; đốt nhiên liệu.
Tại tầng ĐL:
NO + ½ O
2
→ NO
2
NO + NO
3
→ N
2
O
4
NO + O + M → NO
2
+ M
NH
3
:
NH
3
+ H
4
Cl + H
2
O
*Ở tầng đối lưu: SO
2
:
SO
2
+ ½ O
2
(MeO) → SO
3
SO
3
+ H
2
O → H
2
SO
4
(gây mù axit)
SO
2
+ O
2
+ NH
3
+ H
2
O → O
2
+ 2OH
Tại tầng đối lưu: Hơi nước tham gia vào một số pư sau:
SO
2
+ O
2
+ H
2
O → H
2
SO
4
NO
2
+ H
2
O + O
2
→ HNO
3
Nước tích tụ vào các hạt bụi và sol khí giúp làm sạch khí tự nhiên.
Các oxit Ni tơ (NO
x
) :
NO
2
sinh ra do oxihoa NO; đốt nhiên liệu, khử nitrat.
Tại tầng ĐL: NO
x
H
y
+ O
2
(t
0
cao) → CO
2
+ H
2
O
Câu 4:Bụi và sol khí có đặc điểm gì,tác hại của chúng?
Bụi và sol khí.
Đặc điểm: Có khả năng phân tán trong một diện rộng. Chủ yếu do hoạt động nhân tạo sinh ra.
Sol khí là những hạt keo lơ lửng, bền, khó lắng, là tác nhân tạo mây, mưa. Thành phần chủ
yếu là các oxit: SiO
2
, Al
2
O
3
, CaO.
Tác hại của bụi và sol khí:
Tạo hợp chất với kim loại nặng, chứa kim loại nặng.
Gây ra sương mù
Cản trở phản xạ của tia mặt trời.
Làm thay đổi PH ở phần trên bề mặt TĐ (do có tính kiềm)
Tích tụ chất độc ở thực vật.
Ăn mòn da, mắt, cơ quan hô hấp…
x
… và các khói quang hóa.
VD: CFC → Cl
*
+ CF
Cl
*
+O
3
= ClO + O
2
Cl
2
→ 2Cl
*
; Cl
*
+ O
3
= ClO + O
2
Tác hại của “lỗ thủng tầng Ozon”:
Khi đó một lượng lớn bức xạ tử ngoại từ mặt trời sẽ tới mặt đất gây ra các bệnh như: ung thư
da, giảm thị lực và có thể gây ra mù mắt, giảm sức đề kháng trong cơ thể, làm giảm tác dụng
của việc tiêm chủng…
Bức xạ tử ngoại là xúc tác mạnh cho các phản ứng hóa học, làm tăng lượng sương mù và mưa
axit, gia tăng các bệnh về hô hấp, giảm sự phát triển của thực vật.
Chương III:
bón, thuốc BVTV, nhựa, cao su, plastic, chất thải sinh hoạt
Các chất dinh dưỡng:
Vi lượng: Bo, Cl, Cu, Fe, Zn, Mn, V, Mo
Chỉ có giá trị dd ở mức độ vi lượng (gây độc ở hàm lượng cao). Phần lớn có vai trò trong thành
phần của enzim.
Đa lượng: C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S
C, H, O: Được lấy từ khí quyển và nước
N: Trong xác chết động thực vật, VK cố định nitơ, phân, nước tiểu được các VSV oxihoa thành
NO
3
-
, thực vật hấp thụ NO
3
-
(lúa hấp thụ được NH
4
+
)
P: Trong đất rất ít, thường phải bón thêm. Hấp thụ ở dạng H
2
PO
4
-
và HPO
4
2-
. Chỉ có tác dụng
cho đất không kiềm, không chua.
K: Thực vật chỉ hấp thụ được K trong đất sét. Thường phải bón thêm K .
Ca: Đất chua dễ bị cacbonat hóa canxi (tạo CaCO
, Al
3+
, Mn
2+
Cl
-
, F
-
, HCO
3
-
, CO
3
2-
, SO
4
2-
Dịch đất có vai trò hòa tan các chất hữu cơ, chất khoáng, khí, cung cấp chất dd cho cây
trồng.
Keo đất (trái tim của đất) tạo thành từ các hạt mang điện tích dương và âm liên kết với nhau.
Có các loại keo đất: Keo đất dương, âm, lưỡng tính.
Phản ứng trao đổi cation của keo đất:
Keo đất -M
1
⇔ Keo đất + M
1
Keo đất -M
đất trong quá trình phân hủy hoặc do các pư hóa học trong đất.
Độ PH chi phối hàm lượng các chất trong đất, đặc biệt là các kim loại nặng.
PH thấp: Làm tăng khả năng hấp thụ cation, giảm hấp thụ anion, kìm hãm sự phân giải các chất
hữu cơ nhờ VSV, tăng khả năng hòa tan kim loại, ảnh hưởng đến sự phát triển của các VSV
trong đất.
Thường khử phèn hoặc khử chua cho đất.
Câu 3:Thoái háo đất là gì?Các quá trình làm thoái hóa đất?
Thoái hóa đất:
Thoái hóa đất là những quá trình thay đổi các tính chất lý-hóa-sinh học của đất dẫn đến đất
giảm ( hoặc mất ) khả năng thực hiện các chức năng của mình.
Thoái hóa đất do các quá trình tự nhiên hay nhân tạo, biểu hiện: đất bị sạt lở, rửa trôi, xói mòn
Đất bị thoái hóa sẽ bị phá hủy cấu trúc, mất đi các chất mùn, chất dd, và các chất khoáng.
Làm cho đất giảm độ xốp, giảm khả năng thấm nước và giữ nước. Đất bị kết vón, tăng độ bền
chặt,
Xói mòn đất: Xói mòn đất là sự di chuyển các phân tử đất từ nơi cao đến nơi thấp nhờ sức
nước và sức gió làm cho đất bị cuốn trôi lớp màu bên trên.
Các yếu tố ảnh hưởng tới xói mòn đất:
Mưa: Lượng mưa và tốc độ mưa
Gió: Gió cuốn đi các hạt đất, rơi xuống đất vỡ vụn.
Địa hình: Phụ thuộc độ dốc
Cấu trúc đất: thành phần cấu trúc đất, độ dày lớp đất.
Con người: đất có độ che phủ tốt sẽ ít bị xói mòn
*Các quá trình làm thoái hóa đất?
Rửa trôi: Dòng nước cuốn trôi đi các chất màu mỡ (chất hữu cơ, mùn, khoáng, đạm, các chất
dinh dưỡng ) làm giảm độ phì nhiêu của đất (bạc màu hóa).
Sự tích lũy các độc chất, sử dụng phân bón không đúng cách: Làm giảm hoạt tính sinh học
của đất, gây độc cho cây trồng.
Sự ngập úng nước: Chủ yếu do hệ thống thủy lợi ở những vùng đất sâu, trũng. Ngập úng dẫn
đến thiếu oxi trong đất, ảnh hưởng đến sự TĐC, hủy diệt sinh vật có ích. Lớp đất phì nhiêu dễ
bị chôn vùi dưới lớp cặn lắng.
NO
2
-
+ O
2
(VSV) → NO
3
-
Mức độ tiêu thụ O
2
trong nước được thể hiện qua thông số COD và BOD
CO
2
trong nước:
Ngược lại với O
2,
độ hòa tan của CO
2
trong nước tăng theo nhiệt độ.
CO
2
trong nước có cân bằng sau:
PH <5: CO
2
+ H
2
O ⇔ H
2
+ CO
2
+ H
2
O → Ca(HCO
3
)
2
tan
Kim loại trong nước: Kim loại trong nước tồn tại ở 2 dạng:
Dạng tan: Tồn tại ở dạng ion Me
n+
, dễ dàng tương tác với các anion
Dạng hydrat hóa: Các ion kim loại tương tác với phân tử H
2
O tạo thành lớp vỏ che chắn, bảo
vệ không cho kim loại tương tác với các anion khác, giải phóng H
3
O
+
.
VD: Al
3+
+ 6H
2
O → Al
3+
.6H
2
O
3
O
+
[Al.4H
2
O (OH)
2
]
+
+ H
2
O
→ [Al.3H
2
O (OH)
3
] + H
3
O
+
[Al.3H
2
O (OH)
3
] + H
2
O
2-
, HPO
4
2-
, H
2
PO
4
-
Kết hợp với
nhiều loại cation khác nhau.
Muối cacbonat:
M
e
CO
3
+ H
+
→ M
e
2+
+ HCO
3
-
Or M
e
CO
Sự tồn tại các dạng muối cacbonat phụ thuộc PH của MT.
Các muối sunfua: PbS, FeS, CuS, HgS, ZnS, CdS:
M
e
S + H
+
→ M
e
2+
+ HS
-
HS
-
+ H
+
→ H
2
S
Các phức chất trong nước:
Các ion kim loại trong nước: Mg
2+
, Ca
2+
, Mn
2+
, Fe
2+
, Fe
2
+5H
2
O → 2Fe(OH)
3
↓ + 4H
+
Pư oxihoa- khử có sự tham gia của các VSV:
(HCHO)
n
+ N
2
+ H
2
O + H
+
(VSV)→ nCO
2
+ nNH
4
+
NH
4
+
+ O
2
(VSV) → NO
2
chất hấp phụ như: Zeolit, Silicagel, than hoạt tính, Al
2
O
3
để hấp phụ các chất tan
Khả năng trao đổi ion trong nước:
Trong MT nước luôn tồn tại các anion và cation vô cơ và hữu cơ, tuân theo quy luật cân bằng
điện tích:
VD: Ca
2+
, Fe
2+
, Fe
3+
, Mn
2+
, HCO
3
-
, CO
3
2-
, SO
4
-
, Cl
-
, RSO
3
-
hạt
>10
-4
cm, tồn tại dạng huyền phù
Nhiều hạt keo tập hợp lại với nhau tạo thành hạt keo lớn gọi là sự keo tụ.
Nhờ sự keo tụ mà có thể tách một số ion cũng như các chất rắn lơ lửng trong xử lý nước.
Câu 2:Một số thong số cơ bản đánh giá chất lượng H
2
0:Độ đục,hàm lượng chất rắn,độ
cứng,hàm lượng Fe ,Mn:BOD,DO,COD ?
*Có 2 hệ thống tiêu chuẩn chính đánh giá chất lượng nguồn nước: Tiêu chuẩn chất lượng nước cấp,
tiêu chuẩn chất lượng nước thải. Gồm các thông số cơ bản sau:
Độ PH: Đây là chỉ tiêu cần kiểm tra đối với cả chất lượng nước cấp và nước thải. Dựa vào độ
PH để đưa ra pp xử lý nước thích hợp.
Màu sắc: Do các chất bẩn trong nước gây nên (từ xác chết của động thực vật, các màu vô cơ
như Fe
3+
, Cr
2
O
7
2-
, Cu
2+
Trong nước thải thường chứa hỗn hợp của 2 màu vô cơ và hữu cơ, do đó thường có màu xám hay
tối. Đơn vị đo: Pt-Co
Độ đục: Do các hạt rắn lơ lửng, các chất hữu cơ phân hủy hoặc do chất thải của các động
thực vật sống trong nước gây nên.
Độ đục làm giảm khả năng truyền ánh sáng trong nước. Các vi khuẩn, VSV gây bệnh có thể cư trú
cứng là nước có chứa các cation Ca
2+
, Mg
2+
. Những cation này thường có trong nước ngầm
hoặc nước bề mặt chảy qua các khu vực có đá vôi.
Nước cứng tạm thời: Là nước cứng do các muối cacbonat (CO
3
2-
) hoặc bicacbonat (HCO
3
-
)
của Ca, Mg Độ cứng này có thể xử lý dễ dàng sau khi đun sôi, tách ra ở dạng cặn lắng
Nước cứng vĩnh cửu: Là nước cứng do các muối sunfat (SO
4
2-
) hoặc Clorua (Cl
-
)của Ca,
Mg. Độ cứng này khó xử lý hơn. Do nó vẫn còn lại sau khi đun sôi nên được gọi là độ cứng
vĩnh cửu.
Nước cứng trung bình có hàm lượng muối cacbonat của Ca, Mg quy đổi là 150mg CaCO
3
/lit.
Nước mềm là ≤ 50mg CaCO
3
/lit.
Độ cứng của nước ảnh hưởng tới chất lượng nước sinh hoạt và sử dụng trong công nghiệp do
các ion Ca
DO được dùng để đánh giá chất lượng nguồn nước:
VD: Trong nước sạch, DO bão hòa ở các đk khác nhau:
DO=14,6mg/l ở t
0
=0
0
C ; P=1at
DO= 9,2mg/l ở t
0
= 20
0
C ; P=1at
DO= 7mg/l ở t
0
= 35
0
C ; P=1at
DO thấp cho biết nước có nhiều chất hữu cơ do nhu cầu oxihoa tăng, tiêu thụ nhiều O
2
Chỉ số DO rất quan trọng để duy tri đk hiếu khí và là cơ sở để xác định nhu cầu oxihoa.
Nhu cầu oxihoa sinh hóa ( Biochemical Oxygen Demand : BOD):
BOD là lượng oxy cần thiết để VSV tiêu thụ trong quá trình oxihoa các chất hữu cơ trong nước (đặc
biệt được dùng nhiều trong nước thải). Đơn vị: mg/l.
C
x
H
y
O
z
C
x
H
y
O
z
N
t
+ O
2
(VSV)→ CO
2
+ H
2
O + NH
3
Gđ 2: oxihoa các hợp chất Ni tơ bắt đầu sau ngày thứ 10 (có TH từ ngày thứ 5)
2NH
3
+ 3O
2
(VSV) → 2NO
2
-
+ 2H
+
+ 2H
2
O
2NO
Do nước thải:
Nước thải công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ, y tế, sinh hoạt Nước thải tổng hợp bao gồm nhiều
loại chất như: hữu cơ, vô cơ, vi sinh gây ô nhiễm nguồn nước.
Dạng hữu cơ: Chủ yếu từ nước thải công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt.
Các chất hữu cơ tổng hợp như: chất dẻo, chất màu, thuốc BVTV (hợp chất Clo, cơ photpho,
cacbamat), phụ gia thực phẩm, dược phẩm, chất tẩy rửa
Các chất độc hữu cơ thường rất độc và bền sinh học, gây ô nhiễm nặng cho các nguồn nước:
VD: Xà phòng, các chất tẩy rửa và các chất phụ gia thường là các chất hoạt động bề mặt tốt, làm lơ
lửng các chất hữu cơ, tạo huyền phù, hạt keo gây trở ngại cho quá trình xử lý nước thải, gây độc cho
VSV có lợi trong nước, làm giảm hoạt tính tầng lọc sinh học hay bùn hoạt tính.
Tác hại chung: Các chất hữu cơ trong nước đều là những chất tiêu thụ oxy vì chúng luôn có
xu hướng oxihoa tạo thành các dạng đơn giản hơn. Do đó DO là chỉ số quan trọng để kiểm
soát mức độ ô nhiễm nước do những chất tiêu thụ oxy.
Ngoài ra các hợp chất thơm như: benzen, toluen, xylen, styren, naphtalen, mecaptal còn gây mùi
khó chịu và gây ra các bệnh mãn tính.
Dạng vô cơ: Bao gồm:
Các loại phân bón hóa học dư thừa gây phú dưỡng trong nước (phát triển nhanh chóng các
loài rong rêu, tảo che phủ mặt thoáng, tạo lượng lớn các chất hữu cơ, giảm DO, oxy thiếu sẽ
xuất hiện quá trình khử tạo các khí độc , gây mùi, giảm PH và dễ hòa tan các kim loại nặng
trong nước)
Các hóa chất dùng cho tuyển quặng đi vào nước làm giảm PH, tăng hàm lượng các kim loại
nặng trong nước
Các chất thải vô cơ từ các nhà máy sản xuất hóa chất, luyện kim
Dầu mỏ: Chiếm khoảng 60% nhu cầu tiêu thụ năng lượng.
Thành phần: 25% parafin mạch thẳng và nhánh, 20% parafin mạch vòng, 5% hợp chất thơm, 4%
hợp chất lưu huỳnh, 1% hợp chất Nitro, còn lại là các hợp chất chứa oxy.
Ước tính hàng năm có khoảng hơn 10 triệu tấn dầu mỏ trên thế giới bị thất thoát gây ô nhiễm MT.
Nguyên nhân chính gây ô nhiễm dầu:
Rò rỉ từ các giàn khoan
Rò rỉ từ các nhà máy lọc dầu, chế biến dâu