Bài giảng Môn Hóa Môi
CHƯƠNG 1: SINH THÁI VÀ MÔI TRƯỜNG
1.1. Sinh thái
1.1.1. Lịch sử phát triển và ý nghĩa của môn sinh thái học
Có thể tóm tắt lịch sử phát triển sinh thái học như sau
- Thời kỳ trước thế kỷ XIX :
Ngay từ những thời kỳ lịch sử xa xưa con người đã có những hiểu biết nhất định về “Sinh
thái học” dù rằng họ không biết thuật ngữ này.
Có thể nêu lên những công trình có đề cập đến sinh thái học như sau: Trong những công
trình của nhà bác học Aristote (384 - 322 TCN) và các triết gia cổ Hy Lạp đều có nhiều dẫn
liệu mang tính chất sinh thái khá rõ nét. Trong công trình của mình, Aristote đã mô tả 500
loài động vật cùng với các đặc tính như di cư, sự ngủ đông của các loài chim, khả năng tự
vệ của mực, các hoạt động xây tổ của chim
Hoặc như E. Theophrate (371-286 TCN), người khai sinh môn học thực vật học đã chú ý
đến ảnh hưởng của thời tiết, màu đất đến sự sinh trưởng, tuổi thọ của cây và thời kỳ quả
chín, tác động qua lại giữa thảm thực vật với địa hình, địa lý. Ông đã sử dụng các đặc điểm
sinh thái làm cơ sở cho việc phân loại thực vật.
B.G. Lamark (1744-1829) là người đưa ra học thuyết tiến hóa đầu tiên, ông đã cho rằng
ảnh hưởng của các yếu tố môi trường là một trong những nguyên nhân quan trọng đối với
sự thích nghi và sự tiến hóa của sinh vật.
- Thời kỳ thế kỷ XIX : Phải nói đây là thời kỳ phồn thịnh của sinh thái học, trong thời kỳ
này đã có nhiều công trình nghiên cứu, nhiều tư liệu về sinh thái học. Có thể nêu ra một số
nhà khoa học tiêu biểu :
A. Hurmboldt (1769 - 1859) chú ý đến những điều kiện địa lý đối với thực vật.
K. Glogher (1833) viết về sự thay đổi của chim dưới ảnh hưởng của khí hậu.
K. Bergmann (1848) nói về qui luật thay đổi kích thước của các động vật máu nóng theo
vùng phân bố địa lý;
C. Darwin (1809-1872) với tác phẩm nổi tiếng “Nguồn gốc của các loài do chọn lọc tự
nhiên hay là sự bảo tồn các nòi thích nghi trong đấu tranh sinh tồn” cùng với một số công
trình khác là những bằng chứng phong phú và hùng hồn cho học thuyết tiến hóa của ông.
Đó cũng là nền móng của sinh thái học.

- Khai thác hợp lý tài nguyên thiên nhiên, duy trì đa dạng sinh học và phát triển tài nguyên
cho sự khai thác bền vững.
- Bảo vệ và cải tạo môi trường sống cho con người và các loài sinh vật sống tốt hơn.
Trang 2
Bài giảng Môn Hóa Môi
Sinh thái học giờ đây là cơ sở khoa học, là phương thức cho chiến lược phát triển bền vững
của xã hội con người đang sống trên hành tinh kỳ vĩ này của Hệ thái dương.
1.1.2. Khái niệm hệ sinh thái
Vậy hệ sinh thái là tập hợp của quần xã sinh vật với môi trường vật lý mà nó tồn tại,
ở đó các sinh vật tương tác với nhau và với môi trường để phát triển ổn định theo thời
gian thông qua hoạt động của các chu trình sinh địa hoá và sự biến đổi năng lượng.
Hệ sinh thái trở thành một bộ phận cấu trúc của một hệ sinh thái duy nhất toàn cầu hay còn
gọi là sinh quyển (biosphere)
VD : Hệ sinh thái rừng quốc gia Cúc Phương, rừng ngập mặn, hệ sinh thái vùng cửa sông,
rạn san hô…
1.1.3. Cấu trúc của hệ sinh thái
Một hệ sinh thái điển hình được cấu trúc bởi các thành phần cơ bản sau đây:
- Sinh vật sản xuất (Producer - P)
- Sinh vật tiêu thụ (Consumer - C)
- Sinh vật phân hủy (Decomposer - D)
- Các chất vô cơ (CO
2
, O
2
, H
2
O, CaCO
3
) .
- Các chất hữu cơ (protein, lipid, glucid, vitamin, enzym, hoocmon,…)

+ Sinh vật phân hủy (Decomposer - D) là tất cả các vi sinh vật dị dưỡng, sống hoại sinh
(saprophy) : vi sinh vật đất, nấm . Chúng phân hủy các chất phức tạp, giải phóng ra môi
trường những khoáng chất đơn giản hoặc các nguyên tố hóa học ban đầu tham gia vào chu
trình (như CO
2
, O
2
, N
2
).
1.1.4. Bản chất của hệ sinh thái
- Hệ sinh thái tồn tại một cách độc lập với các thành phần cấu tạo nên nó
- Các thành viên cấu trúc nên hệ tồn tại và phát triển hoàn toàn phụ thuộc vào nhau
- Một hệ sinh thái bất kỳ hay mỗi thành viên cấu trúc nên hệ có chức năng riêng, đều hoạt
động nhịp nhàng để tạo nên hoạt động chức năng của cả hệ thống
- Hệ sinh thái là hệ động lực hở, tự điều chỉnh
1.1.5. Quá trình tổng hợp và phân huỷ vật chất trong hệ sinh thái
1.1.5.1. Quá trình tổng hợp vật chất
a. Quang hợp của cây xanh
Nhờ có chất diệp lục mà thực vật và tảo là sinh vật duy nhất trên hành tinh lấy CO
2
và năng
lượng mặt trời để tổng hợp thành chất hữu cơ.

CO
2
+ 12 H
2
O + năng lượng mặt trời (C
6

2H
2
O + 3O
2
+ 2S  2H
2
SO
4
c. Hoá tổng hợp của vi khuẩn
Một quá trình nữa được nhắc đến trong thành phần của nhóm sinh vật sản xuất là quá trình
hoá tổng hợp do một số nhóm vi khuẩn xác định. Các vi khuẩn hoá tổng hợp lấy năng
lượng từ phản ứng oxi hoá các hợp chất vô cơ để đưa cacbondioxit vào trong thành phần
của tế bào chất. Những hợp chất hữu cơ đơn giản trong hoá tổng hợp được biến đổi, chẳng
hạn, từ NH
3
thành nitrit, nitrit thành nitrat, sắt II thành sắt III…
Sự oxi hóa nitrat
- Bước đầu: Biến đổi amôni hay amoniac thành nitrit nhờ vi khuẩn nitrosomonas
NH
4
+
+ O
2
 NO
2
-
+ H
+
+ năng lượng
- Tiếp theo: Biến đổi nitrit thành nitrat nhờ vi khuẩn nitrobacter

G
); Còn lại khoảng 60
-70% được dùng làm thức ăn cho các loài sinh vật dị dưỡng gọi là sản lượng sơ cấp tinh
P
N
(năng lượng sơ cấp nguyên)
1.1.5.2. Quá trình phân huỷ vật chất
a. Hô hấp hiếu khí
Trang 5
Chlorophil
Bài giảng Môn Hóa Môi
Hô hấp hiếu khí là hoạt động chức năng của tất cả các loài sinh vật. Hô hấp ngược với quá
trình quang hợp, chúng sử dụng oxi phân tử để đốt cháy vật chất, tạo năng lượng cho các
hoạt động sống của cơ thể, đồng thời thải ra môi trường các sản phẩm cuối cùng của quá
trình là CO
2
và H
2
O.

(C
6
H
12
O
6
) + 6O
2
6CO
2

+ H
2
O
Hô hấp nitrat diễn ra trong quá trình phản nitrat (denitrification) để biến đổi nitơ từ dạng
nitrat trở về dạng NO, NH
3
, N
2
, N
2
O với sự tham gia của các vi khuẩn phản nitrat như
Pseudomonat, Escherichia, nấm… theo phản ứng sau:
C
6
H
12
O
6
+ 4NO
3
-
 6CO
2
+ 6H
2
O + 2N
2
Trong phân huỷ vật chất nói chung, tương tự như vi khuẩn tự dưỡng, vi khuẩn dị dưỡng
(heterotroph) cũng được chia thành: Chemolithoheterotroph, Chemoorganoheterotroph,
Photoorganoheterotroph. Những nhóm vi khuẩn này đều sử dụng chủ yếu cacbon của các

6
 2CH
3
-CO-COOH + 4H
+
2CH
3
-CO-COOH + 4H
+
 2CH
3
-CHOH-COOH (axit lactic)
Lên men là quá trình kỵ khí, được thực hiện do các vi sinh vật kỵ khí nghiêm ngặt (kỵ khí
bắt buộc) hoặc kỵ khí tuỳ nghi. Trong trường hợp sau, sự có mặt của không khí sẽ chuyển
quá trình lên men sang hô hấp hiếu khí. Nói chung, lên men tạo ra nguồn năng lượng thấp.
Tuy nhiên cùng với hô hấp kỵ khí nó có ý nghĩa quan trọng ở những nơi giàu chất hữu cơ,
nhưng thiếu hoặc hoàn toàn không có oxi tự do.
Ba dạng hô hấp trên ngự trị trong sinh quyển, tham gia vào quá trình phân huỷ vật chất đến
dạng đơn giản nhất trả lại cho môi trường, nhờ đó vật chất được quay vòng và năng lượng
được biến đổi.
d. Vai trò của quá trình phân huỷ các chất hữu cơ trong hệ sinh thái
Sự phân huỷ vật chất có ý nghĩa quan trọng trong đời sống tự nhiên
- Tạo nên dãy thức ăn liên tục trong các hệ sinh thái
- Biến các chất trơ thành các chất có hoạt tính cao tham gia vào sự hình thành nguồn dinh
dưỡng cho sinh giới.
- Hình thành nên các vitamin, chất kháng sinh có giá trị điều hoà các quá trình sinh học
trong quần xã
- Làm trong sạch môi trường bằng các quá trình vật lý, hóa học và sinh học
1.1.6. Năng lượng và dòng năng lượng đi qua hệ sinh thái
1.1.6.1. Sự phân bố năng lượng trong môi trường

Như vậy, khác với vật chất, năng lượng được biến đổi và vận chuyển theo dòng qua các
xích thức ăn rồi thoát khỏi hệ dưới dạng nhiệt, do vậy, năng lượng chỉ được sử dụng một
lần, trong khi vật chất được sử dụng lặp đi, lặp lại nhiều lần.
Trang 8
Bài giảng Môn Hóa Môi
Ta có thể nhận thấy rằng năng lượng đi qua hệ sinh thái theo dòng hay theo các kênh, do
đó nó chỉ sử dụng được một lần, phần lớn thoát ra môi trường dưới dạng nhiệt. Nhiều
nghiên cứu chỉ ra rằng trong sinh quyển khi chuyển từ bậc dinh dưỡng thấp lên bậc dinh
dưỡng cao hơn liền kề, trung bình năng lượng thất thoát tới 90%, có nghĩa là sinh vật tiêu
thụ ở bậc sau chỉ tích tụ được 10% năng lượng của bậc trước nó.
Năng lượng thất thoát theo 3 con đường chính:
- Năng lượng chứa trong các sản phẩm mà sinh vật tiêu thụ không sử dụng
- Năng lượng được sử dụng từ thức ăn, nhưng không được đồng hoá thải ra môi trường
dưới dạng các chất bài tiết và chất trao đổi
- Năng luợng mất đi dưới dạng nhiệt hô hấp.
Trong tổng số năng lượng rơi xuống hệ sinh thái, thì chỉ khoảng 50% đóng vai trò quan
trọng đối với sự tiếp nhận của sinh vật sản xuất, tức là phần năng lượng chủ yếu thuộc phổ
nhìn thấy, hay còn gọi là "bức xạ quang hợp tích cực". Nhờ nguồn năng lượng này, thực
vật thực hiện quá trình quang hợp để tạo ra nguồn thức ăn sơ cấp, khởi đầu cho các xích
thức ăn. Như vậy, thực vật là sinh vật duy nhất có khả năng "đánh cắp lửa Mặt Trời" để
làm nên những kỳ tích trên hành tinh: nguồn thức ăn ban đầu và dưỡng khí (O
2
), những
điều kiện thuận lợi, đảm bảo cho sự ra đời và phát triển hưng thịnh của mọi sự sống khác,
trong đó có con người.
Sản phẩm của quá trình quang hợp do thực vật tạo ra được gọi là "tổng năng suất sơ cấp"
hay "năng suất sơ cấp thô" (ký hiệu là PG). Nó bao gồm phần chất hữu cơ được sử dụng
cho quá trình hô hấp của chính thực vật và phần còn lại dành cho các sinh vật dị dưỡng.
Chẳng hạn, các loài thực vật đồng cỏ còn non thường chỉ tiêu hao 30% tổng năng lượng sơ
cấp, còn ở đồng cỏ già lên đến 70%. Rừng ôn đới sử dụng 50 - 60%, còn rừng nhiệt đới 70

năng lượng như nhiệt độ, tiếng ồn. Trong môi trường tự nhiên luôn có yếu tố này. Tuy
nhiên, môi trường chỉ gọi là ô nhiễm nếu nồng độ các chất trên đạt đến mức có khả năng
tác động xấu đến con người, sinh vật và vật liệu.
1.2.2. Các vấn đề gay cấn giữa môi trường và phát triển
Nói một cách cô đọng thì môi trường là tổng hợp các điều kiện sống của con người, phát
triển là quá trình cải tạo và cải thiện các điều kiện đó. Giữa môi trường và phát triển dĩ
nhiên có mối quan hệ chặt chẽ. Môi trường là địa bàn và đối tượng của phát triển.
Trong phạm vi một quốc gia cũng như trên toàn thế giới, luôn luôn song song tồn tại 2 hệ
thống: Hệ thống kinh tế xã hội và hệ thống môi trường.
Hệ thống kinh tế xã hội cấu thành bởi các thành phần sản xuất, lưu thông, phân phối, tiêu
dùng và tích luỹ, tạo nên một dòng năng lượng, chế phẩm, hàng hoá, phế thải lưu thông
giữa các phần tử cấu thành hệ.
Hệ thống môi trường với các thành phần môi trường thiên nhiên và môi trường xã hội. Môi
trường thiên nhiên cung cấp tài nguyên cho hệ kinh tế, đồng thời tiếp nhận chất thải từ hệ
kinh tế. Chất thải này có thể ở lại hẳn trong môi trường tự nhiên hoặc qua chế biến rồi trở
Trang 10
Bài giảng Môn Hóa Môi
lại hệ kinh tế. Một hoạt động kinh tế mà chất phế thải không thể sử dụng được trở lại hệ
kinh tế được xem như là hoạt động gây tổn hại đến môi trường, lãng phí tài nguyên không
tái tạo được, sử dụng tài nguyên tái tạo được một cách quá mức khiến cho nó không thể hồi
phục được hoặc hồi phục sau một thời gian rất dài.
Các hoạt động phát triển luôn có hai mặt lợi và hại. Bản thân thiên nhiên cũng có hai mặt,
thiên nhiên là nguồn tài nguyên và phúc lợi đối với con người, nhưng đồng thời cũng là
nguồn thiên tai, thảm hoạ đối với đời sống và sản xuất của con người.
Khoa học kinh tế cổ điển không thể giải quyết thành công mối quan hệ phức tạp giữa phát
triển và môi trường. Từ đó nảy sinh lý thuyết không tưởng về “đình chỉ phát triển” (zero of
negative growth) cụ thể là cho tốc độ phát triển bằng không hoặc âm để bảo vệ nguồn tài
nguyên của trái đất.
Trong phát triển kinh tế một phần đáng kể của nguồn nguyên liệu và năng lượng được tiêu
thụ một cách quá mức tại các nước phát triển vốn được khai thác tại các nước đang phát

một nấc dinh dưỡng này sang một nấc dinh dưỡng khác. Mặt khác, bản chất và số lượng
các cá thể thực vật và động vật thành viên của các quần xã này phụ thuộc chặt chẽ vào đất
và vào điều kiện khí hậu của địa phương mà chúng sống, tập hợp của các sinh vật và môi
trường xung quanh tạo nên hệ sinh thái
Tuy nhiên sinh quyển không phải là sự lắp ghép đơn giản của các hệ sinh thái. Không có hệ
sinh thái nào là hoàn toàn đóng kín. Mặt khác năng lượng mà chúng chuyển hoá thành các
chất hữu cơ đều lấy từ mặt trời và sự vận hành của mỗi hệ ít nhiều đều bị ảnh hưởng của
các hệ bên cạnh. Yếu tố quan trọng nhất là các nguyên tố hóa học cần thiết cho sự sống
“lưu thông” từ một hệ sinh thái này sang một hệ sinh thái khác qua trung gian của các chu
trình sinh địa hoá. Có thể nói trong sinh quyển các chu trình sinh địa hoá đóng vai trò
tương tự như hệ tuần hoàn trong cơ thể con người. Do đó hoàn toàn không ngạc nhiên là
một chất ô nhiễm được sinh ra ở một nơi nào đó lại có thể làm nảy sinh các phản ứng dây
chuyền ở rất xa điểm xuất phát. Một chất ô nhiễm nào đó, nếu không bị VSV phân huỷ quá
nhanh, và nếu tốc độ sinh ra nó lớn hơn tốc độ nó tự phân huỷ thì nó luôn luôn có hội lan
truyền và tiếp xúc với các cơ thể sinh vật.
Sự lan truyền của các chất ô nhiễm qua trung gian của các chuỗi thức ăn là được biết rõ
nhất. VD: Trường hợp DDT chất này được dùng để chống muỗi và được rải nhiều năm liền
ở vùng ao hồ ở Long Island. Người ta đã chọn sử dụng nồng độ thấp để không gây ra bất
cứ tác động trực tiếp nào có hại nào lên thuỷ sinh và động vật hoang dã. Thế nhưng bất
chấp các biện pháp dự phòng đó, người ta vẫn nhận thấy sự thay đổi dần dần của quần thể
động vật.
Trong khi nước chỉ chứa 0,00005 ppm thuốc trừ sâu thì
Cá ăn cỏ chứa từ 0,23 – 0,94 ppm
Cá ăn thịt chứa từ 1,33 – 2,07 ppm
Chim ăn cá chứa đến 26,4 ppm
Như vậy thuốc trừ sâu đã tập trung dần dần trong quá trình chúng di chuyển dọc theo chuỗi
thức ăn, và do đó các liều “vô hại ” ban đầu đối với từng cá thể thì về lâu về dài lại gây ra
mối nguy hiểm cho cả quần xã.
Trang 12
Bài giảng Môn Hóa Môi

bảo quản hạt người ta dùng thuốc diệt nấm có chứa thủy ngân. Tai nạm đã xảy ra ở
Pakistan, Guatemala và nghiêm trọng nhất là ở Irac vào năm 1971-1972
Cadimi: Hiện tượng nhiễm độc Cadimi được thông báo lần đầu vào năm 1955. Sự việc
xảy ra ở vùng mỏ Juntsu ở tỉnh Toyama, Nhật Bản. Người Nhật gọi bệnh này là itai-itai, có
Trang 13
Bài giảng Môn Hóa Môi
nghĩa là làm đau. Căn bệnh này giới hạn ở phụ nữ đã sinh nhiều lần, biểu hiện bằng sự đau
xương nặng, dáng đi lạch bạch, xuất hiện chứng nhuyễn xương, nứt xương và có dấu hiệu
suy yếu thận. Ở vùng này người ta thường tưới ruộng bằng nước chảy ra từ các mỏ kẽm,
chì, cacdimi, trong đó hàm lượng cacdimi lớn hơn bình thường khoảng 10 lần. những
nghiên cứu về sau cho thấy rằng chính cacdimi là thủ phạm gây ra bệnh này.
CHƯƠNG 2: KHÍ QUYỂN VÀ SỰ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ
2.1. Cấu trúc của khí quyển
Khí quyển là lớp vỏ khí bao quanh trái đất được cấu tạo bởi nhiều hợp chất khác nhau. So
với chiều dày của trái đất thì nó như một lớp da rất mỏng bao quanh trái đất.
Trang 14
Bài giảng Môn Hóa Môi
Khối lượng của khí quyển vào khoảng 5 x 10
15
tấn, trong đó 99% nằm ở lớp dưới 30 km so
với mặt đất do lực hút của trái đất.
Trong khí quyển có khoảng 50 hợp chất hoá học được tạo nên bởi hàng loạt các phản ứng
cân bằng với nhau. Càng lên cao áp suất càng giảm, ở độ cao 100 km, áp suất khí quyển
chỉ bằng một phần triệu áp suất ở bề mặt trái đất.
Trong tổng số năng lượng mặt trời đi tới được khí quyển trái đất thì 24,5% bị khí quyển
hấp thụ, 30,5% bị phản xạ bởi mây và bề mặt trái đất quay trở lại vũ trụ, 45% tới bề mặt
trái đất để đốt nóng không khí, sưởi ấm mặt đất, tham gia vào quá trình quang hợp, làm bốc
hơi nước
Khí quyển được chia thành các tầng dựa trên sự biến thiên nhiệt độ theo độ cao, gồm 2
phần chính. Phần trong gồm: Tầng đối lưu, tầng bình lưu, tầng trung gian (tầng giữa), tầng

màng bao bọc bảo vệ trái đất khỏi tia tử ngoại.
Do sự xáo trộn yếu nên thời gian lưu của các chất hoá học ở tầng này khá lâu. Sự tăng nhiệt
độ ở tầng bình lưu được giải thích là do ozon hấp thụ tia tử ngoại và toả nhiệt.
2.1.3. Tầng trung gian (Mesosphere)
Tầng trung gian ở độ cao từ 50 đến 85 km, nhiệt độ thay đổi từ -2 đến -92
0
C. Tầng này
ngăn cách với tầng bình lưu bởi một lớp tạm dừng đánh dấu bởi sự biến thiên nhiệt độ,
nghĩa là ở tầng này nhiệt độ giảm theo chiều tăng của độ cao. Thành phần các chất chủ yếu
ở tầng này gồm O
2

+
, NO
+
, N
2
2.1.4. Tầng nhiệt (Thermosphere)
Trang 15
Bài giảng Môn Hóa Môi
Tầng nhiệt hay còn gọi là tầng ion, ở độ cao từ 85 đến 100 km, nhiệt độ tăng từ -92 đến
1200
0
C. Tại đây do tác dụng của bức xạ mặt trời, nhiều phản ứng hoá học xảy ra với O
2
,
O
3
, N
2

các dòng plasma và bụi vũ trụ cũng đi vào khí quyển. Nhiệt độ tầng này tăng rất nhanh, tới
khoảng 1700
0
C.
Hình 2.1. Sự thay đổi nhiệt độ theo độ cao trong khí quyển
2.2. Các thành phần khí
2.2.1. Sự hình thành khí quyển
Có nhiều giả thuyết khác nhau về sự hình thành của khí quyển. Giả thuyết được
nhiều nhà khoa học chấp nhận nhất cho rằng, khí quyển lúc sơ khai có thành phần rất khác
Trang 16
Bài giảng Môn Hóa Môi
với thành phần của khí quyển hiện tại và hoạt động của vi sinh vật là nguyên nhân chính
gây ra sự biến đổi này. Sự hình thành khí quyển gắn liền với sự hình thành và phát triển
của sự sống trên Trái Đất.
Hơn một tỷ năm trước đây, núi lửa đã phun vào khí quyển CO
2
, NH
3
và hơi nước.
Các chất này được tạo thành từ CH
4
và các khí khác có trong lòng đất. Sau đó, dưới tác
dụng của tia tử ngoại, sấm chớp, tia phóng xạ, các chất ban đầu trong khí quyển phản ứng
với nhau tạo thành các amino axit và đường. 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.
Người ta cho rằng, có thể trong khí quyển ở thời kỳ đầu cũng đã có sẵn một ít oxy
để duy trì sự sống của các dạng sống sơ khai. Lượng oxy này có thể đã được tạo thành từ
phản ứng phân tích hơi nước dưới tác dụng của sấm chớp hoặc bức xạ Mặt trời ở phần trên
của khí quyển. Nhưng chính các loài thực vật mới là nguồn sản xuất oxy chủ yếu cho khí

hấp thụ hoặc thất thoát ra khoảng không vũ trụ.
Lúc đầu, oxy có thể là chất khí độc hại cho các dạng sinh vật sơ khai. Tuy nhiên, lúc
này, một lượng lớn O
2
đã đuợc Fe(II) hấp thụ để tạo thành Fe
2
O
3
:
4Fe
2+
+ O
2
+4H
2
O → 2Fe
2
O
3
+ 8H
+
Quá trình này tạo thành một lượng lớn Fe
2
O
3
sa lắng và là bằng chứng cho sự tạo
thành của O
2
tự do trong khí quyển thời kỳ đầu.
O

-6
đến 10
-1
mm và dao động trong phạm
vi rộng từ kích thước phân tử đến các hạt kích thước lớn. Các hạt này sinh ra trong các quá
trình tự nhiên và nhân tạo. Những chất này được thu hồi do lắng hoặc ngưng tụ ở bề mặt
trái đất. Tốc độ lắng phụ thuộc vào đường kính hạt
Hàm lượng oxi, nitơ, ozon và các phân tử nước trong khí quyển cũng thay đổi theo chiều
cao
Nitơ, oxy và cacbon dioxit là 3 nhân tố sinh thái quan trọng của khí quyển.
Nitơ là chất khí khá trơ về mặt hóa học, nó hầu như không tham gia các phản ứng hóa học
ở điều kiện thường. Ở nhiệt độ cao, hoặc trong tia lửa điện, nitơ tác dụng với oxy tạo thành
NO, tác dụng với hydro tạo thành NH
3
. Một số vi sinh vật trong tự nhiên có thể vượt qua
được hàng rào năng lượng cao để phá vỡ liên kết bền vững trong phân tử nitơ, tạo thành
các hợp chất của nitơ, cung cấp các chất dinh dưỡng cần thiết cho nhu cầu phát triển của
thực vật trong tự nhiên. (vi khuẩn cố định đạm như Azotobacter, Clostridium, Bacterium,
Oscillatoria, Methano, Methanococcus, Desulfovibrio sống hiếu khí hoặc ky khí, trong
Trang 18
Bài giảng Môn Hóa Môi
đất hoặc trong nước lại rất dễ dàng phá vỡ “cầu nối ba” của phân tử nitơ bằng loại enzym
đặc hiệu của mình (nitrogenase ).
Oxy là chất khí quan trọng trong khí quyển đối với động vật trên cạn cũng như với
động vật dưới nước. Oxy là chất khí có hoạt tính hóa học cao, vì vậy, trong khí quyển, oxy
tham gia vào nhiều phản ứng, tạo thành nhiều sản phẩm khác nhau. Nồng độ oxy trong khí
quyển nguyên thủy rất thấp, sau đó tăng dần qua các kỷ nguyên địa chất, chủ yếu do quá
trình quang hợp. Do sự điều chỉnh tự nhiên mà nồng độ oxy trong khí quyển hiện nay hầu
như luôn được giữ ổn định ở khoảng 21%.
Thành phần chính không khí khô ở tầng đối lưu được trình bày trong bảng sau:

tụ ở bề mặt trái đất. Tốc độ lắng phụ thuộc vào đường kính hạt.
Ở các tầng khí quyển cao hơn 80 km, thành phần các cấu tử chính có thay đổi,
nhưng tỷ lệ giữa chúng thay đổi không đáng kể.
Trang 19
Bài giảng Môn Hóa Môi
Hình 2.2 Biến thiên nồng độ của các thành phần chính trong khí quyển
Nguyên nhân dẫn đến sự biến thiên ozon là do phản ứng hợp thành và phân ly quang hoá.
Chu kỳ ozon trong khí quyển ở dạng đơn giản bao gồm các phản ứng quang hóa phân hủy
ozon, oxy và những phản ứng nhiệt giữa nguyên tử oxy với phân tử oxy và ozon.
2.3. Ô nhiễm không khí
2.3.1. Vai trò của khí quyển
Môi trường sống: Cung cấp môi trường thuận lợi để duy trì sự sống: nhiệt độ, độ ẩm, khí
O
2
, CO
2
…, là môi trường để vận chuyển nước từ đại dương vào đất liền, tham gia vào quá
trình tuần hoàn nước
Màn chắn khí quyển:
- Chắn vật thể lớn
- Chắn bức xạ có hại
Bức xạ mặt trời Phát sinh từ các phản ứng nhiệt hạt nhân truyền xuống trái đất dưới dạng
sóng điện từ với phổ sóng rất rộng, trong đó có các bức xạ có hại như tia tử ngoại, bức xạ
hạt nhân.
Khí quyển có tác dụng khuếch tán, hấp thụ và lọc một phần các bức xạ từ mặt trời, không
cho chúng chiếu toàn bộ xuống mặt đất.
Trang 20
Bài giảng Môn Hóa Môi
Cơ chế hoạt động của màn chắn khí quyển cho phép hoặc ngăn cản các bức xạ có năng
lượng và bước sóng nhất định. Những khoảng bước sóng cho phép lọt qua màn chắn gọi là

nhưng họ phải thở không khí xung quanh ngay cả lúc không khí đó bị ô nhiễm. Chính vì
vậy mà không khí có vai trò rất quan trọng đối với con người.
Bảng 2.1 chỉ ra lượng không khí sạch một người cần để thở hằng ngày. Tuỳ vào trạng thái
hoạt động mà nhu cầu không khí sạch (oxi ) sẽ thay đổi thích hợp. Từ các số liệu trên ta có
thể tính được nhu cầu về không khí sạch hằng ngày cho một gia đình, một thành phố hay
một quốc gia.
Trạng thái Lít/phút Lít/ngày Lkg/ngày
Nghỉ ngơi
Lao động nhẹ
7,4
28
10.600
40.400
12
45
Trang 21
Bài giảng Môn Hóa Môi
Lao động nặng 43 62.000 69
Bảng 2.1. Nhu cầu không khí sinh hóa đối với con người
2.3.3. Ô nhiễm không khí là gì
Ô nhiễm không khí là sự hiện diện của một hay nhiều chất ô nhiễm như bụi, khói, khí, chất
bay hơi với một khối lượng và thời gian đủ để gây tác động có hại đến con người, động
thực vật hoặc tài sản, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống cũng như hoạt động kinh doanh.
Sự ô nhiễm không khí có thể tóm tắt như sau:
Nguồn thải  chất ô nhiễm  vào khí quyển  nguồn tiếp nhận
- Nguồn gây ô nhiễm gồm các nguồn di động: Tàu thuyền, ô tô, xe máy, máy bay; Và
nguồn cố định: Ống khói nhà máy, lò đốt chất thải… thải ra các chất ô nhiễm
- Khí quyển là môi trường trung gian để vận chuyển chất ô nhiễm
- Nguồn tiếp nhận chất ô nhiễm là con người, động thực vật, vật liệu…
Các thuật ngữ

Tốc độ phát thải
Khối lượng hoặc một tính chất vật lý khác của chất ô nhiễm truyền vào khí quyển trong
một đơn vị thời gian.
Biểu diễn nồng độ chất ô nhiễm không khí
Đơn vị biểu diễn nồng độ chất ô nhiễm không khí thường sử dụng: mg/l, μg/m
3
, mg/m
3
,
g/m
3
, ppm, ppb
Mối liên hệ chuyển đổi giữa nồng độ mg/m
3
và ppm phụ thuộc vào áp suất, nhiệt độ của
không khí.
Ở 25
o
C và 1at (1,0133 bars)
mg/m
3
= ppm x M/24,45
Ở 0
o
C và 1at (1,0133 bars)
mg/m
3
= ppm x M/22,4
M: Khối lượng phân tử của chất khí
2.3.4. Phân loại nguồn ô nhiễm không khí

chiếc/người. Theo số liệu của Cục thống kê, năm 1999 nước ta có khoảng 500.000 xe ô tô
và 6.500.000 xe gắn máy các loại. Ở Thành phố Hồ Chí Minh lượng xe gắn máy các loại
vào khoảng 1,5 triệu chiếc.
+ Sản xuất công nghiệp. Các ngành công nghiệp phát triển đi kèm với ô nhiễm
không khí như: sản xuất phân bón, hoá chất, luyện kim, hoá dầu, giấy, công nghiệp thuộc
da, … Phần lớn khí thải sinh ra do đốt các sản phẩm dầu mỏ với các chất ô nhiễm là CO
2
,
CO, NOx, SO
2
… Mỗi năm luợng khí CO2 sinh ra do đốt nhiên liệu thải vào khí quyển đến
trên 5 tỉ tấn, đồng thời tốc độ gia tăng hàng năm là 0,5%. Hàm lượng CO2 trong khí quyển
của thế kỷ trước là 300 ppm, đến năm 2000 tăng lên 365 – 380 ppm và trong tương lai còn
tăng nhanh hơn nữa. Ngoài ra, hàng năm công ngiệp còn thải ra 200 triệu tấn SO2, 150
triệu tấn oxit Nitơ và 110 triệu tấn bụi. Nhà máy gang thép và luyện kim mầu cũng thải vào
khí quyển các loại bụi vô cơ và bụi kim loại độc hại. Các nhà máy hóa chất thải ra các chất
kích thích, chất ăn mòn, chất có mùi hôi thối vô cơ và hữu cơ. Nền công nghiệp của Việt
Nam gần đây đã phát triển đủ tất cả các ngành nghề, với sản lượng tuy chưa cao nhưng do
sự lạc hậu về công nghệ, thiết bị cũ, nên tỷ lệ thải chất thải rất cao và đã hình thành các khu
ô nhiễm công nghiệp cục bộ, đặc biệt là các khu công nghiệp (KCN) cũ tập trung. Các khí
thải từ nhà máy ở nước ta thải ra ngày càng lớn và đa dạng.
Trang 24
Bài giảng Mơn Hóa Mơi
Bảng 2.2. Các chất ô nhiễm đặc trưng
STT Ngành sản xuất Các chất ơ nhiễm đặc trưng
Ngành cơng nghiệp năng lượng
1 Nhà máy nhiệt điện, lò nung, nồi
hơi đốt bằng nhiên liệu hóa thạch:
than đá, dầu mỏ (DO, FO)
Bụi, SOx, NOx, COx,

,
SO
2
5 Lọc dầu
Hydrocacbon, bụi, COx, SOx,
NOx.
Ngành cơng nghiệp vật liệu xây
dựng
6
Sản xuất xi măng, vật liệu xây
dựng Bụi, CO, CO
2
, SO
2
, NOx, HF
7 Tơn mạ kẽm Bụi kim loại, NH3, HCl, SO
2
Ngành cơng nghiệp nhẹ
8 Dệt, nhuộm Bụi, xơ sợi, hợp chất hữu cơ
9 Sản xuất giấy Bụi, mùi hơi (H
2
S,
metylmercaptan, dimetylsunfit…),
clo
10 Gốm sứ, thuỷ tinh, Bụi, COx, HF
11 Sản xuất nhựa, cao su, chất dẻo Bụi, mùi hơi, hợp chất lưu huỳnh
Ngành cơng nghiệp thực phẩm
12 Sản xuất nước đá NH
3