ĐỀ CƯƠNG HÓA HỌC KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
i. Môi trường không khí
1. Ô nhiễm môi trường không khí: Khái niệm, tác nhân gây ô nhiễm, nguồn gốc phát sinh
của một số tác nhân gây ô nhiễm môi trường không khí (NOx, SO2, CH4, CO2, CO, các
hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs, bụi)).
2. Một số hiện tượng xảy ra ô nhiễm môi trường không khí: mưa axit, sương khói
quang hóa, sương khói công nghiệp, sự suy giảm ozon trong tầng bình lưu, hiện
tượng gia tăng hiệu ứng nhà kính.
Trả lời:
1.Khái niệm: Ô nhiễm môi trường ko khí là sự có mặt một chất lạ hoặc một sự biến đổi quan
trọng trong thành phần không khí, làm cho ko khí ko sạch hoặc gây ra sự tỏa mùi khó chịu, giảm
tầm nhìn xa (do bụi).
2.Tác nhân gây ô nhiễm môi trường ko khí:
-Các loại ôxit như: NOx, SO2, CO, H2S và các loại khí halogen (Cl, Br,I)
-Các hợp chất flo
-Các tổng hợp (ete, benzene)
-Các chất lơ lửng (bụi rắn, bụi lỏng, bụi VSV), nitrat, sunfat, các phân tử cacbon, sol khí, muội,
khói, sương mù, phấn hoa.
-Các loại bụi nặng, bụi đất, đá, bụi kim loại như Cu, Pb, Fe, Zn, Ni…)
-Khói quang hóa như O3, FAN, andehyt, etylen…
-Chất thải phóng xạ
-Tiếng ồn
3.Nguồn gốc phát sinh của một số tác nhân gây ô nhiễm môi trường không khí (NOx, SO2,
CH4, CO2, CO, các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs, bụi)).
c. Nguồn phát sinh NOx.
- nguồn tự nhiên:
+Hiện tượng sấm sét
+ Quá trình phân hủy các cơ thể chết

1


+Sinh hoạt:đốt củi,than,ga…
+Hđ gt vận tải.
*Nguồn phát sinh CO
• Tự nhiên: oxy hóa CH4, hoạt động núi lửa, sự phân hủy của mỏ than…và hoạt động của núi
lửa,cháy rừng…….
• Nhân tạo: Được hình thành do việc đốt cháy không hoàn toàn nhiên liệu hóa thạch như than,
dầu và một số chất hữu cơ khác.

2

2


+Hđ gtvt:Khí thải từ các đông cơ của xe máy..
*Nguồn phát sinh các hợp hữu cơ chất dễ bay hơi( VOCs)
- Nguồn tự nhiên: Do sinh dưỡng, phân hủy bởi vsv, cháy rừng và khí thiên nhiên,
- Nguồn nhân tạo:
+ Phát sinh từ các ngành công nghiệp sản xuất sơn phủ bề mặt chứa các HCHC dễ bay hơi
+ Được sinh ra từ các hoạt động sinh hoạt hàng ngày , trong gia đình trong đó có các sản phẩm
tẩy rửa, các chất làm lạnh...
+ (đốt nhiên liệu)nguồn công nghiệp sử dụng các nguyên liệu hóa thạch như: xăng, dầu...
4.Mưa axit:
aKhái niệm: Mưa axit là hiện tượng mưa mà nước mưa có độ pH
mỏ và than đá trước khi sử dụng
+Đối với các phương tiện giao thông tiến hành cải tiến các động cơ theo tiêu chuẩn
EURO để đốt hoàn toàn nguyên liệu, hạn chế mức thấp nhất lượng khí thải ra môi
trường.
5. Sương khói quang hóa
a.Khái niệm:Là sản phẩm của phản ứng giữa các oxit nitơ và các hợp chất dễ bay hơi

VOCs dưới tác động của ánh sáng mặt trời để hình thành nên những vật chất như ozon,
aldehit và peroxyacetylnitrate(PAN).
b. Nguyên nhân:
- Sử dụng, đốt nhiên liệu hóa thạch….
- Năng lượng hạt nhân và thủy điện.
- Hoạt động nông nghiệp : đốt rơm ,….
c.Cơ chế: Các phản ứng tạo tác nhân oxi hóa
NO2 + hv → NO + O
- Nguyên tử oxy được giải phóng phản ứng với phân tử O2 để tạo ra ozon
O + O2 + M → O3 + M
- ozon sinh ra phản ứng với phân tử NO để tái sản sinh ra NO2 và phân tử O2
NO+ O3 → NO2+ O2
- NO2, O2 và hydrocarbons phản ứng với nhau dưới điều kiện ánh sáng mặt trời tạo
peroxyacetylnitrate(CH3CO-OO-NO2)
NO2 + O2+ hydrocarbons → CH3CO-OO-NO2(PAN).
-Thành phần chủ yếu của sương khói quang hóa:
Sương mù quang hóa được tổng hợp từ NO, NO 2, HNO3, CO, các Nitrat hữu cơ (PAN),
O3 và các chất oxy hóa quang hóa
d.Hậu quả.
- Tác động lên sức khỏe của con người:

4



a) Khái niệm:Sương khói công nghiệp là hiện tượng khói từ sản xuất công nghiệp kết hợp
với SO2 và sương mù tạo ra những đám sương mù màu vàng ,màu nâu đến mặt đất.
b) Nguyên nhân:
- Khí thải ô nhiễm phát ra từ các khu cồng nghiệp, đô thị, thành phố lớn.
- Khí thải chứa lưu huỳnh phát ra từ hoạt động giao thông vận tải.
c) Cơ chế tạo thành.
SO2 + hv => SO2
SO2 + O2 => SO3 + O
2SO2 + 2H2O + O2 => 2H2SO4
H2SO4, SO2, sương mù kết hợp với nhau tạo thành những đám mây màu nâu, vàng trên
bầu trời.
- Thành phần cơ bản: SO2, H2SO4 và sương mù
d) Hậu quả:
- Gây ra các vấn đề về sức khỏe như: hen suyễn, ho, tức ngực, làm giảm chức năng của
phổi
- Có hại cho cây trồng

5

5


e) Biện pháp khắc phục:
- Cần hạn chế lượng khí thải từ các khu công nghiệp
- Phải tìm kiếm và khuyến khích sử dụng các nguồn năng lượng sạch, xử lý khí thải
7. Suy giảm tầng Ozôn

a) Khái niệm:Sự suy giảm ozon là hiện tượng giảm lượng ozon trong tầng bình lưu.
- Lỗ thủng ozon dùng để chỉ sự suy giảm ozon nhất thời hằng năm ở hai cực Trái đất,

- Do thải ra khí axitnitric
NO + O3 => NO2 + O2
NO2 +O => NO + O2
NO2 + O3 => NO + O2
- Hoạt động của núi lửa:núi lửa thải ra khí Cl2, HCl

6

6


Cl2 => Cl. + Cl.
HCl + OH => Cl + H 2O
d) Hậu quả:
- Tăng khả năng mắc bệnh về mắt đặc biệt là bệnh đục thủy tinh thể. Phá hủy hệ thống
miễn dịch của cơ thể người và động vật hủy hoại các sinh vật nhỏ.
- Làm mất câng bằng hệ sinh thái động thực vật biển. Ở thực vật: lá cây hư hại, quang
hợp bị ngăn trở, tăng trưởng chậm, giảm năng suất, đột biến thậm chí có thể gây chết cây
nếu liều lượng nặng.
- tăng lượng bức xạ tia cực tím đến mặt đất và tăng các phản ứng hóa học dẫn tới ô nhiễm
khí quyển.
- Thay đổi khí hậu đột ngột, thiên tai gia tăng,..
e) Biện pháp khắc phục:
- Cắt giảm lượng phát thải các chất gây suy thoái tầng ozon(sản suất,sinh hoạt,xe cộ..)
- Chuyển giao và áp dụng công nghệ mới nhằm sản xuất các vật liệu,chất liệu thân thiện
với môi trường
- Nâng cao nhận thức của mọi người, thực hiện nghiêm chỉnh các hiệp ước bảo vệ tầng
ozon.
8. Hiện tượng hiệu ứng nhà kính:
a) Khái niệm: Hiệu ứng nhà kính là hiện tượng các tia bức xạ sóng ngắn của Mặt Trời

- Băng ở hai cực tan ra và mực nước biển dâng cao
- Toàn bộ điều kiện sống bình thường của các sinh vật trên trái đất bị xáo động, làm biến
đổi nhịp sinh học.
- Khí hậu trái đất sẽ bị biến đổi sâu sắc,các đới khí hậu có xu hướng thay đổi.
e) Biện pháp khắc phục:
- Kí kết các hiệp ước về việc cắt giảm khí nhà kínhnhư Nghị định thư Kyoto
- Con người cần phải sử dụng năng lượng một cách hợp lý
- Trồng nhiều cây xanh (nhất là những loại cây hấp thụ nhiều CO 2trong quá trình quang
hợp) nhằm làm giảm lượng khí CO2 trong bầu khí quyển.
II. Môi trường nước
1. Ô nhiễm môi trường nước: Khái niệm, tác nhân gây ô nhiễm, nguyên nhân gây ô
nhiễm môi trường nước, nguồn gốc phát sinh của một số tác nhân gây ô nhiễm môi
trường nước.
2. Hiện tượng phú dưỡng trong môi trường nước.
3. Khả năng tự làm sạch của nước.
4.Quá trình chuyển hóa một số hợp chất trong môi trường nước: Các hợp chất của
Nitơ, các hợp chất của lưu huỳnh.
5.Đánh giá khả năng tiếp nhận nước thải của nguồn nước.
Trả lời:
1. Ô nhiễm môi trường nước: Khái niệm, tác nhân gây ô nhiễm, nguyên nhân gây ô
nhiễm môi trường nước, nguồn gốc phát sinh của một số tác nhân gây ô nhiễm môi
trường nước.

a. Khái niệm: : Ô nhiễm môi trường nước là sự thay đổi tính chất, thành phần và chất
lượng nước vượt quá tiêu chuẩn cho phép, không đáp ứng được các mục đích sử
dụng khác, có ảnh hưởng xấu tới hoạt động sống của con người và sinh vật.

b. Tác nhân gây ô nhiễm:
-Nhóm 1: Các ion vô cơ hòa tan trong nước: NO 2-, NO3-, NH4+, PO43-, Cl-, SO42-,
As, Pb, Cd, Hg


NH4+ là NO2- nên tính độc thể hiện qua NO2-.
+ Tới con người: Gây ra tình trạng thiếu máu,xanh da. Đối với trẻ em dưới sáu tháng
tuổi,có thể làm chậm sự phát triển,gây bệnh ở đường hô hấp. Đối với người
lớn,nitrit có thể kết hợp với axit amin trong thực phẩm làm thành một họ chất
nitrosamine-có thể gây tổn thương di truyền tế bào(nguyên nhân gây bệnh ung
thư).

• Nitrat(NO3-) là sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy của các chất chứa nitơ có
trong chất thải của người và động vật.Trong tự nhiên nồng độ nitrat thường nhỏ
hơn 5mg/l.

 Ảnh hưởng:
+ Tới môi trường:Nồng độ Nitrat cao làm ô nhiễm nguồn nước,từ đó ảnh hưởng tới

chất lượng nước sinh hoạt và nguy hại cho nuôi trồng thủy sản.
+ Tới con người:Trẻ em uống nước chứa nhiều Nitrat có thể mắc hội chứng
Metheoglobin(Hội chứng “trẻ xanh xao”).

• Sunfat(SO42-) : Có trong các nguồn nước tự nhiên, đặc biệt là nước biển ( quá trình
ngập mặn) và nước phèn có nồng độ Sunfat rất cao.

 Ảnh hưởng:
9

9


+ Tới môi trường:Sunfat là ion dễ điện li trong nước có thể bị vi sinh vật chuyển hóa


hưởng tới sức khỏe con người.
 As:gây hại cho da,hệ thống tim mạch và thâm chí là ung thư sau 3-5 năm.
 Pb:-Trẻ em:chậm phát triển về trí tuệ,thể chất và tinh thần.
-Người lớn:gây hại thận,tim mạch và nội tạng.
 Cd:-Ngắn hạn gây tiêu chảy,tổn thương gan.
-Lâu dài gây bệnh thận và tim mạch,nội tạng.
 Cr:Gây dị ứng,mẩn ngứa.
 Mn:chuyển màu nước sang nâu đen,gây cặn đen,gây vị
Tanh.

10

10


-

Nhóm 2: Các hợp chất hữu cơ

• Các hợp chất hữu cơ dễ phân hủy:Cacbonhydrat,protein,chất béo…đây là các chất
phổ biến nhất gây ô nhiễm môi trường nước,có nguồn gốc từ nước thải ở các khu
dân cư và khu công nghiệp chế biến thực phẩm.

 Ảnh hưởng:
+ Tới môi trường:Các hợp chất hữu cư dễ phân hủy sẽ tạo ra CO 2 và nước,làm
tăng nồng độ CO2 trong nước.
+ Tới con người: Ảnh hướng tới sức khỏe con người

• Các chất hữu cơ bền vững: POP là hợp chất hóa học có nguồn gốc từ
cacbon,thường có nguồn gốc từ nước thải công nghiệp và nguồn nước chảy tràn

11


•

Trong nông nghiệp sử dụng phân bón có hàm lượng dinh dưỡng( N, P) cao

c. Ảnh hưởng:
• Tới môi trường:

+ Tảo nở hoa, phát triển mạnh sau đó chết sẽ tiêu thụ oxi trong nước, khiến cho
hàm lượng DO giảm, dẫn tới các sinh vật trong nước sẽ chết.
+ Gây ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng
+ Sự phân hủy xác sinh vật bốc mùi gây ô nhiễm môi trường không khí
• Tới con người: Sự phân hủy các chất hữu cơ và xác động thực vật dưới nước sẽ
gây ra mùi khó chịu:NH3,H2S. Ảnh hưởng tới sức khỏe con người
3. Khả năng tự làm sạch của nước.
a. Khái niệm:
-

-

-

-

-

-


triển của vi sinh vật
Các điều kiện thời tiết, khí hậu, ánh sáng mặt trời, gió

12


4.Quá trình chuyển hóa một số hợp chất trong môi trường nước: Các hợp chất của Nitơ,
các hợp chất của lưu huỳnh.
a.
Quá trình chuyển hóa các hợp chất của nitơ.
- Quá trình amon hóa:Là quá trình oxy hóa các hợp chất hữu cơ của nito như acid amin,

protein, ure... thành nito vô cơ, CO2 và nước.
• Amon hóa Ure:
CO(NH2)2 +2H2O = (NH4)2CO3 (giai đoạn 1)
(NH4)2CO3 = 2NH3 + CO2 + H2O (giai đoạn 2)
• Amon hóa protein:
Protein là thành phần quan trọng của tế bào sinh vật 15-17% là N trong Protein.
Axit amin
R
CH-COOH +H2O
R-CH2-COOH +CO2 +NH3
NH2
OH
Thực vật hấp thụ
R-CH(NH2)COOH = R-CHCOOH +NH3
R-CH(NH2)COOH +H2O = R-CH2OH-COOH +CO2 +NH3
R-CH(NH2)COOH +1/2 O2 = R-CO-COOH+ NH3
R-CH(NH2)COOH +O2 = R-COOH +NH3 +CO2
R-CH(NH2)COOH +H2O = R-CO-COOH +NH3 +2H2