TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG MIỀN TÂY
KHOA KỸ THUẬT HẠ TẦNG ĐÔ THỊ
Nguyễn Hữu Thành
BÀI GIẢNG
HÓA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG 2
(TÀI LIỆU NỘI BỘ, TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC, NGÀNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG)
Vĩnh Long, 2019
MỤC LỤC
MỤC LỤC i
DANH SÁCH HÌNH iii
DANH SÁCH BẢNG iv
CÁC TỪ VIẾT TẮT v
GIỚI THIỆU CHUNG vi
CHƯƠNG 1 1
HÓA HỌC CỦA KHÍ QUYỂN (ATMOSPHERE CHEMISTRY) 1
1 Thành phần của khí quyển 1
2 Sự phân tầng của khí quyển 3
3 Hóa học khí quyển của Cacbon, các hợp chất Nitơ và lưu huỳnh 5
3.1 Metan (CH4) và cacbon monoxit (CO) 5
3.2 Các hợp chất Nitơ 7
4 Các hợp chất lưu huỳnh trong khí quyển 9
5 Các khí nhân tạo gây ô nhiễm không khí 11
6 Hiệu ứng nhà kính 13
7 Tầng Ozon 13
8 Mưa axit 15
9 Sương khói quang hóa (Photochemical Smog) 16
CHƯƠNG 2 18
HÓA HỌC CỦA ĐỊA QUYỂN (SOIL CHEMISTRY) 18
1 Các nguyên tố hóa học trong đất 18
2 Các nguyên tố đa lượng 19
2.1 Nitơ 19
2.2 Photpho 21
2.3 Kali 22
2.4 Canxi và Magie 22
2.5 Lưu huỳnh 22
3 Nguyên tố vi lượng trong đất 23
4 Tính chất hóa học của dung dịch đất 24
4.1 Tính đệm của dung dịch đất 24
4.2 Đệm do tác dụng trao đổi cation trong đất 24
4.3 Tác dụng đệm của các axit và muối của chúng trong đất 25
4.4 Đệm do tác dụng của Al3+ linh động 25
4.5 Đệm do dung dịch đất chứa một số chất có khả năng trung hòa 26
5 Tính chất của đất 26
5.1 Khả năng trao đổi ion 26
5.2 Khả năng hấp thụ 27
5.3 Độ pH của đất 27
6 Sự trao đổi các khí nhà kính giữa đất và khí quyển 27
CHƯƠNG 3 32
HÓA HỌC CỦA THỦY QUYỂN (WATER CHEMISTRY) 32
1 Tính chất hóa học của nước tự nhiên và nước biển 32
1.1 Nước tự nhiên (Natural Water) 32
1.2 Nước biển (Sea Water) 34
2 Các thông số đánh giá mức độ ô nhiễm nước 36
2.1 Độ đục (Turbidity) 36
i
2.2 Độ màu (Color) 37
2.3 pH 38
2.4 Độ axit (Acidity) 40
2.5 Độ kiềm (Alkalidity) 42
2.6 Độ cứng (Hardness) 44
2.7 DO (Dissolved Oxygen) 47
2.8 BOD/COD (Biochemical Oxygen Demand/ Chemical Oxygen Demand) 49
2.9 Nitơ (Nitrogen) 51
2.10 Chất rắn (Solid) 52
2.11 Sắt (Iron) 53
2.12 Mangan (Manganese) 54
2.13 Sunfat và photpho 55
2.14 Các chỉ tiêu vi sinh 55
CHƯƠNG 4 57
CÁC CHU TRÌNH TRONG TỰ NHIÊN 57
1 Tổng quan 57
2 Vòng tuần hoàn nước 58
3 Chu trình Cacbon 61
4 Chu trình oxi 63
5 Chu trình Nitơ 66
6 Chu trình Photpho 68
7 Chu trình Sunfua 72
PHỤ LỤC TIÊU CHUẨN VIỆT NAM 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO 79
ii
DANH SÁCH HÌNH
Hình 1.1: Các chất khí ở tầng đối lưu 1
Hình 1.2: Sự phân tầng khí quyển của trái đất 5
Hình 1.3: Cây bị ảnh hưởng bởi mưa axit 16
Hình 1.4: Sương khói quang hóa 17
Hình 2.1: Vòng khoáng hóa và đồng hóa nitơ trong đất 20
Hình 2.2: Chu trình Nitơ trong đất và cây 21
Hình 3.1: Các khoảng pH làm đổi màu thuốc thử 40
Hình 3.2: Nguồn gốc của CO2 và sự hòa tan của các chất gây nên độ cứng 45
Hình 3.3: Sự thay đổi các dạng của Nitơ trong nước nhiễm 52
Hình 4.1: Sơ đồ vòng tuần hoàn nước trong tự nhiên 58
Hình 4.2: Nước trên trái đất 59
Hình 4.3: Chu trình cacbon 61
Hình 4.4: Quá trình phân hủy và tổng hợp của gluco 64
Hình 4.5: Chu trình oxi trong tự nhiên 65
Hình 4.6: Chu trình Ozon-oxi 65
Hình 4.7: Chu trinh Nitơ 66
Hình 4.8: Nguồn cung cấp photphat trong môi trường 68
Hình 4.9: Chu trình photpho trong tự nhiên 68
Hình 4.10: Các hoạt động của con người ảnh hưởng đến chu trình photpho 70
Hình 4.11: Vòng tuần hoàn photpho trong nước và trên cạn 71
Hình 4.12: Sơ đồ chuyển hóa sunfua trong môi trường 72
Hình 4.13: Chu trình sunfua 73
Hình 4.14: Vòng tuần hoàn sinh học của lưu huỳnh 74
iii
DANH SÁCH BẢNG
Bảng 1.1: Thành phần cấu tạo của không khí sạch 2
Bảng 1.2: Nồng độ của các chất khí ở tầng đối lưu và trong không khí bị ô nhiễm ở các
khu đô thị (New York, Mexico City) 3
Bảng 1.3: Nguồn gốc và thành phần của bụi 12
Bảng 2.1: Hàm lượng trung bình của nguyên tố hóa học trong đá và đất (% khối lượng
theo Vinogradov, 1950) 18
Bảng 3.1: Thành phần hóa học của nước sông hồ 32
Bảng 3.2: Sự phân tầng nhiệt độ trong hồ và các liên kết phản ứng lý hóa sinh 33
Bảng 3.3: Thành phần của nước biển 35
Bảng 3.4: Các nguồn nước được phân loại theo các mức độ của độ cứng 44
Bảng 3.5: Các cation gây nên độ cứng và các anion liên kết với chúng 45
Bảng 3.6: Hàm lượng oxi hòa tan DO bão hòa trong nước sạch ở áp suất 1atm 47
Bảng 4.1: Ước tính phân bố nước toàn cầu 60
Bảng 4.2: Các nguồn sinh và giảm oxi trong khí quyển 64
iv