Hóa học môi trường nước

Chia sẻ: Tien Dat Dat | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

Thêm vào BST

Báo xấu

145
lượt xem 32
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài nguyên nước của trái đất: 70% vỏ trái đất bao phủ bởi nước, 97,5% nước mặn, chỉ 2,5% là nước ngọt. Gần 70%lượng nước ngọt này đóng băng ở các vùng cực. Phần lớn lượng nước còn lại hiện diện dạng độ ẩm trong đất, hoặc nằm trong tầng nước ngầm sâu mà con người không thể tiếp cận để dùng làm nước cấp. Chỉ 1% của lượng nước ngọt trên thế giới là có thể dùng trực tiếp cho nhu cầu của con người....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Hóa học môi trường nước

Hóa học môi trường nước (Water Chemistry) 1
Nội dung của chương 2 1. Cơ bản về Hóa học nước • Số lượng và chất lượng nước, tính chất của nước • Thành phần của nước: Hóa học và sinh học • Chuyển hóa hóa học – sinh học trong môi trường nước 2. Ô nhiễm môi trường nước – Nguồn gây ô nhiễm – Tác nhân (các chất) gây ô nhiễm – Các thông số đánh giá ô nhiễm nước – Chỉ tiêu chất lượng nước – Phát tán các chất ô nhiễm trong nước
Cơ bản về hóa học nước
Chu trình nước 4 Water cycle song
Tài nguyên nước của trái đất • > 70% vỏ trái đất bao phủ bởi nước • 97.5% : nước mặn, chỉ 2.5% là nước ngọt • Gần 70% lượng nước ngọt này đóng băng ở các vùng cực. – Phần lớn lượng nước còn lại hiện diện dạng độ ẩm trong đất, hoặc nằm trong tầng nước ngầm sâu mà con người không thể tiếp cận để dùng làm nước cấp. • Chỉ < 1% của lượng nước ngọt trên thế giới (~0.007% của tổng lượng nước trên trái đất) là có thể dùng trực tiếp cho nhu cầu của con người. – Ao hồ, sông, nguồn nước ngầm. – Chỉ luợng nước này được thay mới đều đặn do mưa và tuyết
Khả năng được tiếp cận với nước uống an toàn không giống nhau trên toàn thế giới
Nước là thành phần quan trọng trong cơ thể của chúng ta, và sự tồn tại của chúng ta phụ thuộc vào nước trong tự nhiên Trong môi trường: • Nước có thể vận chuyển chất độc hại ra, vào và bên trong cơ thể sinh vật • Các chất hòa tan trong nước, chẳng hạn như một số loại thuốc trừ sâu, ion chì, ion thủy ngân, có thể bị phát tán rộng rãi • Nước có thể giảm nồng độ các chất ô nhiễm đến mức an toàn bằng cách pha loãng, hoặc đem chúng đi khỏi ( hoặc cả 2) • Nước mưa có thể mang các chất, bao gồm cả các chất gây nên mưa acid, từ khí quyển xuống trái đất 7
Tính chất hóa học của nước • Độ phân cực • Khuynh hướng tạo liên kết hydro • Hydrat hóa ion kim loại
Sự khác biệt về độ âm diện của các nguyên tố trong liên kết tạo ra một liên kết phân cực Điện tích riêng phần do sự phân cực của liên kết
Liên kết phân cực cho phép liên kết hydro xảy ra Liên kết hydro là một liên kết tĩnh điện của các nguyên tử hydro trong một hợp chất của hydro với một nguyên tố có độ âm điện lớn: O, N, F Liên kết hydro làm cho nước ở dạng lỏng, trong khi H2S ở dạng khí. Điều tương tự cũng xẩy ra với HF và HCl
Tính chất của khối nước (bodies of water) • Khối nước bao gồm: – Nước mặt: sông, suối, hồ,… – Đất ngập nước (Wetland): Là vùng đất ngập nước mức độ cạn đủ để thực vật có rễ đáy phát triển. – Cửa sông: là chỗ sông đổ ra biển. Ở đây có sự pha trộn giữa nước mặn và nước ngọt (nuớc lợ), tạo nên các tính chất hóa và sinh rất đặc biệt – Biển • Điều kiện vật lý của khối nước ảnh hưởng rất lớn đến các quá trình hóa học và sinh học xảy ra trong nước • Trong các khối nước không có dòng chảy (hồ), mối quan hệ nhiệt độ - tỷ trọng tạo nên sự phân biệt thành các lớp rất riêng biệt trong đó
Sự phân lớp của nước hồ Lớp bề mặt (Epilimnion): 50 - 500μm. Xảy ra sự cân bằng động giữa không khí và nước. Lớp chính (dị biệt nhiệt- Thermocline): có thể phân chia theo sự phân bố nhiệt độ. Lớp trên: chịu ảnh hưởng của tia sáng mặt trời, ở đây xảy ra phần Lớp đáy (Hypolimnion): nơi xảy ra lớn các hoạt động sinh học. các phản ứng trao đổi giữa trầm tích và nước, quá trình sinh học phân Lớp dưới: ít chịu ảnh hưởng của hủy các hợp chất hữu cơ tiêu thụ tia sáng mặt trời nên có nhiệt độ oxi hòa tan, kết quả là hàm lượng thấp hơn. oxi giảm, quá trình yếm khí tăng và xảy ra các quá trình khử
13
Thành phần của nước tự nhiên • Sự phân bố các chất H/C hòa tan và các thành vô cơ phần khác trong nước quyết định bản chất của Các khí H/C nước tự nhiên hòa tan hữu cơ – nước ngọt, nước lợ, Nước nước mặn; tự nhiên – nước giàu hoặc nghèo dinh dưỡng; – nước cứng hoặc mềm; Chất rắn VSV – nước bị ô nhiễm nặng lơ lửng hoặc nhẹ...
Thành phần sinh học trong nước tự nhiên • Vi khuẩn • Virus • Nấm • Tảo • ĐV nguyên sinh • ĐV đa bào • ĐV có xương sống,…
Giới thiệu về hóa học nước • Để hiểu về ô nhiễm nước, cần phải hiểu rõ giá trị của các hiện tượng hóa học xảy ra trong nước • Một số hiện tượng hóa học xảy ra trong nước như: – Sự hòa tan trong nước – Phản ứng acid-base – Phản ứng oxi hóa – khử – Tương tác pha (giữa nước và các pha khác) – Hiện tượng tạo phức
Các quá trình hóa học nước (1) chính (2) Chelation (3) (4) (6) (5) (7) Các quá trình sinh học đóng vai trò rất quan trọng trong hóa học nước. VD sự quang hợp của tảo có thể làm tăng pH của nước bằng cách tiêu thụ CO2 (CO2 trong nước là HCO3-), từ đó chuyển hóa ion HCO3- thành ion CO32-; ion này sẽ phản ứng với Ca2+ trong nước tạo thành CaCO3 kết tủa.
Sự hoà tan trong nước - Các khí hòa tan • Hầu hết các khí thường gặp trong môi trường đều có thể hòa tan trong nước, trừ metan • Độ hòa tan của khí trong nước được tính theo Định Luật Henry’s “Độ hòa tan của khí trong nước tỷ lệ với áp suất riêng phần của khí đó tiếp xúc với chất lỏng” Caq = KHp • Độ hòa tan của khí phụ thuộc vào nhiệt độ của nước • 2 khí hòa tan quan trọng: Oxy và CO2
Oxi hòa tan • Tính nồng độ oxi hòa tan trong nước bão hòa với không khí ở áp suất 1atm và 25°C. Biết áp suất riêng phần của nước ở 25°C là 0.0313 atm. Không khí khô (dry air) chứa 20.95% thể tích oxi
Độ acid của nước • pH pH được dùng để đo nồng độ của dd acid hoặc base. pH được đo bằng nồng độ H+ trong dd, pOH đo bằng nồng độ OH- pH + pOH = 14 • Dung dịch đệm: là dung dịch có chứa các chất có khả năng chống lại sự thay đổi pH VD: Hệ Na2HPO4 và KH2PO4 Nếu H+ được thêm vào : HPO42- + H+ H2PO4- Nếu OH- được thêm vào : H2PO4- H+ + HPO42-