Chào mừng các bạn đến với bài thuyết trình
ộ
N i dung
ễ
cướ .
ệ ồ
ễ cướ th i.ả ấ ấ
ả ữ ơ. ả
ề 1. Khái ni m v ô nhi m n 2. Các ngu n gây ô nhi m chính: ễ Ô nhi m do n Ô nhi m do ch t th i h u c ễ Ô nhi m do ch t th i vô c ơ. ễ
ề
ễ
ệ
1. Khái ni m v ô nhi m n
ướ . c
ươ
ề ướ
ị
ướ
ng châu Âu v n
c đã đ nh nghĩa n
ư ễ c ô nhi m nh
• Hi n ch ế sau:
ườ
i gây nên m t bi n đ i nào đó làm thay
ướ ấ ượ
c là do con ng ủ ướ ứ ng c a n ườ
ế ướ c t c là làm ô nhi m n ệ
ổ c và gây nguy ủ ả
ộ ễ ớ ả i, công nghi p, nông nghi p, th y s n, v i c
ư ộ
ệ ậ
ễ “Ô nhi m n ổ đ i ch t l ể hi m cho con ng ậ ộ đ ng v t nuôi cũng nh đ ng v t hoang dã”. ậ ệ
ế ướ ị
ể
• Vi c nh n bi ọ
ậ
ọ ủ ướ ị
ạ ứ c b ô nhi m có th căn c vào cac tr ng thái ễ ướ ị ụ ư c. Ví d nh khi n c b ô nhi m ố ố ng, màu khong trong su t, s ạ
ườ ả
ỏ ạ
ể
ậ ầ ỡ
ặ ướ
ặ
ễ t n hóa h c, v t lí, sinh h c c a n ị ẽ s có mùi khó ch u, v không bình th ủ ượ l ng cá và các th y sinh v t khác gi m, c d i phát tri n m nh ề nhi u mùn ho c có váng d m trên m t n
c,…
ễ
cướ th i.ả
2. Ô nhi m do n cướ thải. ầ ủ 2.1. Thành ph n c a n Thành phần của nước thải sẽ phụ thược vào nguồn thải, do đó thành phần và mức độ ô nhiễm của nước thải cũng khác nhau:
• Nước thải từ nhà máy luyện cốc có chứa ammoniac, các chất kiềm, H2S…
• Nước thải từ nhà máy sản
xuất sơn có chứa: bari, clorat, cadimi, coban, chì, kẽm, ammoniac, xut, các axit, các chất hữu cơ…
• Nước thải từ nhà máy sản xuất thuốc bảo vệ thực vật: bari,
cadimi, đồng, asen, silic, CCl4, flo, clo, các chất độc hữu cơ…
• Nước thải từ nhà máy sản xuất phân bón có chứa kali,
ammoniac, natri photphat, các oxit, các kim loại…
• Hình ảnh nước thải nhà máy thuốc bảo vệ thực vật tại Hưng yên
• Nước thải từ nhà máy hóa dược có chứa: brom, boran, muối amoni, kali, các axit, các loại kiềm, các oxit kim loại, các hợp chất hữu cơ…
• Nước thải sinh hoạt có chứa các chất như: chất tẩy rửa, các
loại muối, các vi khuẩn, vi rút, các chất hữu
Nước thải bệnh viện
ồ ả ưở ả ngu n th i nh h ng trong n ướ c
thành ph nầ ấ các ch t có nhu ấ ấ ả ữ ơ ch t th i h u c , ch t
ườ ụ ủ ặ c n bã c a con ng i tiêu th oxi hòa tan
ấ ữ ơ ầ c u oxi các ch t h u c ít
ủ ả kh năng phân h y ệ ấ ả ch t th i công nghi p,
ấ ả ủ ạ ch t th i sinh ho t ậ ộ ạ đ c h i cho th y sinh v t sinh h cọ
ả ệ nguyên nhân gây b nh( có kh năng ung
ủ ế ư ả th ), ch y u ngăn c n quá trình tái
ấ ướ ả ủ ch t th i c a con ng sinh n virut
ấ ẩ ử ộ ạ ủ ấ ẩ ử các ch t t y r a các ch t t y r a sinh ho t
ườ ả i c th i ậ ạ đ c h i cho các th y sinh v t ưỡ ấ phophat ch t dinh d ả ng cho các loài rong t o
ấ ẩ ử các ch t t y r a ả ệ ấ ch t th i công nghi p,
ạ ặ ộ ộ ạ ướ ệ phòng thí nghi m hóa ch t c cao
các kim lo i n ng ả ắ ấ ọ ồ ả m i ngu n th i ch t th i r n ấ đ đ c h i trong n ậ ủ ộ ạ ố ớ đ c h i đ i v i th y sinh v t Bảng: một số thành phần nước thải đô thị
2.2. kiểm soát các nguồn nước thải. • Để xử lý nước thải thường phải sử dụng tổng hợp các phương pháp: cơ học, hóa học, hóa lý, sinh học:
Xử lý cơ học (xử lý sơ bộ). Cách xử lý này nhằm loại bỏ dầu mỡ, rác rưởi và các chất rắn lơ lửng. Nước thải cho chảy qua ống xiphon để gom rác rưởi, hút các màng dầu mỡ nổi trên mặt nước, sau đó lọc qua lưới rồi cho chảy từ từ qua 2 – 3 bể chứa cát sỏi để loại các chất bền không tan.
Bể lắng xử lý nước thải
Xử lý bằng hóa học và hóa lý. Cách xử lý này nhằm thu hồi các chất quý, để khử các hóa chất độc có ảnh hưởng xấu tới các giai đoạn làm sạch sau đó như dùng các phản ứng oxi hóa khử, phản ứng kết tủa hay phản ứng phân hủy để loại bỏ các chất độc hại, phản ứng trung hòa kèm theo quá trình ngưng tụ và nhiều hiện tượng vật lý khác nhau ( hấp phụ, bay hơi, tuyển nổi…)
Xử lý bằng sinh học. Cách xử lý này dựa vào hoạt động của các vi sinh vật (thường dùng một loại mùn hoạt hóa) để phân hủy các hợp chất hữu cơ có trong nước.
3. Ô nhiễm bởi các chất hữu cơ.
Thành phần chất bảo vệ thực vật
Dầu mỏ
Chất hữu cơ
Các chất hữu cơ khác
́
̉ ử Châ t tây r a
ố ả ệ ạ ệ Trong nông nghi p, khi phun các lo i thu c b o v
ự ậ ả ỉ ượ th c v t cho cây thì ch kho ng 50% l ố ng thu c bám
ể ệ ả ọ trên lá đ di t sâu b , còn kho ng 50% thì bay vào
ấ ơ ố ướ ả ố không khí và r i xu ng đ t và n ệ c. Thu c b o v
ự ậ ồ ướ ễ ằ ậ th c v t xâm nh p vào ngu n n c, gây ô nhi m b ng
ề nhi u cách:
ử ệ ấ
Do quá trình r a trôi đ t nông nghi p, sau khi phun ố ị ư thu c xong b m a;
ổ ố Do gió th i trong quá trình phun thu c.
ạ ụ ụ ấ ố Do các h t b i trong không khí có h p ph thu c
ướ ầ ắ ọ ố ệ ự ậ ơ ả b o v th c v t r i vào n c, l ng đ ng xu ng tr m
tích.
ướ Do n ả c th i.
ố ệ ỗ Do phun thu c di t mu i…
3.1. các chất hữu cơ dùng làm chất bảo vệ thực vật. • Hiện nay có khoảng 10 ngàn loại thuốc bảo vệ thực vật khác nhau, bao gồm: thuốc trừ sâu (insecticides) dùng để diệt côn trùng sâu bọ phá hoại mùa màng, thuốc diệt nấm (fungicides)…
Thuốc diệt nấm mốc
Thuốc diệt động vật gặm nhấm
• Nhóm hợp chất là dẫn xuất halogen (hữu cơ- halogen)
- Rất bền vững trong môi trường tự nhiên - Thời gian bán hủy dài - Khi xâm nhập vào cơ thể sinh vật chúng ít bị
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
đào thải mà tích tụ trong các mô dự trữ.
Cl
CCl3
CCl2
Cl
CH
Cl
Cl
Cl
Lidan (666) Aldrin dieldrin Cl
Clodan aldrin D.D.T (điclođiphenyltricloetan)
• Nhóm các hợp chất hữu cơ phốt pho
O
O
S
CH2
OC2H5
- Thời gian bán phân hủy tương đối dài - Có độc tính cao Tác động mạnh vào thần kinh ( Ngăn cản sự tạo men cholinestraza cần cho sự hoạt động bình thường của thần kinh.)
X
P
P S
CH
R1
OCH3
O
C
R2
OCH3
R1, R2 Là ankyl, aryl, alkoxi, aroxi, amit
OC2H5
X là S, O, nhóm axit
Photphat hữu cơ Malathion
Các thuốc diệt cỏ phần lớn là các dẫn xuất của dibenzo –p dioxin:
1
8
O
2
7
3
6
O
5
4
Từ vị trí 1 đến 8 có thể thế nguyên tử clo và tạo ra 75 dẫn xuất khác nhau. Trong các dẫn xuất đó có chất 2,3,6,7 – tetraclodibenzo p dioxin (TCDD) thường ản là dioxin là hợp chất có tính độc nhất đối với động vật và người: được gọi đ n giơ
Cl
O
Cl
Cl
O
Cl
ơ
Trong quá trình sản xuất TCDD có tạo thành một số hợp chất th m và h
ợp
ơ
chất hữu c halogen có ch
ứa oxi cũng có tác dụng diệt cỏ nh :ư
O
COOH
CH2
Cl
OH
OH
Cl
Cl
CH2
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
cướ . sự thoái biến thuốc BVTV trong n • Sự thoái biến của thuốc bảo vệ thực vật trong đất và trong
nước rất quan trọng.
• Trong quá trình thái biến, tạo ra một số sản phẩm trung gian
CCl3
độc hơn hợp chất ban đầu hay sản phẩm hoàn toàn không độc ( sản phẩm có tính chọn lọc cao). Cl2C
V K
+
Cl
Cl
C6H4 CH
C6H4 Cl
Cl2
C6H4 CH
C6H4
Quá trình từ DDT DDD ( sản phẩm độc hơn).
- Ngược lại, các enzym làm xúc tác sống cho quá trình thủy phân malathion chỉ có trong loài động vật có vú, nhưng lại không có ở sâu bọ, côn trùng..
O
O
S
OH
CH2
S
CH2
OC2H5
+ 2 H 2 O
P S
CH
OCH3
P S
CH
+ C2H5OH
OCH3
O
e n z y m
O
C
OCH3
C
OCH3
OH
OC2H5
Có tính chọn lọc
3.2 chất tẩy rửa • Chất tẩy rửa là những chất có hoạt tính bề mặt cao, hòa tan tốt
trong nước và có sức căng bề mặt nhỏ.
• Trong chất tẩy rửa bao giờ cũng có thành phần chính là chất
hoạt động bề mặt (chiếm khoảng 10-30%), chất phụ gia (khoảng 12%) và một số chất độn khác.
Chất hoạt động bề mặt
O
-
+
CH
CH
S
O
(Na
)
CH3
CH2
CH2
O
CH3
CH3
4
- Khả năng phân hủy rất kém vì có cấu trúc mạch nhánh. - Làm giảm sức căng bề mặt của nước, hình thành những khối bọt khổng lồ, các nhũ tương dầu mỡ, phá hủy các vi khuẩn hữu ích.
Ví dụ chất ABS:
CH
CH3
(CH2)8
(CH2)3 CH3
-
+
(Na)
SO3
ABS hiện nay bị cấm dùng và được thay thế bằng LAS:
LAS không có mạch nhánh .LAS có khả năng phân hủy sinh
học dễ hơn ABS rất nhiều. Giảm ô nhiễm nước
5-
O
O
O
PO
PO
PO
O
+ 5Na
-
-
-
O
O
O
• Chất phụ gia - Chất phụ gia thường dùng là Na5P3O10, có cấu trúc như sau:
Trong nước thủy phân :
P3O105 – + 2H2O 2HPO42 – + H2PO4 – Các sản phẩm tuy không gây độc hại gì, nhưng nó lại là chất dinh
dưỡng của thực vật nên gây ô nhiễm do hiện tượng “phú dưỡng” Người ta đã thay thế nó bằng chất natri nitrilotriaxetat (NTA):
Chất này rẻ tiền và bị phân hủy nhanh chóng, xong chất này hút ẩm nên làm cho chất tẩy rửa dạng bột dễ bị đóng bánh và có nghi vấn gây một số bệnh khi sử dụng.
Xà phòng ( R-COONa)
COONa : ưa nước, tan trong nước R : kị nước, tan trong chất hữu cơ
Khi sử dụng nước cứng xảy ra PƯ :
2R – COONa+ + Ca2+(Mg2+) (RCOO)2Ca↓ + 2Na
Kết tủa này sẽ bám lên vải .
Vừa làm mất tác dụng tẩy rửa của xà phòng lại vừa làm mục vải.
3.3. ô nhiễm bởi dầu mỏ. Nguồn gốc ô nhiễm dầu mỏ trên nước biển là do: •Sự rò rỉ của các dàn khoan dầu trên biển; •Sự rò rỉ của các nhà máy lọc dầu, hóa dầu đặt ở gần biển; •Sự vận chuyển dầu trên các tầu chở dầu lớn (do va chạm làm đắm tầu, do rửa tầu, do bơm dầu lên tầu và từ tầu lên kho bị rơi vãi…); •Do dầu từ các bồn chứa bay hơi, các nhiên liệu cháy không hết bay vào khí quyển, gặp lạnh ngưng tụ rồi theo mưa rơi xuống sông chảy ra biển…dầu loang trên mặt biển sẽ tạo thành một màng mỏng ngăn cách nước biển với khí quyển, ngăn cản quá trình trao đổi oxi giữa biển với khí quyển.
trong
Hậu quả:
Vì ầ d u có
ộ ố đ c t nên
ẽ ủ nó s h y
ạ
ho i các vi v t ậ
sinh bi n.ể
r i ố
Gây ạ lo n sinh ể ầ ặ ị M t bi n b màng d u che ph ủ
lý làm cho ả ậ ẽ s ngăn c n oxi tan và v n
sinh các ể ướ chuy n trong n c, ngăn ánh
ế ch t ướ ế sáng chi u vào n ể c bi n nên
ậ v t d nầ ườ ủ ố ổ thay đ i môi tr ng s ng c a
ể ậ các sinh v t bi n.
3.4 các chất hữu cơ khác
OH
Dấu hiệu -Chỉ số DO trong nước giảm -Chỉ số BOD, COD cao
O
OH
OH
O
OH
OH
+
OH
OH
(1)
Cơ chế gây ung thư của benzopiren : do tăng mức chuyển hóa đột biến có tính xúc tác men dẫn tới tạo thành cation (1) có thể phản ứng với thành phần trong nhân tế bào của AND.
• Những hợp chất hữu cơ halogen phân tử thấp như vinylclorua, các dung môi 1, 2 – dicloetan, tricloetan và tetracloetan… (hàng năm sản xuất tới 30 triệu tấn chúng là những chất dễ bay hơi nên có tới 25% lượng sản xuất ra bị thoát vào môi trường). • Việc sử dụng Cl2 làm chất khử trùng nước uống cũng có thể
tạo thành các hợp chất H4-xCClx.
Các hợp chất này đều là những chất gây độc hại. Trong nước
nó lại bị phân hủy bởi vi sinh vật và phản ứng thủy phân.
4. Ô nhiễm bởi các chất vô cơ
Ô nhiễm bởi chất vô cơ
Chất cặn lắng Phân bón vô cơ Khoáng axit Nguyên tố hóa học. Dầu mỡ và vi khuẩn
4.2. ô nhiễm bởi dầu mỡ và vi khuẩn. • Chất dầu mỡ là các chất béo, các axit hữu cơ, dầu, sáp…Các chất này gây ô nhiễm do chúng tạo một lớp màng trên bề mặt nước gây khó khăn cho quá trình vận chuyển nước, ngăn cản oxi hòa tan vào nước.
• Trong nước thiên nhiên có nhiều loại vi trùng, siêu vi trùng, các đơn bào, rong tảo. Chúng thâm nhập vào nước từ môi trường xung quanh, chúng sống và phát triển trong nước.
• Loại vi sinh vật có hại là các vi trùng gây bệnh có trong các
nguồn chất thải, bệnh của người và gia súc… như bệnh tả, lị, thương hàn… Vi khuẩn E –coli là vi khuẩn đặc trưng cho mức độ nhiễm trùng của nước. Số lượng vi khuẩn có trong 1 lít nước được gọi là chỉ số E- coli. Theo QCVN, nước dùng cho sinh hoạt phải có chỉ số E-coni nhỏ hơn 20.
• Các loại rong tảo làm cho rong tảo có mầu xanh không bị chết, thối rữa sẽ làm tăng chất hữu cơ trong nước, làm cho nước có
mùi, giảm DO và tăng BOD của nước tức là làm ô nhiễm nước.
4.3. phân bón vô cơ. • Khi bón cho cây, một phần sẽ bị nước rửa trôi vào nguồn nước gây ô nhiễm nguồn nước.
• Gây hiện tượng “phú dưỡng” (thừa chất dinh dưỡng) nước bề mặt, các loại thực vật sống trong nước (tảo, rong, rêu, các thực vật thân mềm) sẽ phát triển rất nhanh, ảnh hưởng tới sự cân bằng sinh học của nước.
• Trong nước các vi sinh vật yếm khí sẽ
-, SO4
2- 3- trong các
2-), do đó sẽ hòa tan
phát triển, chúng khử NO3 thành H2S, NH3 và khử PO4 photphat khó tan (Fe3(PO4)2↓) thành tan (Fe2+ và HPO4 các chất lắng cặn trong nước, làm nước bị ô nhiễm.
- để
- trôi vào nước sẽ ngấm vào các nguồn - trong nước
• Các loại phân đạm khi bón cho cây, vi sinh vật trong đất sẽ chuyển các dạng của hợp chất nito ( amoni, ure) thành NO3 cây hấp thụ. Nếu NO3 nước ngầm và nước sinh hoạt. Hàm lượng NO3 sinh hoạt lớn sẽ gây hại cho sức khỏe. Khi nitrat thâm nhập vào dạ dầy, dưới tác dụng của vi sinh vật trong dạ dầy và thành ruột nó bị khử đến NO2 -. Nitrit sinh ra sẽ kết hợp với hemoglobin của máu là chất không có khả năng vận chuyển oxi, gây bệnh thiếu oxi trong máu và sinh ra bệnh máu xanh.
4Hb(Fe2+)-O2 + 4NO2
- - + 2H2O 4Hb(Fe3+)-OH + 4NO3
+ O2
Hemoglobin mang oxi metemoglobin không mang
oxi
4.4. khoáng axit.
• Các khoáng axit khi gặp oxi của không khí và vi
sinh vật nó sẽ tạo ra các axit trôi vào nguồn nước gây ảnh hưởng lớn tới đời sống của các sinh vật, đồng thời tạo ra hàng loạt các phản ứng phụ gây ô nhiễm môi trường nước. • Ví dụ mỏ quặng pyrite (FeS2) 2FeS2 + 2H2O + 7O2 2Fe2+ + 4H+ +
4SO42-
4Fe2+ + O2 + 4H+ 4Fe3+ + 2H2O Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3↓ +H2O (K=10-39) Do các phản ứng trên nước chảy ra từ khu mỏ
sẽ có môi trường axit và nước cặn vàng Fe(OH)3, chảy vào các suối, làm cho nước có mầu vàng và có tính axit sẽ phá hủy môi trường sinh thái trong nước (các sinh vật trong nước chết).
