HÓA HỌC MÔI TRƯỜNG NƯỚC

1
Hóa hcmôitrng nc
(Water Chemistry)
Ni dung cachng 2
1. C bnv Hóa hcnc
•S lng và chtlng nc, tính chtca
nc
• Thành phncanc: Hóa hcvàsinhhc
• Chuyn hóa hóa hc – sinh hc trong môi
trng nc
2. Ô nhimmôitrng nc
–Ngun gây ô nhim
– Tác nhân (các cht) gây ô nhim
– Các thông sđánh giá ô nhimnc
–Ch tiêu chtlng nc
–Pháttáncáccht ô nhim trong nc
C bnv hóa hcnc
4
Chu trình nc
Water cycle song
Tài nguyên nccatráiđt
•> 70% v trái đt bao ph binc
• 97.5% : ncmn, ch 2.5% là ncngt
•Gn 70% lng ncngt này đóng bng  các
vùng cc
.
–Phnlnlng nccònlihindindng
đ mtrongđt, hocnmtrongtng nc
ngm sâu mà con ngi không th tipcn đ
dùng làm nccp.
•Ch

< 1% calng ncngttrênth gii
(~0.007% catng lng nc trên trái đt) là có
th dùng trctipchonhucuca con ngi.
–Aoh, sông, ngunncngm.
–Ch lung ncnàyđc thay mi đu đn do mavà
tuyt
Kh nng đctipcnvincung an toàn
không ging nhau trên toàn th gii
7
Nc là thành phnquantrng trong c th ca chúng ta, và s
tntica chúng ta ph thuc vào nctrongt nhiên
Trong môi trng:
•Nccóth vn chuyncht đchi ra, vào và bên trong c th sinh
vt
• Các cht hòa tan trong nc, chng hnnh mts loithuctr sâu,
ion chì, ion thy ngân, có th b phát tán rng rãi
•Nccóth gimnng đ các cht ô nhim đnmc an toàn bng
cách pha loãng, hoc đem chúng đikhi ( hocc 2)
•Ncmacóth mang các cht, bao gmc các chtgâynênma
acid, t khí quynxung trái đt
Tính cht hóa hccanc
•  phân cc
•Khuynhhng toliênkthydro
• Hydrat hóa ion kim loi
S khác bitvđâm dinca các nguyên t trong
liên kttoramtliênktphâncc
intíchriêngphn do s phân
ccca liên kt
Liên ktphâncccho
phép liên kthydro

xyra
Liên kt hydro là mtliênkttnh đinca các nguyên
t hydro trong mthpchtcahydro vimt
nguyên t có đ âm đinln: O, N, F
Liên kt hydro làm cho nc  dng lng, trong khi
H
2
S  dng khí. iutng t cng xyraviHF và
HCl
Tính chtcakhinc
(bodies of water)
•Khinc bao gm:
–Ncmt: sông, sui, h,…
– tngpnc (Wetland): Là vùng đtngpncmc đ
cn đ đ thcvtcórđáy phát trin.
–Ca sông: là ch sông đ ra bin. đây có s pha trn
giancmnvàncngt(nucl), to nên các tính
cht hóa và sinh rt đcbit
–Bin
• iukinvtlýcakhinc nh hng rtln đn
các quá trình hóa hcvàsinhhcxyratrongnc
• Trong các khinc không có dòng chy(h), mi
quan h nhit đ -t trng to nên s phân bit thành
các lprt riêng bittrongđó
S phân lpcanch
Lpb mt (Epilimnion): 50 -
500m. Xyras cân bng
đng gia không khí và nc.
Lp chính (d bit nhit-
Thermocline): có th phân chia

theo s phân b nhit đ.
Lp trên: chu nh hng ca tia
sáng mttri, đây xyraphn
ln các hot đng sinh hc.
Lpdi: ít chu nh hng ca
tia sáng mttri nên có nhit đ
thphn.
Lp đáy (Hypolimnion): nixyra
các phn ng trao đigiatrmtích
và nc, quá trình sinh hcphân
hycáchpchthuc tiêu th
oxi hòa tan, ktqu là hàm lng
oxi gim, quá trình ymkhítng và
xyracácquátrìnhkh
13
Thành phncanct nhiên
•S phân b các cht
hòa tan và các thành
phn khác trong nc
quyt đnh bnchtca
nct nhiên
–ncngt, ncl,
ncmn;
–ncgiàuhoc nghèo
dinh dng;
–nccng hocmm;
–ncb ô nhimnng
hocnh
Các khí
hòa tan

Chtrn
l lng
VSV
H/C
huc
H/C
vô c
Nc
t nhiên
Thành phnsinhhc trong nct nhiên
• Vi khun
•Virus
•Nm
•To
• V nguyên sinh
• V đa bào
• V có xng sng,…
Giithiuv hóa hcnc
•  hiuv ô nhimnc, cnphihiurõ
giá tr cacáchintng hóa hcxyra
trong nc
•Mts hintng hóa hcxy ra trong nc
nh:
–S hòa tan trong nc
–Phn ng acid-base
–Phn ng oxi hóa – kh
–Tng tác pha (gianc và các pha khác)
–Hintng tophc
Các quá trình hóa hcnc
chính

Chelation
Các quá trình sinh hc đóng vai trò rtquantrng trong hóa hcnc.
VD s quang hpcatocóth làm tng pH cancbng cách tiêu th
CO
2
(CO
2
trong nclàHCO
3
-
), tđóchuyn hóa ion HCO
3
-
thành ion
CO
3
2-
; ion này s phn ng viCa
2+
trong ncto thành CaCO
3
ktta.
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
S hoà tan trong nc - Các khí hòa tan

•Huht các khí thng gp trong môi trng đucó
th hòa tan trong nc, tr metan
•  hòa tan ca khí trong nc đc tính theo nh
LutHenry’s
“ hòa tan cakhítrongnct l viápsutriêngphnca
khí đótipxúcvichtlng”
C
aq
= K
H
p
•  hòa tan ca khí ph thuc vào nhit đ canc
• 2 khí hòa tan quan trng: Oxy và CO
2
Oxi hòa tan
•Tínhnng đ oxi hòa tan trong nc bão hòa vi
không khí  áp sut 1atm và 25°C. Bitápsut
riêng phncanc  25°C là 0.0313 atm. Không
khí khô (dry air) cha20.95% th tích oxi
 acid canc
•pH
Ü pH đc dùng đ đonng đ caddacid hoc
base. pH đc đobng nng đ H
+
trong dd,
pOH đobng nng đ OH
-
Ü pH + pOH = 14
• Dung dch đm: là dung dch có chacác
chtcókh nng chng lis thay đipH

VD: H Na
2
HPO
4
và KH
2
PO
4
Ü NuH
+
đc thêm vào : HPO
4
2-
+ H
+
å H
2
PO
4
-
Ü NuOH
-
đc thêm vào : H
2
PO
4
-
å H
+
+ HPO

4
2-
 acid canc (tt)
•Nc, HCO
3
-
: valàacid, valàbase
HCO
3
-
 CO
3
2-
+ H
+
HCO
3
-
+ H
+
 CO
2(aq)
+ H
2
O
•  acid: là kh nng nc trung hòa ion OH
-
– Nct nhiên: Do s hindincacácacid yu: CO
2
,

H
2
PO
4
-
, H
2
S, proteins, acid béo,…
–Nc ô nhim: HCl, H
2
SO
4
,…
•  kim: là kh nng nc trung hòa ion H
+
CO
2
hòa tan
•CO
2
 quá trình hpph b mt(kk nc)
•CO
2
 quá trình hô hpca các sinh vtsng trong
ncvàt quá trình phân hychthuc, nhtlà
trong mt nc ô nhim
•Nng đ CO
2
hòa tan trong nc đkim, đ axit,
kh nng xâm thc, quá trình quang hp,…

•Khinc đi qua tng đávôi, CO
2
sđclcvà
chuyn hóa thành bicacbonat
CO
2
+ CaCO
3
+ H
2
O å Ca
2+
+ 2HCO
3
-
H CO
2
-HCO
3
-
-CO
3
2-
trong nc
Ví d
Tính pH canc trong điukincân
bng vi khí quyn không ô nhim 
25
o
C

Bit
–nng đ CO
2
trong khí quyn là 350 ppm
(0.0350%) trong không khí khô.
–  25°C, nccânbng vikhíquyn
không ô nhimcha 350 ppm CO
2
có
nng đ CO
2
hòa tan là 1.146 × 10
-5
M
Nng đ H
+
và HCO
3
-
đctínht K
a1