bài giảng hóa học môi trường chương 4 hóa học địa quyển

CHƯƠNG 4: HÓA HỌC ĐỊA QUYỂN
1/ Cấu tạo trái đất
1. Lõi rắn trong cùng
2. Lõi lỏng
3. Lớp phủ nhớt
4. Lớp vỏ
5. Lớp đất đá trên cùng
6. Khí quyển trái đất
- Vỏ trái đất: 1% thể
tích, 0.5% khối
lượng trái đất, bề
dày 0-100km.
- Quyển manti: 83%
thể tích, 67% khối
lượng trái đất, nằm
từ ranh giới vỏ trái
đất xuống tới độ
sâu 2900km.
- Nhân trái đất: 17%
thể tích, 34% khối
lượng TĐ, bắt đầu
từ độ sâu 2900-
6378km. Gồm 2
lớp: từ 2900-
5100kmlà lớp nhân
ngoài lỏng; từ 5100-
6378km là lớp nhân
trong rắn.
2/ Các vật liệu tạo thành trái đất và chu trình thạch
học.
- Đá là vật liệu phổ biến nhất trên trái đất, là tập hợp

của các khóang vật, hiện có hơn 2000 khóang vật
được xác định, nhưng chỉ có hơn 40 khóang vật là
thành phần tạo đá chính của vỏ trái đất.
- Các nhóm đá
+ Đá macma: là nguồn cuội của các đá khác, hình
thành do sự ngưng kết của các silicat nóng chảy
xảy ra trong lòng hoặc trên bề mặt trái đất.
+ Đá trầm tích: là sp của sự phá hủy cơ học và hóa
học các loại đá được gió, nước băng hà mang đi và
tích đọng ở biển, hồ.
+ Đá biến chất: là đá macma hoặc đá trầm tích
nguyên sinh bị biến đổi rất sâu sắc mà thành.
- Chu trình thạch học
Các đá macma → phong hóa và xói mòn →
vận chuyển, tích tụ → các trầm tích → chôn
vùi, hóa cứng → các đá trầm tích → nhiệt độ
và áp suất cao → các đá biến chất → nóng
chảy (t,P) → macma → phun trào macma →
đá macma.
 Table 10f-2: Sedimentary rocks formed as
chemical precipitates.
Name of Rock Precipitate Type
Halite Sodium and Chlorine
Gypsum Calcium, Sulfur, and Oxygen
Silcretes Silica
Ferricretes Iron
Limestone Calcium Carbonate
Dolomite Calcium Magnesium Carbonate
Figure 10f-9: Halite Figure 10f-10: Gypsum
Figure 10f-11: Chalk

Figure 10f-12: Coal.
Composition of Rocks
 A rock can be defined as a solid substance that occurs naturally because of
the effects of three basic geological processes: magma solidification;
sedimentation of weathered rock debris; and metamorphism. As a result
of these processes, three main types of rock occur:
 Igneous Rocks - produced by solidification of molten magma from the
mantle. Magma that solidifies at the Earth's surface conceives extrusive or
volcanic igneous rocks. When magma cools and solidifies beneath the
surface of the Earth intrusive or plutonic igneous rocks are formed.
 Sedimentary Rocks - formed by burial, compression, and chemical
modification of deposited weathered rock debris or sediments at the Earth's
surface.
 Metamorphic Rocks - created when existing rock is chemically or
physically modified by intense heat or pressure.
 Most rocks are composed of minerals. Minerals are defined by geologists
as naturally occurring inorganic solids that have a crystalline structure and
a distinct chemical composition. Of course, the minerals found in the Earth's
rocks are produced by a variety of different arrangements of chemical
elements. A list of the eight most common elements making up the minerals
found in the Earth's rocks is described in Table 10d-1.
Table 10d-1: Common elements found in the Earth's rocks.
Element Chemical Symbol Percent Weight in Earth's Crust
Oxygen O 46.60
Silicon Si 27.72
Aluminum Al 8.13
Iron Fe 5.00
Calcium Ca 3.63

Sodium Na 2.83
Potassium K 2.59
Magnesium Mg 2.09
* Sự phong hóa và quá trình hình thành đất
- Sự phong hóa
Dưới tác động của các nhân tố vật lý, hoá học và sinh học
trong môi trường làm cho trạng thái vật lý và hóa học của đá và
khoáng chất trên bề mặt của quả đất bị biến đổi dần và trở thành
vụn nát. Quá trình biến đổi đó được gọi là quá trình phong hóa.
· Phong hóa lý học. Tác dụng của phong hóa lý học diễn ra
chủ yếu nhất là do sự thay đổi nhiệt độ.
· Phong hóa hóa học. Tác dụng phong hóa hóa học thực
hiện bởi nước, 02 và C02 được thể hiện dưới 4 dạng: oxid
hóa, hydrat - hóa, hòa tan và hóa sét làm thay đổi thành
phần của các khoáng trong đá:
· Phong hóa sinh học.
* Quá trình hình thành đất
Những sản phẩm do sự phong hóa đá tạo ra
chưa được gọi là đất vì chúng thiếu thành phần
quan trọng là các hợp chất hữu cơ. Ngoài vai
trò là nguồn thức ăn quan trọng cho thực vật,
chất hữu cơ còn có tác dụng giữ các chất dinh
dưỡng, tác động qua lại với các thành phần
khoáng của đất, làm cho đất có một thuộc tính
khác hẳn với đá đó là khả năng cung cấp chất
dinh dưỡng để sản xuất ra sản phẩm của cây
trồng.
2. Thành phần của đất :Ðất có chứa không khí, nước và chất rắn.
Chất rắn là phần chủ yếu của đất, nó chiếm gần 100% trọng
lượng khô của đất và được chia làm hai loại: chất vô cơ và chất

hữu cơ.
a. Chất vô cơ
Chất vô cơ là phần chủ yếu của đất, nó chiếm từ 97 - 98% trọng
lượng khô của đất. Các chất vô cơ tạo thành hai dạng hợp chất:
hợp chất khó tan và hợp chất dễ tan. Các hợp chất dễ tan bao
gồm các muối dễ tan trong nước như carbonat, sulfat, clorua tạo
thành các dịch chất dinh dưỡng nuôi sống cây như các muối
chứa N, P, K Ngoài ra, cũng có những muối độc cho cây trồng
khi ở nồng độ cao như NaCl, Na2CO3 làm cho đất trở nên
mặn.
b. Chất hữu cơ
Chất hữu cơ tuy chúng chỉ chiếm 2%- 3% nhưng lại rất quan trọng.
Nguồn gốc chất hữu cơ trong đất là do các xác bả của thực vật,
động vật và vi sinh vật tạo nên. Các chất hữu cơ này sẽ bị biến
đổi dưới tác động của không khí, nước, nhiệt độ, vi khuẩn, vi
sinh vật theo hai quá trình khoáng hóa và mùn hóa:
- Quá trình khoáng hóa. Là quá trình phá hủy các
chất hữu cơ để biến chúng thành những chất vô
cơ đơn giản như các loại muối khoáng, nước, các
chất khí CO2, NH3, H2S
- Quá trình mùn hóa. Là quá trình tổng hợp các
hợp chất vô cơ lẫn hữu cơ tạo thành hợp chất cao
phân tử màu đen gọi là mùn. Vi sinh vật đất đóng
vai trò quan trọng trong sự hình thành mùn, rồi mùn
lại bị khoáng hóa hình thành các loại muối dinh
dưỡng cung cấp cho thực vật. Mùn có chứa nhiều
chất dinh dưỡng đặc biệt là N rất cần thiết cho cây
trồng, mùn còn có vai trò làm cho đất tơi xốp, giữ
ẩm, giữ chất dinh dưỡng và còn có tác dụng kích
thích cây trồng.

* Sự phân tầng cấu trúc của đất từ
trên xuống:
1. Tầng thảm mục và rễ cỏ
2. Tầng mùn
3. Tầng rửa trôi
4. Tầng tích tụ chứa chất hòa tan & hạt sét
5. Tầng đá mẹ
6. Tầng đá gốc chưa bị phong hóa
* Các nguyên tố hóa học của đất:
gồm 3 nhóm
 Nguyên tố đa lượng: O, Si, Al, Fe, Ca, Mg, K,
P, S, N, C, H.
 Nguyên tố vi lượng: Mn, Zn, Cu, B, Mo,
Co,…
 Nguyên tố hiếm và phóng xạ: Br, In, Ra, I, Hf,
U, Th,…
* Địa hình mặt đất và cảnh quan: phát triển qua nhiều gđoạn,
trên các cấu trúc địa chất khác nhau, nên rất đa dạng. Phân
loại địa hình theo hình thái và trắc lượng hình thái ta có
bảng sau:
Tính chất địa hình Độ cao tuyệt đối (m) Đặc điểm hình thái
Đồng bằng
- Trũng
- Thấp
- Cao
- Trên núi
Dưới mực nước biển
0-200
200-500
500-2500

- Gợn sóng, chia cắt yếu, có gò thấp, chỗ trũng.
- Độ chia cắt sâu hoặc dao động độ cao < 10m.
Đồi
- Đồi ở vùng thấp
- Đồi ở vùng cao
- Đồi ở vùng núi
0-200
200-500
500-2500
Dao động độ cao 10-100m
- Đồi thấp, tỷ cao 10-25m
- Đồi trung bình thấp, tỷ cao 25-50m
- Đồi lớn, tỷ cao 50-75m
- Đồi rất lớn, tỷ cao 75-100m
- Có dạng bát úp, dạng nón, dạng vách dốc
Núi
- Thấp
- Trung bình thấp
- Trung bình
- Cao vừa
- Cao
- Rất cao
600-900
700(900) -1200
1200-2500
2500-3000
3000-5000
>5000
Dao động độ cao >100m
Giá trị độ chia cắt sâu

- Nhỏ: 100-250m
- Trung bình: 250-500m
- Lớn: 500-750m
- Rất lớn: 750-1000m
Sườn dốc, thung lũng sâu, đường sống núi có thể sắc nét
hoặc mềm mại, xếp thành nhóm, dải hoặc hệ thống các dải
núi
d/ Tai biến địa chất, xói mòn, trượt lở đất đá
* Khái niệm tai biến môi trường: tai biến MT là điều kiện,
yếu tố, hiện tượng, quá trình xảy ra trong MT sống,
gây nguy hiểm và tổn hại cho tính mạng, sức khỏe, tài
sản, hoạt động của con người và các chức năng của
MT.
- Quá trình tai biến phản ánh tính nhiễu lọan, tính bất ổn
của hệ thống và thường gồm 3 gđ:
+ Gđ nguy cơ hay hiểm họa: tồn tại yếu tố gây hại
+ Gđ phát triển: gia tăng ytố tai biến, trạng thái mất ổn
định, nằm trong ngưỡng an toàn.
+ Gđ sự cố: trạng thái mất ổn định, vượt qua ngưỡng an
toàn, gây ra thiệt hại không mong đợi → Thiên tai (sự
cố MT)
* Nguyên nhân
- Quá trình tự nhiên (hạn hán, lũ lụt, động đất,…)
- Hoạt động nhân sinh ( khai thác quá mức, xả thải chất
ô nhiễm, can thiệp thô bạo vào hệ sinh thái,…)
* Phân loại tai biến môi trường theo bản chất:
- Tai biến vật lý
- Tai biến hóa học
- Tai biến sinh học
- Tai biến kinh tế - xã hội bao gồm phá sản, tham ô, ma

túy, các tệ nạn xã hội khác, stress,…
* Một số tai biến thường gặp
1. Tai biến địa chất: phun núi lửa, động đất, nứt đất, lún đất.
Hơn 4.500 người ở
miền Nam Chile phải
rời bỏ nhà cửa hôm
3/5, sau khi một núi
lửa phun trào lần
đầu tiên trong vòng
9.000 năm trở lại
đây, gây động đất
nhẹ và phun khói
bụi xuống khu vực
xung quanh.
Đất ruộng sụt, lún tạo thành
những hố sâu giữa cánh đồng
(Ảnh: TTO)
* Xói mòn đất: làm đất đai khô cằn, gây lũ lụt
Hinh xói mòn núi đá
* Trượt lở đất: phá hủy các công
trình nhân tạo
3/ Các Tác nhân gây ô nhiễm đất ?
- Do không khí bị ô nhiễm
 Do rác thải