Giáo trình hóa môi trường part 5 doc

GREEN EYE ENVIRONMENT
CễNG TY MễI TRNG
TM NHèN XANH

GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com


ThS: Huyứnh Ngoùc Phửụng Mai

â Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rừ ngun khi bn phỏt hnh li thụng tin t trang ny.
6-2
c cỏc cht oxy húa du dựng vi lng d nờn cn phi xỏc nh lng cũn tha.
Sau khi phn ng kt thỳc tớnh toỏn lng cht oxy húa tht s ó dựng oxy húa
cht hu c. K
2
Cr
2
O
7
l cht rt d xỏc nh bt c lng d cũn li no (dự nh) sau
phn ng. Do ú, K
2
Cr
2
O
7
chim u th hn nhiu cht oxy húa khỏc.

K
2
Cr
2
O
7
cú th oxy húa hon ton cht hu c trong mụi trng acid mnh v mt
nhit xỏc nh. Cỏc cht hu c d bay hi cú sn trong mu hoc to thnh trong
quỏ trỡnh phõn hy d dng b tht thoỏt nờn quỏ trỡnh ngng t hon lu rt cn thit.

Mt s cht hu c, c bit l cỏc acid bộo phõn t lng thp, khụng b oxy húa nu
khụng cú cht xỳc tỏc. Ag+ l tỏc nhõn xỳc tỏc rt hiu qu c dựng. Cỏc
hydrocacbon thm v pyridine khụng b oxy húa trong iu kin thớ nghim.

6.3 PHN TCH COD BNG K
2
Cr
2
O
7

K
2
Cr
2
O
7
l hp cht tng i r tin v cú tinh khit cao, sau khi sy nhit
103

0
C, cú th dựng pha dung dch nng 1N chớnh xỏc bng cỏch cõn v pha
loóng trong mt th tớch thớch hp. K
2
Cr
2
O
7
l cht oxy húa mnh trong mụi trng acid
mnh. Phng trỡnh phn ng tng quỏt cú th biu din nh sau:
C
n
H
a
O
b
N
c
+ dCr
2
O
7
2-
+ (8d + c)H
+
ặ nCO
2
+ (a + 8d - 3c)/2 H
2
O + cNH

4
+
+ 2dCr
3+
(6 - 2)


Trong ú

d = 2n/3 + a/6 - b/3 - c/2

Phng phỏp phõn tớch mu cú COD cao

Trong bt k phng phỏp xỏc nh COD no, cht oxy húa phi cũn d sau phn ng
m bo cỏc cht hu c b oxy húa hon ton.

Do ú phi cú mt lng thớch hp cht oxy húa cũn tha sau phn ng i vi tt c
cỏc mu, t ú mi xỏc nh c lng thc s ó tham gia phn ng.

Hu nh tt c cỏc dung dch ca cỏc cht kh u b oxy húa dn dn bi oxy khụng
kbớ hũa tan vo dung dch tr khi mu c bo qun khụng tip xỳc vi khụng khớ. Ion
Fe
2+
l tỏc nhõn kh hiu qu ca dichromate. Dung dch cha Fe
2+
c pha t
Ferrous Ammonium Sulfate (FAS) khỏ tinh khit v bn vng. Tuy nhiờn trong dung
dch, Fe
2+
b oxy húa dn dn bi O

2
do ú cn phi chun b li mi khi s dng. Phn
ng gia FAS v K
2
Cr
2
O
7
c biu din nh sau:

6Fe
2+
+ Cr
2
O
7
2-
+ 14H
+
ặ 6Fe
3+
+ 2Cr
3+
+ 7H
2
O

Mu trng

GREEN EYE ENVIRONMENT
CƠNG TY MƠI TRƯỜNG
TẦM NHÌN XANH

GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com


ThS: Huỳnh Ngọc Phương Mai

© Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thơng tin từ trang này.
6-3
Cả phân tích COD và BOD được dùng để xác định lượng oxy cần để oxy hóa các chất
hữu cơ có trong mẫu. Phép phân tích phải bảo đảm kết quả giá trị COD của mẫu khơng
bị ảnh hưởng của bất kỳ nguồn chất hữu cơ nào khác gây ra. Vì vậy mẫu trắng cần
được xác định trong các thí nghiệm COD và BOD.


Chỉ thị

Điện thế oxy hóa khử thay đổi rất nhiều tại điểm dừng của tất cả các phản ứng oxy hóa
khử. Những biến đổi này có thể nhận biết dễ dàng bằng điện thế kế. Ngồi ra cũng có
thể sử dụng chỉ thị oxy hóa khử để xác định điểm dừng của phản ứng. Ferroin là một
chỉ thị hữu hiệu dùng để nhận biết phản ứng đã kết thúc khi tất cả Fe
2+
đã bị oxy hóa
hồn tồn. Khi đó màu xanh của Cr

3+
sinh ra do q trình khử Cr
2
O
7
2-
chuyển thành
màu nâu đỏ.

Tính tốn



Phương pháp xác định mẫu COD thấp


Phương pháp trên đúng với mẫu có COD > 50mg/L. Đối với những mẫu có COD < 50
mg/L cần phải dùng dung dịch K
2
Cr
2
O
7
lỗng hơn để có thể xác định chính xác hơn
lượng K
2
Cr
2
O
7

cho vào và còn thừa sau phản ứng. Điều quan trọng phải chú ý là tỉ lệ
thể tích H
2
SO
4
đậm đặc: tổng thể tích (mẫu + dd K
2
Cr
2
O
7
) = 1:1. Nếu tỉ lệ này nhỏ hơn,
năng lượng oxy hóa của dung dịch sẽ giảm đáng kể, trái lại lượng dichomate tiêu tốn
cho mẫu trắng sẽ thừa.

Phương pháp làm giảm lượng chất thải độc hại

Giảm thể tích mẫu + tác nhân hóa học sử dụng

Trở ngại của các chất vơ cơ

Một số ion vơ cơ có thể bị ơxy hóa dưới điều kiện thí nghiệm COD và gây sai số thừa
rất lớn. Cl
-
là một trong những ion gây sai số lớn nhất cho thí nghiệm COD:

6Cl
-
+ Cr
2

O
7
2-
+ 14 H
+
Ỉ 3Cl
2
+ 2Cr
3+
+ 7H
2
O

Khắc phục bằng cách dùng HgSO
4

Hg
2+
+ 2Cl
-
⇔ HgCl
2
(β
2
= 1,7 x10
13
)

Nitrit bị oxy hóa thành nitrate cũng gây ra sai số COD. Khắc phục bằng cách thêm
sulphamic acid vào dung dịch dichnmate.

mL mẫu
p
hân tích
3
V
m
a
ã
u

t
r
a
én
g

ơ
û nhi
ệt

độ

p
h
o
øn
g
(
V
m

a
ã
u

t
r
a
én
g

ơ
û 1
50

- V
m
a
ã
u

đo
)
x x 0
,
1 x 8000
COD =
COD =
(
A - B
)

x M x 8000
mL mẫu
p
hân tích

GREEN EYE ENVIRONMENT
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG
TẦM NHÌN XANH

GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com


ThS: Huỳnh Ngọc Phương Mai

© Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thơng tin từ trang này.
7-1


CHƯƠNG 7
SẮT & MANGAN

7.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Cả sắt và mangan đều gây ảnh hưởng đáng kể đến việc cấp nước, đặc biệt đối với
nguồn nước ngầm. Một số nguồn nước ngầm khơng chứa sắt và mangan nhưng một
số khác lại ln chứa lượng đáng kể. Điều này chỉ có thể giải thích được trên cơ sở
hóa vơ cơ.

Fe tồn tại trong đất và khống chất chủ yếu dưới dạng oxyt sắt (III) khơng tan và pyrit
sắt (FeS
2
). Ở một số nơi, sắt tồn tại dưới dạng FeCO
3
ít tan. Vì nước ngầm thường
chứa một lượng đáng kể CO
2
, FeCO
3
có thể bị hòa tan theo phương trình phản ứng
sau:

FeCOBB
3
BB + COBB
2
BB + HBB
2
BBO Ỉ FePP
2+
PP
+ HCOBB
3
PB
-
P
(1)
P

Phản ứng này khơng xảy ra ngay cả khi hàm lượng CO
2
và FeCO
3
cao nếu có mặt oxy
hòa tan. Tuy nhiên, trong điều kiện kỵ khí, Fe
3+
bị khử thành Fe
2+
một cách dễ dàng.

Mangan tồn tại trong đất chủ yếu dưới dạng MnO
2
, rất ít tan trong nước có chứa CO
2
.
Dưới điều kiện kỵ khí, MnO
2
bị khử thành Mn
2+

Sắt và Mangan tồn tại trong nguồn nước do sự thay đổi điều kiện mơi trường dưới tác
dụng của các phản ứng sinh học xảy ra trong các trường hợp sau:

1. Nước ngầm chứa một lượng đáng kể sắt hoặc mangan hoặc cả sắt & mangan sẽ
khơng chứa oxy hòa tan và có hàm lượng COB2B cao. Sắt và mangan tồn tại dưới
dạng Fe
2+
và Mn

2+
. Hàm lượng CO
2
cao chứng tỏ q trình oxy hóa các chất hữu
cơ dưới tác dụng của vi sinh vật đã xảy ra và nồng độ oxy hòa tan bằng khơng
chứng tỏ điều kiện kỵ khí đã hình thành.

2. Giếng nước tốt có hàm lượng sắt và mangan thấp. Nếu sau đó chất lượng nước
khơng tốt, chứng tỏ chất thải hữu cơ thải ra mặt đất ở khu vực gần giếng nước đã
tạo ra mơi trường kỵ khí trong lớp đất.

3. Trên cở sở nhiệt động học, Mn (IV) và Fe (III) là trạng thái oxy hóa bền nhất của Fe
và Mn trong các nguồn nước chứa oxy. Do đó, chúng có thể bị khử thành Mn (II) và
Fe (II) hòa tan chỉ trong mơi trường kỵ khí.

4. Những nghiên cứu gần đây cho thấy rằng một số vi sinh vật có khả năng sử dụng
Fe (III) và Mn (IV) làm chất nhận điện tử cho q trình trao đổi chất dưới điều kiện
kỵ khí dẫn đến sự hình thành các dạng khử Fe (II) và Mn (II). Như vậy, vi sinh vật
khơng chỉ tạo ra mơi trường kỵ khí cần thiết cho q trình khử mà còn có khả năng
khử trực tiếp Fe và Mn.


GREEN EYE ENVIRONMENT
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG
TẦM NHÌN XANH

GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com

ThS: Huỳnh Ngọc Phương Mai

© Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thơng tin từ trang này.
7-2


Q trình oxy hóa pyrit sắt (FeS
2
) khơng tan cũng là ngun nhân tạo ra mơi trường kỵ
khí và sự hình thành sulfat sắt hòa tan:

2 FeSBB
2
BB + 7OBB
2
BB + 2HBB
2
BBO Ỉ 2 FePP
2+
PP
+ 4SOBB
4
PB
2-
P
+ 4HP
+
P

(2)
P
P
P

7.2 Ý NGHĨA MƠI TRƯỜNG CỦA Fe VÀ Mn

Nước chứa sắt và mangan khơng ảnh hưởng đến sức khỏe của con người. Những
nguồn nước này khi tiếp xúc với oxy khơng khí trở nên đục và tạo cảm quan khơng tốt
đối với người sử dụng do sự oxy hóa sắt và mangan thành Fe (III) và Mn (IV) tồn tại
dưới dạng kết tủa keo. Tốc độ oxy hóa chậm và các dạng khử có thể tồn tại trong nước
đã sục khí trong một khoảng thời gian nhất định. Điều này đặc biệt đúng khi pH < 6 đối
với q trình oxy hóa sắt và pH < 9 đối với q trình oxy hóa mangan. Thêm vào đó,
sắt và mangan có thể tạo thành phức bền với các hợp chất humic trong nước. Tốc độ
oxy hóa gia tăng dưới tác dụng của một số chất xúc tác vơ cơ hoặc do hoạt động của
các vi sinh vật. Sắt và magnan có mặt trong nước sẽ làm vàng ố quần áo, ảnh hưởng
đến hệ thống cấp nước do sự phát triển của vi khuẩn oxy hóa sắt. Sắt cũng gây mùi
tanh cho nguồn nước dù nồng độ rất nhỏ. Do đó tiêu chuẩn đối với nước cấp là < 0,3
mg Fe/L và < 0.05 mg Mn/L (U.S. Environmental Protection Agency).

7.3 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH

Có nhiều phương pháp xác định sắt đã được áp dụng. Phương pháp kết tủa được sử
dụng khi lượng sắt có trong mẫu khá cao, ví dụ trong trường hợp nước thải cơng
nghiệp. Tuy nhiên, trong nước cấp hàm lượng sắt nhỏ nên phương pháp so màu thích
hợp hơn. Ưu điểm chính của phương pháp so màu là rất đặc trưng cho ion cần xác
định và ít phải xử lý sơ bộ màu. Ngồi ra, cũng có thể xác định sắt bằng phương pháp
hấp phụ quang phổ ngun tử.

Phương pháp Phenanthroline

Phương pháp Phenanthroline là phương pháp tiêu chuẩn thích hợp để xác định lượng
sắt có trong nước trừ khi mẫu có chứa phosphat và kim loại nặng. Phương pháp này
dựa trên đặc tính của 1, 10-phenanthroline có khả năng kết hợp với Fe
2+
tạo thành
phức có màu đỏ cam. Màu tạo thành được đo bằng quang phổ kế.

Thường màu phân tích tiếp xúc với khơng khí nên một phần Fe (II) bị oxy hóa thàng Fe
(III) và kết tủa dưới dạng Fe(OH)
3
. Trong thí nghiệm này nhất thiết tồn bộ sắt có trong
mẫu phải ở dạng hòa tan. Do đó, lượng HCl đậm đặc cho vào mẫu nhằm hòa tan
Fe(OH)
3

Fe(OH)
3
+ 3H
+
Ỉ Fe
3+
+ 3H
2
O (3)

Vì 1, 10-phenanthroline chỉ tạo phức với Fe (II), tất cả sắt ở dạng Fe (III) phải được khử
thành Fe (II). Hydroxylamine được dùng làm tác nhân khử, phương trình phản ứng xảy
ra như sau:

GREEN EYE ENVIRONMENT
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG
TẦM NHÌN XANH

GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com


ThS: Huỳnh Ngọc Phương Mai

© Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thơng tin từ trang này.
7-3


4 Fe (III) + 2 NHBB
2
BBOH Ỉ 4 Fe (II) + NBB
2
BBO + HBB
2
BBO + 4HPP
+
PP
(4)

3 phân tử 1, 10 - phenanthroline sẽ kế hợp với 1 phân tử Fe
2+

để tạo phức theo
phương trình phản ứng sau:

Để loại trừ ảnh hưởng của phosphat và kim loại nặng, acid hóa mẫu bằng HCl và trích
Fe vào diisopropyl-ether trước khi cho chỉ thị phenanthroline.

Phương pháp xác định Mangan

Trong thực tế kỹ thuật mơi trường, mangan chủ yếu liên quan đến nguồn cấp nước.
Nồng độ mangan ít khi vượt q vài mg/L, do đó phương pháp so màu là phương pháp
thích hợp nhất. Phương pháp so màu theo “standard Methods” phụ thuộc vào sự oxy
hóa Mangan ở trạng thái oxy hóa thấp thành Mn
7+
, khi đó sẽ hình thành màu rất rõ của
ion permanganate. Màu tạo ra tỷ lệ thuận với nồng độ của mangan trong một khoảng
dao động cho phép thích hợp với định luật Beer và đo bằng quang phổ kế. Clorua sẽ
ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm do tính khử của Cl
-
trong mơi trường acid. Ngồi ra,
cũng có thể xác định Mn bằng phương pháp quang phổ hấp phụ ngun tử.

Phương pháp Persulfate

Phương pháp Persulfate là phương pháp thích hợp dùng trong phân tích chỉ tiêu Mn vì
khơng cần phải xử lý mẫu trước để khác phục ảnh hưởng của Cl
-
. Ammonium sulfate
thường dùng làm tác nhân oxy hóa. Vì ammonium persulfate bị giảm chất lượng trong
q trình trữ nên cần phải làm lại chuẩn đối với mỗi loạt mẫu đo.

Ảnh hưởng của Cl
-
có thể khắc phục bằng cách thêm Hg
2+
để tạo phức HgCl
2
. Vì hằng
số bền của HgCl
2
β = 1.7 x 10
13
, nồng độ của Cl
-
giảm đến mức độ thấp nên khơng thể
khử ion permanganate.

Sự oxy hóa mangan ở trạng thái oxy hóa thấp hơn thành permanganate dưới tác dụng
của persulfate đòi hỏi có mặt chất xúc tác Ag
+
. Phản ứng xảy ra theo phương trình sau:

2Mn
PP
2+
PP
+ 5SBB
2
BBOBB
8
PB

2-
P
+ 8HB
2
BO Ỉ 2MnOB
4
PB
P
B B B
-
PP
+ 10SOBB
4
PB
2-
P
+ 16HP
+
P
(6)
P
P
P

Màu do ion permanganate tạo ra bền trong vài giờ với điều kiện nước cất có chấ lượng
tốt và mẫu được bảo quản khơng bị nhiễm bụi từ khơng khí.

7.4 ỨNG DỤNG CỦA SỐ LIỆU Fe VÀ Mn

Khi khảo sát nguồn nước mới, đặc biệt là nước ngầm, việc xác định sắt và mangan có

ý nghĩa quan trọng. Tỷ lệ sắt và mangan là thơng số xác định phương pháp xử lý cũng
như lượng chất hữu cơ có trong nước. Hiệu quả của từng đơn vị xử lý được đánh giá
dựa trên kết quả phân tích Fe và Mn. Chỉ tiêu này cũng giúp giải quyết các vấn đề về
hệ thống phân phối khi vi khuẩn oxy hóa sắt tồn tại trong đường ống.


GREEN EYE ENVIRONMENT
CONG TY MOI TRệễỉNG
TAM NHèN XANH

GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com


ThS: Huyứnh Ngoùc Phửụng Mai

â Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rừ ngun khi bn phỏt hnh li thụng tin t trang ny.
7-4


Quỏ trỡnh n mũn ng ng bng st v thộp l nguyờn nhõn to ra nc trong
h thng phõn phi. Do ú, phõn tớch ch tiờu st giỳp ỏnh giỏ mc n mũn v tỡm
phng phỏp khc phc.

GREEN EYE ENVIRONMENT
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG
TẦM NHÌN XANH

GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com


ThS: Huỳnh Ngọc Phương Mai

© Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thơng tin từ trang này.
8-1

CHƯƠNG 8

SULFATE




8.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Ion sulfate là một trong những anion thường gặp trong nước tự nhiên. Nó là chỉ tiêu
quan trọng trong nước cấp vì khi hàm lượng SO
4
2-

trong nước cao sẽ gây ảnh hưởng
đến con người do tính chất tẩy rửa của sulfate. Từ lý do này, đối với nước cấp, nồng độ
giới hạn của sulfate là 250 mg/L. Ngồi ra trong nước cấp cho cơng nghiệp và sinh
hoạt, chỉ tiêu SO
4
2-
cũng rất quan trọng do khả năng kết hợp với các ion kim loại trong
nước hình thành cặn trong các thiết bị đun nước, lò hơi và các thiết bị trao đổi nhiệt.

Trong xử lý nước thải, chỉ tiêu SO
4
2-
cũng được quan tâm do vấn đề về mùi và ăn mòn
đường ống do q trình khử sulfate thành hydrogen sulfide trong điều kiện kỵ khí.
Phương trình được biểu diễn như sau

Để hiểu rõ những biến đổi của sulfate, chu trình lưu huỳnh được trình bày trong Hình
8.1

GREEN EYE ENVIRONMENT
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG
TẦM NHÌN XANH

GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com


ThS: Huỳnh Ngọc Phương Mai

© Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thơng tin từ trang này.
8-2

Lưu
huỳnh
H
2
S
S
=
SO
2
SO
3
=
SO
3
SO
4
=
Chất thải
hữu cơ
hù
Protein
động vật
Protein
thực vật
Urin

Hình 8.1 Chu trình sulfur (lưu huỳnh) trong tự nhiên.

Vấn đề về mùi

Khi khơng có sự hiện diện của oxy, sulfate được coi như là chất cung cấp oxy (chính
xác hơn là chất nhân điện tử) cho q trình oxy hóa sinh hóa của vi khuẩn kỵ khí. Trong
điều kiện kỵ khí, sulfate bị khử thành S
2-
. Ion S
2-
sẽ kết hợp với ion H+ với hằng số
phân ly K
A1
= 9,1.10-8. Quan hệgiữa các dạng H
2
S, HS
-
và S
2-
tại các pH khác nhau
của dung dịch chứa 10
-3
M H
2
S (hay 32 mg/L H
2
S) được trình bày trong Hình 8.2.

GREEN EYE ENVIRONMENT
CÔNG TY MÔI TRƯỜNG
TẦM NHÌN XANH

GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com


ThS: Huỳnh Ngọc Phương Mai

© Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thơng tin từ trang này.
8-3

5 6 7 8 9 10 11

p
H
100

80

60
%
40

20

0
HS
-
S
=
H
2
S
















Hình 8.2 Quan hệ giữa các dạng H
2
S, HS
-
và S
2-

tại các pH khác nhau của dung dịch
chứa 10
-3
M H
2
S (hay 32 mg/L H
2
S).

Tại pH ( 8 trong dung dịch tồn tại chủ yếu hai dạng HS
-
và S
2-
, H
2
S chỉ tồn tại một lượng
rất nhỏ, vì vậy áp suất riêng phần của nó rất thấp. Do đó, vấn đề mùi khơng xảy ra. Tại
pH < 8 cân bằng hướng tới sự hình thành H
2
S, tại pH = 7, 80% S
2-
ở dạng H
2
S. Khi
một lượng lớn sulfate bị khử thành ion sulfide, áp suất riêng phần của H
2
S đủ để gây ra
vấn đề về mùi. Do độc tính của khí H
2
S, trong khơng khí hàm lượng của H

2
S nên nhỏ
hơn 20 ppm.

Ăn mòn đường ống

Sự ăn mòn “đỉnh cống“ (crown) của ống bêton là đặc biệt nghiêm trọng khi mà nước
thải sinh hoạt có nhiệt độ cao, thời gian lưu trong cống dài và nồng độ sulfate cao, điều
này đã xảy ra ở nhiều vùng của Mỹ, đặc biệt ở những vùng phía nam nước này.
Ngun nhân của sự ăn mòn được cho là do H
2
S và H
2
SO
4
bởi q trình khử sulfate
thành H
2
S và từ H
2
S thành H
2
SO
4
. Thực ra H
2
S, hay H
2
S acid, là một acid yếu, yếu
hơn cả H

2
CO
3
và ít ảnh hưởng đến bêton có chất lượng cao. Tuy nhiên, trong hệ thống
cống thốt nước tự chảy , H
2
S là ngun nhân gián tiếp gây ra sự ăn mòn “đỉnh cống”.

Đối với cống thốt nước tự chảy thường ít dùng trong những mơi trường có sự hiện
diện của sulfate và có những biến đổi sinh học. Hệ thống cống là một phần của hệ
thống xử lý và trong q trình vận chuyển nước thải ln xảy ra các biến đổi sinh học.
Những biến đổi này đòi hỏi có mặt của oxy, nếu lượng oxy khơng đủ do q trình thơng
gió tự nhiên của khơng khí trong cống, q trình khử sulfate thành sulfide sẽ xảy ra. Ở
pH thơng thường của nước thải, hầu hết S
2-
ở dạng H
2
S và một phần của nó bay vào
lớp khơng khí ở trên lớp nước thải trong cống. Nếu hệ thống cống được thơng gió tốt
và thành cống và đỉnh cống khơ ráo, việc hình thành của H
2
S khơng gây ra sự ăn mòn
cống. Tuy nhiên, trong trường hợp thơng gió kém, thành và đỉnh cống ẩm ướt, H
2
S sẽ
hòa tan vào lớp nước trên thành và đỉnh cống tương ứng với áp suất riêng phần của nó
trong khơng khí hiện diện trong cống. Điều này hầu như khơng gây nguy hại nào.


GREEN EYE ENVIRONMENT

CÔNG TY MÔI TRƯỜNG
TẦM NHÌN XANH

GREE
Tel: (08)5150181
Fax: (08)8114594
www.gree-vn.com


ThS: Huỳnh Ngọc Phương Mai

© Copyright 2006 gree-vn.com, All rights reserved. Xin ghi rõ nguồn khi bạn phát hành lại thơng tin từ trang này.
8-4

Vi khuẩn có khả năng oxy hóa H
2
S thành H
2
SO
4
có mặt khắp nơi trong tự nhiên và
trong nước thải. Và dĩ nhiên là loại vi khuẩn này cũng có mặt trên thành và đỉnh cống
tại những lúc lưu lượng lớn hay theo một số cách khác. Do điều kiện hiếu khí là ln
tồn tại trong hệ thống cống, những vi khuẩn hiếu khí oxy hóa H
2
S thành H
2
SO
4
theo

Phương trình 1.10-4 và sau đó trở nên đậm đặc và ăn mòn bêton. Vi khuẩn
Thiobacillus, có khả năng oxy hóa H
2
S thành H
2
SO
4
ở pH 2, được cho là loại vi khuẩn
chính gây ra vấn đề này. Q trình hình thành H
2
SO
4
đặc biệt nghiêm trọng ở đỉnh
cống do tại đó q trình rút nước là nhỏ nhất.các vấn đề về mùi và ăn mòn trong hệ
thống cống được minh họa trong Hình 8.3

Gio
ï
t nước
Nước thải
So
4
=
S
=

S
=
+ 2H
+

→ H
2
S
Điều kiện
kỵ khí
H
2
S H
2
SH
2
S
O
2
O
2
O
2
Không khí O
2
H
2
S H
2
S
O
2
H
2
S

Môi trường để vi
khuẩn oxy hóa H
2
S
H
2
S+O
2
H
2
SO
4
Vi khuẩn
















Hình 8.3 Sự hình thành H

2
S và sự ăn mòn do q trình oxy hóa H
2
S thành H
2
SO
4
trong cống.

Những vấn đề đáng quan tâm khác

Trong khai thác khống sản (bằng phương pháp sa lắng) và than, nước thải hoặc nước
rò rỉ thường có pH thấp và nồng độ sulfate cao. Lượng sulfide trong khống sẽ được
oxy hóa do hoạt động của vi sinh vật và các tác nhân hóa học để tạo thành acid
sulfuric.

Khơng những điều này làm gia tăng hàm lượng sulfate trong nước thải ra từ các mỏ mà
còn làm giảm pH và tăng hàm lượng sắt và điều này làm giảm chất lượng nước. Trong
trường hợp này, biện pháp được dùng là phủ kín mỏ để tránh oxy và nước đi vào mỏ
để tránh phản ứng trên xảy ra.
Q trình đốt nhiên liệu hóa thạch cũng tạo ra một lượng SOx, những khí này khi thủy
phân trong nước mưa hình thành acid sulfuric và sẽ gây ra vấn đề mưa acid.

8.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH

Có 4 phương pháp chuẩn được dùng để phân tích hàm lượng sulfate trong nước, trong
đó phương pháp sắc kí ion là phương pháp tốt nhất và có thể xác định sulfate trong
nước ở nồng độ thấp đến 0,1 mg/L. Ba phương pháp còn lại là dựa trên lượng BaSO
4