ĐỀ CƯƠNG HÓA kỹ THUẬT môi TRƯỜNG

HÓA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
A.

Môi trường không khí

A1. Ô nhiễm môi trường không khí
Khái niệm ô nhiễm môi trường không khí:
- Ô nhiễm môi trường không khí là hiện tượng làm cho không khí sạch
thay đổi thành phần và tính chất do bất kỳ nguyên nhân nào, có nguy
cơ gây hại đến động vật và thực vật, đến môi trường xung quanh và
sức khỏe của con người.
 Tác nhân gây ô nhiễm môi trường không khí:
- Chất gây ô nhiễm hay còn gọi là tác nhân ô nhiễm là những chất gây
nên ô nhiễm môi trường không khí. Các chất này bao gồm:
+ Các loại khí: nitơ oxit (NO, NO 2), SO2, CO, H2S và các loại khí halogen (Clo,
Brom, iốt), CFCs.
+ Các loại bụi nặng: bụi kim loại, bụi đất đá…
+ Bụi lơ lửng (tồn lưu trong môi trường lâu, khả năng xâm nhập vào hệ hô hấp
cao hơn bụi nặng)
+ Các chất hữu cơ dễ bay hơi
+ Chất thải phóng xạ
+ Tiếng ồn


Ngoài ra, căn cứ vào tiến trình gây ô nhiễm tác nhân gây ô nhiễm được chia
thành 2 loại:
+ Tác nhân sơ cấp: là những chất trực tiếp thoát ra từ các nguồn và tự chúng đã
có tính độc hại và tác động ngay đến bộ phận tiếp nhận. (VD: SO 2 sinh ra do đốt
than và dầu khí, nếu người hít phải gây tức ngực và đau đầu).
+ Tác nhân thứ cấp: là những chất mới được tạo ra trong khí quyển do tương tác
hóa học giữa các chất gây ô nhiễm sơ cấp với các chất ô nhiễm vốn có của thành

phần khí quyển rồi mới tác động đến bộ phận tiếp nhận. (VD: mưa axit là các tác
nhân gây ô nhiễm thứ cấp được tạo ra do sự kết hợp NOx, SO 2, SO3...và nước,
gây ảnh hưởng tới mùa màng và công trình xây dựng).
 Nguồn gốc phát sinh của một số tác nhân gây ô nhiễm môi trường
không khí (NOx, SO2, CH4, CO2, CO, các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi
VOCs, bụi).
- Khí NOX (N2O, NO, NO2, NH3…)
+ Do hoạt động núi lửa, sấm sét, quá trình phân hủy protit của động vật và thực
vật bằng các vi sinh vật, phản ứng giữa N2, O2, O3 trong khí quyển...
+ Đốt cháy hợp chất của Nitơ ở nhiệt độ cao, các quá trình sản xuất hóa học các
hợp chất chứa nitơ (sản xuất HNO3, NO3 - phân đạm chứa nitơ)…
1


Khí SO2
+ Do hoạt động của núi lửa, cháy rừng, quá trình phân hủy chất hữu cơ, xác
động vật của vi sinh vật...
+ Quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, phân hủy và đốt cháy các chất hữu
cơ, Phát sinh từ quá trình khai thác than đá dầu mỏ và hoạt động giao thông
- Khí CH4
+ Có trong thành phần của khí tự nhiên, Trong bùn ao do phân hủy xác sinh vật
trong môi trường hiếm khí
+ Quá trình chế biến dầu mỏ, chưng cất khí than đá, Khí thải từ các hố chôn
lấp...
- Khí CO2
+ Từ quá trình hô hấp của con người, thực vật và động vật, Do cháy rừng tự
nhiên, phát sinh từ đại dương, từ núi lửa phun trào, do VSV phân hủy tạo ra, có
trong thành phần của không khí sạch
+ Quá trình đốt cháy hoàn toàn các hợp chất chứa cacbon, khí thải công nghiệp,
cháy rừng và sự phân hủy sinh học…

- Khí CO
+ Là sản phẩm trung gian của quá trình oxi hóa methan bởi gốc hidroxy…
+ Quá trình đốt cháy không hoàn toàn các hợp chất của cacbon, hoạt động giao
thông vận tải, khí thải công nghiệp...
- Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC S) gồm: formaldehyte, toluene,
axetone,
+ đốt nhiên liệu như khí đốt, củi gỗ và dầu lửa, cũng như các sản phẩm thuốc lá.
+ rò rỉ trên dây truyền sản xuất, nguyên liệu ngành hóa dầu, khai thác dầu mỏ.
+ từ các sản phẩm dùng cho vệ sinh cá nhân chẳng hạn như dầu thơm và keo xịt
tóc, đồ dùng lau chùi, chất dịch dùng trong việc giặt tẩy khô, sơn, sơn mài, vécni, các đồ dùng cho sở thích riêng, và từ các máy sao chép và in ấn.
- Bụi
+ Bão cát, cháy rừng, núi lửa…
+ Hoạt động công nghiệp, khai khoáng, giao thông vận tải, đốt nhiên liệu hóa
thạch, nông nghiệp và các hoạt động khác...
A2. Một số hiện tượng xảy ra ô nhiễm môi trường không khí
 Mưa axit
- Khái niệm: Là hiện tượng mà nước mưa có độ pH < 5,6.
- Cơ chế:
Các khí SO2, NOX, hòa tan với hơi nước trong không khí tạo thành các axit
H2SO4 và HNO3. Khi trời mưa các hạt axit này tan vào nước mưa làm độ pH của
nước mưa giảm. Nếu pH của nước mưa nhỏ nhơn 5,6 thì gọi là mưa axit.
SO2 + H2O ➠ H2SO4
NOX + H2O ➠ HNO3
-

2


+ oxit lưu huỳnh:
S + O2 ➠ SO2

Quá trình đốt cháy lưu huỳnh trong khí oxi sẽ tạo ra lưu huỳnh đioxit
SO2 + *OH ➠ HOSO2*
Phản ứng hóa hợp giữa lưu huỳnh ddioxxit và các hợp chất gốc hydroxyl
HOSO2* + O2 ➠ HO2* + SO3
Phản ứng giã hợp chất gốc HOSO2* và O2 sẽ cho ra hợp chất HO2* và SO3
SO3 (k) + H2O (l) ➠ H2SO4 (l)
Lưu huỳnh trioxit SO3 phản ứng với nước tạo ra axit sunfuric H 2SO4, đây là
thành phần chủ yếu của mưa axit.
+ Nitơ
N2 + O2 ➠ 2NO
2NO + O2 ➠ 2NO2
3NO2 (k) + H2O (l) ➠ 2HNO3(l) + NO (k)
HNO3 là thành phần chính của mưa axit
- Hậu quả
+ Mưa axit ảnh hưởng xấu tới các thủy vực (ao, hồ). Các dòng chảy do mưa axit
đổ vào ao, hồ sẽ làm độ pH của ao, hồ giảm nhanh chóng, các sinh vật sống
trong đó sẽ bị suy yếu hoặc chết hoàn toàn, biến ao, hồ trở thành các thủy vực
chết.
+ Mưa axit ảnh hưởng xấu tới đất do nước mưa ngấm xuống đất làm tăng độ
chua của đất, hóa tan các nguyên tố trong đất cần thiết cho cây như Ca, Mg…
làm suy thoái đất.
+ Mưa axit ảnh hưởng đến hệ thực vật trên trái đất: làm cây cối kém phát triển,
Lá cây gặp mưa axit sẽ bị “cháy” lấm chấm, mầm sẽ chết khô, làm cho khả
năng quang hợp của cây giảm , cho năng suất thấp.
+ Mưa axit còn gây ra sự phá hủy các các tòa nhà và các tượng đài làm từ cẩm
thạch, đá vôi, đá phiến… những vật liệu này trở nên thủng lỗ chỗ và yếu đi về
mặt cơ học, làm giảm tuổi thọ các công tình xây dựng.
+ mưa axit dẫn đến sự hình thành các hợp chất độc hại bằng cách phản ứng với
các hợp chất hóa học tự nhiên, khi các hợp chất độc hại được hình thành nó có
thể thấm vào nước uống, chuỗi thực phẩm. thực phẩm ô nhiễm này có thể gây

tổn hại các dây thần kinh ở trẻ em hoặc dẫn đến tổn thương não nghiêm trọng,
thậm chí là tử vong.
- Biện pháp
+ Cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về phát thải để hạn chế tối đa phát tán
SO2, NOX vào khí quyển.
+ Đổi mới công nghệ để giảm lượng khí thải SO2 từ các nhà máy nhiệt điện bằng
cách nắp đặt các thiết bị khử và hấp thụ SOX, NOX
3


+ Nâng cao chất lượng nhiên liệu hóa thạch bằng cách loại bỏ triệt để lưu huỳnh
và nito có trong dầu mỏ và than đá trước khi sử dụng.
+ Đối với các phương tiện giao thông, tiến hành cải tiến động cơ theo tiêu chuẩn
EURO để đốt hoàn toàn nguyên liệu, gắn hộp xúc tác để khử NO X và SOX nhằm
hạn chế đến mức thấp nhất lượng khí thải ra.
+ Tìm kiếm và thay thế dần các nhiên liệu hóa thạch bằng các nhuieen liệu sạch
như hydro, sử dụng các loại nhiên liệu tái tạo thân thiện với môi trường.
 Sương khói quang hóa
Khái niệm: là sản phẩm của phản ứng giữa các oxit nito và các hợp chất hữu cơ
dễ bay hơi (VOCS) dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời để hình thành nên những
vật chất như ozon, aldehit và peroxyacetylnitrate (PAN).
- Nguyên nhân:
+ Sử dụng, đốt nhiên liệu hóa thạch….
+ Năng lượng hạt nhân và thủy điện.
+ Hoạt động nông nghiệp: đốt rơm ,….
- Cơ chế:
NOX + VOC ➠ OZON + PAN
 Hậu quả:
- Tác động lên sức khỏe của con người:
+ Khi sương mù tăng lên, có thể gây ra nhiều vấn đề về sức khỏe nghiêm trọng

như:
• Hen xuyễn, viêm phế quản, ho và tức ngực
•
Làm tăng sự nhạy cảm đối với các lây nhiễm về đường hô hấp, làm giảm
chức năng của phổi.
+ Việc tiếp xúc với sương mù quang hóa trong thời gian dài thậm chí có thể gây
tổn thương các mô phổi, gây ra sự sớm lão hóa ở phổi, và góp phần gây ra bệnh
phổi mãn tính.
+ Các Peroxyacetylnitrate (PAN) và các chất oxi hóa khác cùng với ozone là
những chất kích thích mắt mạnh nhất.
- Tác động lên thiên nhiên:
+ Những lá cây trong khu vực có sương mù quang hóa xuất hiện những đốm
màu nâu trên bề mặt lá sau đó chuyển sang màu vàng khi nồng độ ozon giảm
- Biện pháp khắc phục
+ Giảm phát thải các khí nhà kính trong sản xuất công nghiệp và trong sinh hoạt:
• Giảm đốt nhiên liệu hoá thạch trong điều kiện có thể.
• Tinh chế nhiên liệu trước khi sử dụng.
• Áp dụng công nghiệp sản xuất sinh học
+ Giảm phát thải khí nhà kính trong giao thông:

4


Giảm lượng khí thải từ động cơ bằng cách hoàn thiện động cơ và kết cấu
máy.
• Giảm xe cá nhân, tăng xe công cộng.
+ Áp dụng giải pháp lựa chọn phát triển giao thông phù hợp:
• Xây dựng mạng lưới giao thông phù hợp.
• Phát triển và sử dụng giao thông thô sơ.
+ Áp dụng biện pháp quản lý kinh tế

 Sương khói công nghiệp
- Khái niệm: sương khói công nghiệp được tạo ra do sự kết hợp của
khói công nghiệp (tạo ra do quá trình đốt than đá hoặc dầu nặng) với
SO2 và sương mù, tạo ra những đám sương mù màu vàng, màu nâu
đến mặt đất.
- Nguyên nhân:
+ Khí thải ô nhiễm phát ra từ các khu cồng nghiệp, đô thị, thành phố lớn.
+ Khí thải chứa lưu huỳnh phát ra từ hoạt động giao thông vận tải.
- Cơ chế
•

+ Vào mùa đông thi thoảng có hiện tượng nghịch nhiệt xuất hiện vào ban đêm,
buổi sáng mặt trời phá vỡ hiện tượng nghịch nhiệt tạo ra sương dày.
+ Sương kết hợp với lượng lớn khói do đốt than bị giữ lại do hiện tượng nghịch
nhiệt (hơi nước bao quanh hạt khói than), SO2 trong khí thải đốt than hoà tan vào
lớp nước và tham gia phản ứng tạo axit sunfuric.
SO2 + hv => SO2
SO2 + O2 => SO3 + O
2SO2 + 2H2O + O2 => 2H2SO4
H2SO4, SO2, sương mù kết hợp với nhau tạo thành những đám mây màu nâu,
vàng trên bầu trời.
- Hậu quả: trong điều kiện cùng tồn tại, SO 2 và các hạt lơ lửng thường
tạo ra nhiều sản phẩm gây ô nhiễm thứ cấp (chủ yếu là axit sunfuric)
gây hại cho hệ hô hấp, khí quản, phổi và có thể cả tim (do gây khó
thở).
- Biện pháp khắc phục:
+ Cần hạn chế lượng khí thải từ các khu công nghiệp
+ Phải tìm kiếm và khuyến khích sử dụng các nguồn năng lượng sạch, xử lý khí
thải…
 Sự suy giảm ozon trong tầng bình lưu

- Khái niệm:
+ suy giảm tầng ozon là hiện tượng giảm lượng ozon trong tầng bình lưu.
+ lỗ thủng tầng ozon là nơi lượng ozon giảm ½ trong tầng bình lưu.
- Nguyên nhân:
5


+ Nhân tạo:
• Hợp chất hóa học của Clo, Brom, Flo, thường được sử dụng trong các bình
phun, xịt bằng áp lực đã phân hủy những hợp chất của ôzôn.
• Chất thải công nghiệp đặc biệt là các khí NOx, CO2…
• Việc xả khói bụi và các chất hóa học vào bầu không khí đã gây ảnh hưởng
xấu đến tầng ozon.
• Do máy bay, tên lửa, sự nổ vũ khí hạt nhân
+ Tự nhiên:
• do sự hiện diện của các gốc clo tự do (sinh ra chủ yếu từ các hợp chất CFC)
• Do giá lạnh, acid nitric kết tủa thành giọt với nước. Khi nhiệt độ ở mức
-80oC, nó sẽ lớn lên và tạo thành những tinh thể băng lớn. Khí CFC và
những giọt chất hóa học này bào mòn tầng ozon, là tác nhân chính phá hủy
tầng ôzôn.
• Mặt khác, lốc xoáy khí ngăn cản một phần ozone tràn tới bù đắp lỗ thủng,
khiến nó ngày càng lan rộng. Đồng thời, lốc xoáy này di chuyển đến những
vùng sáng, có tia nắng mặt trời. Sự di chuyển này có liên quan tới các khí
gây hiệu ứng nhà kính thải vào tầng bình lưu.
• Hoạt động của núi lửa tạo ra khí Cl2, HCl
- Cơ chế: nhiều nghiên cứu cho rằng tầng ozon bị phá hủy là do 4
nguyên nhân cơ bản : do nguyên tử oxo, gốc hydroxyl, oxit nito và
hợp chất của clo.
+ phương trình
• O3 + O ➠ O2 + O2

• O3 + HO* ➠ O2 + HOO*
• O3 + NO ➠ NO2 + O2
• Cl* + O3 ➠ O2 + ClO*
ClO* + O ➠ Cl* + O2
ClO* + NO2 ➠ ClONO2
- Hậu quả
+ Suy giảm tầng ozon làm tăng lượng bức xạ đến mặt đất và làm tăng các phản
ứng hóa học dẫn tới ô nhiễm khí quyển.
+ Phá hủy hệ thống miễn dịch của cơ thể người và động vật hủy hoại các sinh
vật nhỏ, làm tăng khả năng mắc bệnh cho con người.
+ Làm mất câng bằng hệ sinh thái động thực vật biển.
+ gây hại đến thực vật: vì quá trình phát triển của cây trồng phụ thuộc rất nhiều
vào tia tử ngoại UV-B, sự tăng tia UV-B có thể làm khả năng chị đựng ở cây
trồng giảm, làm lá cây hư hại, quang hợp bị ngăn trở, tăng trưởng chậm, giảm
năng suất, đột biến thậm chí có thể gây chết cây nếu liều lượng nặng.
6


+ bức xạ tử ngoại sẽ làm giảm tuổi thọ của các vật liệu, làm chúng mất đi độ bền
chắc.
+ sự phá hủy tầng ozon gây ra biến đổi khí hậu do góp phần vào viêc tăng cường
hiệu ứng nhà kinh…
- Biện pháp khắc phục
+ Cắt giảm lượng phát thải các chất gây suy thoái tầng ozon (sản suất, sinh hoạt,
xe cộ..)
+ Hạn chế sử dụng năng lượng hạt nhân, từng bước nghiên cứu, sử dụng năng
lượng sạch như năng lượng mặt trời, năng lượng gió, sóng biển …
+ xử lý ô nhiễm cục bộ trong từng khu công nghiệp, từng nhà máy, từng công
đoạn sản xuất riêng biệt để giảm thiểu các loại bụi và khí độc hại vào bầu khí
quyển.

+ Áp dụng chính sách pháp lý nhằm bảo vệ môi trường
+ giáo dục, tư vấn, tuyên truyền, vận động và hỗ trợ để các doanh nghiệp vừa và
nhỏ cải tiến công nghệ nhằm loại trừ và ngăn chặn các hoạt động có ảnh hưởng
xấu đến tầng ozon, làm cho họ hiểu bảo vệ môi trường, bảo vệ tầng ozon là bảo
vệ cuộc sống của chính họ.
 Hiện tượng gia tăng hiệu ứng nhà kính
Khái niệm:
Hiệu ứng nhà kính là hiện tượng các tia bức xạ sóng ngắn của Mặt Trời xuyên
qua bầu khí quyển đến mặt đất và được phản xạ trở lại thành các bức xạ nhiệt
sóng dài rồi được mộtsố khí trong bầu khí quyển hấp thụ để thông qua đó làm
cho khí quyển nóng lên.
- Nguyên nhân: gây hiệu ứng nhà kính do các chất khí:
+ Khí CO2 (carbon dioxit): chiếm 56%, Là chất khí gây ra hiệu ứng nhà kính
nhiều nhất. Khi nồng độ CO2 trong khí quyển tăng lên gấp đôi thì nhiệt độ trái
đất tăng lên khoảng 300C.
+ Khí CFC (CFC – cloro floro carbon): 13%
+ Khí CH4 (metan): chiếm 18%, Mêtan là một khí gây hiệu ứng nhà kính, trung
bình cứ 100 kg mêtan mỗi năm làm ấm Trái Đất gấp 23 lần 1 kg CO2
+ Khí O3 (ozon): chiếm 7%, Là chất độc có khả năng ăn mòn và là một chất gây
ô nhễm chung
+ Khí NO, N2O, NO2: 6%
- Cơ chế
Bức xạ sóng ngắn xuyên qua khí quyển đến bề mặt Trái Đất, mặt đất hấp thụ
chuyển năng lượng ánh sáng đó thành nhiệt năng, đốt nóng lớp không khí bên
dưới đồng thời bức xạ trở lại khí quyển dưới dạng sóng dài. Bản thân khí quyển
bị đốt nóng lại tỏa nhiệt, một phần nhiệt bốc lên trên cao và mất đi vào không
gian giữa các hành tinh, phần nhiệt còn lại được các phân tử khí trước hết là
CO2, hơi nước hấp thụ và bức xạ ngược trở lại mặt đất.
7

Hậu quả
+ gây biến đổi khí hậu, làm xuất hiên các thiên tai: lũ lụt, hạn hán, động đất,
sóng thần…
+ nhiệt độ tăng làm băng tan ở 2 cực dẫn đến mực nước biển dâng và các đồng
bằng, các thành phố thấp sẽ bị nhấn chìm trong nước.
+ nhiệt độ tăng làm cho các phản ứng hóa học, chuyển hóa sinh học xảy ra
nhanh hơn, dần dẫn dến sự mất cân bằng sinh thái, mất cân bằng về lượng và
chất trong cơ thể sống
+ nhiệt độ tăng làm giảm khả năng hòa tan CO 2 vào nước biển sẽ dẫn đến lượng
CO2 trong khí quyển tăng.
+ nhiệt độ trái đất tăng làm chuyển dịch các vùng sinh thái trên trái đất, các loại
cá sẽ chuyển xuống sống ở vùng nước sâu hơn, các sinh vật sống trên bề mặt sẽ
gặp nhiều khó khăn hơn
+ xuất hiện nhiều loại mới đối với con người, các loài dịch bệnh tràn lan, sức
khỏe của con người bị suy giảm….
- Biện pháp
+ thực hiện các điều ước quốc tế về biến đổi khí hậu, cắt giảm phát thải khí nhà
kính.
+ sử dụng năng lượng một cách hợp lý, nghiên cứu, phát triển và ứng dụng
nguồn nguyên liệu sạch.
+ trồng nhiều cây xanh nhằm giảm lượng khí CO 2 trong bầu khí quyển, từ đó
giảm hiệu ứng nhà kính khí quyển.
+ nâng cao ý thức bảo vệ môi trường cho mỗi người.
+ thực hiện các biện pháp giảm thiểu hậu quả trước sự tăng lên của hiệu ứng nhà
kính trái đất.
B. Môi trường nước
B1. Ô nhiễm môi trường nước
- Khái niệm:
Ô nhiễm môi trường nước là sự thay đổi thành phần và tính chất của nước vượt

quá tiêu chuẩn cho phép, không đáp ứng được cho các mục đích sử dụng khác
nhau, có ảnh hưởng xấu đến đời sống con người và sinh vật.
- Nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nước
+ Theo bản chất gồm:
• Nguồn tự nhiên: do mưa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt, … hoặc do các sản phẩm
hoạt động sống của sinh vật, kể cả các xác chết của chúng
• Nguồn nhân tạo: chủ yếu do nguồn nước thải từ các vùng dân cư, khu công
nghiệp, hoạt động giao thông vận tải, do sử dụng thuốc bảo vệ thực vật và
phân bón trong nông nghiệp vào các nguồn nước có sẵn.
+ Theo đặc điểm quản lý nguồn:
• Nguồn điểm: Có khả năng xác định được vị trí, đặc điểm và lưu lượng
-

8


Nguồn không điểm: Không xác định được vị trí đặc điểm và lưu lượng của
nguồn
 Tác nhân gây ô nhiễm và nguồn gốc phát sinh của một số tác nhân
gây ô nhiễm môi trường nước.
 Tác nhân gây ô nhiễm gồm:
+
32- Nhóm 1: các ion vô cơ hòa tan: NO 3 ; NH4 ; NO2 ; PO4 ; SO4 ; Cl ; các
kim loại độc hại ( Pb, Hg, Cr, Cd, As, Mn…).
- Nhóm 2: các hợp chất hữu cơ: dễ phân hủy sinh học và hợp chất hữu cơ
bền vững (POPs)
- Nhóm 3: các vi sinh vật
 Nguồn gốc phát sinh
- Nhóm 1: Các ion vô cơ hòa tan
+ NO3• là sản phẩm cuối cùng của sự phân hủy của các chất chứa nitơ có trong chất

thải của người và động vật
• do sử dụng phân bón hóa học
• trong nước thải, đặc biệt là nước thải đã qua quá trình xử lý hiếu khí…
+ NH4+ : Thường có mặt trong nước thông qua các quá trình chuyển hóa nông
nghiệp, công nghiệp và sự tự khử trùng bằng Cloramin, phân hủy các chất hữu
cơ…
+ NO2- : là sản phẩm trung gian trong phản ứng oxi hóa từ NH 4+ đến NO2- và
cuối cùng là NO3-…
+ PO43- :
• trong nước thải sinh hoạt (phụ gia bột giặt, thực phẩm thừa, chất thải vệ
sinh…)
• nước thải công nghiệp
• phân bón…
+ SO42• Có trong các nguồn nước tự nhiên, đặc biệt là nước biển (quá trình ngập
mặn) và nước phèn có nồng độ Sunfat rất cao.
• nước chảy qua vùng mỏ có quặng (pyrit)
+ Cl• do xâm nhập mặn
• nước thải công nghiệp…
+ Các kim loại độc hại (Pb, Hg, Cr, Cd, As, Mn…): thường có nguồn gốc từ các
nguồn nước thải công nghiệp, nông nghiệp, hoặc trong tự nhiên. Hàm lượng kim
loại nặng trong nước phụ thuôc vào cấu trúc địa tầng và chiều sâu địa tầng nơi
khai thác nước và sử dụng.
• Chì (Pb) có trong pin, ắc quy, luyện kim, khí thải giao thông…
•

9


Thủy ngân (Hg) có trong công nghiệp hóa chất, diện tử, thuốc diệt nấm…
• Asen (As) phat sinh do khai khoáng, luyện kim…

- Nhóm 2: Các hợp chất hữu cơ
+ hợp chất hữu cơ dễ phân hủy sinh học: Cacbonhydrat, protein, chất béo…đây
là các chất phổ biến nhất gây ô nhiễm môi trường nước, phát sinh từ nước thải
sinh hoạt, nước thải đô thị, nước thải công nghiệp (thực phẩm)…
+ hợp chất hữu cơ bền vững (POPs) gồm hợp chất phenol, hợp chất bảo vệ thực
vật, dioxin, hợp chất polychlorinated, hợp chất hydroxyl, biphenyl (PCBs) là
hợp chất hóa học có nguồn gốc từ cacbon, thường có nguồn gốc từ nước thải
công nghiệp, nước chảy tràn từ đồng ruộng có chứa nhiều thuốc trừ sâu, thuốc
diệt cỏ, thuốc kích thích sinh trưởng…
- Nhóm 3: Các vi sinh vật
+ hầu hết các vi sinh vật gây bệnh có mặt trong nước thường xuất phát từ các
nguồn chất thải, phân của người và động vật…
 Hiện tượng phú dưỡng trong môi trường nước
- Khái niệm: là hiện tượng nồng độ các chất dinh dưỡng đặc biệt là Nitơ và
photpho tăng quá cao làm thừa chất dinh dưỡng tạo điều kiện cho rong, tảo
phát triển mạnh. Khi chúng chết, xác phân hủy trong nước làm giảm lượng
Oxi trong nước ảnh hưởng đến các vi sinh vật sống trong nước, nước có
màu đục, mùi hôi khó chịu.
- Nguyên nhân:
+ do sự thâm nhập lượng lớn NO3- ; NH3 và NH4+ ; PO43- vào môi trường nước.
+ Nước thải sinh hoạt từ các khu dân cư thải trực tiếp ra hồ, kênh
•

+ Môi trường hồ không có sự tương tác hai chiều, đóng kín nên khả năng sự làm
sạch của nước giảm
+ Trong nông nghiệp sử dụng phân bón có hàm lượng dinh dưỡng ( N, P) cao
Ảnh hưởng:
+ Tới môi trường:
• khi rong tảo phát triển sẽ hạn chế ánh nắng mặt trời.
• Tảo nở hoa, phát triển mạnh sau đó chết sẽ tiêu thụ oxi trong nước, khiến

cho hàm lượng DO giảm, dẫn tới các sinh vật trong nước sẽ chết.
• Gây ô nhiễm môi trường nước nghiêm trọng
• Sự phân hủy xác sinh vật bốc mùi gây ô nhiễm môi trường không khí
+ Tới con người: Sự phân hủy các chất hữu cơ và xác động thực vật dưới nước
sẽ gây ra mùi khó chịu: NH3, H2S. Ảnh hưởng tới sức khỏe con người
- Biện pháp
-

10


+ ngăn chặn các nguồn dinh dưỡng đi vào môi trường nước bằng cách kiểm soát
nước thải khu cồng nghiệp, nước thải sinh hoạt.
+ khuyến khích người dân sử dụng phân hữu cơ, hạn chế sử dụng phân hóa học
+ tiến hành phủ xanh đất trống để giảm hiện tượng xói mòn , rửa trôi nguồn
dinh dưỡng vào nguồn nước
+ nâng cao nhận thức của cộng đồng về hiện tượng phú dưỡng, tác hại của nó
đến hệ sinh thái …
 Khả năng tự làm sạch của nước
- Khái niệm: khả năng khử được các chất ô nhiễm của nguồn nước được gọi
là khả năng tự làm sạch của nguồn nước.
- Hiện tượng tự làm sạch của nước tự nhiên là khi có các chất ô nhiễm thải
vào trong nước diễn ra nhiều quá trình lý, hóa, sinh học để tái lập lại trạng
thái tương tự như ban đầu.
- Các quá trình xảy ra khi nước tự làm sạch
+ quá trình vật lý: xáo trộn hay pha loãng giữa nước thải và nguồn nước
+ quá trình hóa học hoặc hóa sinh: quá trình khoáng hóa các hợp chất hữu cở
+ quá trình sinh học: động thực vật tiêu thụ hoặc hấp thụ các chất ô nhiễm
- Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tự làm sạch của nguồn nước
+ Nồng độ oxy hòa tan: Nồng độ oxy hòa tan lớn (điều kiện kị khí) hoạt động

của nhóm VSV háo khí được đẩy mảnh, quá trình phân hủy chất hữu cơ diễn ra
nhanh và tạo ra các sản phẩm cuối cùng ít độc hại.
+ Loại và số lượng vi sinh vật tham gia: Các vi sinh vật đóng vai trò phân hủy
các chất trong quá trình làm sạch nước.
+ Các đặc tính vật lý của dòng chảy: lưu tốc, lưu lượng, độ sâu, mặt cắt ngang,
đặc tính đáy (sỏi, cuội, cát...) các đặc tính này là những yếu tố ảnh hưởng tới sự
hòa tan oxy vào nước vì thế ảnh hưởng đến khả năng tự làm sạch của nguồn
nước.
+ Nhiệt độ: Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn tới tốc độ tự làm sạch của nước. Nhiệt độ
càng cao tốc độ phân hủy càng nhanh, độ hòa tan oxy giảm
+ Loại và lượng chất ô nhiễm trong nước thải
+ Loại chất hữu cơ: Tốc độ làm sạch của nước phụ thuộc vào tính chất của chất
hữu cơ.
+ Các chất độc: Sự có mặt của bất kỳ chất độ nào (kim loại nặng, phenol...) cũng
gây cản trở cho quá trình tự làm sạch, do chúng tiêu diệt vi sinh vật hoặc ngăn
cản sự phát triển của vi sinh vật
+ Các điều kiện thời tiết, khí hậu, ánh sáng mặt trời, gió
 Quá trình chuyển hóa một số hợp chất trong môi trường nước (Các
hợp chất của Nitơ, các hợp chất của lưu huỳnh)
- Vai trò của vi sinh vật trong các chuyển hóa hóa học của môi trường nước:
11


Các vi sinh vật, vi khuẩn, nấm mốc có tác động vai trò trung gian tạo điều kiện
cho nhiều chuyển hóa hóa học xảy ra trong nước và đất. Vi sinh vật thông qua
nhiều phản ứng khác nhau tạo thành nhiều loại trầm tích và các khoáng vật.
- Chuyển hóa các hợp chất của Nito: có 2 quá trình quan trọng
+ Nitơrat hóa (nitrification): oxi hóa NH 3 và NH4+ bởi các vi khuẩn tự dưỡng
nitrosomonas và nitrobacter.
2NH4 + 3O2 ➠ 2NO2- + 4H+ + 2H2O (Xúc tác là nitrosomonas)

2NO2 + O2 ➠ 2NO3- (xúc tác là nitrobacter)
NH4+ + 2O2 ➠ NO3- + 2 H+ + H2O
+ Khử nitrat (denitrification): khử NO3- về N2 qua trung gian NO2- bởi các vi
khuẩn dị dưỡng
NO3- + [ C (H2O)n]m + H+ ➠ N2 + H2O + CO2
• Ý nghĩa: nitrorat hóa đóng vai trò rất quan trọng trong tự nhiên, nó cung
cấp ion nitrat cho thực vất hấp thụ, phân bón dạng muối amoni sẽ được vi
khuẩn chuyển hóa thành nitrorat để thực vật có thể hấp thụ tốt nhất.
- Chuyển hóa các hợp chất của lưu huỳnh
+ khử SO42- thành S- bởi các vi khuẩn như desunlfovibrio:
SO42- + 2[C (H2O)n]m + 2 H+ ➠ H2S + 2CO2 + 2H2O
Với nước chứa nhiều muối SO42- (vd: nước biển) tạo ra H2S gây ô nhiễm như:
độc, mùi, tạo ra các kim loại lắng trong đáy bùn (FeS có màu đen)…
+ oxi hóa S- thành SO42- bởi các vi khuẩn lưu huỳnh như thiobacillus:
2H2S + 4 O2 ➠ 4 H+ + 2SO42• Phân hủy các hợp chất hữu cơ lưu huỳnh tạo các hợp chất có mùi khó chịu
như CH3S; CH3S – SCH3; H2S…

12