ĐỀ CƯƠNG MÔN HÓA môi TRƯỜNG

2.
•
•
•
•
•
•
•
•
•

3.

-

-

Hóa học môi trường
I.
Ô nhiễm môi trường không khí
1. Khái niệm
Ô nhiễm không khí là sự có mặt một chất lạ hoặc một sự biến đổi
quan trọng trong thành phần không khí, làm cho không khí không sạch
hoặc gây ra sự toả mùi, có mùi khó chịu, giảm tầm nhìn xa (do bụi)
Khái niệm tác nhân gây ô nhiễm môi trường: Là chất hóa học hoặc yếu tố
vật lý, sinh học xuất hiện trong môi trường ở 1 mức độ nào đó thì gây ô
nhiễm môi trường.
Các tác nhân chính gây ô nhiễm môi trường không khí
Các loại oxit như: nitơ oxit, nitơ đioxit, SO 2, CO, H2S và các loại khí
halogen (clo, brom, iôt).
Các hợp chất flo.

Các chất tổng hợp (ête, benzen).
Các chất lơ lửng (bụi rắn, bụi lỏng, bụi vi sinh vật), nitrat, sunfat, các
phân tử cacbon, sol khí, muội, khói, sương mù, phấn hoa.
Các loại bụi nặng, bụi đất, đá, bụi kim loại như đồng, chì, sắt, kẽm,
niken, thiếc, cađimi...
Khí quang hoá như ozôn, FAN, NOx, anđehyt, etylen...
Chất thải phóng xạ.
Nhiệt độ.
Tiếng ồn.
Nguồn gốc phát sinh của một số tác nhân gây ô nhiễm môi trường
không khí
a. NOx
Nguồn tự nhiên:
+ Ô nhiễm do hoạt động của núi lửa: Hoạt động của núi lửa phun ra một
lượng khổng lồ các chất ô nhiễm như tro bụi, khí SOx NOx, có tác hại
nặng nề và lâu dài tới môi trường.
+ Ô nhiễm do cháy rừng: Cháy rừng do các nguyên nhân tự nhiện cũng
như các hoạt động thiếu ý thức của con người, chất ô nhiễm như khói, bụi,
khí SOx NOx, CO, THC.
+ Các quá trình phân hủy bằng vi sinh vật, quá trình oxy hóa nitơ trong
khí quyển do tia sét, sét
Nguồn nhân tạo
+ Ô nhiễm do quá trình hoạt động sản xuất : công nghiệp, tiểu thủ công
nghiệp, nông nghiệp.
+ Ô nhiễm do giao thông : khí thải xe cộ, tàu thuyền, máy bay
1


+ Ô nhiễm do sinh hoạt: do đốt nhiên liệu phục vụ sinh hoạt, phục vụ vui
chơi giải trí.

b. CH4
- Nguồn tự nhiên:
+ Quá trình sinh học, như men hóa đường ruột của động vật móng guốc,
cừu và những động vật khác, sự phân giải kỵ khí ở đất ngập nước, ruộng
lúa, cháy rừng
- Nguồn nhân tạo:
+ Quá trình phân hủy yếm khí tại các trại chăn nuôi, bãi rác không xử lý
đúng kỹ thuật
+ Đốt nhiên liệu hóa thạch, phát thải từ xe máy, khai thác than, ...
c. CO2
CO2 với hàm lượng 0,03% trong khí quyển là nguyên liệu cho quá
trình quang hợp để sản xuất năng suất sinh học sơ cấp ở cây xanh. Thông
thường, lượng CO2 sản sinh một cách tự nhiên cân bằng với lượng
CO2 được sử dụng cho quang hợp. Hai loại hoạt động của con người là
đốt nhiên liệu hoá thạch và phá rừng đã làm cho quá trình trên mất cân
bằng, có tác động xấu tới khí hậu toàn cầu.
d. CO
- CO được hình thành do việc đốt cháy không hết nhiên liệu hoá thạch như
than, dầu và một số chất hữu cơ khác.
- Khí thải từ các động cơ xe máy là nguồn gây ô nhiễm CO chủ yếu ở các
thành phố.
- Hàng năm trên toàn cầu sản sinh khoảng 600 triệu tấn CO. CO không độc
với thực vật vì cây xanh có thể chuyển hoá CO => CO 2 và sử dụng nó
trong quá trình quang hợp. Vì vậy, thảm thực vật được xem là tác nhân tự
nhiên có tác dụng làm giảm ô nhiễm CO. Khi con người ở trong không
khí có nồng độ CO khoảng 250 ppm sẽ bị tử vong.
e. Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs, bụi))
- VOC tạm dịch là hàm lượng hỗn hợp các chất hữu cơ độc hại bay lên trong
không khí làm ô nhiễm môi trường. VOC thực chất là các hóa chất có gốc
Carbon, bay hơi rất nhanh. Khi đã lẫn vào không khí, nhiều loại VOC có

khả năng liên kết lại với nhau hoặc nối kết với các phần tử khác trong
không khí tạo ra các hợp chất mới. Một số hỗn hợp có nguồn gốc thiên
nhiên, một số khác không độc hại lắm. Ví dụ: Một quả cam vừa được cắt
cũng có thể thải ra không khí các VOC.
- Đa số các VOCs phát sinh từ thực vật. Các thành phần chính là isoprene là
1 thành phần hydrocacbon dễ bay hơi được thực vật thải ra với số lượng
lớn. Dấu hiệu của chất là mùi phát ra mạnh mẽ từ nhiều loài thực vật, các
2


chất thải từ thực vật bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, chẳng hạn như nhiệt
độ nó quyết định tỉ lệ bay hơi, tăng trưởng còn ánh sáng mặt trời quyết
định tỉ lệ sinh tổng hợp. Phát xạ xảy ra hầu hết như chỉ từ lá, các lỗ khí
trên lá
- Một nhóm chất chính của VOC là tecpen nó là nhóm hydrocacbon không
no thường có công thức là ( C5H8)n texpen và các daanxxuaats chứa oxi
của chúng thường có trong quả, lá, hoa và rễ của thực vật.
- Nguồn nhân tao: VOC tồn tại nhiều trong vật liệu xây dựng như sơn, keo
dán, ván tường và gạch trần phát ra formaldehyde, làm cho con người bị
kích thích và không thoải mái. Formaldehyde lượng khí thải từ gỗ là trong
khoảng 0.02 – 0.04 ppm.
- Với điệu kiện thuận lợi như độ ẩm và nhiệt độ cao thì formaldehyde phát
thải nhiều từ gỗ là 1 khí cay không màu, phát thải chủ yếu là từ các ván ép,
thiết bị đốt như lò sưởi, gas, những vật liệu trang trí nội thất như bông cách
nhiệt, vải, thảm...
- Formaldehyde ở nồng độ thấp có thể gây kích ứng mắt, mũi và họng. ở
nồng độ cao có thể gây cảm giác buồn nôn và khó thở. Formaldehyde nằm
trong nhóm có thể gây ung thư ở người.
- Ngoài ra VOC còn có trong cá tòa nhà văn phòng như dồ nội thất mới, phủ
tường và các thiết bị văn phòng như máy photocopy. Công nghiệp sản xuất

chất sơn phủ bề mặt do dùng nhiêu dung môi chứa các chất hữu cơ dễ bay
hơi đã gây nên ô nhiễm môi trường.
II.
Một số hiện tượng xảy ra ô nhiễm môi trường không khí
1. Mưa axit
Mưa axít là hiện tượng mưa mà nước mưa có độ pH dưới 5,6. Mưa
axit được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1872 tại Anh. Người ta đã thấy
rằng: Mưa axit là do sự kết hợp của các oxit phi kim và nước. Nước có
sẵn trong tự nhiên, các oxit được thải ra từ hoạt động của con người, đặc
biệt là việc sử dụng các loại nhiên liệu hóa thạch và điều đó dẫn đến kết
quả là những cơn mưa chứa đầy chất axit.
Nguyên nhân gây ra mưa axit
- Tự nhiên:
+ Từ núi lửa, cháy rừng hay sấm sét sinh ra các khí SO 2 và NOx kết hợp
với hơi nước trong khí quyển tạo thành axit dưới 2 dạng : khô như khí gas
và ướt như mưa axit, tuyết, sương mù…
- Nhân tạo
+ Từ các hoạt động khai thác khoáng sản, các hoạt động của các nhà máy
nhiệt điện, nhà máy luyện kim, nhà máy lọc dầu…khi đốt nhiên liệu đã
thải khí SO2, NOx ra khí quyển
3


+ Từ các phương tiện giao thông vận tải hằng ngày của con người như ô
tô, xe máy
+ Từ các hoạt động sinh hoạt : đốt rác, phun thuốc trừ sâu…
Hậu quả của mưa axit
Ảnh hưởng tới ao hồ và hệ thủy sinh vật:
pH < 6,0 Các sinh vật bậc thấp của chuỗi thức ăn bị chết ( như phù du,
stonefly), đây là nguồn thức ăn quan trọng của cá.

pH
< Cá không thể sinh sản được, cá con rất khó sống sót, cá lớn
5,5
bị dị dạng do thiếu chất dinh dưỡng, cá bị chết do ngạt.
pH
< Quần thể cá bị chết.
5,0
pH
< Xuất hiện các sinh vật mới khác với các sinh vật ban đầu.
4,0
Ảnh hưởng tới thực vật và đất
+ Mưa axit làm tăng độ pH của đất, các chất dinh dưỡng trong đất bị rửa
trôi.
+ Đất bị axit hóa, tăng khả năng hòa tan của một số kim loại nặng trong
đất, cây cối hấp thụ kim loại nặng như Cd, Zn dẫn tới héo, chết.
Ảnh hưởng đến các công trình kiến trúc, vật liệu
+ Các hạt axit khi rơi xuống nhà cửa và các bức tượng điêu khắc sẽ ăn
mòn chúng
+ Mưa axit cũng làm hư vải sợi, sách và các đồ cổ quý giá.
Ảnh hưởng lên con người và các cơ thể sống
+ Các bệnh về đường hô hấp: Hen suyễn, ho gà và các triệu chứng khác
như nhức đầu, đau mắt, đau họng…
+ Các tác hại gián tiếp: tích tụ sinh học các kim loại trong cơ thể con
người từ các nguồn thực phẩm bị nhiễm các kim loại này do mưa axit.
Các biện pháp khắc phục
+ Cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về phát thải nhằm hạn chế tối đa
phát tán SOx và NOx vào khí quyển
+ Đổi mới công nghệ để giảm lượng khí thải SO2 từ các nhà máy nhiệt
điện, nhà máy luyện kim… bằng cách lắp đặt các thiết bị khử và hấp phụ
SOx và NOx. (làm sạch SO2 bằng sữa vôi, bằng amoniac, làm sạch NO X

bằng hấp thụ bằng kiềm , nước…)
+ Nâng cao chất lượng nhiên liệu hóa thạch bằng cách loại bỏ triệt để lưu
huỳnh và nitơ có trong dầu mỏ và than đá trước khi sử dụng
4


+ Đối với các phương tiện giao thông, tiến hành cải tiến các động cơ theo
các tiêu chuẩn EURO để đốt hoàn toàn nhiên liệu, gắn hộp xúc tác để khử
NOx (DeNOx) 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 nhiên liệu
sạch như hydro, sử dụng các loại năng lượng tái tạo thân thiện với môi
trường.
+ Những cơn mưa đầu mùa có nguy cơ chứa nhiều chất bẩn nhất, trong đó
có các acid H2SO4, HNO3 … Do đó, chúng ta không nên hứng nước mưa
đầu mùa để sinh hoạt……
2. Sương khói quang hóa
Sương khói quang hoá (smog) là một dạng ô nhiễm không khí sinh ra
khi ánh sáng mặt trời tác dụng lên động cơ xe máy và các khí thải công
nghiệp và xảy ra ở tầng đối lưu của khí quyển – nơi tập trung nhiều khí ô
nhiễm.
Sương khói quang hóa có bụi các loại, các khí xả động cơ giàu NOx,
SOx, COx tác dụng với hơi nước tạo thành các giọt axit, các loại khí độc
khác
Dựa vào các nghiên cứu người ta có thể kết luận rằng sương mù
quang hóa được tổng hợp từ NO, NO2, HNO3, CO, các hợp chất hữu cơ
(PAN), O3 và các chất oxy hóa quang hóa. Vì thế cơ chế hình thành nên
sương mù quang hóa cũng chính là cơ chế hình thành nên các hợp chất
này có thể tồn tại trong khí quyển.
Sự phân quang của NO2 khởi đầu cho sự hình thành sương mù quang
hóa :

NO2 + hv
NO + O
Nguyên tử oxy đc giải phóng phản ứng với phân tử O 2 để tạo ra
ozon :
O + O2 + M
O3 + M ( M là phân tử thứ 3 thông
thường là O2 hay N2).
Ozon sinh ra phản ứng với phân tử NO để tái sản sinh ra NO2 và
phân tử O2 :
O3 + NO
NO2 + O2
NO2 + O2 + hidrocacbon
CH3CO-OO-NO2
Hậu quả của sương khói quang hóa:
- Tác dụng lên sức khỏe của con người
•
Sương mù quang hóa đc đặc trưng bởi hàm lượng O3 cao trong
không khí. Nồng độ ozon thấp ở tầng ko khí gần mặt đất có thể làm cay
mắt, mũi và cổ họng. Sương mù quang hóa tăng lên, nó có thể gây ra
nhiều vấn đề về sức khỏe nghiêm trọng hơn như : Hen suyễn, viêm phế
5


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.
•
Oxy là chất khí duy trì sự sống ( nếu trong khí thở có ít hơn 15%
oxy thì cơ thể đã có thể chết ngạt) nhưng ozon lại là khí độc hại. ozon gây
phù phổi nặng, làm co thắt và tê liệt đường hô hấp khiến người bệnh ko có
phản ứng khi có các dị vật lọt vào. Vì vậy khi tiếp xúc lâu dài với ozon sẽ

cos nguy cơ bị tích tụ các dị vật trong phế quản và phổi, là điều kiện có
khả năng dẫn đến ung thư.
•
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 của phổi và góp
phần gây ra bệnh viêm phổi mãn tính. Trẻ em, thanh niên và người lớn mà
có chức năng phổi yếu đc xem là những người có nguy cơ cao.
•
Sương khói quang hóa đc hình thành trong điều kiện khí hậu ở những
nước hay thành phố có nền công nghiệp phát triển và thường tồn tại trong
những khoảng thời gian dài ở những thành phố có dân cư tập trung cao
hay khu đô thị như các TP London, New York, Hong Kong…
- Tác động lên thực vật và các loại vật chất
•
Các cây trồng cũng như những loài thực vật nhạy cảm khác thì bị gây
hại nhiều hơn là sức khỏe của con người ở nồng độ ozon thấp. Một vài
cây như thuốc lá, rau bina, cà chua và đậu đốm là những cây nhạy cảm
với ozon. Lá cây ở khu vực có sương khói quang hóa xuất hiện những
đốm màu nâu trên bề mặt lá sau đó chuyển sang màu vàng, làm giảm sự
phát triển, khả năng sinh sản và quá trình sinh sản, mất khả năng tự vệ
trước các côn trùng.
•
Đối với các loại vật liệu : ozon dễ dàng phản ứng với những vật liệu
hữu cơ, làm tăng sự hủy hoại ở cao su, tơ sợi, nilong, sơn và thuốc
nhuộm.
- Các biện pháp khắc phục
•
Giảm khí thải từ các động cơ, phương tiện giao thông, các nhà máy
công nghiệp và từ sản xuất nông nghiệp…
•

Khuyến khích mọi người sử dụng năng lượng sạch.
•
Mưa có thể làm ngưng tụ những vật chất có hại và rửa trôi chúng ra
khỏi không khí.
•
Gió cũng có thể thổi sương mù quang hóa đi xa và thay vào đó một
luồng không khí mới, nơi khác sẽ nhận làn sương khói này nhưng với
nồng độ thấp hơn
3. Sự suy giảm tầng ozon
Suy giảm tầng ozon là hiện tượng giảm lượng ozone trong tầng bình
lưu.
6


Lỗ thủng ozon là hiện tượng lớp O3 bảo vệ trái đât khỏi các tia tử ngoại và
tia bức xạ mặt trời bị mất vì thế ánh sáng mặt trời trở nên nguy hiểm.
Sự suy giảm ôzôn thay đổi tùy theo vùng địa lý và tùy theo mùa. Lỗ
thủng ôzôn dùng để chỉ sự suy giảm ôzôn nhất thời hằng năm ở hai cực
trái đất, những nơi mà ôzôn bị suy giảm vào mùa Xuân (cho đến 70% ở
25 triệu km2 của Nam Cực và cho đến 30% ở Bắc Cực) và được tái tạo
trở lại vào mùa hè. Nồng độ clo tăng cao trong tầng bình lưu, xuất phát
khi các khí CFC và các khí khác do loài người sản xuất ra bị phân hủy,
chính là nguyên nhân gây ra sự suy giảm này.
Nguyên nhân gây ra lỗ thủng tầng ozon
Nguyên nhân đầu tiên có thể kể tới có liên quan tới việc sản xuất và
sử dụng tủ lạnh trên thế giới.
Tủ lạnh có thể làm lạnh và bảo quản thực phẩm được lâu là vì trong
hệ thống ống dẫn khép kín phía sau tủ lạnh có chứa loại dung dịch freon
thể lỏng (thường gọi là "gas"). Freon là tên gọi chung của những hợp chất
CFC(cloflocacbon), như CCl2F2, CCl3F,… Nhờ có dịch hoá học này tủ

lạnh mới làm lạnh được. Dung dịch freon có thể bay hơi thành thể khí.
Khi chuyển sang thể khí, freon bốc thẳng lên tầng ozon trong khí quyển
Trái Đất và phá vỡ kết cấu của nó, làm giảm nồng độ khí ozon.
Không những tủ lạnh, máy lạnh cần dùng đến freon mà trong dung
dịch giặt tẩy, các loại sơn, bình cứu hoả cũng sử dụng freon và các chất
thuộc dạng freon. Đây là những hóa chất thiết yếu và trong quá trình sản
xuất và sử dụng chúng không tránh khỏi thất thoát một lượng lớn hoá chất
dạng freon bốc hơi bay lên khí quyển.
Khi CFC đến được tầng bình lưu, dưới tác dụng của tia cực tím nó bị
phân hủy tạo ra Clo nguyên tử, và Clo nguyên tử có tác dụng như một
chất xúc tác để phân hủy ozon. Cụ thể, các phân tử Cl, F, Br của CFC và
halon được biến đổi thành các nguyên tử (gốc) tự do hoạt tính nhờ các
phản ứng quang hoá:
CFCl3 + hv => CFCl2 + Cl
CFCl2 + hv => CFCl + Cl
CF2Cl2 + hv => CF2Cl + Cl
CF2Cl + hv => CFCl + Cl
Sau đó, các nguyên tử Cl, F, Br tác dụng huỷ diệt O3 theo phản ứng:
Cl + O3 => ClO + O2
ClO +O3 => Cl +2O2
Người ta tính rằng một phân tử CFC mất trung bình là 15 năm để đi từ
mặt đất lên đến các tầng trên của khí quyển và có thể ở đó khoảng một thế
kỷ, phá hủy đến cả trăm ngàn phân tử ozon trong thời gian này.
7


•
•

•

•

Đến giữa thập kỷ 90, thêm một “thủ phạm tích cực” nữa được phát
hiện chính là chất thải công nghiệp, đặc biệt là các khí NOx,CO2…
Những chất thải loại này vẫn bền bỉ và dai dẳng bay vào bầu khí quyển
và làm công việc phá hoại tầng ozon. Ảnh hưởng này càng nghiêm trọng
hơn khi nền công nghiệp ngày càng hiện đại hóa, đồng nghĩa với quá trình
gia tăng mạnh mẽ sản xuất công nghiệp.
N2O được tạo ra bằng cách sản xuất phân bón nitơ hay xử lí nước
thải, 1/3 tổng lượng N2O thải vào khí quyển là từ những hoạt động của
con người như đốt cháy nguyên liệu hóa thạch, sử dụng phân bón gốc
nitơ, vận hành các nhà máy xử lí nước thải hay các quy trình công nghiệp
khác liên quan đến nitơ. Khí này cũng được giải phóng khi vi khuẩn hoạt
động trong đất và đại dương phân hủy các hợp chất chứa nitơ. Các nhà
nghiên cứu cho biết nên giảm việc sử dụng loại hợp chất này để tránh làm
mỏng tầng ozon bao quanh Trái đất.
Mặc dù có khả năng làm suy yếu tương đương nhưng N2O có thể có
tác động phá hủy nhiều hơn bởi vì nguồn sản sinh chúng quá phong phú.
Mỗi năm có khoảng 10 triệu tấn N2O bị thải ra môi trường, tương đương
hơn 1 triệu tấn CFC các loại tại điểm thải cao nhất. Do vậy, có thể nói
N2O đã “qua mặt” chlorofluorocarbon (CFC) để trở thành loại khí phá
hủy tầng ozon mạnh nhất.
Việc xả khói bụi và các chất hóa học (cacbon monoxide, sulfur dioxide)
vào bầu không khí cũng gây ảnh hưởng xấu đến tầng ozon.
Hậu quả của sự suy giảm tầng Ozon
Thủng tầng ozon, một lượng lớn tia tử ngoại sẽ chiếu thẳng xuống
Trái Đất. Con người và động thực vật phải gánh chịu những hậu quả nặng
nề sau:
Phá hủy hệ thống miễn dịch của cơ thể người và động vật, làm tăng khả
năng mắc bệnh cho con người và động vật.

Ngoài ung thư, tia tử ngoại còn gây bệnh đục thủy tinh thể, mắt sẽ bị lão
hóa và mù lòa. Thí dụ như theo một nghiên cứu, tăng 10% các tia cực tím
có năng lượng cao được liên kết với tăng 19% các khối u ác tính ở đàn
ông và 16% ở phụ nữ.
Hủy hoại các sinh vật nhỏ.
Làm mất cân bằng hệ sinh thái động thực vật biển: Chúng ta biết hơn 30%
lượng đạm động vật cung cấp cho con người được lấy từ biển nên bất kỳ
sự thay đổi nào của lượng UV-B cũng ảnh hưởng sự phát triển của hệ sinh
thái biển. Tia tử ngoại UV-B tăng lên có thể làm giảm khối lượng các sinh
vật phù du-nguồn thức ăn của nhiều loài sinh vật biển. Sự tăng lên của tia
8


•

•

•
•

•

•
•

•
•

•
•

UV-B cũng có ảnh hưởng nghiêm trọng sự sinh trưởng của các loài cá,
tôm, cua và nhiều sinh vật khác, chủ yếu là giảm khả năng sinh sản của
chúng. Bức xạ UV-B tăng cũng làm thay đổi thành phần các loài.
Làm giảm chất lượng không khí: Suy giảm tầng ozon làm tăng lượng bức
xạ tử ngoại UV-B đến mặt đất và làm tăng các phản ứng hóa học dẫn tới ô
nhiễm khí quyển. Bức xạ tử ngoại UV-B kích thích tạo thành các phân tử
có tác động hóa học mạnh, nhanh chóng tác dụng với các chất khác tạo
thành các chất ô nhiễm mới. Khói mù và mưa a-xít sẽ tăng lên do các chất
tạo thành mưa axít tăng lên cùng với sự tăng hoạt động của tia UV-B.
Ở thực vật: Vì quá trình phát triển của cây trồng phụ thuộc rất nhiều vào
tia tử ngoại nên khi tăng tia tử ngoại UV-B có thể tác động các vi sinh vật
trong đất, làm giảm năng suất lúa và của một số loại cây trồng khác. Sự
tăng tia UV-B có thể làm giảm khả năng chịu đựng của cây trồng, nếu
chiếu tia tử ngoại với liều cao vào ngô, lúa thì năng suất sẽ kém, chất
lượng cũng giảm sút.
Tác động đến các loại vật liệu: Bức xạ tử ngoại tăng sẽ làm giảm nhanh
tuổi thọ của các vật liệu, làm chúng mất đi độ bền chắc.
Sự phá hủy tầng ozon còn gây ra sự biến đổi về mặt khí hậu bởi lẽ tình
trạng gia tăng tia tử ngoại cũng góp phần vào việc tăng cường hiệu ứng
nhà kính
Hậu quả xấu gây ra cho cuộc sống do suy giảm nghiêm trọng tầng ozon đã
khiến cộng đồng quốc tế hết sức quan tâm và thấy cần thiết phải có những
hành động cụ thể bảo vệ tầng ozon.
Biện pháp khắc phục sự suy thoái tầng Ozon
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 thuế rác thải chất ô nhiễm.
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.
Tự bảo vệ mình khỏi sự tiếp xúc trực tiếp với ánh nắng. Che chắn da, đeo
kính râm, đội mũ nón khi đi ra ngoài nắng.
Giảm ô nhiễm không khí do xe cộ và các thiết bị khác khi hoạt động xả khí
thải vào môi trường.
9


Tiết kiệm năng lượng, tiết kiệm nước trong sinh hoạt và làm việc.
Sử dụng ánh sáng tự nhiên trong nhà và nơi làm việc nếu có thể.
Tận dụng phương tiện giao thông công cộng hơn là dùng xe máy cá nhân
hoặc taxi nếu có thể. Thỉnh thoảng đi xe đạp hoặc đi bộ đến nơi làm việc.
• Khi mua các sản phẩm gia dụng, nhất là các loại dùng trong bình xịt, tìm
loại ghi trên nhãn “không có CFC”.
• Sơn nhà, nên sơn bằng cách quét hoặc lăn, không dùng cách phun sơn.
• Giảm dùng các bao bì bằng nhựa xốp. Nếu có sẵn, nên tận dụng nhiều lần.
4. Sự gia tăng hiệu ứng nhà kính
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 tia bức xạ nhiệt sóng
dài rồi được một số khí trong bầu khí quyển hấp thụ để thông qua đó làm
cho khí quyển nóng lên được gọi là hiệu ứng nhà kính.
Nguyên nhân gia tăng hiệu ứng nhà kính:
a. Hơi nước
• Hơi nước chiếm thành phần chủ yếu và rất quan trọng trong các khí nhà
kính
• Ở một hàm lượng thích hợp, tức là khi mà hàm lượng các khí nhà kính cân

bằng với tự nhiên, hơi nước sẽ góp phần cân bằng nhiệt độ cho trái đất
bằng việc phản xạ lại ánh sãng mặt trời (một ảnh hưởng có lợi), và việc
bắt giữ tia cực tím (ảnh hưởng nhiệt)
• Khi lượng khí nhà kính trong khí quyển tăng, nhiệt độ tăng các yếu tố khí
hậu sẽ thay đổi theo, bao gồm cả lượng hơi nước trong khí quyển. Trong
khi đó hoạt động của con người lại không thêm trực tiếp một lượng hơi
nước đáng kể vào khí quyển. Lúc mà hơi nước tự do là một khí nhà kính,
sự nóng lên toàn cầu sẽ tăng khi hơi nước tăng lên
b. Khí CO2
• Là khí gây hiệu ứng nhà kính nhiều nhất
• Do quá trình hô hấp của con người động thực vật tạo ra
• Do hoạt động núi lửa, cháy rừng và hoạt động của các nhà máy, xí nghiệp
tạo ra
• Khi nồng độ CO2 trong khí quyển tăng lên gấp đôi thì nhiệt độ trái đất tăng
lên khoảng 30oC
c. Khí CFC
• Là chất hóa học gây suy giảm tầng ozon
• Là loại khí nhân tạo được tạo ra trong quá trình làm lạnh
• Là loại khí thứ hai gây ảnh hưởng nhiều nhất đến hiệu ứng nhà kính
d. Khí CH4
•
•
•

10


Là thành phần chính của khí tự nhiên, khí dầu mỏ, khí ao bùn, khí đầm lầy
Được tạo ra trong quá trình chế biên dầu mỏ, chưng cất khí than đá
Metan là một chất khí gây hiệu ứng nhà kính; trung bình cứ 100 kg meetan

mỗi năm làm ấm trái đất gấp 23 lần 1 kg CO2
e. Khí O3
• Là chất độc có khả năng ăn mòn và là một chất gay ô nhiễm chung
• Nó được tạo thành từ O2 do phóng tĩnh điện (trong các tia chớp), tia cực
tím
f. Khí NO, NO2, N2O
• Được tạo ra từ các hoạt động nông nghiệp, công nghiệp và việc đốt các
nhiên liệu hóa thạch
• Mỗi phân tử bắt giữ lượng nhiệt gấp 270 lần khí CO2
Những tác động của hiệu ứng nhà kính
a. Tác động tích cực
• Nếu không có hiệu ứng nhà kính thì nhiệt độ trái đất chỉ khoảng 15 oC, một
nhiệt độ mà không phải bất kỳ sinh vật nào trên hành tinh này cũng có thể
thích nghi được, nhưng nhờ có hiệu ứng nhà kính mà nhiệt độ trên trái đất
được nâng lên tạo điều kiện cho các sinh vật phát triển
• Hiệu ứng nhà kính cũng được các nhà khoa học sử dụng như một nguồn
cung cấp năng lượng bằng cách đặt các hộp thu phẳng trong các nhà kính
để hấp thụ nhiệt lượng trong đó, nhiệt độ có thể đạt trên 150 oC, ứng dụng
để đun nước, thiết bị sấy, bếp mặt trời
• Người ta thường trồng các loại hoa, rau quả trong các nhà kính, để nhờ hơi
ấm trong đó mà cây cối có thể nhanh chóng đâm chồi nảy lộc
b. Tác động tiêu cực
Bên cạnh những tác động tích cực thì hiệu ứng nhà kính hay nói
chính xác hơn là những hoạt động làm tăng hàm lượng khí nhà kính trong
khí quyển đã tạo ra những ảnh hưởng tiêu cực, mà cụ thể là làm cho trái
đất nóng dần lên kéo theo những hệ quả khôn lường như:
• Nhiệt độ trung bình toàn cầu tăng lên
• Tăng lượng mây bao phủ quanh trái đất
• Băng ở hai cực tan ra và mực nước biển dâng cao làm cho nhiều vùng sản
xuất lương thực, các khu đông dân cư, các đồng bằng lớn, nhiều đảo thấp

sẽ bị chìm dưới nước biển
• Làm thay đổi điều kiện sống bình thường của các sinh vật trên trái đất, làm
thay đổi nhịp sinh học
• Khí hậu trái đất sẽ bị biến đổi sâu sắc, các đới khí hậu có xu hướng thay
đổi
•
•
•

11


• Nhiều vùng đất bị sa mạc hóa
• Hạn hán kéo dài, cháy rừng diễn ra thường xuyên hơn
• Nhiều bệnh tật mới xuất hiện, sức khỏe con người suy giảm
 Từ đó cho thấy hiệu ứng nhà kính nhân loại làm cho khí hậu

•
•
•
•
•
•
•

•
•

•
•

nóng dần lên,
gây mất cân bằng sinh thái, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe và
các hoạt động sống của toàn nhân loại chúng ta
Biện pháp hạn chế các khí nhà kính
Nên sử dụng các năng lượng sạch: năng lượng mặt trời, năng lượng gió,
thủy năng..
Hạn chế việc đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch và các dung môi hữu cơ.
Thực hiện biện pháp tuyên truyền về hiệu ứng nhà kính và các tác động
của nó.
Khuyến khích trồng cây xanh, trồng rừng…
Khuyến khích việc sử dụng các phương tiện giao thông công cộng hoặc đi
xe đạp, đi bộ.
Sử dụng ánh sáng tự nhiên, dung bóng đèn tiết kiệm điện, tắt hết các thiết
bị nếu ko sử dụng hoặc đi ra khỏi phòng.
Tham gia ký kết và thực hiện đầy đủ các điều khoản của nghị định thư
Kyoto
III.
Ô nhiễm môi trường nước
1. Khái niệm
Theo Hiến chương châu Âu về nước đã định nghĩa:
"Ô nhiễm nước là sự biến đổi nói chung do con người đối với chất
lượng nước, làm nhiễm bẩn nước và gây nguy hiểm cho con người, cho
công nghiệp, nông nghiệp, nuôi cá, nghỉ ngơi, giải trí, cho động vật nuôi
và các loài hoang dã".
2. Tác nhân gây ô nhiễm môi trường nước
Các hợp chất hữu cơ
Các hợp chất hữu cơ không bền: Các cacbonhydrat, các loại protein, các
chất béo....
Các hợp chất hữu cơ bền vững thường là các hợp chất có tính sinh học cao,

khó bị phân hủy bởi các tác nhân VSV: các hợp chất phenol, các hóa chất
bảo vệ thực vật hữu cơ, tanin và lignin, các hydrocacbon đa vòng và ngưng
tụ...
Các kim loại nặng
Chì: rất độc với người và thủy sinh
Asen: rất độc, dễ dàng hấp thụ vào co thể qua ăn uống, hô hấp, qua da.
Gây ung thư da, phổi, xương, và làm sai lệch NST...
12


•

•
•
•
•

•
•
•

3.

-

Các nguyên tố khác có tính độc cao như: Cd, Se, Cr, Ni... là tác nhân gây
hại cho người và thủy sinh ngay ở nồng độ thấp.
Các chất rắn: có trong nước tự nhiên là do quá trình xói mòn, do nước
chảy tràn từ đồng ruộng, do nước thải sinh hoạt và công nghiệp. Có thể
gây trở ngại cho việc nuôi trồng thủy sản, cấp nước sinh hoạt.

Màu: có nguồn gốc
Các chất hữu cơ dễ phân hủy bởi các tác nhân VSV
Sự phát triển của 1 số loài thực vật nước: tảo, rong rêu...
Có chứa các hợp chất sắt, mangan ở dạng keo.
Có chứa các tác nhân gây màu: kim loại, các hợp chất hữu cơnhư tanin,
lignin...
Mùi: do các nguyên nhân
Có các chất hữu cơ từ cỗng rãnh khu dân cư, các xí nghiệp chế biến thực
phẩm
Có các sản phẩm từ sự phân hủy các xác chết động vật
Nước thải công nghiệp hóa chất, chế biến dầu mỡ
Các chất dinh dưỡng: việc sử dụng dư thừa các chất dinh dưỡng vô cơ
(photphat, muối amon, ure, kali...) trong quá trình sử dụng phân bón cho
cây trồng sẽ gây hiện tượng phì dưỡng trong nước bề mặt...
Nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường nước
Khi lượng chất thải được đưa vào nước quá nhiều, vượt quá khả năng
giới hạn của quá trình tự làm sạch thì kết quả nước bị ô nhiễm.
Ô nhiễm nước có nguồn gốc tự nhiên: Do mưa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt
đưa vào môi trường nước chất thải bẩn, các sinh vật và vi sinh vật có hại
kể cả xác chết của chúng.
Ô nhiễm nước có nguồn gốc nhân tạo:
+ Đối với thành thị và các khu công nghiệp: tốc độ công nghiệp hóa và đô
thị hóa nhanh hình thành nhiều khu đô thị, khu công nghiệp, các làng
nghề, các bệnh viện…phát sinh ra nước thải, rác thải sinh hoạt khí thải và
chất thải rắn …không có hệ thống xử lý mà trực tiếp xả ra nguồn tiếp nhận
( sông, hồ, kênh, mương) đang gây ra ô nhiễm môi trường nước.
Đối với vùng nông thôn và khu vực sx nông nghiệp: hiện nay nước ta có
gần tới 76% dân số đang sinh sống ở nông thôn là nơi cơ sở hạ tầng còn
lạc hậu và sản xuất nông nghiệp như : trồng trọt, chăn nuôi…là chủ yếu
do đó việc sử dụng lượng phân bón, thuốc bảo vệ thực vật là rất lớn, các

chất thải của con người và gia súc không được xử lý nên thấm xuống đất
hoặc rửa trôi làm cho tình trạng ô nhiễm nguồn nước về mặt hữu cơ và vi
sinh vật ngày càng cao
13


-

Và một số nguyên nhân khác.

. Hiện tượng phú dưỡng trong môi trường nước
1. Khái niệm
Phú dưỡng hóa xuất phát từ tiếng Hy lạp có nghĩa là “thừa dinh
dưỡng”, dùng để mô tả hiện tượng các ao hồ, hồ chứa nước có bùng nổ và
phát triển rong tảo, cuối cùng có thể dẫn đến suy giảm nghiêm trọng chất
lượng môi trường nước.
Hiện tượng phú dưỡng là hiện tượng đáng quan tâm nhất là đối với
ao hồ, trong môi trường nước, làm cho rong tảo phát triển mạnh tạo nên ô
nhiễm nguồn nước.
Phú dưỡng là hiện tượng thường gặp trong các hồ đô thị, các sông và
kênh dẫn nước thải. Biểu hiện phú dưỡng của các hồ đô thị là nồng độ chất
dinh dưỡng N, P cao, tỷ lệ P/N cao do sự tích luỹ tương đối P so với N, sự
yếm khí và môi trường khử của lớp nước đáy thuỷ vực, sự phát triển mạnh
mẽ của tảo và nở hoa tảo, sự kém đa dạng của các sinh vật nước, đặc biệt
là cá, nước có màu xanh đen hoặc đen, có mùi khai thối do thoát khí H2S
2. Ảnh hưởng của hiện tượng phú dưỡng đến chất lượng nước
Với các mức độ xả lớn hay ở đầu nguồn xả có thể làm cho nguồn
nước bị phú dưỡng (Eutrophication). Hiện trạng ô nhiễm tự nhiên chủ yếu
được xác định bằng độ màu mỡ của lưu vực chứa nước. Lúc đầu ảnh
hưởng còn nhỏ, sinh khối tăng ít. Quá trình tiếp tục, dần dần dẫn đến toàn

bộ hệ sinh thái của hệ thống bị xáo trộn. Những thay đổi chủ yếu diễn ra
trong thành phần các loài TV nổi (phytoplankton), chủ yếu sinh sôi các
loài "nở hoa" gồm cả tảo lục độc. Với sản lượng tảo tăng lên làm cho độ
đục tăng, độ xuyên ánh sáng giảm, gây tổn thất cho hệ đại TV
(Marcrophyte) mọc dưới nước.
Các hệ TV này là thức ăn cho các hệ ĐV hồ, là nơi cư trú của cá và
ĐV không xương sống. Do tổn thất này, các loài động vật không xương
sống bị cạn kiệt, thành phần của quần xã cá bị thay đổi.
Đặc biệt là vào mùa xuân, khi nhiệt độ, ánh sáng tăng lên và nước
phân tầng, sinh khối tảo tăng nhanh, rồi chết gây ra màu nước xanh do sự
phân hủy của tảo, tạo ra mùi khó chịu và một số chất độc, làm giảm hàm
lượng oxy của nước một cách nghiêm trọng, thường gây chết cá. Do các
loài "nở hoa" thường gây độc cho người và ĐV nuôi nên phải cẩn thận,
không để vật nuôi vào các vùng này và đặc biệt lưu ý trong việc cấp nước
uống, không để nước bị nhiễm bẩn của nước hồ bị phú dưỡng.
14


Gần đây hiện tượng phú dưỡng nuôi trồng được coi là vấn đề nan
giải trong các vůng nước nội địa. Tuy nhiên tần suất "nở hoa" tảo cũng
tăng lên ở các vùng nước duyên hải cho thấy vấn đề này không còn là
trường hợp điển hình. Sự phong phú về dinh dưỡng do con người gây ra là
một yếu tố góp phần quan trọng đối với khả năng xảy ra hiện tượng "nở
hoa" của nước, nhưng đây không phải là nguyên nhân duy nhất. Hiện
tượng "nở hoa" thường hay xảy ra nhất ở nơi nước phân tầng, nơi mà sự
vận chuyển/ xáo trộn ngang bị hạn chế, cường độ bức xạ cao và thời gian
ban ngày dài.
IV.
Khả năng
1. Khái niệm

tự làm sạch của môi trường nước

Nguồn nước bị nhiễm bẩn thì tức là ở đó đã mất đi sự cân bằng sinh
thái tự nhiên, để có đươc sự cân bằng như ban đầu, trong nguồn nước xảy
ra một quá trình tái lập tự nhiên. Theo thời gian qua sự biến đổi sinh hóa,
lý hóa và hóa học ở trong nguồn, chất bẩn do nước thải mang vào tuần tự
giảm dần, khả năng của nguồn nước tự do giải phóng khỏi những chất
nhiễm bẩn và biến đổi chúng theo quy luật oxy hóa tự nhiên được gọi là
khả năng tự làm sạch của nguồn nước.
2. Các quá trình xảy ra khi nước tự làm sạch
Quá trình tự làm sạch của nguồn nước có thể chia làm 2 giai đoạn:
• Quá trình xáo trộn, pha loãng giữa các dòng chất bẩn với khối lượng nước
nguồn. Đó là quá trình vật lý thuần túy.
• Quá trình tự làm sạch với nghĩa riêng của nó. Đó là quá trình khoáng hóa
các chất bẩn hữu cơ – hay rộng hơn, đó là quá trình chuyển hóa, phân hủy
các chất bẩn hữu cơ nhờ các thủy sinh vật, vi sinh vật. Ở mức độ nhất
định, dù ít dù nhiều, tất cả những cơ thể sống đó đều tham gia vào quá
trình, đồng thời chúng sinh trưởng, sinh sản (kể cả chết) và phát triển. Sinh
khối của chúng tăng lên.
Trong các dòng sông chảy, các dòng chất bẩn sẽ pha loãng với nước
sông trên một khoảng nhất định. Trong suốt khoảng chiều dài đó, có thể
phân biệt các vùng sau đây:
Vùng xả chất bẩn;
Vùng xáo trộn hoàn toàn;
Vùng bẩn nhất, ở đó hàm lượng oxy hòa tan ít nhất;
Vùng phục hồi, ở đó kết thúc quá trình tự làm sạch.
3. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tự làm sạch của nguồn nước
Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tự làm sạch của nước: Nhân tố
ảnh hưởng đến quá trình tự làm sạch thì có nhiều, chủ yếu có: sông ngòi,

15


ao hồ, biển cả… địa hình của nguồn nước và điều kiện thủy văn, chủng
loại và số lượng của vi sinh vật ở trong nước, nhiệt độ nước và tình trạng
nạp ôxy, tính chất và nồng độ của chất ô nhiễm.
• Khả năng tự làm sạch thay đổi theo mùa.
• Khả năng tự làm sạch đạt trị số lớn nhất ở những nơi chuyển động
mạnh của dòng nước vì ở đó có sự bổ sung oxy thường xuyên
• Khả năng tự làm sạch chịu ảnh hưởng của các chất lắng cặn và các
chất nổi. các chất này làm giảm tốc độ dòng chảy, gây lắng cặn ở đáy
sông hồ, làm thay đổi hình dạng dòng sông. Những chất hữu cơ lắng
cặn bị vi sinh vật phân hủy làm giảm lượng oxy hòa tan, gây nên
hiện tượng phân giải yếm khí.
• Tốc độ quá trình ổn định sinh học là hàm số của thời gian và nhiệt
độ. Nồng độ oxy giảm khi nhiệt độ tăng. Như vậy các yếu tố chi
phối quá trình tự làm sạch của một dòng sông đối với các chất thải
hữu cơ là lưu lượng dòng chảy, thời gian chảy xuôi, nhiệt độ nước,
quá trình tái sinh oxy bằng hấp thụ.
• Ngoài các yếu tố ảnh hưởng tới nồng độ oxy hòa tan trong nước còn
phải kể đến quá trình quang hợp của thực vật, quá trình hô hấp của
các loài thủy sinh sống cũng ảnh hưởng đến quá trình tự làm sạch
của dòng sông.
V.
Quá trình chuyển hóa một số hợp chất trong môi trương nước:
Các hợp chất của nito, các hợp chất của lưu huỳnh
1.
Quá trình chuyển hóa các hợp chất của nito
Hợp chất nitơ trong nước tự nhiên là nguồn dinh dưỡng cho các thực
vật.Trong nước nitơ có thể tồn tại ở các dạng chính sau:

•
Các hợp chất nito hữu cơ có dạng protein hay các sản phẩm phân rã.
•
Amoniac và các muối amon như NH4OH, NH4NO3, (NH4 )2SO4…
•
Các hợp chất dưới dạng nitrit NO2-, nitrat NO3-.
•
Nitơ tự do.
Trong nước xảy ra các quá trình biến đổi oxy hóa:
VK nitromona VK nitrobacte
khử nitrat
Protein
NH3
NO 2NO 3N2
Oxy hóa
oxy hóa
Trong môi trường nước, có các phản ứng chuyển hóa nitơ do vi khuẩn
tham gia:
- Phản ứng cố định nitơ:
VK Rhizobium
16


•

•
•

•
•

-

3 {CH2O} + 2N2 + 2H2O + 4H+
3CO2 +
+
4NH4
- Phản ứng nitrat hóa NH3 thành NO3-:
VK nitromonas
NH3 + 3/2 O2
H+ + NO2- + H2O
VK nitrobacter
NO2 + ½ O2
NO3- Phản ứng nitrit hóa NO3- thành NO2- :
Vi Khuẩn
2NO3- + {CH2O}
2NO2- + H2O + CO2
- Phản ứng khử NO3-, NO2- thành N2 dẫn tới sự tuần hoàn N 2 trong khí
quyển:
Vi khuẩn
4NO3- + 5{ CH2O} + 4H+
2N 2 +5CO2 +
7H2O
Khi phân tích hàm lượng nitơ trong nước ta thấy:
Nước chứa hầu hết các hợp chất hữu cơ chứa nitơ, ammoniac và NH 4OH
chứng tỏ nước mới bị ô nhiễm, NH3 sẽ ảnh hưởng nhiễm độc tới cá và các
sinh vật.
Nước chứa chủ yếu hợp chất nitơ ở dạng nitrit NO 2- là nước đã bị ô nhiễm
một thời gian dài hơn.
Nước chứa chủ yếu hợp chất nitơ ở dạng nitrat NO 3- chứng tỏ quá trình
oxy hóa đã kết thúc. Tuy nhiên, NO3- chỉ bền trong điều kiện hiếu khí,

trong điều kiện yếm khí chúng sẽ bị khử thành nitơ tự do tách ra khỏi
nước, loại trừ đc sự phát triển của tảo và các loại thực vật khác sống dưới
nước. mặt khác khi hàm lượng NO3- trong nước cao có thể gây độc cho
con người vì khi chúng vào cơ thể gặp điều kiện thích hợp chúng sẽ
chuyển hóa thành nitrit ở hệ tiêu hóa, kết hợp với hồng cầu tạo thành chất
không vận chuyển oxy, gây bệnh xanh xao, thiếu máu.
2. Quá trình chuyển hóa các hợp chất của lưu huỳnh
Ion sufat (SO42-) thường có trong nước cấp và nước thải.
Nước uống có chứa sunfat ( < 250 mg/l) sẽ có tác dụng tẩy nhẹ với người.
Hàm lượng sunfat trong nước cao sẽ gây ảnh hưởng đến việc hình thành
H2S trong nước, gây mùi khó chịu ,
nhiễm độc đối với cá,
ngoài ra còn gây hiện tượng đóng cạn cứng trong nồi đun.
 Gây hiện tượng xâm thực ăn mòn đường ống dẫn.
Sunfat bị khử sinh học ở điều kiện yếm khí theo phản ứng sau:
17


Vi khuẩn
+ hợp chất hữu cơ
S2- + H2O + CO2
Yếm khí
2+
S + 2H
H2S
Khí H2S được giải phóng sẽ tạo ra mùi khó chịu và độc hại cho con người.
VI. Keo đất và các tính chất của keo đất
1. Khái niệm
Ðất là một hệ thống đa phân tán phức tạp bao gồm các hạt có kích
thước khác nhau. Keo đất là những hạt rất ít tan trong nước, có đường kính

rất nhỏ. Về kích thước của hạt keo giữa một số tác giả không thống nhất.
Ðường kính hạt keo dao động từ 0,01 - 10 µm (1 µm = 10-6 m) (Garrison
Sposito), hoặc nhỏ hơn 1 µm (Nyle C. Brady, Ray R. Well, Hinrich L.
Bohn, Brian L. McNeal, George A. O'connor), hoặc nhỏ hơn 0,2 µm (A.E.
Vozbutskaia) hoặc bán kính nhỏ hơn 1 µm (Van Olphen),... Do kích thước
của keo nhỏ như thế nên chúng thường lơ lửng trong dung dịch, có thể
chui qua giấy lọc phổ thông và chỉ quan sát được cấu tạo của chúng bằng
kính hiển vi điện tử. Số lượng keo trong đất rất khác nhau tuỳ theo loại đất,
từ 1 - 2% (đất cát) đến 40 - 50% khối lượng đất (đất sét nặng). Ngay cả khi
có hàm lượng rất nhỏ trong đất, keo đất vẫn là đại diện chủ yếu cho khả
năng hấp phụ của đất
Trong đất có keo vô cơ, keo hữu cơ và keo phức tạp hữu cơ- vô cơ. Những
keo vô cơ được tạo thành do tác dụng phong hoá đá hoặc do sự ngưng tụ
các phân tử trong dung dịch, keo hữu cơ tạo thành do quá trình biến hoá
xác hữu cơ trong đất. Keo vô cơ kết hợp với keo hữu cơ thành keo hữu cơ
- vô cơ.
2. Cấu tạo
Cấu tạo chung của keo đất như sau: phần trong cùng của hạt keo
(mixen keo) là nhân keo, đó là một hợp chất phức tạp có cấu tạo vô định
hình hoặc tinh thể. Thông thường keo vô cơ có nhân là axit silisic, nhôm
silicat, oxyt sắt, oxyt nhôm... Keo vô cơ bền, nó chỉ bị phá huỷ sau một
thời gian dài. Keo hữu cơ có nhân là axit humic, axit fulvic, prôtit hoặc
cenlulo. Keo hữu cơ kém bền, nó có thể bị phá huỷ rồi lại tạo thành ngay
từ các sản phẩm phân giải xác động vật, thực vật.
3. Tính chất của keo đất
a. Keo đất có tỷ diện lớn
Tỷ diện là tổng số diện tích bề mặt của một đơn khối lượng (g) hoặc
một đơn vị thể tích (cm3). Diện tích bề mặt của các hạt có kích thước khác
nhau được thể hiện ở bảng 5.1. Keo đất có kích thước rất bé nên tỷ diện
SO

24

18


của nó rất lớn. Số lượng keo đất chỉ bằng 4% khối lượng pha rắn của đất,
nhưng có diện tích bề mặt bằng 80% tổng diện tích bề mặt của đất. Như
vậy đất sét có tỷ diện lớn nhất rồi đến đất thịt và bé nhất là đất cát
b. Keo đất có năng lượng bề mặt
Các phân tử trong hạt keo chịu những lực tác động xung quanh như
nhau nên không có gì đặc biệt. Phân tử trên bề măt hạt keo chịu các lực tác
động xung quanh khác nhau vì nó tiếp xúc với thể lỏng hoặc thể khí bên
ngoài. Do các lực này không thể cân bằng lẫn nhau được, từ đó sinh ra
năng lượng tự do, sinh ra năng lượng bề mặt chỗ tiếp xúc giữa các hạt keo
với môi trường xung quanh. Thành phần cơ giới đất càng nặng thì tỷ diện
càng lớn và do đó năng lượng bề mặt càng lớn, khả năng hấp phụ vật chất
càng cao.
c. Keo đất có mang điện
Ðây là một đặc tính rất quan trọng của keo đất mà các hạt đất có kích
thước lớn không có. Do hạt keo có kích thước rất nhỏ nên hạt nhân của
keo có thể hấp phụ lên trên bề mặt các ion khác nhau. Sự hấp phụ này phụ
thuộc vào bản chất của keo. Tuỳ thuộc vào cấu trúc của hạt keo mà keo đất
có thể mang điện âm hoặc điện dương. Trong đất có keo âm, keo dương và
keo lưỡng tính. Phần lớn keo đất mang điện âm
d. Keo đất có tác dụng ngưng tụ
Keo đất có thể tồn tại ở hai trạng thái khác nhau: trạng thái keo tán
(sol) và trạng thái keo tụ (gel). Khi những hạt keo phân bố trong một thể
tích nước thì chúng nằm xa cách nhau, đó là trạng thái sol (hay hydrosol).
Trong trường hợp này môi trường phân tán là nước, tướng phân tán là các

hạt keo. Như thế sol chỉ keo ở trạng thái lơ lửng trong chất lỏng. Hiện
tượng này do các nguyên nhân: do thế điện động (điện thế zeta) làm cho
các hạt keo đẩy nhau không tiến lại gần nhau được, hoặc do màng nước
bao bọc ngoài keo ngăn cản không cho chúng dính liền nhau.
Song trong thiên nhiên lại có cả quá trình ngưng tụ, nghĩa là quá trình biến
sol thành gel. Quá trình này chỉ xảy ra khi keo bị trung hoà điện hoặc sức
hút giữa chúng lớn hơn sức đẩy. Sự ngưng tụ keo có thể do những nguyên
nhân chính sau:
+ Keo ngưng tụ do tác dụng của chất điện giải: đây là nguyên nhân
chủ yếu. Ion chất điện giải tiếp xúc với hạt keo, điện của keo sẽ bị trung
hoà bởi ion mang điện trái dấu. Ta biết, đa số keo đất mang điện âm nên
nói chung chúng bị ngưng tụ do có cation trong dung dịch đất. Do chất
điện giải là một muối, các ion của muối này hydrat hoá lấy nước của hạt
keo, làm giảm bề dày màng nước giúp cho chúng có thể gần nhau; mặt
khác ion muối ngăn cản khả năng điện phân của các cation trao đổi làm
19


giảm điện thế zeta. Cả 2 nguyên nhân đó dẫn tới hiện tượng keo đất liên
kết với nhau mà ngưng tụ. Hoá trị của cation càng cao thì sức ngưng tụ
keo càng mạnh. Nghiên cứu sự ngưng tụ keo sét Gedroiz thấy rằng sức
ngưng tụ của cation hoá trị 2 lớn gấp 25 lần cation hoá trị 1, cation hoá trị
3 gấp 10 lần cation hoá trị 2. Các cation hoá trị 1 như Na +, K+, H+ có tác
dụng ngưng tụ nhưng không bền, khi chất điện giải trong dung dịch bị rửa
trôi thì xảy ra hiện tượng tán keo.
+ Keo ngưng tụ do hiện tượng mất nước: tuỳ khả năng giữ nước
người ta chia keo thành keo ưa nước và keo ghét nước. Keo ưa nước trên
bề mặt có những phân tử nước hoặc chất lỏng như dung dịch đất. Những
keo ưa nước như gelatin, axit silicic, nhựa cây, một vài chất hữu cơ trong
đất, một số keo sét... Keo ghét nước như hydroxít sắt, kaolinit... Chúng

không có màng nước xung quanh nên dễ ngưng tụ, chỉ cần dùng dung dịch
muối nồng độ thấp. Trái lại các keo ưa nước chỉ ngưng tụ trong trường hợp
chất điện giải ở nồng độ cao. Những lúc thời tiết hanh khô hoặc hạn hán
kéo dài làm cho đất khô thì keo ưa nước cũng có thể ngưng tụ do màng
nước quanh nó bị mất.
+ Keo ngưng tụ do sự liên kết hai hạt keo mang điện trái dấu
Như trên đã nói, đa số keo đất mang điện âm. Tuy nhiên vẫn gặp một số
keo mang điện dương như keo Fe(OH)3, Al(OH)3, khi keo âm và keo
dương kết hợp với nhau, sau lúc trung hoà điện tạo thành gel hỗn hợp. Nếu
số lượng keo âm nhiều gấp bội keo dương thì các keo âm bao bọc keo
dương tạo thành màng bảo vệ mang điện âm, kết quả lại tạo thành sol.
VII. Ô nhiễm môi trường đất
1. Khái niệm
Ô nhiễm môi trường đất là sự đưa vào môi trường đất các chất thải
nguy hại hoặc năng lượng đến mức ảnh hưởng tiêu cực đến đời sống sinh
vật, sức khỏe con người hoặc làm suy thoái chất lượng môi trường. Đất
được xem là ô nhiễm khi nồng độ các chất độc tăng lên quá mức an toàn,
vượt lên khả năng tự làm sạch của môi trường đất.
2. Nguyên nhân
a. Theo nguồn gốc phát sinh
Nguồn gốc tự nhiên
Trong các khoáng vật hình thành nên đất thường chứa 1 hàm lượng
nhất định kim loại nặng, trong điều kiện bình thường chúng là những
nguyên tố trung lượng và vi lượng không thể thiếu cho cây trồng và sinh
vật trong đất, tuy nhiên trong 1 số điều kiện đặc biệt chúng vượt 1 giới hạn
nhất định và trỏe thành đất ô nhiễm.
Nguồn gốc nhân tạo:
20

Đây là nguyên nhân gây ô nhiễm môi trường đất trên phạm vi toàn cầu.
trước hết do:
• Ô nhiễm do hoạt động nông nghiệp:
Việc sử dụng quá nhiều phân hóa học và phân hữu cơ, thuốc trừ sâu, và
thuốc diệt cỏ.
• Phân bón hóa học:
Phân hóa học được rải trong đất nhằm gia tăng năng suất cây trồng.
Nguyên tắc là khi người ta lấy đi của đất các chất cần thiết cho cây thì
người ta sẽ trả lại đất qua hình thức bón phân.
Đây là loại hoá chất quan trọng trong nông nghiệp, nếu sử dụng thích
hợp sẽ có hiệu quả rõ rệt đối với cây trồng. Nhưng nó cũng là con dao 2
lưỡi, sử dụng không đúng sẽ lợi bất cập hại, một trong số đó là ô nhiễm
đất. Nếu bón quá nhiều phân hoá học là hợp chất nitơ, lượng hấp thu của
rễ thực vật tương đối nhỏ, đại bộ phận còn lưu lại trong đất, qua phân giải
chuyển hoá, biến thành muối nitrat trở thành nguồn ô nhiễm cho mạch
nước ngầm và các dòng sông.
Cùng với sự tăng lên về số lượng sử dụng phân hoá học, độ sâu và
độ rộng của loại ô nhiễm này ngày càng nghiêm trọng.
Sự tích lũy cao các chất hóa chất dạng phân bón cũng gây hại cho
MTST đất về mặt cơ lý tính. Khi bón nhiều phân hóa học làm đất hở nên
chặt hơn, độ trương co kém, kết cấu vững chắc, không tơi xốp mà nông
dân gọi là đất trở nên “chai cứng”, tính thoáng khí kém hơn đi, vi sinh vật
ít đi vì hóa chất hủy diệt vi sinh vật.
• Phân hữu cơ:
Phần lớn nông dân bón phân hữu cơ chưa được ủ và xử lí đúng kĩ
thuật nên gây nguy hại cho môi trường đất.nguyên nhân là do trong phân
chứa nhiều giun sán, trứng giun, sâu bọ, vi trùng và các mầm bệnh
khác..khi bón vào đất, chúng có điều kiện sinh sôi nảy nở, lan truyền môi
trường xung quanh, diệt một số vi sinh vật có lợi trong đất
Bón phân hữu cơ quá nhiều trong điều kiện yếm khí sẽ làm quá trình

khử chiếm ưu thế; sản phẩm của nó chứa nhiều acid hữu cơ làm môi
trường sinh thái đất chua, đồng thời chứa nhiều chất độc như H2S, CH4,
CO2. Sư tích lũy cao các hóa chất dạng phân hóa học sẽ gây hại cho môi
trường sinh thái đất về mặt cơ lý tính , đất nén chặt , độ trương co kém,
không tơi xốp, tính thoáng khí kém, vi sinh vật cũng ít đi vì hóa chất hủy
diệt sinh vật.
• Thuốc trừ sâu:
21


Nông dược chiếm một vị trí nổi bật trong các ô nhiễm môi trường.
Khác với các chất ô nhiễm khác, nông dược được rải một cách tự nguyện
vào môi trường tự nhiên nhằm tiêu diệt các ký sinh của động vật nuôi và
con người hay để triệt hạ các loài phá hại mùa màng
Bản chất của nó là những chất hóa học diệt sinh học nên đều có khả
năng gây ô nhiễm môi trường đất. Đặc tính của thuốc trừ sâu bệnh là tính
bền trong môi trường sinh thái nên nó tồn tại lâu dài trong đất, sau khi xâm
nhập vào môi trường, thời kì “nằm” lại đó, các nhà môi trường gọi là “thời
gian bán phân giải”. “nữa cuộc đời này”được xác định như là cả thời gian
nó trốn vào trong các dạng cấu trúc sinh hóa khác nhau hoặc các dạng hợp
chất liên kết trong môi trường sinh thái đất. Mà các hợp chất mới này
thường có độc tính cao hơn nó.
Tiêu diệt hệ động vật làm mất cân bằng sinh thái, thuốc trừ sâu bị rửa trôi
xuống thủy vực làm hại các động vật thủy sinh như ếch, nhái…Như vậy vô
tình chúng ta làm tăng thêm số lượng sâu hại vì đã diệt mất thiên địch của
chúng ,vì vậy nó làm cho hoạt tính sinh học đất bị giảm sút.
• Do việc đẩy mạnh đô thị hóa, công nghiệp hóa và mạng lưới giao
thông:
Việc sử dụng một phần đất để xây dựng đường xá và các khu đô thị các
khu công nghiệp…. làm thay đổi kết cấu của đất.

• Ô nhiễm do rác thải sinh hoạt:
Chất thải rắn đô thị cũng là một nguyên nhân gây ô nhiễm môi
trường đất nếu không được quản lý thu gom và kiểm soát đúng quy trình
kỹ thuật.
Chất thải rắn đô thị rất phức tạp, nó bao gồm các thức ăn thừa, rác thải nhà
bếp, làm vườn , đồ dùng hỏng , gỗ, thủy tinh, nhựa, các loại giấy thải,các
loạirác đường phố bụi, bùn, lá cây…
Ở các thành phố lớn , chất thải rắn sinh hoạt được thu gom , tập trung
,phân loại và xử lý. Sau khi phân loại có thể tái sử dụng hoặc xử lý rác thải
đô thị để chế biến phân hữu cơ, hoặc đốt chôn. Cuối cùng vẫn là chôn lấp
và ảnh hưởng tới môi trường đất.
Ô nhiễm môi trường đất tại các bãi chôn lấp có thể do mùi hôi thối
sinh ra do phân hủy rác làm ảnh hưởng tới sinh vật trong đất, giảm lượng
oxi trong đất.
Các chất độc hại sản phẩm của quá trình lên men khuếch tán, thấm và ở lại
trong đất.
Nước rỉ từ các hầm ủ và bãi chôn lấp có tải lượng ô nhiễm chất hữu
cơ rất cao (thông qua chỉ số BOD và COD) cũng như các kim loại nặng
22


như Cu , Zn, Pb, Al ,Fe, Cd , Hg và cả các chất như P ,N, … cũng cao.
Nước rỉ này sẽ ngấm xuống đất gây ô nhiễm đất và nước ngầm.
Ô nhiễm môi trường đất còn có thể do bùn cống rãnh của hệ thống thoát
nước của thành phố là mà thành phần các chất hữu cơ, vô cơ, kim loại tạo
nên các hỗn hợp các phức chất và đơn chất khó phân hủy.
• Ô nhiễm do chất thải công nghiệp:
Các hoạt động công nghiệp rất phong phú và đa dạng, chúng có thể
là nguồn gây ô nhiễm đất một cách trực tiếp hoặc gián tiếp. Nguồn gây ô
nhiễm trực tiếp là khi chúng được thải trực tiếp vào môi trường đất, nguồn

gây ô nhiễm gián tiếp là chúng được thải vào môi trường nước, môi trường
không khí nhưng do quá trình vận chuyển, lắng đọng chúng di chuyển đến
đất và gây ô nhiễm đất.
Có thể phân chia các chất thải ra 4 nhóm chính:
- Chất thải xây dựng.
- Chất thải kim loại.
- Chất thải khí.
- Chất thải hóa học và hữu cơ.
* Chất thải xây dựng.
Chất thải xây dựng như gạch ngói, thủy tinh, gỗ, ống nhựa, dây cáp,
bêtông, nhựa…trong đất các chất thải này bị biến đổi theo nhiều con
đường khác nhau, nhiều chất rất khó bị phân hủy…
* Chất thải kim loại.
Các chất thải kim loại, đặc biệt là các kim loại nặng (Pb, Zn, Cd, Cu, và
Ni) thường có nhiều ở các khu vực khai thác hầm mỏ, các khu công nghiệp
và đô thị.
Nguồn gốc chính của kim loại nặng trong chất thải:
+Các loại bình điện (pin, acquy) có mức chất thải kim loại nặng cao nhất:
93% tổng số lượng thủy ngân, khoảng 45% số lượng Cadmium (Cd).
+Sắt phế liệu chứa khoảng 40% số lượng chì (Pb), 30% đồng (Cu), 10%
crôm (Cr).
+Các chất thải mịn (<20 mm) chứa 43% Cu thải, 20% Pb và 12% nickel
(Ni).
+38% Cd thải và 25% Ni là chất dẻo.
+Nickel có trong các loại thành phần rác, trong đó có 6 loại rác chứa trên
10% Ni.
Người ta thấy rằng, bụi bay trong không khí và bụi lắng ở các khu vực đô
thị chắc chắn chứa nhiều nguy cơ có nhiều độc tiềm tàng kim loại hơn bụi
ở khu vực nông thôn. Do vậy dân cư sống ở khu vực đô thị phải hứng chịu
23

nhiều nguy cơ tiềm tàng về kim loại nặng hơn những cư dân sống ở nông
thôn.
Theo các nguyên nhân này thì đất ở Việt Nam, nhìn chung đã bị tác động
cả hai phương diện: Thoái hóa và ô nhiễm.
* Chất thải khí :
- CO là sản phẩm đốt cháy không hoàn toàn carbon (C), 80% Co là từ
động cơ xe hơi, xe máy, hoạt động của các máy nổ khác, khói lò gạch, lò
bếp, núi lửa phun…CO vào cơ thể động vật, người gây nguy hiểm do CO
kết hợp với Hemoglobin làm máu không hấp thu oxy, cản trở sự hô hấp.
Trong đất một phần CO được hấp thu trong keo đất, một phần bi oxy hoá
thành CO2.
- SO2 đi vào không khí chuyển thành SO4 ở dang axit gây ô nhiễm
môi trường đất
- Bụi chì trong khí thải từ các hoạt động công nghiệp (chủ yếu là giao
thông vận tải), lắng xuống và tích tụ gây ô nhiễm đất.
- Oxit nitơ sinh ra từ nitơ trong không khí do hoạt động giao thông vận
tải, do các vi sinh vật trong đất, do hoạt động ủ rơm rạ của con người.
Lượng lớn oxit nitơ tích lũy lại trong cây ảnh hưởng đến con người
Vậy CO2, SO2, NO2 trong không khí bị ô nhiễm là nguyên nhân gây ra
mưa axít, làm tăng quá trình chua hoá đất.
* Chất thải hóa học và hữu cơ:
Các chất thải có khả năng gây ô nhiễm đất ở mức độ lớn như: chất
tẩy rửa, phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, thuốc nhuộm, màu vẽ, công
nghiệp sản xuất pin, thuộc da, công nghiệp sản xuất hoá chất.
Nhiều loại chất thải hữu cơ cũng dẫn đến ô nhiễm đất. Nhiều loại
nước từ cống rãnh thành phố thường được sử dụng như nguồn nước tưới
trong sản xuất nông nghiệp. Trong các loại nước thải này thường bao gồm
cả nước thải sinh hoạt và công nghiệp, nên thường chứa nhiều các kim loại

nặng.
• Ô nhiễm do dầu:
Ô nhiễm đất do hydrocarbures từ nguồn dầu hoả. Thành phần cơ bản
của dầu mỏ: Carbon 82 – 87%, hydro 11 – 14%,lưu huỳnh 0,1 – 0,5%, oxy
và nitơ < vài phần nghìn.
Dầu và các sản phẩm của dầu khí đổ trên mặt đất sẽ làm cho đất bị ô
nhiễm vì:
+ Chỉ cần một lớp dầu bao phủ mặt đất, dù rất mỏng (0,2 – 0,5 mm) cũng
ssủ làm cho đất “ngạt thở” vì thiếu không khí, quá trình trao đổ khí bị cắt
đứt. Kết quả là các loài động, thực vật và vi sinh vật đều thiếu oxy, cuối
24


cùng dẫn đến cái chết. Lớp dầu này cũng ngăn cản quá trình trao đổi năng
lượng mặt trời của môi trường đất.
+ Dầu là chất kỵ nứơc, khi thấm vào đất, dầu đẩy nước ra ngoài làm cho
môi trường đất hầu như không còn nước và chiếm hết các khoảng không
khí trong đất làm cho đất giảm thiểu oxy và nước, gây tổn thương cho hệ
sinh thái.
+ Khi xâm nhập vào đất, dầu làm thay đổi kết cấu và đặc tính lý hoá tính
của đất, khiến các hạt keo đất trơ ra và không còn khả năng hấp thu, trao
đổi nữa.
+ Dầu thấm qua đất xuống mạch nước ngầm, làm ô nhiễm nguồn nước
ngầm.
+ Dầu là hợp chất hữu cơ cao phân tử có đặc tính diệt sinh vật.
• Các ô nhiễm ngoại lai khác:
+ Chất thải của súc vật:
Những chuồng trại chăn nuôi gia súc như trại heo, trại gà, phân gia súc
không được thu gom, xử lí bảo đảm kĩ thuật và vệ sinh môi trường thì sẽ là
hiểm họa cho môi trường đất. Vì lượng lớn các chất thải này làm đất mất

khả năng tự làm sạch của nó thì sự nguy hại là khó lường. lúc này sự ô
nhiễm đã trở nên trầm trọng. các cơ quan hoạt động môi trường đất đều bị
tê liệt. chất thải, vi trùng từ đó mà lan ra khắp nơi: trong nước ngầm,trong
nước suối trong hay bay vào không khí.
Một điều đáng lưu ý là chăn nuôi ở vùng ĐBSCL phát triển rất mạnh, theo
thống kê trong vùng có khoảng 2,6 triệu đầu lợn, 260.000 trâu bò (cả bò
sữa), gần 40 triệu con gia cầm, đặc biệt là vịt (thủy cầm- là tác nhân lây
truyền H5N1 trong giai đoạn vừa qua). Số chất thải rắn do chăn nuôi đưa
thẳng vào sông rạch khoảng 22.500 tấn/ngày đêm, chất thải lỏng (kể cả
nước rửa chuồng trại) chừng 40.000 m3/ngày đêm
+Tàn tích của rừng:
Sau khi thu hoạch gỗ, phần bỏ đi chiếm một lượng lớn. Tàn tích này khi
nằm lại trong môi trường đất sẽ phân hủy tạo mùn cho đất, nhưng khả
năng này phụ thuộc nhiều vào điều kiện môi trường và tỉ lệ C/N của tàn
tích rừng. Nếu điều kiện phân giải tạo mùn ít thì khả năng chuyến hóa
thành chất thành những chất khó tiêu và gây chua nhiều hơn.
Nếu tàn tích rừng bị vùi lấp trong điều kiện yếm khí lâu dài, thì hoặc tạo ra
cá đầm lầy than bùn phèn. Điều đó có nghĩa là tạo ra môi trường đất acid.
+ Tàn tích thực vật:
Khi cơ thể sinh vật chết đi và nằm trong môi trường đất sẽ phân hủy tạo
thành mùn cho đất. Nếu điều kiện phân giải tạo mùn cho đất ít thì khả
25