Hóa học môi trường nước

Tài nguyên nước của trái đất: 70% vỏ trái đất bao phủ bởi nước, 97,5% nước mặn, chỉ 2,5% là nước ngọt. Gần 70%lượng nước ngọt này đóng băng ở các vùng cực. Phần lớn lượng nước còn lại hiện diện dạng độ ẩm trong đất, hoặc nằm trong tầng nước ngầm sâu mà con người không thể tiếp cận để dùng làm nước cấp. Chỉ 1% của lượng nước ngọt trên thế giới là có thể dùng trực tiếp cho nhu cầu của con người....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hóa học môi trường nướcHóa học môi trường nước(Water Chemistry) 1Nội dung của chương 21. Cơ bản về Hóa học nước • Số lượng và chất lượng nước, tính chất của nước • Thành phần của nước: Hóa học và sinh học • Chuyển hóa hóa học – sinh học trong môi trường nước2. Ô nhiễm môi trường nước – Nguồn gây ô nhiễm – Tác nhân (các chất) gây ô nhiễm – Các thông số đánh giá ô nhiễm nước – Chỉ tiêu chất lượng nước – Phát tán các chất ô nhiễm trong nướcCơ bản về hóa học nướcChu trình nước 4 Water cycle songTài nguyên nước của trái đất • > 70% vỏ trái đất bao phủ bởi nước • 97.5% : nước mặn, chỉ 2.5% là nước ngọt • Gần 70% lượng nước ngọt này đóng băng ở các vùng cực. – Phần lớn lượng nước còn lại hiện diện dạng độ ẩm trong đất, hoặc nằm trong tầng nước ngầm sâu mà con người không thể tiếp cận để dùng làm nước cấp. • Chỉ < 1% của lượng nước ngọt trên thế giới (~0.007% của tổng lượng nước trên trái đất) là có thể dùng trực tiếp cho nhu cầu của con người. – Ao hồ, sông, nguồn nước ngầm. – Chỉ luợng nước này được thay mới đều đặn do mưa và tuyếtKhả năng được tiếp cận với nước uống an toànkhông giống nhau trên toàn thế giớiNước là thành phần quan trọng trong cơ thể của chúng ta, và sựtồn tại của chúng ta phụ thuộc vào nước trong tự nhiênTrong môi trường:• Nước có thể vận chuyển chất độc hại ra, vào và bên trong cơ thể sinhvật• Các chất hòa tan trong nước, chẳng hạn như một số loại thuốc trừ sâu,ion chì, ion thủy ngân, có thể bị phát tán rộng rãi• Nước có thể giảm nồng độ các chất ô nhiễm đến mức an toàn bằngcách pha loãng, hoặc đem chúng đi khỏi ( hoặc cả 2)• Nước mưa có thể mang các chất, bao gồm cả các chất gây nên mưaacid, từ khí quyển xuống trái đất 7Tính chất hóa học của nước• Độ phân cực• Khuynh hướng tạo liên kết hydro• Hydrat hóa ion kim loạiSự khác biệt về độ âm diện của các nguyên tố trongliên kết tạo ra một liên kết phân cực Điện tích riêng phần do sự phân cực của liên kết Liên kết phân cực cho phép liên kết hydro xảy raLiên kết hydro là một liên kết tĩnh điện của các nguyêntử hydro trong một hợp chất của hydro với mộtnguyên tố có độ âm điện lớn: O, N, FLiên kết hydro làm cho nước ở dạng lỏng, trong khiH2S ở dạng khí. Điều tương tự cũng xẩy ra với HF vàHCl Tính chất của khối nước (bodies of water)• Khối nước bao gồm: – Nước mặt: sông, suối, hồ,… – Đất ngập nước (Wetland): Là vùng đất ngập nước mức độ cạn đủ để thực vật có rễ đáy phát triển. – Cửa sông: là chỗ sông đổ ra biển. Ở đây có sự pha trộn giữa nước mặn và nước ngọt (nuớc lợ), tạo nên các tính chất hóa và sinh rất đặc biệt – Biển• Điều kiện vật lý của khối nước ảnh hưởng rất lớn đến các quá trình hóa học và sinh học xảy ra trong nước• Trong các khối nước không có dòng chảy (hồ), mối quan hệ nhiệt độ - tỷ trọng tạo nên sự phân biệt thành các lớp rất riêng biệt trong đó Sự phân lớp của nước hồLớp bề mặt (Epilimnion): 50 -500μm. Xảy ra sự cân bằngđộng giữa không khí và nước.Lớp chính (dị biệt nhiệt-Thermocline): có thể phân chiatheo sự phân bố nhiệt độ. Lớp trên: chịu ảnh hưởng của tiasáng mặt trời, ở đây xảy ra phần Lớp đáy (Hypolimnion): nơi xảy ralớn các hoạt động sinh học. các phản ứng trao đổi giữa trầm tích và nước, quá trình sinh học phân Lớp dưới: ít chịu ảnh hưởng của hủy các hợp chất hữu cơ tiêu thụtia sáng mặt trời nên có nhiệt độ oxi hòa tan, kết quả là hàm lượngthấp hơn. oxi giảm, quá trình yếm khí tăng và xảy ra các quá trình khử13 Thành phần của nước tự nhiên • Sự phân bố các chất H/C hòa tan và các thành vô cơ phần khác trong nước quyết định bản chất củaCác khí H/C nước tự nhiênhòa tan hữu cơ – nước ngọt, nước lợ, Nước nước mặn; tự nhiên – nước giàu hoặc nghèo dinh dưỡng; – nước cứng hoặc mềm; Chất rắn VSV – nước bị ô nhiễm nặng lơ lửng hoặc nhẹ...Thành phần sinh học trong nước tự nhiên • Vi khuẩn • Virus • Nấm • Tảo • ĐV nguyên sinh • ĐV đa bào • ĐV có xương sống,…Giới thiệu về hóa học nước• Để hiểu về ô nhiễm nước, cần phải hiểu rõ giá trị của các hiện tượng hóa học xảy ra trong nước• Một số hiện tượng hóa học xảy ra trong nước như: – Sự hòa tan trong nước – Phản ứng acid-base – Phản ứng oxi hóa – khử – Tương tác pha (giữa nước và các pha khác) – Hiện tượng tạo phức Các quá trình hóa học nước (1) chính (2) Chelation (3) (4) (6) (5) (7)Các quá trình sinh học đóng vai trò rất quan trọng trong hóa học nước.VD sự quang hợp của tảo có thể làm tăng pH của nước bằng cách tiêu thụCO2 (CO2 trong nước là HCO3-), từ đó chuyển hóa ion HCO3 ...