QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH NƯỚC PHÈN

Nước bề mặt ( nước kênh rạch, ao, hồ, sông...) bị nhiễm phèn được gọi là nước phèn bề mặt. Tính chất đặc trưng của nước phèn bề mặt là pH thấp (chua) và chứa nhiều sunphat, sắt, nhôm. Nước phèn bề mặt thường xuất hiện ở những vùng gần biển hoặc những vùng đất mới được bồi tụ. Ở Việt Nam nước phèn tập trung chủ yếu ở Đồng bằng sông Cửu Long. Ngoài ra còn có ở các vùng khác như: Hải Phòng, Quảng Ninh, Hà Tĩnh. Nước phèn bề mặt được hình thành do nước tự nhiên...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH NƯỚC PHÈN QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH NƯỚC PHÈNNguồn: hhtnn.blogspot.comNƯỚC PHÈN BỀ MẶT Nước bề mặt ( nước kênh rạch, ao, hồ, sông...) bị nhiễm phèn được gọi lànước phèn bề mặt. Tính chất đặc trưng của nước phèn bề mặt là pH thấp (chua) vàchứa nhiều sunphat, sắt, nhôm. Nước phèn bề mặt thường xuất hiện ở những vùnggần biển hoặc những vùng đất mới được bồi tụ. Ở Việt Nam nước phèn tập trungchủ yếu ở Đồng bằng sông Cửu Long. Ngoài ra còn có ở các vùng khác như: HảiPhòng, Quảng Ninh, Hà Tĩnh. Nước phèn bề mặt được hình thành do nước tựnhiên tiếp xúc với đất phèn. Các quá trình hình thành nước phèn: Giai đoạn hình thành khoáng Pyrite FeS2 Sự hình thành pyrite là nguy cơ của phèn hoá đất và nước. - Giai đoạn đầulà sự phát triển của hệ thực vật nước mặn ở vùng gần bờ biển. Sau đó, do quá trìnhbồi tụ phù sa cùng với sự rút lui dần của biến, rừng ngập măn bị mất môi trườngsống. Cây ngập mặn bị vùi trong phù sa và bị phân huỷ yếm khí. - Nước mặn(nước biển) có hàm lượng ion sunphát SO4 ( 2-) rất cao (vài nghìn miligam trongmột lít – cao gấp hàng trăm lần trong nước ngọt). Cây nước mặn cũng chứa rấtnhiều sunphat. Trong quá trình phân huỷ yếm khí sunphat bị chuyển thànhhydrosunphua – SH. Sản phẩm này khử oxit sắt (có rất nhiều trong phù sa bồi tụ)tạo thành sunphua sắt (FeS). Sau đó sun phua sắt chuyển hoá dần thành khoángpyrite ( FS2). Pyrite dần dần tích tụ lại thành tầng dày. Những vùng đất có tầngpyrite được gọi là đất phèn tiềm tàng....Gai đoạn hình thành axit sunphủic H2SO4Sự hình thành axit sunphuric H2SO4 do oxy hóa pyrite là nguyên nhân trực tiếplàm đất và nước nhiễm phèn. - Có nhiều nguyên nhân khác nhau làm cho oxykhông khí xâm nhập sâu vào đất, như mực nước biển hạ thấp xuống, oxy hoà tanvào nước mưa rồi thấm vào đất, cây cối bề mặt chuyển từ phía trên thân lá xuốngrễ và vào đất, con người khai phá đất… . Đây là cơ hội để vi sinh vật (Thiobacillusferrooxydants) trong đất oxy hóa pyrite – làm nguồn năng lượng cho hoạt độngcủa chúng.4FeS2 + 15O2 + 2H2O = 4Fe3+ + 8SO42- + 12H+Các sản phẩm của quá trình này : axit sunphuric H2SO4, Fe(3+) cùng với ion kalicó sẵn trong đất kết hợp thành khoáng jaroste KFe3(SO4)2(H2O)6. Do môi trườngcó độ axit mạnh nên nhôm trong cấu trúc sét bị hoà tan và kết hợp với các sảnphẩm trên thành khoáng alunite KAl3(SO4)2(H2O)6 . Khoáng jarosite và alunitelà chỉ thị cho đất phèn hoạt động.Giai đoạn phá huỷ pyrite và hình thành Fe(2+)Khi môi trường có tính axit mạnh, quá trình oxy hoá pyrite (quá trình hoá sinh)chậm lại, nhưng quá trình phân huỷ pyrite tạo thành Fe2+ (quá trình hoá học) tăngcường:FeS2 + 2Fe(3+) = 3Fe(2+) + 2S0Đây là nguyên nhân hình thnành ion Fe(2+) trong nước phèn Quá trình oxy hoá vàphân huỷ pyrite làm đát phèn hoạt động tích tụ H+ , SO4(2-), Fe(2+), Al (3+). pHthấp và tính khử cao cũng là nguyên nhân hoà tan nhiều kim loại khác, nhưmangan, arsen...Sự hình thành khoáng Halotrichite FeAl2(SO4)4.22H2OỞ vùng đất phèn thường xuất hiện một loại khoáng màu trắng xám, rất dễ tantrong nước. Đặc biệt là, nước hoà tan khoáng này có thành phần và tính chất giốngnước phèn: pH thấp, chứa nhiều Fe(2+), gốc sunphát SO4 (2-) và nhôm, Al(3+).Phân tích hoá học và phổ cho thấy khoáng vật mới này có công thức làFeAl2(SO4)4.22H2O – đó là khoáng Halotrichite. Halotrichite là nguyên nhân làmcho nước bề mặt nhiễm phèn. Quá trình đó được giải thích như sau: - Nước phèntrong đất chứa khoáng halotrichite bị mao dẫn lên mặt đất. Ở đấy, nước bị bốc hơi,để lại khoáng xốp màu trắng xám. - halotrichite mặt đất bị trôi rữa xuống nước domưa gió… làm cho nước nhiễm phèn: pH thấp và chứa nhiều Fe 2+, Al 3+, SO 4(2-). Do pH thấp nên nước phèn còn hoà tan nhiều ion khác như Mn 2+… . .... NƯỚC NGẦM NHIỄM SẮTSự xuất hiện Fe(2+) trong nước ngầmNước ngầm chứa nhiều sắt cũng được gọi là nước nhiễm phèn. Sắt trong trườnghợp này được hình thành do quá trình khử oxit sắt (III)trong đất. Trong điều kiệnthiếu oxy không khí, vi sinh vật yếm khí oxy hoá chất hữu cơ theo cơ chế anoxic,trong đó, Fe(3+) - thường ở dạng oxit không tan - là chất nhận electron.Fe2O3 + C(H2O) + H2O (=) Fe(2+) + H+ + CO2Sự xuất hiện phèn sắt Fe(OH)3 - Fe2O3Fe(2+) tan trong nước ngầm, khi tiếp xúc với không khí lại bị oxy hoá thànhhydroxit sắt(III), sau đó thành oxit sắt:Fe(2+) + O2 + H2O (=) Fe(OH)3 (=) Fe2O3 + H+Các sản phẩm của phản ứng này ở dạng keo, lởn vởn trong nước, rất khó lắng.Đấy là hiện nước bị phèn sắt. Fe2O3 có màu nâu đậm. Do đó cá vật liệu tiếp xúcvới nước giếng nhiễm sắt thường bị ố vàng nâu. Sự có mặt của chất hữu cơ trongnước ngầm là nguyên nhân chính làm nước ngầm nhiễm phèn sắt. Nước ngầm từcác vùng đất trũng thường chứa nhiều sắt. Việc khai thác nước ngầm quá mức làmmức nước ngầm hạ thấp xuống. Điều đó làm tăng sự thâm nhập chất hữu cơ từtrên bề mặt vào nước ngầm và làm tăng hàm lượng sắt trong nước ngầm. Do keosắt trong đất hấp phụ nhiêu ion kim loại khác, ...