B. Các Chất Hữu Cơ Bền Vững - Tài Liệu Text - 123doc

1. Trang chủ >
2. Giáo án - Bài giảng >
3. Cao đẳng - Đại học >

b. Các chất hữu cơ bền vững

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.3 MB, 159 trang )

Bài giảng: Ô nhiễm môi trườnCxHy là lỏng và rắn. Chúng ít tan trong nước nhưng tan nhiều trong dầu và các dung môi hữu cơ (Walker etal.,1996). Chúng là một trong những nguồn ô nhiễm của nền văn minh hiện đại. Vấn đề hết sức nghiêm trọng ởnhững vùng nước lợ và thềm lục địa có nhiều cá. Ðôi khi cá bắt được không thể ăn được vì có mùi dầu lửa.Sự ô nhiễm bởi các hydrocarbon là do các hiện tượng khai thác mỏ dầu, vận chuyển ở biển và các chấtthải bị nhiễm xăng dầu. Ước tính khoảng 1 tỷ tấn dầu được chở bằng đường biển mỗi năm. Một phần của khốilượng này, khoảng 0,1 - 0,3% được ném ra biển một cách tương đối hợp pháp: đó là sự rửa các tàu dầu bằngnước biển. Các tai nạn đắm tàu chở dầu là tương đối thường xuyên. Ðã có 129 tai nạn tàu dầu từ 1973 - 1975,làm ô nhiễm biển bởi 340.000 tấn dầu (Ramade, 1989). Ước tính có khoảng 3.6 triệu tấn dầu thô thải ra biểnhàng năm (Baker,1983). Một tấn dầu loang rộng 12 km2 trên mặt biển, do đó biển luôn luôn có một lớp mỏngdầu trên mặt (Furon,1962). Các vực nước ở đất liền cũng bị nhiễm bẩn bởi hydrocarbon. Sự thải của các nhàmáy lọc dầu, hay sự thải dầu nhớt xe tàu, hoặc là do vô ý làm rơi vãi xăng dầu. Tốc độ thấm của xăng dầu lớngấp 7 lần của nước, sẽ làm các lớp nước ngầm bị nhiễm. Khoảng 1,6 triệu tấn hydrocarbon do các con sông củacác quốc gia kỹ nghệ hóa thải ra bờ biển.Phenol: phenol và các dẫn xuất phenol có trong nước thải của một số nghành công nghiệp (lọc hoá dầu,sản xuất bột giấy, nhuộm…). Các hợp chất này làm cho nước có mùi, gây tác hại cho hệ sinh thái nước, sứckhoẻ con người, một số dẫn xuất phenol có khả năng gây ung thư (carcinogens). TCVN 5942-1995 quy địnhnồng độ tối đa của các hợp chất phenol trong nước bề mặt dùng cho sinh hoạt là 0,001 mg/l.Hữu cơ halogen: Các hợp chất hữu cơ halogen là những chất vô cùng độc hại. Các hợp chất này baogồm: Cacbuahydro clorua, polyclorua byphenyl, thuốc trừ sâu chứa clo, các phênol clo, PCDD, PCDF:Polyclobiphenyl (PCBs): Ðây là những chất gây ô nhiễm được tìm thấy trong các nguồn trên toàn thếgiới, thậm chí trong cả các mô tế bào chim và cá. Các PCB có độ bền hoá học, nhiệt và sinh học rất cao. Nguồngốc của PCB chủ yếu từ dung dịch lạnh cách điện, làm thẩm thấu bông và sợi amiăng, làm hoá chất dẻo và làmcác chất phụ gia cho một số loại sơn.PCB là nhóm hợp chất có từ 1 đến 10 nguyên tử clo gắn vào các vị trí khác nhau của phân tử phenyl. Cóthể có đến 209 hợp chất thuộc loại này. Công nghiệp thường sản xuất được các hỗn hợp chứa nhiều loại PCBkhác nhau, tuỳ thuộc vào điều kiện, trong đó thông thường có một ít tạp chất dioxyn. PCBs bền hoá học và cáchđiện tốt, nên được dùng làm dầu biến thế và tụ điện, ngoài ra chúng còn được dùng làm dầu bôi trơn, dầu thuỷlực, tác nhân truyền nhiệt… Đến khoảng thập niên 1960 người ta đã phát hiện ra nguy cơ gây ô nhiễm PCBs từcác nghành công nghiệp. PCBs lúc đó đã có mặt gần như khắp nơi, đặc biệt là nguy cơ tích luỹ PCBs trong mômỡ động vật. Trong mô mỡ của nhiều loại động vật có vú ở biển có chứa nồng độ PCBs lớn gấp 10 triệu lầnPCBs trong nước. Những năm cuối thập niên 1970, việc sản xuất PCBs bắt đầu bị đình chỉ ở hầu hết các nước.PCBs có thể làm giảm khă năng sinh sản, giảm khả năng học tập của trẻ em; chúng cũng có thể là tácnhân gây ung thư. Tuy vậy, cũng như các dioxyn, bằng chứng về tác hại của PCBs cũng chưa rõ lắm, do nồngđộ của chúng trong môi trường thường rất nhỏ và tác hại lại có xu hướng diễn ra sau một thời gian đủ dài.Bảng 2.19. Một số chất gây ô nhiễm hữu cơ điển hình trong môi trường đất, nướcSttLoại hợp chấtCác chất đại diện1HydrocacbonCyclohexen, Benzine, Benzen, Toluen, Styren, Naphtalen2Halogen hydrocacbonChloroform,Vinyclorua,Tetrachloethen,Hexachlobenxen, Polyclorua, Byphenyl3Polyclodibenzodioxyn2,3,7,8 tetraclo-dibenzodioxyn113HexachorychohexanBài giảng: Ô nhiễm môi trườn4Photpho hữu cơTributyphotphat5Nitơ hữu cơAcrylamid, Acrylnitrit, O-nitrotoluen6Cơ kim loạiMethyl thuỷ ngân7Lưu huỳnh hữu cơMethyl-mercaptan8Chất hoạt động bề mặtAlkybenzensunfonat9Rượu và eteMethyl-hexanol, Dipphenylether10Andehit, ketonFormaldehyd, Axeton, Axit benzoic11PhenolPhenol, Cresol12Hợp chất thiên nhiênLipit, Axit amin, Protein, đường...Hydrocacbon đa vòng ngưng tụ (polynuclear aromatic hidrocacbon PAHs): Các hợp chất PAH thườngchứa hai hay nhiều vòng thơm. PAH là sản phẩm phụ của các quá trình cháy khômg hoàn toàn như: cháy rừng,cháy thảo nguyên, núi lửa phun trào (quá trình tự nhiên); động cơ xe máy, lò nung than cốc, sản xuất nhựaasphalt, sản xuất thuốc lá, nướng thịt…(quá trình nhân tạo). Các PAH thường gây hại khi tiếp xúc với liềulượng nhỏ trong một thời gian dài, nhưng không gây hại đáng kể nếu dùng một lượng lớn trong một lần. Trongsố các hợp chất PAH có 8 hợp chất được xem là tác nhân gây ung thư. Thông thường thực phẩm hằng ngày lànguồn đưa PAHs chính vào cơ thể người (95%), thuốc lá, rau không rửa sạch, ngũ cốc chưa được tinh chế, thịtcá xông khói là các nguồn đưa một lượng đáng kể PAHs vào cơ thể.Hoá chất bảo vệ thực vật: bao gồm thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc diệt nấm mốc, thuốc chữa bệnhthực vật, thuốc diệt loài gặm nhấm... đa phần là các hoạt chất hữu cơ. Theo quan điểm hoá học các chất bảo vệthực vật được phân thành các dạng sau: Photpho hữu cơ; Clo hữu cơ; Cacbamat; Phenoxyaxetic; PyrethroidHầu hết các chất này có độ tính cao đối với con người và động vật. Nhiều nhất trong số đó, đặc biệt làcác clo hữu cơ, bị phân huỷ rất chậm trong môi trường, có khả năng tích luỹ trong cơ thể sinh vật và conngười. Nhiều trong số các HCBVTV là tác nhân gây ung thư. TCVN 5942-1995 quy định nồmg độ tối đa chophép của tổng các HCBVTV trong nước bề mặt là 0,15 mg/l, riêng với DDT là 0,01 mg/l.Các chất bảo vệ thực vật thâm nhập vào cơ thể con người thông qua quá trình phát tán trong nước hoặcdo tồn lưu sinh vật, sau khi sinh vật chết bị cuốn trôi theo nước. Chúng được tích tụ trong chuỗi thức ăn mà mắtxích cuối cùng là con người. Chất bảo vệ thực vật có trong nước sẽ tác động trực tiếp đến quá trình phát triểncủa sinh vật, thay đổi cấu trúc sinh học, gây ra các các bệnh lý như ung thư, quái thai...Dioxyn: Nhóm dioxyn là hai nhóm hợp chất tạp chất sinh ra trong quá trình sản xuất các hợp chất clohoá. Dioxyn cũng được tạo thành khi đốt cháy các hợp chất clo hoá ở nhiệt độ thấp (dưới 1000 oC). Hai nhómhóa chất này là polychlorinated dibenzo-p-dioxyns (PCDDs) và polychlorinated dibenzofurans (PCDFs).Xà phòng và các chất tẩy rửa và phụ gia: Là những nguồn tiềm tàng các chất gây ô nhiễm dạng hữu cơdo có khả năng tạo nhũ tương, tạo các chất hữu cơ lơ lửng trong nước. Trong quá trình này các anion tạo ra cácmixel xà phòng dạng keo. Bột giặt tổng hợp phổ biến từ năm 1950. Chúng là các chất hữu cơ có cực (polar) vàkhông có cực (non-polar). Có 3 loại bột giặt: anionic, cationic và non- ionic. Bột giặt anionic được sử dụngnhiều nhất, nó có chứa TBS (tetrazopylène benzen sulfonate), không bị phân hủy sinh học. Xà bông là tên gọi114Bài giảng: Ô nhiễm môi trườnchung của muối kim loại với acid béo. Ngoài các xà bông natri và kali tan được trong nước, thường dùng trongsinh hoạt, còn các xà bông không tan thì chứa calci, sắt, nhôm...sử dụng trong kỹ thuật (các chất bôi trơn, sơn,verni).Các chất hữu cơ tổng hợp khác: Tất cả các chất hữu cư có trong nước đều là những chất tiêu thụ ôxydo đặc tính không bền và có xu hướng ôxy hoá thành chất đơn giải. Trong nước khi chỉ số DO thấp, BOD vàCOD cao chứng tỏ nước bị ô nhiễm nặng bởi các chất hữu cơ tiêu thụ ôxy.Dầu mỏ và phụ gia dầu mỏ: bao gồm các sản phẩm của dầu mỏ và phụ gia như xăng, dầu nhẹ, diesel,dầu mazut, dầu bôi trơn... Dầu mỏ đi vào trong nước từ nước thải khai thác dầu mỏ, công nghiệp hóa dầu, sửdụng các thiết bị công nghiệp có sử dụng dầu, giao thông thủy... Dầu mỡ là chất khó tan trong nước, nhưng tanđược trong các dung môi hữu cơ. Dầu mỡ có thành phần hóa học rất phức tạp. Dầu thô có chứa hàng ngàn cácphân tử khác nhau, nhưng phần lớn là các Hydrocacbon có số cacbon từ 2 đến 26. Trong dầu thô còn có cáchợp chất lưu huỳnh, nitơ, kim loại. Các loại dầu nhiên liệu sau tinh chế (dầu DO2, FO) và một số sản phẩm dầumỡ khác còn chứa các chất độc như PAHs, PCBs,…Do đó, dầu mỡ thường có độc tính cao và tương đối bềntrong môi trường nước. Độc tính và tác động của dầu mỡ đến hệ sinh thái nước không giống nhau mà phụ thuộcvào loại dầu mỡ.Ô nhiễm dầu mỏ làm giảm tính chất lý hoá của nước (như thay đổi màu, mùi, vị): Nước sẽ có mùi đặctrưng khi nồng độ của nó đạt tới 0.5 mg/l, các chỉ tiêu hoá học sẽ thay đổi mạnh khi nồng độ lớn hơn 100 mg/l.Tác động đến quần thể sinh vật: Nước bị ô nhiễm gây thiệt hại vô cùng đối với sinh vật có độ nhạy cảm cao,quần thể sinh vật giảm xuống rất nhanh do sự phân huỷ của dầu trong cơ thể sống và do lớp váng dầu ngăn cảnquá trình trao đổi ôxy giữa pha nước và khí. Hàm lượng dầu trong nước đạt 20-30mg/l sẽ gây rối loạn các hoạtđộng phản xạ của cá, hàm lượng lớn hơn có thể gây chết cá. Khi hàm lượng các hợp chất thơm của dầu đạt tới0.3 mg/l thì quần thể sinh vật trong nước có thể bị chết. Hầu hết các loại động thực vật đều bị tác hại của dầumỡ. Các loại động thực vật thủy sinh dễ bị chết do dầu mỡ ngăn cản quá trình hô hấp, quang hợp và cung cấpnăng lượng. Tuy nhiên, một số loại tảo lại kém nhạy cảm với dầu mỡ, do đó trong điều kiện ô nhiễm dầu mỡ,nhiều loại tảo lại phát triển mạnh.2.2.7. Nhóm các chất vô cơ trong nướcMọi chất hóa học được hình thành bằng con đường tự nhiên hoặc nhân tạo từ các nguyên tố có mặttrong bảng hệ thống tuần hoàn các nguyên tố, có mặt trong môi trường nước ở bất kỳ nồng độ nào đều có thể lànhững thông số đánh giá chất lượng môi trường nước. Do đó, có vô cùng nhiều các thông số hóa học đánh giáchất lượng nước, ví dụ cùng liên quan đến nguyên tố N, trong môi trường có thể đánh giá Nitơ tổng số, Nitơprotein, Nitơ axit amin, tổng N vô vơ, nitrat, amoni…Như đã đề cập đến ở trên, nghiên cứu về chất lượng nước có thể lựa chọn rất nhiều các thông số đại diệncho các chất độc hại trong môi trường: chất hữu cơ vi lượng, chất vô cơ vi lượng… Tuy nhiên, tùy vào điềukiện của các nghiên cứu (phương tiện, vật chất, kỹ thuật, nhân lực…) có thể xem xét chất lượng môi trườngnước dựa trên một số lượng hữu hạn các thông số hóa học trong môi trường.Bảng 2.20. Khoảng nồng độ của các vật chất gây độc gây cản trở các quá trình sinh học trong các nhà máyxử lý bùn cặnChất gây độcKhoảng nồng độ (mg/l)Cu1–3Cr-III10 – 20Cr-VI1 – 10115Bài giảng: Ô nhiễm môi trườnCd3 – 10Zn3 – 20Ni2 – 10Co2 – 15CN0,3 – 2H2S5 – 30a. Các chất dinh dưỡng vô cơ hòa tanDinh dưỡng vô cơ hòa tan quan trọng trong môi trường nước bao gồm các ion của N và P:NITƠ (N)Nitrogen là thành phần cấu thành protein, N là một trong những nguyên tố quan trọngđối với đời sống sinh vật. Nó được thực vật xanh hấp thụ trước hế là dạng ammonium (NH 4+) và dạng nitrate(NO3-), nhưng các hợp chất này thường có rất ít trong các thủy vực. Do đó, trong các thủy vực N thường là nhântố giới hạn cho đời sống của thực vật. Sự tạo thành các hợp chất hữu cơ trong thủy vực phụ thuộc đáng kể vàohàm lượng NH4+ và NO3- trong thủy vực. Trong các thủy vực hầu như toàn bộ N được liên kết trong các proteincủa cơ thể sống. Tuy nhiên, các hoạt động của động vật thủy sinh ammonia (NH 3) luôn được bài tiết ra hoặc saukhi chúng chết đi bị các vi sinh vật phân hủy giải phóng NH 3, trả lại N cho thủy vực. Đây chính là nguồn cungcấp dinh dưỡng trực tiếp cho thực vật hay gián tiếp sau khi NH 3 bị oxy hóa thành nitrate (tham khảo thêm chutrình N).AMONI VÀ AMONIACNH3 trong các thủy vực được cung cấp từ quá trình phân hủy bình thường các protein, xác bã động thựcvật phù du, sản phẩm bài tiết của động vật hay từ phân bón vô cơ, hữu cơ.(NH2)2CO + 2H2O + (NH4)2CO3(NH4)2CO3 → 2 NH3 + CO2 + H2ONH3 là loại khí độc đối với cá, khi được tạo thành sẽ phản ứng với nước sinh ra ion NH 4+ cho đến khicân bằng được thiết lập. Tổng hàm lượng của NH 3 và NH4+ được gọi là Tổng đạm amon (Total AmmoniaNitrogen - TAN).NH3 + H2O+ ⇔ NH4+ + OH-Tỉ lệ giữa NH4+:NH3 sẽ tăng khi pH giảm và giảm khi pH tăng, tỉ lệ này tại một giá trị pH xác định (thídụ pH = 8) có thể được tính từ sự cân bằng: Vì vậy, ở pH=8 mỗi mole NH 3 thì có 18,2 mole NH4+ và tỉ lệ phầntrăm của NH4 trên TAN là 5,2%. Ngoài pH, tỉ lệ của NH 3/TAN trong nước còn phụ thuộc vào nhiệt độ. Khinhiệt độ và pH của nước gia tăng thì hàm lượng NH3 trong nước sẽ gia tăng và ngược lại.Bảng 2.21. Tỷ lệ amoniac và amoni phụ thuộc vào nhiệt độ và pH môi trườngpH7,0116Nhiệt độ (16180,300,30202224262830320,400,460,5260,000,700,810,95Bài giảng: Ô nhiễm môi trườn7,20,470,470,630,720,820,951,101,271,507,40,740,740,991,141,301,501,732,002,367,61,171,171,561,792,052,352,723,133,697,81,841,842,452,803,213,684,244,885,728,02,882,883,834,374,995,716,557,528,778,24,494,495,946,767,688,7510,0011,4113,228,46,936,939,0910,3011,6513,2014,9816,9619,468,610,5610,5613,6814,4017,2819,4221,8324,4527,688,815,7615,7620,0822,3824,8827,6430,6833,9037,769,022,8722,8728,4731,3734,4237,7141,2344,8449,029,231,9731,9738,6942,0145,4148,9652,6556,3060,389,442,6842,6850,0053,4556,8660,3363,7967,1270,729,654,1454,1461,3164,5467,6370,6773,6376,2979,299,865,1765,1771,5374,2576,8179,2581,5783,6885,8510,074,7874,7879,9282,0584,0085,8287,5289,0590,5810,282,4582,4586,3287,8789,2790,5691,7592,8093,84NH3 là yếu tố quan trọng có ảnh hưởng lớn đến tỷ lệ sống, sinh trưởng đối với thủy sinh vật. NH 3 là khíđộc đối với thủy sinh vật còn ion NH4+ không độc và nồng độ N- NH3 gây độc đối với cá là 0,6-2,0 ppm(Downing và Markins, 1975; trích dẫn bởi Boyd, 1990). Theo Colt và Armstrong (1979) (trích dẫn bởi Boyd,1990) tác dụng độc hại của NH3 đối với cá là khi hàm lượng NH 3 trong nước cao, cá khó được bài tiết NH 3 từmáu ra môi trường ngoài. NH 3 trong máu và các mô tăng làm pH máu tăng dẫn đến rối loạn những phản ứngxúc tác của enzyme và độ bền vững của màng tế bào, làm thay đổi độ thẩm thấu của màng tế bào đưa đến cáchết vì không điều khiển được quá trình trao đổi muối giữa cơ thể và môi trường ngoài. NH 3 cao cũng làm tăngtiêu hao oxy của mô, làm tổn thương mang và làm giảm khả năng vận chuyển oxy của máu.Độ độc của NH3 đối với một số loài giáp xác cũng đã được ngiên cứu, ở nồng độ 0,09 mg/l NH 3 làmgiảm sự sinh trưởng của tôm càng xanh (Macrobrachium rosenbergii), ở nồng độ 0,45 mg/l làm giảm 50% sựsinh trưởng của các loài tôm he. Ngoài ra, LC50-24 giờ và LC50-96 giờ của NH 3 đối với tôm sú hậu ấu trùng(Penaeus monodon) là 5,71 mg/l và 1,26 mg/l(Chin và Chen, 1987). Nồng độ NH 3 được coi là an toàn cho aonuôi là 0,13 mg/l. Do đó, việc theo dõi hàm lượng NH 3 trong ao nuôi thủy sản là rất cần thiết để nâng cao năngsuất nuôi. Ở hàm lượng dưới mức gây chết NH3 cũng có ảnh hưởng xấu đến thủy sinh vật:• Giảm khả năng sinh sản, giảm khả năng chống bệnh117

Xem Thêm

Tài liệu liên quan

• Bài giảng môn ô nhiễm môi trường
  • 159
  • 1,369
  • 0
• Tình hình đầu tư phát triển trong doanh nghiệp Nhà nước, Thực trạng và giải pháp
  • 54
  • 871
  • 11
• Những giải pháp đào tạo nâng cao chất lượng nguồn lao động để phát triển kinh tế hiền quan - huyện tam nông theo hướng sản xuất hàng hóa
  • 42
  • 452
  • 0
• Cương lĩnh xây dựng đất nước trong thời kỳ quá độ lên CNXH
  • 12
  • 418
  • 1
• Lực lượng sản xuất và vai trò của lực lượng sản xuất trong đời sống xã hội
  • 22
  • 1
  • 1
• Những đổi mơí về quản trị và sản xuất kinh doanh ở công ty
  • 25
  • 369
  • 0
• Thực trạng và một vài giải pháp cho kênh phân phối của Công ty TNHH T & T trên thị trường Việt Nam
  • 26
  • 517
  • 0
• Thực trạng vấn đề nhân cách con nười trong cơ chế thị trường
  • 20
  • 452
  • 1
• Mối quan hệ biện chứng giữa vật chất và ý thức trong nền kinh tế ở nước ta hiện nay
  • 29
  • 1
  • 5
• CÁC GIẢI PHÁP VỀ VẤN ĐỀ CUNG ỨNG THUỐC HIỆN NAY Ở VIỆT NAM
  • 22
  • 2
  • 18
• Thị trường đầu ra cho sản phẩm thuỷ sản - thực trạng và tiềm năng
  • 29
  • 50
  • 0

Tải bản đầy đủ (.doc) (159 trang)

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

(5.28 MB) - Bài giảng môn ô nhiễm môi trường-159 (trang) Tải bản đầy đủ ngay ×