TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ HÓA MỤC LỤC Contents MỤC LỤC 1 MỞ ĐẦU 4 PHẦN I: TỔNG QUAN 5 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC 5 1.1.NƯỚC 5 1.2.NƯỚC MẶT 6 1.3.NƯỚC THẢI 6 1.4. KHÁI QUÁT VỀ Ô NHIỄM NƯỚC 8 1.5. Ô NHIỄM NƯỚC MẶT 9 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHOTPHO TỔNG SỐ 11 2.1.KHÁI NIỆM 11 2.2.PHÂN LOẠI PHOTPHO 11 2.3.TÍNH CHẤT CỦA PHOTPHO 12 2.4.VAI TRÒ CỦA PHOTPHO 12 2.5.THỰC TRẠNG Ô NHIỄM PHOTPHO HIỆN NAY 13 2.6.NGUYÊN NHÂN GÂY Ô NHIỄM 13 2.7.ẢNH HƯỞNG CỦA PHOTPHO TỔNG 14 2.7.1. Ảnh hưởng đối với môi trường đất 14 2.7.2.Ảnh hưởng đối với môi trường nước 15 2.7.3.Ảnh hưởng đối với con người 17 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG PHỔ HẤP THỤ UV-VIS 18 3.1.PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG 18 GVHD: Nguyễn Thị Thoa Page 1 SVTH: Đỗ Thị Thoa
67
Embed
Phân tích hàm lượng phot pho tổng trong nước sôn (1)
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
MỤC LỤC
ContentsMỤC LỤC 1
MỞ ĐẦU 4
PHẦN I: TỔNG QUAN 5
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC 5
1.1.NƯỚC 5
1.2.NƯỚC MẶT 6
1.3.NƯỚC THẢI 6
1.4. KHÁI QUÁT VỀ Ô NHIỄM NƯỚC 8
1.5. Ô NHIỄM NƯỚC MẶT 9
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHOTPHO TỔNG SỐ 11
2.1.KHÁI NIỆM 11
2.2.PHÂN LOẠI PHOTPHO 11
2.3.TÍNH CHẤT CỦA PHOTPHO 12
2.4.VAI TRÒ CỦA PHOTPHO 12
2.5.THỰC TRẠNG Ô NHIỄM PHOTPHO HIỆN NAY 13
2.6.NGUYÊN NHÂN GÂY Ô NHIỄM 13
2.7.ẢNH HƯỞNG CỦA PHOTPHO TỔNG 14
2.7.1. Ảnh hưởng đối với môi trường đất 14
2.7.2.Ảnh hưởng đối với môi trường nước 15
2.7.3.Ảnh hưởng đối với con người 17
CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUANG PHỔ HẤP THỤ UV-VIS 18
3.1.PHƯƠNG PHÁP TRẮC QUANG 18
3.1.1.Khái niệm 18
3.1.2.Phân loại 18
3.2.PHƯƠNG PHÁP PT QUANG PHỔ HẤP THỤ UV-VIS 18
3.2.1. Định luật về sự hấp thụ ánh sáng 18
GVHD: Nguyễn Thị Thoa Page 1SVTH: Đỗ Thị Thoa
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
3.2.2. Các nguyên nhân gây ra sự sai lệch định luật Lambert - Beer21
3.2.3. Các phương pháp định lượng trong quang phổ hấp thụ phân tử 22
Liêm – Hà Nội”. Em hy vọng với những kết quả thực nghiệm thu được sẽ
cho thấy rõ hơn về tình hình ô nhiễm hiện nay của sông Đăm.
PHẦN I: TỔNG QUAN
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC
1.1.NƯỚC
Các loại nguồn nước dùng để cấp nước
Để cung cấp nước sạch, có thể khai thác từ các nguồn nước thiên nhiên
( thường gọi là nước thô) tới nước mặt, nước ngầm,nước biển.
Nước mặt: bao gồm các nguồn nước trong các hồ chứa, sông suối. Do
kết hợp từ các dòng chảy trên bề mặt và thường xuyên tiếp xúc với không khí
nên các đặc trưng của nước mặt là:
- Chứa khí hoà tan, đặc biệt là oxy.
- Chứa nhiều chất rắn lơ lửng ( riêng trường hơp nước trong các
ao, đầm, hồ, chứa ít chất rắn lơ lửng và chủ yếu ở dạng keo);
- Có hàm lượng chất hữu cơ cao.
- Có sự hiện diện của nhiều loại tảo.
- Chứa nhiều vi sinh vật.
Nước ngầm: được khai thác từ các tầng chứa dưới đất. Chất lượng nước
ngầm phụ thuộc vào cấu trúc địa tầng mà nước thấm qua. Do vậy nước chảy
qua các tầng địa tầng chứa cát hoặc granit thường có tính axit và chứa ít chất
khoáng. Khi chảy qua địa tầng chứa đá vôi thì nước thường có độ cøng vµ ®é
kiềm hydrocacbonat khá cao. Ngoài ra, các đặc trưng chung của nước ngầm
là:
- Độ đục thấp;
- Nhiệt độ và thành phần hoá học tương đối ổn định;
- Không có oxy, nhưng có thể chứa nhiều khí H2S, CO2,...
GVHD: Nguyễn Thị Thoa Page 5SVTH: Đỗ Thị Thoa
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
- Chứa nhiều chất khoáng hoà tan, chủ yếu là sắt, mangan, canxi,
magie,flo
- Không có sự hiện diện của vi sinh vật.
Nước biển: thường có độ mặn rất cao. Hàm lượng muối trong nước
biển thay đổi tuỳ theo vị trí địa lý: khu cửa sông, gần hay xa bờ. Ngoài ra
nước biển thường có nhiều chất lơ lửng, chủ yếu là các phiêu sinh động - thực
vật.
1.2.NƯỚC MẶT
Nước mặt cũng do mưa cung cấp. Ở một số nơi thì do hiện tượng tan
tuyết tạo ra. Thường gồm các loại sau:
Nước sông: thường có lưu lượng lớn, dễ khai thác, độ cứng và
hàm lượng sắt nhỏ. Nhưng hàm lượng cặn cao, nhiều vi trùng
nên giá thành sử lý đắt. Nó thường có sự thay đổi lớn theo mùa
viet namề nhiệt độ, lưu lượng, mức nước.
Nước suối: mùa khô rất trong, lưu lượng nhỏ, mùa lũ lưu lượng
lớn, có nhiều cát sỏi.
Nước hồ, đầm: tương đối trong tuy nhiên chúng có độ màu khá
cao do ảnh hưởng của rong, rêu và các thủy sinh vật.
1.3.NƯỚC THẢI
Nước đã qua sử dụng gọi là nước thải. Nước thải thoát ra từ nhà
máy, bệnh viện, phòng thí nghiệm, nhà máy, các cơ sở sản xuất
thủ công của làng nghề, các cơ sở chăn nuôi, trồng trọt,... chảy
qua một hệ thống cống nhưng không qua xử lý đổ thẳng vào
sông, hồ đã làm they đổi chất lượng nước bề mặt, gây ra ô nhiễm
cho môi trường nước. Các biểu hiện của sự thay đổi chất lượng
nước dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trường nước. Có thể nhận
biết sự ô nhiễm này bằng trực giác, song để nhận biết chính xác
phải xác định hàm lượng cụ thể các chất hòa tan.
GVHD: Nguyễn Thị Thoa Page 6SVTH: Đỗ Thị Thoa
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
Bằng trực giác có thể thấy được các chất có hàm lượng tương đối
cao có hàm lượng hòa tan trong đó và nước thải có những biểu
hiện đặc trưng:
Độ đục: nước thải không trong suốt. Các chất rắn không tan tạo
ra các huyền phù lơ lửng. Các chất lỏng không tan tạo dạng nhũ
tương lơ lửng hoặc tạo váng trên mặt nước. Sự xuất hiện của các
chất keo làm cho nước có độ nhớt.
Màu sắc: nước tư nhiên không có màu. Sự xuất hiện màu trong
nước thải rất dễ nhận biết. Màu của các chất hóa học còn lại sau
khi sử dụng đã tan theo nguồn nước thải. Màu được sinh ra do sự
phân giải của các chất lúc đầu không có màu. Màu xanh là sự
phát triển của tảo lam trong nước. Màu vàng là biểu hiện củ sự
phân giải và chuyển đổi cấu trúc sang các hợp chất trung gian
của các chất hữu cơ. Màu đen biểu hiện của sự phân giải gần đến
mức cuối cùng của các chất hữu cơ
Mùi: nước tự nhiên không có mùi. Mùi của nước thải chủ yếu là
do sự phân hủy các hợp chat hữu cơ trong thành phần có các
nguyên tố N, P, S...
Vị: nước tự nhiên không có vị và trung tính với pH=7. Nước có
vị chua là do tăng độ axit của nước (pH<7). Vị nồng là biểu hiện
của kiềm (pH>7). Vị mặn chát là do một số muối vô cơ hòa tan,
điển hình là NaCl có vị mặn, muối của Mg có vị chát
Nhiệt độ: tùy theo từng mùa nhiệt độ của nước sẽ theya đổi.
Nước bề mặt ở việt Nam dao động từ 14,30C - 33,50C.Nguồn gốc
gây ô nhiễm nhiệt độ chính là nhiệt của các nguồn nước thải từ
các bộ phận làm lạnh của các nhà máy.
Độ dẫn điện: các muối vô cơ hòa tan trong nước tạo thành các
ion, ;àm cho nước có khả năng dẫn điện. Độ dẫn điện của nước
GVHD: Nguyễn Thị Thoa Page 7SVTH: Đỗ Thị Thoa
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
phụ thuộc vào nồng độ và khả năng linh động của các ion. Vì
vậy khả năng dẫn điện của nước cũng phản ánh mức độ ô nhiễm
môi trường nước.
Để nhận biết chính xác phải xác định hàm lượng cụ thể các
chất hòa tan, các chỉ tiêu khác như COD, BOD, tổng Nitơ, tổng
phot pho, canxi tổng, sắt, mangan...
1.4. KHÁI QUÁT VỀ Ô NHIỄM NƯỚC
Ô nhiễm nước là sự suy thoái chất lượng nước được đo bởi các tiêu
chuẩn sinh học, hóa học và vật lí. Sự suy giảm này được đánh giá dựa theo
việc sử dụng nước, không đúng tiêu chuẩn, và sức khỏe cộng đồng hay tác
động sinh thái. Từ sức khỏe cộng đồng hay quan điểm sinh thái, chất ô nhiễm
là những chất vượt quá giới hạn cho phép mà gây hại đến các đời sống của
sinh vật. Như vậy, lượng dư của kim loại nặng, chất đồng vi phóng xạ,
photpho, nitơ, natri, và những nguyên tố cần thiết khác, cũng như vi rút, vi
khuẩn gây bệnh, tất cả đều là chất gây ô nhiễm. Một vài chất có thể là chất ô
nhiễm trong một giai đoạn riêng biệt mặc dù nó không gây hại ở những giai
đoạn khác. Ví dụ, dư Natri như là muối không gây nguy hiểm, nhưng đối với
một số người trong chế độ ăn kiêng lại hạn chế lấy vào vì mục đích y học.
Những vấn đề liên quan đến ô nhiễm nước rất nhiều. Đặc biệt là thời
gian lưu trữ và số lượng lưu trữ nước trong nhiều giai đoạn của chu kì
nước.Ví dụ, nước ở sông có thời gian lưu trữ trung bình khoảng 2 tuần. Vì
thế, khi bị ô nhiễm (không liên quan đến nhân tố trầm tích dưới đáy sông, là
kết quả của một quá trình dài), mà liên quan đến chu kì ngắn vì nước sẽ mau
chóng thoát khỏi môi trường sông. Mặt khác sự ô nhiễm tương tự sẽ đưa vào
hồ hoặc biển, nơi mà thời gian lưu trữ sẽ dài hơn và khó giải quyết vấn đề ô
nhiễm hơn.
GVHD: Nguyễn Thị Thoa Page 8SVTH: Đỗ Thị Thoa
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
Nước mặt, không giống như nước sông, có thời gian lưu trữ dài (hàng
trăm năm tới hàng nghìn năm). Vì thế sự di chuyển của chất ô nhiễm từ nước
mặt là một quá trình rất chậm và sự phục hồi rất tốn kém và khó khăn.
Sự ô nhiễm nước có thể có nguồn gốc tự nhiên hay nhân tạo:
-Sự ô nhiễm có nguồn gốc tự nhiên là do mưa, tuyết tan, gió bão, lũ
lụt…Nước mưa rơi xuống mái nhà, mặt đất, đường phố đô thị, khu công
nghiệp…kéo theo các chất bẩn xuống sông, hồ hoặc các sản phẩm của các
hoạt động sống của sinh vật, kể cả xác chết của chúng. Sự ô nhiễm này gọi là
ô nhiễm diện.
-Sự ô nhiễm nhân tạo chủ yếu do xả nước thải từ các khu dân cư, khu
công nghiệp, hoạt động giao thong vận tải, thuốc trừ sâu, phân bón trong nông
nghiệp… vào môi trường nước.
Theo thời gian,các dạng gây ô nhiễm có thể diễn ra thường xuyên hoặc
tứcthời do sự cố rủi ro.
Theo bản chất của các tác nhân gây ô nhiễm, người ta phân biệt: ô
nhiễm vô cơ, ô nhiễm hữu cơ, ô nhiễm hóa chất, ô nhiễm vi sinh vật, cơ học
hay vật lí (ô nhiễm nhiệt hoặc do các chất lơ lửng không tan), ô nhiễm phóng
xạ.
Theo phạm vi thải vào môi trường nước, người ta phân biệt: ô nhiễm
điểm (ô nhiễm từ một miệng cống thải nhà máy…) và ô nhiễm diện (ví dụ ô
nhiễm từ một vụ tràn dầu trên một vùng biển).
Theo vị trí không gian, người ta phân biệt: ô nhiễm sông,ô nhiễm hồ, ô
nhiễm biển, ô nhiễm nước mặt, ô nhiễm nước ngầm…
1.5. Ô NHIỄM NƯỚC MẶT
Sự ô nhiễm nước mặt xảy ra khi có quá nhiều dòng chất có hại trong
nước, nhiều hơn khả năng của hệ sinh thái cho phép, để sử dụng hoặc di
chuyển chất ô nhiễm, hoặc biến đổi nó thành dạng ít có hại hơn.
GVHD: Nguyễn Thị Thoa Page 9SVTH: Đỗ Thị Thoa
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
Nước ô nhiễm được phát tán từ nguồn tập trung (ô nhiễm điểm) hoặc
được khuếch tán từ các nguồn không tập trung (ô nhiễm diện).
Các nguồn gây ô nhiễm tập trung:
Các nguồn gây ô nhiễm rời rạc và hạn hẹp, như là các ống dẫn đổ ra
sông suối từ các khu công nghiệp hoặc đô thị. Thông thường, nguồn gây ô
nhiễm từ khu công nghiệp được kiểm soát trong khâu xử lí và được điều
chỉnh bằng giấy phép. Trong các thành phố lâu đời thuộc vùng đông bắc và
hồ lớn của Mĩ, phần lớn các nguồn gây ô nhiễm được đổ ra từ các hệ thống
cống kết hợp hệ thống dòng chảy của nước lũ và rác từ các khu đô thị. Trong
lúc mưa lớn, dòng nước chảy mạnh trong thành phố vượt quá sức chứa của hệ
thống cống làm cho nước dâng lên và tràn ra ngoài, làm phát tán chất ô
nhiễm lên tầng nước mặt.
Một nguyên tắc quan trọng của việc hạn chế chất ô nhiễm là nước từ
các nguồn khác nhau thì không nên hòa lẫn vào nhau. Chúng phải được tách
nhau ra theo các mục đích đa định trước. Ví dụ, dòng chất thải nông nghiệp
có chứa nhiều nitrat và thuốc trừ sâu nên được giữ xa dòng nước chảy phục
vụ cho nhu cầu sử dụng ở đô thị. Đây là vấn đề quan trọng nhất của hệ thống
phân phối nước trên diện tích rộng cung cấp cho nhiều người sử dụng khác
nhau theo các yêu cầu chất lượng nước khác nhau.
Các nguồn gây ô nhiễm không tập trung:
Các nguồn gây ô nhiễm không tập trung khuếch tán và không liên tục.
Chúng bị ảnh hưởng bởi các nhân tố như việc sử dụng đất, khí hậu, thủy hệ,
địa hình, thực vật tự nhiên, và địa chất. Chất ô nhiễm từ nguồn không tập
trung hay dòng chảy ô nhiễm rất khó kiểm soát. Những nguồn gây ô nhiễm
không tập trung phổ biến ở thành phố là từ những con đường, các cánh đồng
có chứa các loại chất ô nhiễm, và từ các kim loại nặng, các chất hóa học, và
trầm tích. Khi chúng ta rửa xe trên đường lái xe vào nhà, chất tẩy rửa và dầu
trên bề mặt sẽ chảy xuống cống đổ ra kênh rạch, góp phần gây ô nhiễm dòng
GVHD: Nguyễn Thị Thoa Page 10SVTH: Đỗ Thị Thoa
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
chảy. Dòng chảy bị ô nhiễm còn được tạo ra khi phun thuốc trừ sâu cho cây
trồng, sau đó dòng chảy chảy vào sông suối hoặc thâm nhập vào nước mặt
làm nhiễm bẩn nước ngầm. Tương tự, nước mưa và dòng chảy từ nhà máy và
bãi kho là những nguồn ô nhiễm không tập trung. Những nguồn ô nhiễm
không tập trung ở ngoại thành thì liên quan tới nông nghiệp, lâm nghiệp và
khai thác khoáng sản.
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHOTPHO TỔNG SỐ
2.1.KHÁI NIỆM
Tổng lượng photpho bao gồm ortho photphat + poly-photphat + hợp
chất photpho hữu cơ trong đó ortho photphat luôn chiếm tỉ lệ cao nhất.
Photphat có thể ở dạng hòa tan, keo hay rắn. Trước khi phân tích cần xác định
dạng tồn tại của photpho. Nếu chỉ xác định orth-photphat (mục đích kiểm soát
quá trình kết tủa photpho) thì mẫu cần được lọc trước khi phân tích. Tuy
nhiên nếu phân tích photpho tổng (kiểm soát giới hạn thải) thì mẫu phải được
đồng nhất và sau đó được thủy phân.
2.2.PHÂN LOẠI PHOTPHO
Phốt pho tồn tại dưới ba dạng thù hình cơ bản có màu: trắng, đỏ và đen.
Các dạng thù hình khác cũng có thể tồn tại. Phổ biến nhất là phốt pho trắng và
phốt pho đỏ, cả hai đều chứa các mạng gồm các nhóm phân bổ kiểu tứ diện
gồm 4 nguyên tử phốtpho. Các tứ diện của phốt pho trắng tạo thành các nhóm
riêng; các tứ diện của phốtpho đỏ liên kết với nhau thành chuỗi.
Phốtpho trắng cháy khi tiếp xúc với không khí hay khi bị tiếp xúc với
nguồn nhiệt và ánh sáng.
Phốtpho cũng tồn tại trong các dạng ưa thích về mặt động học và nhiệt
động lực học. Chúng được tách ra ở nhiệt độ chuyển tiếp -3,8 °C. Một dạng
GVHD: Nguyễn Thị Thoa Page 11SVTH: Đỗ Thị Thoa
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
gọi là dạng "alpha", dạng kia gọi là "beta". Phốtpho đỏ là tương đối ổn định
và thăng hoa ở áp suất 1 atm và 170 °C nhưng cháy do va chạm hay nhiệt do
ma sát. Thù hình phốtpho đen tồn tại và có cấu trúc tương tự như graphit –
các nguyên tử được sắp xếp trong các lớp theo tấm lục giác và có tính dẫn
điện.
2.3.TÍNH CHẤT CỦA PHOTPHO
Phốt pho là một nguyên tố có nhiều trong tự nhiên dưới dạng quặng.Ở sinh vật, P có vai trò quan trọng, có nhiều trong xương động vật dưới dạng caxi phôtphate, trong não, lòng đỏ trứng,dưới dạng hợp hữu cơ..
Phootpho là 1 á kim, nguyên tử lượng 31, tỷ trọng 1,83, điểm nóng
chảy 94oC, điểm sôi 278oC, không tan trong nước, tan trong dung môi hữu cơ.
Là một chất rắn, dễ gãy ở nhiệt độ thường, mềm dễ uốn, có ba dạng thù hình
là trắng (vàng), đỏ và phootpho pryromorphic
2.4.VAI TRÒ CỦA PHOTPHO
Phốt pho là một yếu tố cần thiết cho cuộc sống. Sinh vật sống, bao gồm
cả con người, sở hữu một số lượng nhỏ và yếu tố này rất quan trọng trong quá
trình sản sinh năng lượng của tế bào. Trong nông nghiệp, phốt pho khai thác
từ các mỏ được sử dụng rộng rãi để chế biến làm phân bón giúp tăng năng
suất cây trồng. Phốt pho cũng đã sử dụng công nghiệp khác.
Phốtpho là nguyên tố quan trọng trong mọi dạng hình sự sống đã biết.
Phốtpho vô cơ trong dạng phốtphat PO43- đóng một vai trò quan trọng trong
các phân tử sinh học như ADN và ARN trong đó nó tạo thành một phần của
phần cấu trúc cốt tủy của các phân tử này. Các tế bào sống cũng sử dụng
phốtphat để vận chuyển năng lượng tế bào thông qua ađênôsin triphốtphat
(ATP). Gần như mọi tiến trình trong tế bào có sử dụng năng lượng đều có nó
trong dạng ATP. ATP cũng là quan trọng trong phốtphat hóa, một dạng điều
chỉnh quan trọng trong các tế bào. Các phốtpholipit là thành phần cấu trúc chủ
yếu của mọi màng tế bào. Các muối phốtphat canxi được các động vật dùng
GVHD: Nguyễn Thị Thoa Page 12SVTH: Đỗ Thị Thoa
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
để làm cứng xương của chúng. Trung bình trong cơ thể người chứa khoảng
gần 1 kg phốtpho, và khoảng ba phần tư số đó nằm trong xương và răng dưới
dạng apatit. Một người lớn ăn uống đầy đủ tiêu thụ và bài tiết ra khoảng 1-3 g
phốtpho trong ngày trong dạng phốtphat.
Theo thuật ngữ sinh thái học, phốtpho thường được coi là chất dinh
dưỡng giới hạn trong nhiều môi trường, tức là khả năng có sẵn của phốtpho
điều chỉnh tốc độ tăng trưởng của nhiều sinh vật. Trong các hệ sinh thái sự dư
thừa phốtpho có thể là một vấn đề, đặc biệt là trong các hệ thủy sinh thái, xem
thêm sự dinh dưỡng tốt và bùng nổ tảo
2.5.THỰC TRẠNG Ô NHIỄM PHOTPHO HIỆN NAY
Dư thừa phốt pho từ các cánh đồng và bãi cỏ ở ngoại ô các thành phố
xuống các ao, hồ, sông, suối là nguyên nhân chính để tảo phát triển, sau đó
chúng đi vào các nguồn nước và làm giảm chất lượng nước. Ô nhiễm phốt
pho gây nguy hiểm cho cá và các loại thủy sinh khác cũng như các loài động
vật và con người, những sinh vật sống phụ thuộc vào nguồn nước sạch. Trong
một số trường hợp, dư thừa phốt pho còn giúp tảo độc phát triển, gây ra mối
đe dọa trực tiếp đến sinh mạng con người và động vật.
Dư thừa phốt pho trong môi trường là một vấn đề chủ yếu ở các nước
công nghiệp, phần lớn ở Châu Âu, Bắc Mỹ và một số khu vực Châu Á. Ở các
khu vực khác, đặc biệt là châu Phi và Australia, đất rất nghèo phốt pho, gây ra
một sự mất cân bằng dinh dưỡng. Trớ trêu thay, đất ở những nơi như Bắc Mỹ,
khu vực mà phân bón với phốt pho được sử dụng phổ biến nhất, lại có rất
nhiều thành phần này.
2.6.NGUYÊN NHÂN GÂY Ô NHIỄM
Hợp chất photphat được tìm thấy trong nước thải hay được thải trực
tiếp vào nguồn nước mặt phát sinh từ:
GVHD: Nguyễn Thị Thoa Page 13SVTH: Đỗ Thị Thoa
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
Thất thoát từ phân bón có trong đất
Chất thải từ người và động vật
Các hóa chất tẩy rửa và làm sạch
Việc sử dụng phốt pho trên toàn thế giới, một loại phân bón quan trọng
trong nông nghiệp hiện đại – phân lân, một nhóm nhà nghiên cứu cảnh báo
rằng kho dự trữ phốt pho thế giới sẽ sớm khan hiếm và việc sử dụng quá mức
trong một thế giới công nghiệp hóa là nguyên nhân hàng đầu sự ô nhiễm của
các hồ, sông, suối như hiện nay.
2.7.ẢNH HƯỞNG CỦA PHOTPHO TỔNG
2.7.1. Ảnh hưởng đối với môi trường đất
Hiện nay, nông nghiệp nước ta phải sử dụng phân hóa học và thuốc trừ
sâu, cỏ dại với khối lượng ngày càng lớn. Đây là xu thế tất yếu bởi lẽ phân
hóa học và thuốc trừ sâu, trừ cỏ dại có tác dụng quyết định đến 40-50% mức
tăng sản lượng cây trồng hàng năm. Vấn đề đặt ra ở đây là cần có các biện
pháp hữu hiệu nhằm hạn chế mặt độc hại của những hóa chất ấy đối với môi
trường sống và sức khỏe con người.
Có hàng trăm loại hóa chất trừ dịch hại và phân hóa học được đưa vào
nước ta. Theo nhiều nhà nghiên cứu, trong khoảng hơn 120 hóa chất trừ sâu
bệnh thông dụng thì có tới 90 chất độc hại, 33 chất gây đột biến di truyền, 22
chất gây dị dạng khuyết tật, 14 chất gây u độc và ung thư cho các loài động
vật máu nóng. Nói chung, hầu hết các loại phân hóa học và hóa chất trừ dịch
bệnh, cỏ dại ít nhiều đều gây độc cho người và gia súc.
Mỗi loại hóa chất có tính chất hóa lý khác nhau nên cơ chế gây độc
cũng khác nhau. Có thể chia làm hai loại: Loại độc mạnh, cấp tính nguy hiểm
và loại gây độc từ từ, tích lũy dần, gây tác hại mạn tính cho người.
Nhóm cơ phốt-pho phân hủy tương đối nhanh trong đất, cây, trong cơ thể
người và động vật... Khi bị nhiễm độc nặng, sẽ ảnh hưởng rõ rệt đến hệ huyết
GVHD: Nguyễn Thị Thoa Page 14SVTH: Đỗ Thị Thoa
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
áp, hô hấp, làm thay đổi chức năng của hệ thần kinh, làm tổn thương chức
năng bài tiết của thận và quá trình trao đổi chất trong cơ thể. Nếu nhiễm độc
nhóm Clo hữu cơ, sẽ tác động mạnh đến hệ thần kinh, gây co giật cơ, làm
nhịp tim và hệ tiêu hóa rối loạn.
2.7.2.Ảnh hưởng đối với môi trường nước
Khả năng tồn tại của phosphat sinh học hoàn toàn phụ thuộc vào pH:
- ở pH thấp (môi trường axit): phospho gắn chặt với các hạt sét và tạo
thành các chất tổng hợp không tan với ion sắt (ví dụ Fe(OH)2H2PO4) và nhôm
(Al(OH)2H2PO4). Do sự xuất hiện của ion Fe3+ và nhôm trong đất, của cặn
lắng và nước, nên lượng phospho hòa tan rất thấp trong điều kiện axit. Khi
môi trường không có oxy, phospho được cố định là các phức hợp sắt không
tan, có thể giải phóng Fe3+, giảm thành Fe2+ và tạo thành sunfit sắt.
- Trong điều kiện pH cao (môi trường kiềm): phospho hình thành các
hợp chất không hoà tan khác nhất là canxi (ví dụ hydroxyapatite
Ca10(PO4)6(OH)2). Trong điều kiện hiếu khí có Ca, Al và ion Fe thì phosphat
tan nhiều nhất ở pH = 6-7.
Photpho là nguồn dinh dưỡng quan trọng cho thực vật và tảo. Trong
nước,
các hợp chất photpho tồn tại ở 4 dạng: Hợp chất vô cơ không tan, hợp chất vô
cơ có tan, hợp chất hữu cơ tan và hợp chất hữu cơ không tan. Nồng độ cao
của photpho trong nước gây ra sự phát triển mạnh của tảo, khi tảo chết đi quá
trình phân hủy kỵ khí làm giảm lượng ôxi hòa tan trong nước và điều này gây
ảnh hưởng độc hại với đời sống thủy sinh.
Nitơ và photpho là hai nguyên tố cơ bản của sự sống, chúng có mặt hầu
hết trong mọi hoạt động liên quan đến sự sống vào trong nhiều ngành công
nghiệp, nông nghiệp. Khi thải 1 kg nitơ dưới dạng hợp chất hóa học và môi
trường nước sẽ
GVHD: Nguyễn Thị Thoa Page 15SVTH: Đỗ Thị Thoa
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
sinh ra 20 kg COD; cũng như vậy, khi thải 1 kg P sẽ sinh ra 138 kg COD.
Trong
nguồn nước giàu chất dinh dưỡng (N,P) thường xảy ra các hiện tượng: tảo và
thủy
sinh phát triển mạnh tạo nên mật độ lớn vào ban ngày hoặc khi nhiều nắng tảo
quang hợp mạnh. Để quang hợp, tảo hấp thụ khí CO2 hoặc bicacbonat
(HCO3-)
trong nước và nhả ôxi. pH của nước tăng nhanh, nhất là khi nguồn nước có
pH thấp (tính đệm thấp do cân bằng H2CO3 – HCO3- - CO3
2-) vào cuối buổi
chiều; pH của một số ao, hồ giàu dinh dưỡng có thể đạt giá trị trên 10. Nồng
độ ôxi tan trong nước thường siêu bão hòa, tới 20mg/l.
Song song với quá trình quang hợp là quá trình hô hấp (phân hủy chất
hữu cơ để tạo năng lượng, ngược với quá trình quang hợp) xảy ra. Trong khi
hô hấp, tảo và thực vật thủy sinh tiêu thụ ôxy thải ra CO2 - là tác nhân làm
giảm pH của nước.
Trong các nguồn nước, nếu hàm lượng N > 30 - 60 mg/l, P > 4-8 mg/l
sẽ xảy ramhiện tượng phú dưỡng. Vào ban đêm hoặc những ngày ít nắng, quá
trình hô hấp diễn ra mạnh mẽ gây hiện tượng thiếu ôxi và làm giảm pH của
nước. Do vậy, vào buổi sáng thường ôxi trong nước cạn kiệt và pH rất thấp.
Hiện tượng phú dưỡng cũng xảy ra ở hệ sinh thái biển, đặc biệt vùng
cửa sông hay các vịnh kín hoặc các vùng biển kín. Tảo nở hoa gây ra hiện
tượng thủy
triều đỏ và phân hủy hệ sinh thái thủy sinh. Ví dụ, trong suốt mùa du lịch trên
thế
giới có khoảng 200 triệu người du lịch cùng với 85% nước thải không được
xử lý từ các thành phố lớn thải ra biển sẽ gây ô nhiễm biển ở nhiều nơi. Cá
chết và gây ô
nhiễm trầm tích.
GVHD: Nguyễn Thị Thoa Page 16SVTH: Đỗ Thị Thoa
TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI KHOA CÔNG NGHỆ HÓA
2.7.3.Ảnh hưởng đối với con người
Đây là nguyên tố có độc tính với 50 mg là liều trung bình gây chết
người (phốtpho trắng nói chung được coi là dạng độc hại của phốtpho trong
khi phốtphat và orthophốtphat lại là các chất dinh dưỡng thiết yếu). Thù hình
phốtpho trắng cần được bảo quản dưới dạng ngâm nước do nó có độ hoạt
động hóa học rất cao với ôxy trong khí quyển và gây ra nguy hiểm cháy và
thao tác với nó cần được thực hiện bằng kẹp chuyên dụng do việc tiếp xúc
trực tiếp với da có thể sinh ra các vết bỏng nghiêm trọng. Ngộ độc mãn tính
phốtpho trắng đối với các công nhân không được trang bị bảo hộ lao động tốt
dẫn đến chứng chết hoại xương hàm. Nuốt phải phốtpho trắng có thể sinh ra
tình trạng mà trong y tế gọi là "hội chứng tiêu chảy khói". Các hợp chất hữu
cơ của phốtpho tạo ra một lớp lớn các chất, một số trong đó là cực kỳ độc.
Các este floro photphat thuộc về số các chất độc thần kinh có hiệu lực mạnh
nhất mà người ta đã biết. Một loạt các hợp chất hữu cơ chứa phốtpho được sử
dụng bằng độc tính của chúng để làm các thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ, thuốc
diệt nấm v.v. Phần lớn các photphat vô cơ là tương đối không độc và là các
chất dinh dưỡng thiết yếu.
Khi photpho trắng bị đưa ra ánh sáng mặt trời hay bị đốt nóng thành
dạng hơi ở 250 °C thì nó chuyển thành dạng photpho đỏ, và nó không tự cháy
trong không khí, do vậy nó không nguy hiểm như photpho trắng. Tuy nhiên,
việc tiếp xúc với nó vẫn cần sự thận trọng do nó cũng có thể chuyển thành
dạng photpho trắng trong một khoảng nhiệt độ nhất định và nó cũng tỏa ra
khói có độc tính cao chứa các oxit photpho khi bị đốt nóng.