Sách Hóa học môi trường

MỤC LỤC

MỤC LỤC . 1 

DANH MỤC HÌNH 4 

DANH MỤC BẢNG . 6 

1 .   MỞ ĐẦU 7 

1.1. Một sốkhái niệm 7 

1.1.1. Môi trường 7 

1.1.2. Hóa học môi trường 7 

1.1.3. Ô nhiễm môi trường 7 

1.1.4. Chất gây ô nhiễm 7 

1.1.5. Đường đi của chất gây ô nhiễm (pollutant pathways) 7 

1.2. Cấu trúc và các thành phần môi trường của Trái đất 8 

1.2.1. Cấu trúc của Trái đất 8 

1.2.2. Thành phần môi trường của Trái đất 11 

1.3. Quá trình phát triển của sựsống trên Trái đất . 12 

1.4. Chu trình địa hóa . 13 

Câu hỏi . 15 

2 .   KHÍ QUYỂN VÀ SỰÔ NHIỄM KHÍ QUYỂN . 16 

2.1. Cấu trúc của khí quyển .16 

2.1.1. Tầng đối lưu 17 

2.1.2. Tầng bình lưu 18 

2.1.3. Tầng trung lưu 18 

2.1.4. Tầng nhiệt lưu . 18 

2.2. Sựhình thành và thành phần của khí quyển 18 

2.2.1. Sựhình thành khí quyển 18 

2.2.2. Thành phần của khí quyển 19 

2.3. Các phản ứng của oxy trong khí quyển . 21 

2.4. Ô nhiễm không khí 25 

2.4.1. Sulfua dioxit (SO2) 26 

2.4.2. Các oxit của nitơ . 29 

2.4.3. Các oxit cacbon 32 

2.4.4. Hydrocacbon . 34 

2.4.4.1. Mêtan (CH4

) . 34 

2.4.4.2. Các hydrocacbon khác mêtan (non-methane hydrocarbonsưNMHCs) . 34 

2.4.4.3. Các dẫn xuất halogen của hydrocacbon 35 

2.4.5. Các hạt lơlửng trong tầng đối lưu . 37 

2.4.5.1. Muội than (soot) . 37 

2.4.5.2. Các hạt hợp chất chì . 38 

2.4.5.3. Tro bay (fly ash) . 38 

2.4.5.4. Amiăng (asbestos) 38 

2.4.5.5. Biện pháp giảm thiểu ô nhiễm do hạt chất rắn lơlửng . 39 

2.5. Tác động tổng hợp của các chất ô nhiễm không khí . 41 

2.5.1. Hiệu ứng nhà kính . 41 

2.5.2. Sựsuy giảm nồng độozon trong tầng bình lưu 43 

2.5.2.1. Tầng ozon . 43 

2.5.2.2. Các phản ứng tạo thành và phân hủy ozon trong tầng bình lưu 43 

2.5.2.3. Sựsuy giảm nồng độozon trong tầng bình lưu 44 

2.5.3. Sương khói (smog) 46 

2.5.3.1. Sương khói kiểu London 46 

2.5.3.2. Sương khói kiểu Los Angeles 47 

2.5.4. Mưa axit 49 

Câu hỏi . 51 

3 .  THỦY QUYỂN VÀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC . 52 

3.1. Tài nguyên nước và chu trình nước 52 

3.2. Thành phần của nước tựnhiên 53 

3.2.1. Các khí hòa tan . 53 

3.2.2. Chất rắn 53 

3.2.2.1. Chất rắn lơlửng và chất rắn hòa tan . 53 

3.2.2.2. Các chất vô cơhòa tan 55 

3.2.2.3. Các chất hữu cơ 57 

3.2.3. Thành phần sinh học của nước tựnhiên . 58 

3.3. Vai trò của vi sinh vật trong các chuyển hóa hóa học của môi trường nước . 59 

3.3.1. Phản ứng chuyển hóa cacbon . 59 

3.3.2. Phản ứng chuyển hóa nitơ 60 

3.3.3. Phản ứng chuyển hóa lưu huỳnh . 61 

3.3.4. Phản ứng chuyển hóa photpho . 61 

3.3.5. Phản ứng chuyển hóa sắt 61 

3.5.6. Phản ứng chuyển hóa halogen và các hợp chất hữu cơchứa halogen . 62 

3.4. Sựtạo phức trong nước tựnhiên và nước thải 62 

3.5. Ô nhiễm môi trường nước . 64 

3.5.1. Các nguồn gây ô nhiễm nước . 64 

3.5.2. Các tác nhân gây ô nhiễm nước 66 

3.5.2.1. Các ion vô cơhòa tan . 66 

3.5.2.2. Các chất hữu cơ 71 

3.5.2.3. Dầu mỡ . 77 

3.5.2.4. Các chất có màu . 78 

3.5.2.5. Các chất gây mùi vị 78 

3.5.2.6. Các vi sinh vật gây bệnh (pathogens) . 78 

3.5.3. Các yêu cầu vềchất lượng nước ưTiêu chuẩn chất lượng nước 80 

3.6. Xửlý nước thải . 83 

3.6.1. Các phương pháp sinh học đểxửlý nước thải 83 

3.6.1.1. Các phương pháp hiếu khí 83 

3.6.1.2. Các phương pháp kỵkhí . 85 

3.6.1.3. Một sốphương pháp xửlý sinh học thông dụng khác 86 

3.6.2. Các phương pháp cơlý ưhóa học đểxửlý nước thải 87 

3.6.2.1. Phương pháp lắng và keo tụ . 87 

3.6.2.2. Phương pháp hấp phụ . 87 

3.6.2.3. Phương pháp trunghòa 87 

3.6.2.4. Phương pháp oxy hóa . 88 

Câu hỏi . 88 

4 .  ĐỊA QUYỂN VÀ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG ĐẤT . 89 

4.1. Khái niệm về đất . 89 

4.2. Bản chất và thành phần của đất . 89 

4.2.1. Các thành phần vô cơcủa đất 90 

4.2.2. Các thành phần hữu cơcủa đất 91 

4.3. Nước và không khí trong đất 93 

4.3.1. Nước trong đất 93 

4.3.2. Không khí trong đất 94 

4.4. Dịch đất . 94 

4.5. Phản ứng axit-bazơvà phản ứng trao đổi ion trong đất 94 

4.5.1. Sựtạo thành axit vô cơtrong đất 94 

4.5.2. Điều chỉnh độaxit của đất 95 

4.5.3. Cân bằng trao đổi ion trong đất . 95 

4.6. Chất dinh dưỡng vi lượng và đa lượng trong đất 96 

4.6.1. Chất dinh dưỡng đa lượng 96 

4.6.1.1. Nitơ 97 

4.6.1.2. Photpho 98 

4.6.1.3. Kali . 98 

4.6.2. Chất dinh dưỡng vi lượng . 98 

4.7. Sựxói mòn và thoái hóa đất 100 

4.7.1. Xói mòn đất . 100 

4.7.2. Sa mạc hóa 100 

4.7.3. Đất và tài nguyên nước . 101 

4.8. Ô nhiễm môi trường đất 101 

4.8.1. Ảnh hưởng của hoạt động nông nghiệp 101 

4.8.1.1. Sửdụng phân bón . 101 

4.8.1.2. Sửdụng hóa chất bảo vệthực vật . 101 

4.8.1.3. Chế độtưới tiêu 102 

4.8.2. Ảnh hưởng của hoạt động sinh hoạt và công nghiệp 103 

4.8.3. Một sốphương pháp xửlý đất bịô nhiễm . 104 

4.8.3.1. Xửlý tại chỗ(in-situ) . 104 

4.8.3.2. Xửlý đất bịô nhiễm sau khi đã bóc khỏi vịtrí . 105 

Câu hỏi . 106 

5 .  HÓA CHẤT ĐỘC TRONG MÔI TRƯỜNG . 107 

5.1. Hóa chất độc trong môi trường . 107 

5.2. Độc học môi trường 107 

5.3. Tính bền vững của độc chất trong môi trường 109 

5.3.1. Phân hủy phi sinh học . 109 

5.3.2. Phân hủy sinh học . 110 

5.3.3. Quá trình suy giảm nồng độkhông do phân hủy 110 

5.4. Tích lũy sinh học . 111 

5.4.1. Tích lũy sinh học .111 

5.4.2. Những yếu tố ảnh hưởng đến sựtích lũy sinh học 112 

5.5. Độc tính 113 

5.5.1. Độ độc cấp tính . 113 

5.5.2. Cơchếgây độc cấp tính 114 

5.5.3. Độ độc mãn tính 115 

5.6. Tác dụng độc hại của một sốchất . 116 

5.6.1. Hóa chất bảo vệthực vật 116 

5.6.1.1. Tác dụng độc hại của thuốc trừsâu cơclo 116 

5.6.1.2. Tác dụng độc hại của thuốc trừsâu cơphotpho và cacbamat . 118 

5.6.1.3. Tác dụng độc hại của metyl izocyanat (MIC) . 119 

5.6.2. Kim loại 119 

5.6.2.1. Các cơchếgây độc phổbiến và bộphận cơthểbịtổn hại . 120 

5.6.2.2. Tác dụng độc hại của asen 121 

5.6.2.3. Tác dụng độc hại của cadmi . 123 

5.6.2.4. Tác dụng độc hại của chì 123 

5.6.2.5. Tác dụng độc hại của thủy ngân . 124 

5.6.3. Tác dụng độc hại của một sốchất độc khác . 127 

5.6.3.1. Tác dụng độc hại của cacbon monooxit (CO) 127 

5.6.3.2. Tác dụng độc hại của các oxit nitơ(NOx) 127 

5.6.3.3. Tác dụng độc hại của khí sunfurơ(SO2) . 128 

5.6.3.4. Tác dụng độc hại của ozon và PAN . 128 

5.6.3.5. Tác dụng độc hại của cyanua (CN

ư

) . 128 

5.6.3.6. Các chất gây ung thư(carcinogens) 129 

Câu hỏi . 133 

TÀI LIỆU THAM KHẢO . 134