Đề Cương Ôn Tập Hóa Kỹ Thuật Môi Trường | Hóa kỹ thuật | Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội
Ô nhiễm môi trường không khí: là hiện tượng thay đổi thành phần, tính chất vật lý, hóa họ của không khí vượt quá tiêu chuẩn cho phép, gây ảnh hưởng đến sức khỏe con người, tới sự sinh trưởng và phát triển của sinh vật, đến môi trường xung quanh và tính bền vững của vật liệu. Các tác nhân gây ô nhiễm môi trường không khí: + Được chia làm 2 loại: tác nhân sơ cấp và tác nhân thứ cấp. Tài liệu được sưu tầm và soạn thảo dưới dạng file PDF để gửi tới các bạn cùng tham khảo, ôn tập đầy đủ kiến thức, chuẩn bị cho các buổi học thật tốt. Mời bạn đọc đón xem!
Môn: Hóa kỹ thuật (HUS) 10 tài liệu
Trường: Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội 0.9 K tài liệu
Tác giả:
Preview text:
ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP HÓA KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG ĐH12M A. PHẦN LÝ THUYẾT CHƯƠNG 1
Câu 1: Ô nhiễm môi trường không khí:
Ô nhiễm môi trường không khí: là hiện tượng thay đổi thành phần, tính chất vật
lý, hóa họ của không khí vượt quá tiêu chuẩn cho phép, gây ảnh hưởng đến sức
khỏe con người, tới sự sinh trưởng và phát triển của sinh vật, đến môi trường xung
quanh và tính bền vững của vật liệu.
Các tác nhân gây ô nhiễm môi trường không khí:
+ Được chia làm 2 loại: tác nhân sơ cấp và tác nhân thứ cấp
Nguồn gây ô nhiễm:
- Hoạt động giao thông : đốt nhiên liệu động cơ, quá tình di chuyển,…
- Hoạt động sản xuất công nghiệp:
+ Quá trình khai thác và cung ứng nguyên vật liệu đầu vào
+ Khí thải từ các công đoạn sản xuất như dốt nhiên liệu hóa thạch, khí thải
lò hơi, hóa chất bay hơi,…
- Hoạt động xây dựng và nhân sinh:
+ Đào lấp đất, đập phá công trình cũ
+ Quá trình vận chuyển vật liệu, xây dựng công trình
+ Hoạt động đun nấu sử dụng nhiên liệu than tổ ong
- Hoạt động nông nghiệp: chăn nuôi, hoạt động đốt rơm rạ - Làng nghề:
+ đốt than làm nhiên liệu, tái chế kim loại
+ Chế biến lương thực, thực phẩm, chăn nuôi và giết mổ
+ Ươm tơ, dệt vải và thuộc da
+ Thủ công mỹ nghệ ( chống mốc bằng cách sấy lưu huỳnh
- Chôn lấp và xử lý chất thải:
+ Bãi rác lộ thiên, bãi chôn lấp, hoạt động vận chuyển rác + Đốt rác tùy tiện + Lò đốt rác
Câu 2: Phản ứng quang hóa:
Phản ứng quang hóa: là những phản ứng hóa học mà trong đó năng lượng
cần thiết cho phản ứng là năng lượng mặt trời (bức xạ điện từ).
Các bức xạ tham gia phản ứng quang hóa ở tầng đối lưu:
Các bức xạ có 300nm < < 800 nm: Tham gia các phản ứng quang hóa ở tầng ƛ
đối lưu nhưng có rất ít các chất ở tầng đối lưu hấp thụ bức xạ này (NO2 là chất hấp
thụ chính các bức xạ mặt trời ở tầng đối lưu).
Phản ứng quang hóa xảy ra theo 2 giai đọan: Giai đọan 1: Khơi mào
Chất tham gia phản ứng hấp thụ bức xạ điện từ (một photon) thích hợp, chuyển lên
trạng thái kích hoạt, là trạng thái có khả nǎng tham gia phản ứng mạnh mẽ: A+hʋ -----------> A *
Giai đoạn 2: A* tham gia vào các phản ứng tiếp theo
A* rất dễ tham gia vào các phản ứng hóa học tạo thành những họp chất mới
trong khí quyển. Các phản ứng đó có thể là: Tỏa nhiêt: A* --------->A+E
E: nǎng lương dư dưới dạng nhiệt
Hoặc thông qua phân tử nguyên/ tử trung gian (M): A*+M--------->A+M* M *------------>+E Phát xa:
Năng lượng dư của phân tử bị mất dưới dạng sóng điện từ. Nếu bước sóng của
các sóng diên từ này nằm trong khoảng nhìn thấy của quang phổ thì các phản ứng
này được gọi là phản ứng phát quang: A*----->A+h ʋ
- Trao đổi năng lượng liên phân tử: Năng lượng của các phân tử bị kích hoạt chuyển cho phân tử khác: A*+M →A+M*
- Trao đổi năng lượng nội phân từ: Từ trạng thái kích hoạt này sang trạng thái kích hoạt khác: A*-------->A*,
- Ion hóa: Các phân tử ở trạng thái kích thích chuyển thành ion và gỉai phóng điện tử tự do: A*-------->A++e -Phản ứng hóa hoc: Gồm các phản ứng:
+Liên kết quang hóa: Tạo ra chất mới mà không cần điều kiện nhiệt độ, áp suất... A*+B →C+D+...
VD: NO2+CH3CO(O)O ----------> CH3COO(O)NO2 +Phân ly quang hóa: A*---------->B1+B2+... VD: NO2------- NO+O + Đồng phân tự phát:
A*---------->B (đồng phân của A) Câu 3: Mưa axit
Khái niệm: Mưa axit là hiện tượng mưa mà nước mưa có độ pH thấp dưới 5,6.
Cơ chế: Các khí SO2 và NOx hòa tan với hơi nước trong không khí tạo thành
các axit sunfuric (H2SO4) và axit nitric(HNO3). Khi trời mưa, các hạt axit
này tan lẫn vào nước mưa, làm độ pH của nước mưa giảm. + Lưu huỳnh: S+O2→SO2 SO2+OH→HOSO2 HOSO2+O2→HO2+SO3 SO3+H2O→H2SO4 +Nitơ: N2+O2→2NO 2NO+O2→2NO2 2NO2+H2O→HNO3 Hậu quả:
Mưa axit sẽ làm tăng độ axit của đất, làm chết cây côi, hủy diệt rừng, mùa
màng, gây nguy hại cho các sinh vật sống dưới nước, nguy hại cho con người,
động vât, thực vật sử dụng nguồn nước.
Mưa axit sẽ làm hỏng nhà cửa, cầu cống, các công trình lộ thiên, tượng đài
cũng như các công trình ngâm.
Do mưa axit mà đất bị axit hóa, nó sẽ hòa tan một số oxit kim loại, kim loại và
chuyển vào nước làm cho nước bị ô nhiễm các kim loại nặng, cây hấp thụ các
kim loại nặng trong đất, trong nước (như Pb,Cd,Zn...) làm cho các kim loại
nặng đi vào nguồn thực phẩm gây nhiễm độc cho con người và đông vật.
Mưa axit làm cho nước uống có axit, qua nước uống axit thâm nhập vào cơ thể
người và động vật, gây nguy hiểm cho cơ thể sống đặc biệt gây nguy hai cho hệ thần kinh.
Một số biện pháp nhằm giảm thiểu hiện tượng mưa axit.
Giảm thiểu lượng khí thải từ các phương tiện giao thông, từ đó giúp
kiểm soát được lượng oxit nitơ, sử dụng phương tiện công cộng, đi xe
đạp, tiết kiệm điện…
Tránh nguy cơ phát tán chất NOx và SOx vào bầu khí quyển.
Cho lắp đặt các thiết bị khử sunphua tại những nhà máy nhiệt điện
Cần hạn chế việc sử dụng các nhiên liệu hóa thạch và tập trung vào
các nguồn năng lượng xanh như năng lượng mặt trời và năng lượng gió.
Câu 4: Hiệu ứng nhà kính:
Khái niệm: là hiệu ứng làm cho không khí của Trái Đất nóng lên do bức xạ
sóng ngắn của Mặt Trời có thể xuyên qua tầng khí quyển chiếu xuống mặt
đất, mặt đất hấp thu nóng lên lại bức xạ sóng dài vào khí quyển để các nhà
kính hấp thu làm cho không khí nóng lên.
Nguyên nhân gây hiện tượng gia tăng hiệu ứng nhà kính:
Các hoạt động sống của con người, đặc biệt là hoạt động đốt nhiên liệu hóa
thạch (than, dầu mỏ và khí thiên nhiên), hoạt động nông nghiệp (đốt phụ phẩm
sau thu hoạch,..), thay đổi sử dụng đất (phá rừng...) làm sinh ra nhiều khí nhà
kính hơn. Khi nổng độ khí nhà kính càng tăng làm cho quá trình giữ nhiệt tăng lên. Hậu quả
Nhiệt độ trái đất tăng lên sẽ làm tan iớp băng ở hai cực trái đất, mực nước biển
sẽ tăng lên, nạn bão, lụt, úng sẽ xảy ra, các thành phố, đồng bằng có độ thấp sẽ
bị nhẩn chim trong nước.
Nhiệt độ trái đất tăng sẽ làm tăng quá trình chuyên hóa sinh học và các phản
úng hóa học xảy ra nhanh hơn, gây nên sự mất cân bằng sinh thái mất cân
bằng về lượng và chất trong cơ thể sống.
Nhiệt độ trái đất tăng làm giảm khả năng hòa tan CO2 vào nước biển. Cân
bằng CO2 giữa khí quyển và đại dương bị phá vỡ làm tăng lượng CO2 trong khí quyến.
Nhiệt độ trái đất tăng làm chuyển dịch các vùng sinh thái trên Trái đất. Các
loài cá chuyển dịch xuống sông tại các vùng nước sâu hơn. Các sinh vật sông
trên mặt đất sẽ gắp khó khăn lớn.
Một số biện pháp giảm thiểu:
Thực hiện tốt và hiệu quả các biện pháp tuyên truyền, truyền thông về các
việc làm giúp bảo vệ môi trường: trồng cây, dọn rác,...
Sử dụng tiết kiệm và hiệu quả triệt để nguồn tài nguyên thiên nhiên, năng lượng
Tối ưu hóa cơ cấu hạ tầng, sử dụng vật liệu thân thiện với môi trường
Sử dụng, tận dụng triệt để và hiệu quả các nguồn năng lượng sạch như: gió, nước, thủy triều, ...
Áp dụng công nghệ sản xuất và tiêu thụ sạch, tái sử dụng các loại vật liệu
triệt để nhằm giảm thiểu lượng rác thải,
Không sử dụng các loại vật liệu khó phân hủy và gây hại với môi trường Câu 5: SO2
Nguồn phát sinh SO2 trong môi trường không khí chủ yếu là từ các trung tâm
nhiệt điện, từ các lò nung, lò hơi khí đốt nhiên liệu than, dầu và khí đốt có chứa
lưu huỳnh hay các hợp chất có chứa lưu huỳnh.
Cơ sở của xử lý SO2 bằng phương pháp hấp thụ:
Hấp thụ khí bằng chất lỏng là quá trình hòa tan khí trong chất lỏng khi chúng tiếp xúc với nhau.
Quá trình hấp thụ chủ yếu gây ra do độ tan, đồng thời có thể đi kèm phản ứng hóa học.
SO2 thường được hấp thụ vào dung dịch kiềm như NaOH, NH4OH, Ca(OH)2
hay Mg(OH)2. Các kiểu thiết bị hấp thụ được sử dụng ở đây thông dụng nhất là
thiết bị dàn mưa, tháp đệm và táp sủi bọt. Việc lựa chọn chất kiềm cho quá trình
xử lý thường phụ thuộc vào hai yếu tố là yếu tố kinh tế và tính khả thi của các
giải pháp công nghệ. Thí dụ: Ca(OH)2 có giá trên thị trường là rẻ nhất trong các
chất kiềm nêu trên nên về mặt kinh tế sẽ có ưu thế nhất. Nhưng sản phẩm của
quá trình xử lý là CaSO3 hay CaSO4 đều là các chất it tan nên không thể sử
dụng các thiết bị có hiệu quả cao như tháp đệm cố định hay tháp sủi bọt được,
do kết tủa bám trên vật liệu đệm hay trên các lỗ tạo bọt khí làm tắc nghẽn thiết
bị mà chỉ có thể dùng thiết bị dàn mưa hay tháp đệm tầng sôi.
Các phản ứng hóa học minh họa:
Quá trình hợp nước của SO2 để tạo ra axit sunfuro: SO2 + H2SO4 H 2SO3 2H + + SO32-
Quá trình trung hòa bằng kiềm và oxy hóa thành sunfat có thể xảy ra tuần tự hoặc đồng thời:
H2SO3 + 2NaOH + ½ O2 = Na2SO4 + 2H2O
H2SO3 + Ca(OH)2 = CaSO3() + 2H2O CaSO3 + ½ O2 = CaSO4 H 2+ 2- 2SO3 + MgSO3 = Mg + SO3 + H2O SO32- + ½ O 2- 2 = SO4 CHƯƠNG 2
Câu 1: Các nguồn gây ô nhiễm nguồn nước và vai trò của nước:
a. Các nguồn gây ô nhiễm nguồn nước *Nguồn tự nhiên
+ Nước chảy tràn từ mặt đất do mưa, tuyết tan, gió bão, lũ lụt đưa vào
môi trường nước các chất thải bẩn, các sinh vật và vi sinh vật có hại kể cả xác chết của chúng.
+ Các yếu tố tự nhiên khác: Nước sông vùng ven biển và có thể ở các
vùng khác sâu hơn trong nội địa cũng có thể bị nhiễm mặn. Nước sông bị
nhiễm mặn theo các kệnh, rạch đưa nước mặn vào các hồ chứa...gây
nhiễm mặn các vùng xa bờ biển. Nước sông, kênh, rạch bị nhiễm phèn có
thể lan truyền chất ô nhiễm đến các vùng khác gây suy giảm chất lượng
nước vùng bị tác động. Bên cạnh đó, nước ngầm có thể bị ô nhiễm bởi
các yếu tố tự nhiên như quá trình bồi tích, quá trình phong hóa quặng... *Nguồn nhân tạo
+ Nước thải sinh hoạt: Là nước thải phát sinh từ các hộ gia đình, bệnh
viện, khách sạn, cơ quan, trường học chứa các chất thải trong quá trình
sinh hoạt, vệ sinh của con người. Thành phần cơ bản của nước thải trong
sinh hoạt là các chất hữu cơ dễ bị phân hủy sinh học (cacbohydrat,
protein, dầu mỡ), chất dinh dưỡng (photpho, nito), chất rắn và vi trùng.
Tùy theo mức sống và lối sống mà lượng nước thải cũng như tải lượng
các chất có trong nước thải của mỗi người trong một ngày là khác nhau.
Nhìn chung mức sống càng cao thì lượng nước thải và tải lượng thải càng cao.
+ Nước thải đô thị: Là loại nước thải tạo thành do sự gộp chung nước thải
sinh hoạt, nước thải vệ sinh và nước thải của các cơ sở thương mại, công
nghiệp nhỏ trong khu đô thị. Nước thải đô thị thường được thu gom vào
hệ thống cống thải thành phố, đô thị để xử lý chung. Thông thường ở các
đô thị có hệ thống cống thải, khoảng 70 đến 90% tổng lượng nước sử
dụng của đô thị sẽ trở thành nước thải đô thị và chảy vào đường cống.
Nhìn chung, thành phần cơ bản của nước thải đô thị cũng tương tự gần
như nước thải sinh hoạt.
+ Nước thải công nghiệp: Là nước thải từ các cơ sở sản xuất công
nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, giao thông vận tải. Khác với nước thải sinh
hoạt hay nước thải đô thị, nước thải công nghiệp không có thành phần cơ
bản giống nhau mà còn phụ thuộc vào ngành sản xuất công nghiệp cụ
thể. Ví dụ: nước thải của các xí nghiệp chế biến thực phẩm thường chứ
lượng lớn các chất hữu cơ, nước thải của các xí nghiệp thuộc da ngoài
chứ các chất hữu cơ còn chứa các kim loại nặng, sunfua,...
+ Nước thải nông nghiệp: Là nước thải phát sinh do canh tác, trồng trọt
(chứ dư lượng hóa chất BVTV, phân bón,...) và hoạt động chăn nuôi
(chứa phân, nước tiểu, nước rửa chuồng, thức ăn thừa,...)
+ Các nguồn ô nhiễm khác: Các nguồn ô nhiễm đáng kể khác là từ nước
thải làng nghề, hoạt động xây dựng, năng lượng,... Ngoài ra còn có các sự
cố gây ô nhiễm nghiêm trọng đến môi trường nước như sự cố tràn dầu, đắm tàu.
b. Vai trò của nước
+ Vận chuyển chất dinh dưỡng và chất thải cho các quá trình sinh học
tiến hành trong môi trường nước
+ Có khả năng hòa tan các chất dnagj ion và ion hóa chúng trong dung dịch
+ Kiểm soát chức năng sinh lý, kiềm chế hiện tượng chức năng suy giảm bề mặt
+ Không màu, ánh sáng quang hóa có thể xuống tới tầng nước sâu (200m)
+ Đá nổi trên mặt nước, sự lưu thông thẳng đứng hạn chế sự phân tầng nước
+ Quyết định sự truyền nhiệt cho các phân tử nước giữa pha nước và khí quyển
+ Làm ổn định nhiệt độ của cơ thể sống và các vùng địa lý
Câu 2: Khả năng tự làm sạch của nước:
a. Khái niệm khả năng tự làm sạch của nước
Tự làm sạch là tổ hợp các quá trình tự nhiên: vật lý, hóa học, sinh học,...
diễn ra trong nguồn nước bị nhiễm bẩn từ các nguồn ô nhiễm và từ đó
nguồn nước có thể phục hồi trạng thái (thành phần và tính chất) ban đầu.
b. Các quá trình xảy ra khi nước tự làm sạch
+ Quá trình vật lý: Quá trình xáo trộn hay pha loãng giữa nước thải và nguồn nước
+ Quá trình hóa học hoặc hóa sinh: Quá trình oxy hóa hay khoáng hóa
các hợp chất hữu cơ, quá trình lắng đọng, bay hơi, tạo váng bọt.
+ Quá trình sinh học: Động thực vật tiêu thu hoặc hấp thụ các chất ô nhiễm.
c. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng tự làm sạch của nước:
+ Đặc tính của dòng nước: Lưu lượng của nguồn nước, mặt thoáng của
nguồn nước, độ sâu của nguồn nước, chế độ dòng chảy (ảnh hưởng đến
lượng oxy hòa tan), các loài thủy sinh vật.
+ Đặc điểm của nguồn thải: Loại hợp chất hữu cơ, nồng độ chất ô nhiễm,
pH, lưu lượng nước thải.
+ Điều kiện thời tiết: nhiệt độ, lượng mưa, ánh sáng,...
Câu 3: Xử lý Sắt và Mangan trong nước dưới đất:
a. Phương pháp thường dùng để xử lý Sắt và Man gan trong nước dưới đất là làm thoáng.
Cơ sở: Để loaị bỏ sắt và mangan ra khỏi nước bằng cách làm giàu oxi, tạo
điều kiện để oxi hóa Fe(II) thành Fe(III) rồi phân hủy tạo thành hợp chất ít
tan sắt hidroxyt Fe(OH)3 và Mn(IV) kết tủa.
Oxi hóa Fe(II) và Mn(II) theo phương trình sau: *Đối với Fe:
Trong nước có oxi , sắt (II) hyđroxyt sẽ bị oxy hóa thành sắt (III) hyđroxyt theo phản ứng 4Fe2+ + 8OH– + O + 2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 + 8H
Sắt (III) hyđroxyt trong nước kết tủa thành bông cặn màu vàng và có thể tách ra
khỏi nước một cách dễ dàng nhờ quá trình lắng lọc.
Đặc biệt, trong nước ngầm, với sự có mặt của anion HCO – 3 nên có phản ứng sau : H+ + HCO – 3 = H2O + CO2
Kết hợp các phản ứng trên ta có phản ứng chung của quá trình oxy hóa sắt như sau : 4Fe2+ + 8HCO –
3 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 + 8CO2
* Đối với Mn : tương tự như Fe, oxi hóa Mn diễn ra theo phương trình sau : 2Mn(HCO + –
3)2 + O2 + 6H2O = 2Mn(OH)4 + 4H + 4 HCO3 CHƯƠNG 3
Câu 1: Hệ keo đất
+ Khái niệm keo đất: Keo đất là những hạt rất ít tan trong nước, có đường kính rất
nhỏ từ 10-6 đến 10-4 mm.
+ Cấu tạo của keo đất: Keo đất có cấu tạo bao gồm 4 lớp: 1. Nhân mixen
2. Lớp ion tạo điện thế 3. Lớp ion cố định 4. Lớp ion khuếch tán
+ Tính chất của hệ keo đất:
1. Keo đất có điện tích lớn và có năng lượng bề mặt nên có khả năng hấp phụ rất
lớn. Năng lượng bề mặt của keo đất sinh ra ngay trên bề mặt tiếp xúc giữa keo
đất với dung dịch đất.
2. Keo đất mang điện tích nên có thể tham giá vào rất nhiều các phản ứng trao đổi
và các phản ứng khác. Đây là một đặc tính rất quan trọng của keo đất mà các
hạt đất kích thước lớn không có. Do hạt keo có kích thước rất nhỏ nên hạt nhân
của keo có thể hấp phụ lên trên bề mặt các ion khác nhau. 3. Có khả năng ngưng tụ
4. Tính ưa nước và kỵ nước: Do keo đất mang điện tích nên chúng không chỉ hút
các ion mà cả những phân tử có cực. Vì phân tử nước phân cực nên thường bị
các keo hấp thụ. Nếu keo âm thì đầu của cực dương (H+) tiếp xúc với keo và
ngược lại. Quá trình này gọi là quá trình hydrat hóa của keo.
Câu 2: Khả năng trao đổi cation:
+ Khả năng trao đổi cation của đất: Tổng số các cation trao đổi trong một trọng
lượng đất nhất định được gọi là khả năng trao đổi cation (CEC) (còn được gọi là
khả năng trao đổi bazơ) và được diễn tả bằng milliequivalent/100g đất (meq/100g).
+ Vai trò của khả năng trao đổi cation trong các biện pháp cải tạo đất:
CEC diễn tả tổng số các cation mà một loại đất có thể hấp thụ và trao đổi với cây
trồng. Một loại đất giàu sét và chất hữu cơ sẽ có CEC cao hay nói cách khác là
giàu dinh dưỡng, có độ phì nhiêu tiềm năng cao. Nguyên nhân là do các loại đất
giàu sét sẽ có nhiều hạt keo sét có diện tích bề mặt lớn nên khả năng hấp thụ các cation lớn.
Từ đó, ta có thể ứng dụng khả năng trao đổi cation của đất, ứng dụng của khả năng
này trong việc cải tạo đất:
Sử dụng các kỹ thuật canh tác: cày sâu không lật, xới nhiều lần cắt đứt mao
quản làm cho muối không bốc lên mặt ruộng
Cải tạo đất bị mặn thành đồng cỏ, trồng các loại cây có tính chịu mặn cao
giúp tăng thức ăn cho gia súc
Luân canh cây trồng cơ cấu lấn biển giống một số tỉnh gần biển
Ngăn chặn hiện tượng đất chua bằng cách đắp đê ngăn không cho nước từ
vùng đất phèn chảy xuống nơi thấp hơn không bị phèn
Trồng các loại cây ưa phèn vào vùng đất bị nhiễm phèn để không những cải
tạo đất mà còn đem lại hiệu quả kinh tế
Giữ lớp nước khoảng 5 cm trên bề mặt đất để ngăn sự xảy ra của quá trình
phèn hóa, tránh để oxy tiếp xúc với tầng pyrit
Câu 3: Quá trình rửa trôi và mặn hóa đất: 1. Rửa trôi
-Khái niệm: Rửa trôi là quá trình di chuyển của các phần tử mịn và một số chất
màu ở lớp đất mặt mặt, do nước mưa, do tuyết tan, chảy tràn theo các dòng chảy
hoặc ngấm xuống các lớp đất sâu. -Nguyên nhân:
+ Do nước mưa, nước tuyết tan chảy tràn, muối và chất dinh dưỡng bị rửa trôi vào
môi trường nước theo các dòng chảy hoặc ngấm xuống các lớp đất sâu. Khiến đất
bị biến đổi về tính chất, cấu trúc. Đất trở nên nhẹ, chua, nghèo dinh dưỡng.
+ Do con người phá hủy môi trường đất qua các hoạt động: khai thác một cách bừa
bãi, không bảo vệ cây rừng, khai phá ở những nơi đất dốc, chặt phá rừng đầu nguồn, rừng hành lang,...
+Rửa trôi lý học là sự di chuyển của các hạt sét, bụi, bột (hạt limon) trong đất. Rửa
trôi hóa học là sự di chuyển của các ion kim loại kiềm và kiềm thổ(Na, K, Ca, Mg,..)
-Các biện pháp khắc phục và cải tạo:
+Thâm canh, bón nhiều phân hữu cơ, bón vôi, phân hóa học hợp lí
+Biện pháp thủy lợi: đào mương, đắp bờ trên mặt dốc, ngăn chặn dòng chảy, hạn chế tốc độ dòng chảy
+Che phủ đất bằng các biện pháp: Trồng rừng phủ xanh đồi trọc, bảo vệ rừng nhất
là rừng đầu nguồn, rừng phòng hộ. 2. Mặn hóa đất
-Khái niệm: Mặn hóa là quá trình xâm nhiễm và tích tụ muối và các kim loại kiềm trong môi trường đất -Nguyên nhân:
*Do các yếu tố tự nhiên:
+Gió, bão, lũ lụt, sóng thần, làm cho nước biển tràn vào đồng ruộng, khu vực canh tác
+Do hạn hán, vào mùa khô mực nước ở các con sông hạ thấp, nước biển xâm lấn
vào khiến đất trở nên mặn
*Do tác động của con người:
+Hiện tượng mặn hóa thứ sinh xảy ra phổ biến ở những vùng nông nghiệp áp dụng
biện pháp tưới tiêu tràn. Nước ngấm xuống đất làm dâng các mạch nước ngầm,
các muối hòa tan trong nước ngầm như: Na2CO3, NaCl, NaHCO3,...theo các mao
mạch nước dẫn đi lên tầng nước mặt, làm cho đất bị mặn hóa
+Ngoài ra, một trong những nguyên nhân quan trọng khiến đất bị mặn hóa là do
chuyển đổi đất nông nghiệp thành đất nuôi trồng thủy sản
-Biện pháp khắc phục và cải tạo:
+Cải tạo đất mặn thành đồng cỏ chăn nuôi bằng cách trồng các loại cỏ chịu mặn
có giá trị làm tăng thức ăn cho giá súc
+Cải tạo đất mặn bằng các kỹ thuật canh tác: cày sâu không lật, xới nhiều lần cắt
đứt mao quản làm cho muối không bốc lên mặt ruộng
+Cải tạo đất mặn bằng biện pháp luân canh cơ cấu trồng công thức như cá lấn
biển, cói lấn cá, lúa lấn cói ở Thái Bình, Hải Phòng, Nam Định
Câu 4: Phèn hóa đất:
-Khái niệm: Phèn hóa là quá trình chuyển hóa và tích tụ tăng dần các ion độc Al3+,
Fe2+, Fe3+, SO42-, H+ và axit sunfuric làm giảm Ph trong môi trường nước, đất và
biến chúng từ không nhiễm phèn thành nhiễm phèn, từ không độc trở thành độc và thậm chí là cực độc. -Nguyên nhân:
Sự hình thành phèn xuất hiện ở vùng nước lợ, có thủy triều xâm nhập và có sự
tham gia của vi sinh vật có thể xảy ra ở các giai đoạn sau:
+Lưu huỳnh được tích tụ trong đất dưới dnagj SO42-, trong điều kiện yếm khí và
có đủ chất hữu cơ sẽ tạo thành sunfua dưới tác dụng của VSV SO42- + (CH2O)n HCO 3- + H2S
Do có chứa nhiều sắt, pyrite sẽ được tạo thành: 3H2S + 2Fe(OH)3 2FeS + S + 6H 2O
+Khi mực nước mặt hoặc nước ngầm hạ xuống dưới tầng pyrite, các quá trình oxy
hóa sẽ xảy ra dưới tác dụng của oxi trong không khí: 2FeS + 9/2 O2 + H2O Fe 2O3 + 2H2SO4 2FeS2 + 7O2 + 2H2O 2FeSO 4 + 2H2SO4
Các muối sunfat nhôm, sunfat sắt(III) cũng được tạo thành: FeSO4 + H2SO4 + 1/2O2 Fe 2(SO4)3 + H2O 2Fe2(SO4)3 + H2O Fe(OH) 3 + H2SO4 Al2O3.SiO2 + 3H2SO4 Al 2(SO4)3 + SiO2.3H2O
Sản phẩm của các quá trình oxy hóa trên là axit sunfuric và các muối sunfat.
Chúng là nguyên nhân gây ra chua hóa và phèn hóa đất, pH trong đất phèn sẽ giảm nhanh và rõ rệt.
-Các biện pháp khắc phục và cải tạo:
+Ngăn chặn sự hình thành của quá trình phèn hóa. Kìm hãm quá trình đất phèn
tiềm tàng bằng cách: Giữ lớp nước bề mặt khoảng 5 cm, tránh để oxi tiếp xúc với tầng pyrit.
+Ngăn chặn không cho nước bị nhiễm phèn xâm nhập: đắp bờ đê ngăn chặn
không cho phèn đổ xuống vùng trũng thấp hoặc lan ra xung quanh, dùng nước
ngọt hoặc nước lợ để trung hòa phèn.
+Trồng các câu ưa phèn như dứa vào sản xuất vừa đem lại hiệu quả kinh tế cao
vừa cải tạo đất phèn. CHƯƠNG 4
Câu 1: Chu trình chuyển hóa Nitơ trong tự nhiên: *Sơ đồ:
*Chu trình chuyển hóa Nitơ trong tự nhiên
Nitơ trong môi trường tồn tại ở nhiều dạng hóa học khác nhau bao gồm: Nitơ hữu
cơ (như Amoni (NH4+), Nitrit (NO2-), Nitrat (NO3-), Đinitơ Monoxit (N2O),
Nitric Oxit (NO) hoặc Nitơ vô cơ như khí Nitơ (N2).
Nitơ hữu cơ có thể ở dạng cơ thể sống, mùn hoặc trong các sản phẩm trung gian
của quá trình phân hủy chất hữu cơ.
Quá trình diễn ra chu trình Nitơ biến đổi Nitơ từ dạng này sang dạng khác. Nhiều
quá trình trong số đó được thực hiện bởi vi khuẩn, trong nỗ lực thu hoạch năng
lượng hoặc tích lũy Nitơ ở dạng cần thiết cho sự phát triển của chúng. 1. Cố định đạm
Thường được gọi là cố định Nitơ, là quá trình biến đổi Nitơ tự do (N2) trong khí
quyển thành các hợp chất có Nitơ.
Sản phẩm ban đầu của quá trình này rất đa dạng: Có thể là muối NH3, từ đó tạo
nên Amoni (NH4+) hoặc nhiều hợp chất khác.
Điều này rất quan trọng vì Nitơ tự do trong khí quyển là khí trơ, trong cấu tạo phân
tử nó có liên kết ba giữa 2 nguyên tử Nitơ rất bền vững, rất khó phản ứng với các
hóa chất khác để tạo ra hợp chất mới. 2. Đồng hóa Nitơ
Thực vật lấy Nitơ trong đất bằng cách hấp thụ chúng qua rễ cây ở dạng ion Nitrat
hoặc Amoni. Tất cả Nitơ mà động vật tiêu thụ có thể quay ngược trở lại làm thức
ăn cho thực vật ở một vài giai đoạn trong chuỗi thức ăn.
Thực vật có thể hấp thụ các ion Nitrat hoặc Amoni từ đất thông qua lông của rễ,
đây là quá trình khử đầu tiên là các ion Nitrat và sau đó là các Amoni cho việc tổng
hợp thành Amino Axit, Nucleic Axit và diệp lục. 3. Amoni hóa
Khi thực vật hoặc động vật chết đi thì dạng ban đầu của Nitơ là chất hữu cơ. Vi
khuẩn hoặc nấm, trong một số trường hợp, chuyển đổi Nitơ trong xác của chúng
thành Amoni (NH4+), quá trình này được gọi là quá trình Amoni hóa hay khoáng
hóa. Theo quá trình rửa trôi của nước mưa hoặc nước ngầm Amoni này sẽ đi vào
nước và gây ô nhiễm nước. 4. Nitrat hóa
Trong giai đoạn Nitrat hóa, sự oxy hóa Amoni (NH4+) được tiến hành bởi các loài
vi khuẩn Nitrosomonas, quá trình này chuyển đổi Amoniac thành Nitrit (NO2–).
Các loại vi khuẩn khác như Nitrobacter có nhiệm vụ oxy hóa Nitrit thành Nitrat
(NO3).Việc biến đổi Nitrit thành Nitrat là một quá trình quan trọng vì sự tích tụ của
Nitrit sẽ gây ngộ độc cho sinh vật trong nước cũng như thực vật. 5. Khử Nitrat
Quá trình diễn ra chu trình Nitơ kết thúc bằng quá trình Nitrat hóa. Đây là quá trình
khử Nitrat thành khí Nitơ (N2), hoàn tất chu trình Nitơ.
Quá trình này xảy ra nhờ các loại vi khuẩn như Pseudomonas và Clostridium trong
môi trường kỵ khí. Chúng sử dụng Nitrat làm chất nhận Electron từ oxy trong quá
trình hô hấp, từ đó phá vỡ liên kết N-O và hình thành liên kết N-N bền vững hình
thành khí N2 và thoát ra khỏi nước. Các vi khuẩn kỵ khí ngẫu nhiên này cũng có
thể sống trong các môi trường hiếu khí.
Câu 2: Chu trình chuyển hóa Cacbon trong tự nhiên: *Sơ đồ
*Các quá trình chính trong chu trình cacbon:
+Quá trình tổng hợp quang hóa
Quá trình tổng hợp quang hóa là các phản ứng quang hóa rất có ý nghĩa, thực vật
hấp thụ CO2 trong quá trình quang hợp nhờ ánh sáng mặt trời và chuyển hóa thành
những hợp chất hữu cơ như (đường, lipit, protein,...) theo phản ứng sau: CO2 + H2O C 6H12O6 + O2
Nhờ quá trình quang hợp, khí CO2 có thể chuyển đổi tạo thành các loại đường đơn
giản như glucozơ. Cây lưu trữ và sử dụng đường này để phát triển và sinh sản. Khi
động vật ăn thực vật, cacbon được chuyển thành năng lượng trong cơ thể động vật,
tạo thành chuỗi thức ăn.
+Quá trình lắng đọng của cacbon
- Lắng đọng trầm tích cabonat: CO2 trong khí quyển được hấp thụ vào nước sông
hồ và đại dương. Quá trình hòa tan được mô tả bằng các phản ứng như sau: CO2 + H20 = H2CO3 (pH <5) H + - -6,37
2CO3 = H + HCO3 (pH ≥5) (k1 = 10 ) HCO3- = H+ + CO 2- -10,33 3 (pH ≥8) (k1 = 10 )
Khí CO2 được sử dụng cho quá trình quang hợp bởi tảo và sinh vật phù du. Trong
hệ sinh thái biển, một số sinh vật như san hô và động vật có vỏ lấy CO2 từ nước và
chuyển hóa thành CaCO3. Khi động vật có vỏ chết đi, vỏ rơi xuống đáy của đại
dương và tích lũy thành trầm tích. Các trầm tích cacbonat liên tục được hình thành
và giải phóng theo chiều sâu của đại dương. Trong thời gian dài, các trầm tích có
thể được tăng lên khi đất khô hoặc kết cấu vào núi trở thành đá vôi. Cacbonat còn
có thể được giải phóng thành CO2 trở lại nước hoặc không khí.
- Cố định cacbon trong mỏ hóa thạch: Khi động vật và thực vật chết, chúng được
chuyển hóa thành các trầm tích phân bố rải rác khắp mọi nơi (trung bình chúng chỉ
chiếm khoảng 0,5% năng lượng), còn phần lớn lắng đọng tập trung thành những
mỏ hóa thạch (than đá, dầu mỏ, khí tự nhiên), chiếm tới 90% năng lượng. Trong
những điều kiện yêm khí do bị vùi sâu ngăn cản không cho những chất hữu cơ bị
oxy hóa thành CO2; vì chôn lấp sâu nên làm tăng nhiệt độ và áp suất. Đối với than
đá, sự lắng đọng diễn ra trong đầm lầy, những chất hữu cơ bị chuyển hóa dần thành
than bùn → than non → than nâu → than có chứa bitum (than mỡ) → than antraxit.
Những phản ứng tạo thành dầu mỏ và khí tự nhiên ít được người ta biết đến hơn là
những phản ứng tạo thành than đá. Dầu mỏ phần lớn được tạo thành bởi những
hidrocacbon mạch thẳng. Dầu mỏ ở dạng lỏng tại nhiệt độ tạo thành. Còn khí tự
nhiên thì bao gồm metan, hidrocacbon đơn giản nhất, bền vững ở những nhiệt độ cao hơn.
Trong quá trình này, cacbon bị cố định tại chỗ và về cơ bản là đang bị khóa khỏi
vòng tuần hoàn cacbon trong tự nhiên. Tuy nhiên, con người lại can thiệp trong
thời gian bằng cách đốt các nhiên liệu hóa thạch.
+Quá trình giải phóng CO, trở lại khí quyển