QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG Đề tài: Chapter 2: RAINWATER ANALYSIS (PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA)

32 254 1
QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG Đề tài: Chapter 2: RAINWATER  ANALYSIS (PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA)

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

MỤC LỤCCHƯƠNG 2 PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA2.1. Mưa acid.12.1.1 Nguyên nhân gây mưa acid62.1.2 Tác động của mưa acid92.1.3 Kiểm soát mưa acid102.2. Lấy mẫu và phân tích.112.3. Phân tích số liệu và giải thích.142.3.1 Các câu hỏi và những vấn đề.182.4. pH, độ dẫn và các anion chính.222.4.1 Phương pháp.222.4.2 Chuẩn bị dụng cụ.222.4.2.1 Dụng cụ đựng mẫu.222.4.2.2 Tiến hành thí nghiệm222.4.3 Lấy mẫu.232.4.3.1 Dụng cụ lấy mẫu:232.4.3.2 Tiến hành thí nghiệm:232.4.4. Độ dẫn điện.242.4.4.1. Hóa chất và dụng cụ.242.4.4.2. Quy trình thí nghiệm.242.4.5. pH.282.4.5.1. Hóa chất và dụng cụ.282.4.5.2. Quy trình thí nghiệm.282.4.6 Các Anion chính (Chloride, Nitrate, Sulfate).272.4.6.1. Hóa chất và dụng cụ.272.4.6.2. Quy trình thí nghiệm.272.5. Cations chính.272.5.1 Kim loại kiềm và kim loại kiềm thổ (Na, K, Mg, Ca).282.5.2 Ammonium.292.5.2.1 Phương pháp luận.302.5.2.2 Hóa chất và dụng cụ.302.5.2.3 Quy trình thực hiện.31

Quan trắc mơi trường Nhóm ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA MÔI TRƯỜNG 10CMT QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG Đề tài: Chapter 2: RAINWATER ANALYSIS (PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA) GVHD: TS Tơ Thị Hiền Danh sách nhóm: Chu Thế Dũng 1022053 Lương Thái Hòa 1022112 Kim Châu Long 1022161 Võ Nguyễn Ngọc Quỳnh 1022243 Trần Hoài Thanh 1022261 Quan trắc mơi trường Nhóm Quan trắc mơi trường Nhóm MỤC LỤC CHƯƠNG PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA 3 Quan trắc mơi trường Nhóm CHƯƠNG PHÂN TÍCH NƯỚC MƯA 2.1 Mưa acid Nước mưa, thành phần quan trọng chu trình thủy văn, đóng vai trị quan trọng việc hòa tan hợp chất nước Nước mưa đóng vai trị nguồn nhiều dưỡng chất thiết yếu hệ sinh thái cạn thủy sinh Nó hoạt động chất tẩy rửa khí quyển, chất nhiễm từ khơng khí đưa vào vùng nước mặt đất, nơi chúng có ảnh hưởng khơng tốt hệ sinh thái tự nhiên Một mối quan tâm lớn môi trường ngày tượng mưa acid Khi không bị ô nhiễm, mưa tinh khiết có tính acid nhẹ hấp thu CO khí Độ pH nước trạng thái cân với CO khí khoảng 5.6 (xem ví dụ 2.1) có mưa có độ pH thấp giá trị gọi "mưa acid" Nước mưa có pH dao động 9, mẫu thông thường giá trị pH khoảng từ đến (hình 2.1) Giá trị pH cao phát sinh từ có mặt vật liệu bụi kiềm nước mưa, ví dụ New Delhi, trận mưa có giá trị pH cao Giá trị pH ghi nhận mẫu sương mù acid pH định nghĩa logarit số 10 ion hydro: pH = - log10 αH+ Đối với dung dịch nước pha loãng mẫu, chẳng hạn nước mưa, hoạt độ nồng độ H+ pH thước đo lượng acid tự do.Nồng độ acid mạnh hình thức điện ly, tổng lượng acid Nồng độ acid nước mưa đo lần vào khoảng 100 năm trước cách mạng công nghiệp Theo tài liệu báo cáo lần mưa acid thực nhà khoa học Pháp, Ducros, năm 1845 cho 4 Quan trắc mơi trường Nhóm xuất báo mang tên “Observation d’une pluie acide” Robert Angus Smith, người giới tìm hiểu tình trạng nhiễm khơng khí , báo cáo mưa acid thành phố Manchester sách "Air Rain" ông xuất vào năm 1872 Tuy nhiên, 30 năm mối quan tâm mưa acid thể rộng rãi Trong năm 1960, nhà khoa học Bắc Âu bắt đầu tìm hiểu biến bí ẩn cá từ hồ suối gió thổi từ Vương quốc Anh Trung Âu Điều dẫn đến quan tâm tượng mưa acid Ngày nay, thuật ngữ "mưa acid" bao gồm khơng có nước mưa mà lắng đọng tất chất nhiễm có tính acid, cho dù mưa, sương mù, mây, sương, tuyết, hạt bụi khí Mặc dù lần công nhận vấn đề khu vực châu Âu Bắc Mỹ, nơi có nhiều ảnh hưởng nghiên cứu rộng rãi ghi nhận, mưa acid quan tâm toàn giới, nơi cách xa với nguồn ô nhiễm công nghiệp, chẳng hạn băng vùng cực khu rừng mưa nhiệt đới Chỉ vòng hệ, mưa acid trở thành mối phiền toái địa phương khu vực vấn đề lớn mơi trường tồn cầu 5 Quan trắc mơi trường Nhóm Hình 2.1 Thang đo pH cho thấy khoảng pH điển hình nước mưa mẫu mơi trường khác Ví dụ 2.1 Tính pH nước mưa trạng thái cân với CO khí (CO2 =0,036%) 25oC, cho KH = 0,031 mol L -1atm; K1 = 4.3x10-7mol L-1; K2 = x l011 mol L-1 Những cân có liên quan cần phải xem xét để phân ly khí CO nước khí CO2 hịa tan dung dịch nước CO2 + H2O  CO2*H2O KH = [CO2*H2O]/p SO2 + CO2*H2O  HCO3 + H K1 = [HCO3- ] [H+]/[CO2*H2O] HCO-3  CO2-3 + H+ K2 = [CO2-3][H+]/[HCO3-] Ta thiết lập cân electron sau đây: [ H+ ] = [OH-] + [HCO-3] + 2[CO2-3] Ta giả sử phương pháp có tính acid phân ly phản ứng: [OH-]

Ngày đăng: 11/12/2018, 14:45

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • 2.1. Mưa acid

  • Nước mưa, là một thành phần quan trọng của chu trình thủy văn, nó đóng một vai trò quan trọng trong việc hòa tan các hợp chất trong nước. Nước mưa đóng vai trò như là một nguồn của nhiều dưỡng chất thiết yếu trong hệ sinh thái trên cạn và thủy sinh. Nó cũng hoạt động như một chất tẩy rửa của khí quyển, các chất ô nhiễm từ không khí sẽ được đưa vào các vùng nước mặt và đất, nơi chúng có thể có ảnh hưởng không tốt đối với hệ sinh thái tự nhiên.

  • Một trong những mối quan tâm lớn về môi trường ngày nay là hiện tượng mưa acid. Khi không bị ô nhiễm, mưa tinh khiết có tính acid nhẹ do sự hấp thu CO2 trong khí quyển. Độ pH của nước trong trạng thái cân bằng với CO2 trong khí quyển là khoảng 5.6 (xem ví dụ 2.1) và do đó chỉ có các cơn mưa có độ pH thấp hơn giá trị này mới được gọi là "mưa acid". Nước mưa có pH dao động giữa 3 và 9, đối với các mẫu thông thường giá trị của pH là khoảng từ 4 đến 6 (hình 2.1). Giá trị pH cao có thể phát sinh từ sự có mặt của vật liệu bụi kiềm trong nước mưa, như ví dụ tại New Delhi, trận mưa có giá trị pH cao nhất là 9. Giá trị pH dưới 3 đã được ghi nhận trong những mẫu sương mù acid.

  • pH được định nghĩa là logarit cơ số 10 của ion hydro:

  • pH = - log10 αH+

  • Đối với dung dịch nước pha loãng mẫu, chẳng hạn như nước mưa, hoạt độ bằng nồng độ của H+. pH là một thước đo lượng acid tự do.Nồng độ acid mạnh dưới hình thức điện ly, và không phải tổng lượng acid.

  • Nồng độ acid của nước mưa được đo lần đầu tiên vào khoảng hơn 100 năm trước đây trong cuộc cách mạng công nghiệp. Theo các tài liệu báo cáo lần đầu tiên về mưa acid đã được thực hiện bởi một nhà khoa học Pháp, Ducros, năm 1845 cho xuất bản một bài báo mang tên “Observation d’une pluie acide”. Robert Angus Smith, là người đầu tiên trên thế giới tìm hiểu về tình trạng ô nhiễm không khí , đã báo cáo mưa acid trong thành phố Manchester trong cuốn sách "Air và Rain" của ông được xuất bản vào năm 1872. Tuy nhiên, chỉ trong 30 năm thì mối quan tâm về mưa acid đã được thể hiện rộng rãi. Trong những năm 1960, các nhà khoa học Bắc Âu đã bắt đầu tìm hiểu về sự biến mất bí ẩn của cá từ các hồ và suối cho đến gió thổi từ Vương quốc Anh và Trung Âu. Điều này dẫn đến một sự quan tâm mới trong các hiện tượng mưa acid. Ngày nay, thuật ngữ "mưa acid" bao gồm không chỉ có nước mưa mà là sự lắng đọng của tất cả các chất ô nhiễm có tính acid, cho dù là mưa, sương mù, mây, sương, tuyết, các hạt bụi hoặc khí.

  • Mặc dù lần đầu tiên được công nhận là một vấn đề khu vực ở châu Âu và Bắc Mỹ, nơi có nhiều ảnh hưởng đã được nghiên cứu rộng rãi và ghi nhận, mưa acid bây giờ được quan tâm trên toàn thế giới, ngay cả ở các nơi cách xa với các nguồn ô nhiễm công nghiệp, chẳng hạn như các băng vùng cực và những khu rừng mưa nhiệt đới. Chỉ trong vòng một thế hệ, mưa acid đã trở thành một mối phiền toái tại các địa phương và khu vực đó là một vấn đề lớn đối với môi trường toàn cầu.

  • Hình 2.1 Thang đo pH cho thấy khoảng pH điển hình của nước mưa và các mẫu môi trường khác.

    • 2.1.1 Nguyên nhân gây mưa acid

    • Một minh họa đơn giản của các hiện tượng mưa acid được đưa ra trong h́ình 2.2. Mưa acid có nguồn gốc từ sự chuyển hóa các chất khí gây ô nhiễm phát ra từ các ống khói của than và dầu của các nhà máy phát điện, lò nung, nhà máy lọc dầu nhà máy hóa chất, và xe có động cơ. Trong quá khứ, SO2 là nguyên nhân gây ra mưa acid, tuy nhiên, sự hiện diện của NOx đã làm cho mưa acid tăng lên. Ngày nay, sự hiện diện của hai chất gây ô nhiễm có nồng độ acid trong nước mưa gần bằng nhau, do việc tăng số lượng xe ô tô trên đường phố và giảm khí thải SO2.

    • Khí SO2 được oxy hoá trong bầu khí quyển thành H2SO4, giúp nó dễ dàng hấp thụ bởi nước mưa. Quá trình oxy hóa tiến hành thông qua một loạt các cơ chế. Trong pha khí, SO2 được oxy hóa chủ yếu bởi các gốc hydroxyl (OH). Sulfurdioxide cũng có thể hòa tan trong các hạt mây theo cân bằng sau đây để tạo SO2 hòa tan, bisulfite (HSO-3) và sulfite (SO2-3) ion:

    • 2.1.2 Tác động của mưa acid

    • Từ khi các nghiên cứu đầu tiên về mưa acid và cá chết đã được thực hiện 30 năm trước đây, một số tác động có hại của mưa acid đã được phát hiện. Một số những ảnh hưởng này, được đưa ra trong Bảng 2.1, đã được chứng minh, trong khi số khác vẫn còn tranh cãi do sự thiếu hiểu biết về một số cơ chế gây thiệt hại của mưa acid.

    • Mưa acid có thể làm hồ và sông có tính axit, dẫn đến nhôm bị hòa tan cộng với pH trong nước thấp đã làm cho cá bị chết hàng loạt. Các tác động độc hại phụ thuộc vào các loài cá, nồng độ canxi trong nước và pH. Mưa acid cũng có thể làm tăng tốc độ ăn mòn đá vôi và sắt, do đó nó làm hư hại các di tích lịch sử quan trọng và các công trình xây dựng khác; nó có thể ảnh hưởng không tốt đến sự phát triển của thực vật, dẫn đến suy giảm rừng và thiệt hại đến cây trồng; và thậm chí nó có thể làm tăng hàm lương kim loại độc hại trong nguồn nước.

    • Gần đây, khái niệm về tải trọng đã được phát triển để định lượng và đánh giá khả năng gây thiệt hại cho các vùng nhạy cảm. Tải trọng là ngưỡng nồng độ của chất ô nhiễm mà nó bắt đầu gây tác hại được quan sát thấy và nó thường được xác định bằng cách sử dụng các mô hình phức tạp. Đất đệm yếu, chẳng hạn như được tìm thấy ở Bắc Âu, biểu hiện tải trọng đặc biệt thấp cho tính acid. Bản đồ các tải trọng quan trọng của các khu vực khác nhau trên thế giới đang được chuẩn bị để dự đoán tác động và hỗ trợ trong việc kiểm soát ô nhiễm acid.

    • 2.1.3 Kiểm soát mưa acid

    • Như một hệ quả các nhà khoa học và công chúng đã quan tâm nhiều hơn đến các tác hại của mưa acid, chính phủ và các tổ chức quốc tế đã thiết lập rất nhiều nghiên cứu về mưa acid, và các giải pháp về pháp lý và công nghệ đã được thực hiện để làm giảm vấn đề. Ủy ban Kinh tế của Liên Hợp Quốc ở châu Âu (UNECE) Công ước về ô nhiễm không khí xuyên biên giới tầm xa, đã có hiệu lực vào năm 1983, nhằm mục đích kiểm soát mưa axit thông qua việc giảm lượng khí thải lưu huỳnh. Nghị định thư UNECE đã ký tại Helsinki vào năm 1985 bên ký kết cần phải giảm lượng khí thải chứa lưu huỳnh hàng năm là 30% bắt đầu từ năm 1980 và có hiệu lực đến năm 1993. Một phương thức khác thậm chí còn nghiêm ngặt hơn đã được thông qua vào năm 1994, là yêu cầu cắt giảm từ 13% và 70% năm được thực hiện trong giai đoạn năm1980 đến năm 2000, 2005 và 2010. Liên minh châu Âu EU đã ban hành một chỉ thị vào năm 1988 đòi hỏi phải giảm lượng phát thải khí SO2 từ 40% đến 60% năm 1998 và 50% đến 70% năm 2003, với tham chiếu đến năm 1980 lượng khí thải. Ngoài ra, nó còn bắt buộc phải giảm lượng phát thải NOx 40% vào năm 1998. Pháp chế tương tự cũng đã được thông qua ở Mỹ.

    • 2.2. Lấy mẫu và phân tích.

    • Những mối quan tâm ngày càng cao về mưa acid đã dẫn đến việc thành lập nhiều chương trình giám sát quốc gia và quốc tế về phân tích nước mưa một cách thường xuyên. Một trong những mạng lưới trên toàn thế giới được điều hành như là một phần của chiến lược theo dõi khí quyển toàn cầu (GAW) và của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO). Các thông số hóa học chính được xác định trong các cuộc điều tra này là: pH, độ dẫn, sulfate, nitrate, chloride, ammonium, sodium, potassium, calcium và nồng độ magnesium. Càng ngày, các acid hữu cơ (formic và axetic) và các kim loại vết cũng đang được xác định. Các kỹ thuật phân tích mưa acid được tóm tắt trong Bảng 2.2. Nồng độ cho phép của các ion khác nhau trong nước mưa được đưa ra trong Bảng 2.3.

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan