ĐƯ ĐƯ Ơ Ơ Ø NG Ø NG Đ Đ I CU I CU Û Û A A Đ Đ O O Ä Ä C CHA C CHA Á Á T T
Chương 3
TS. Lê Quốc Tuấn
Khoa Môi trường và Tài nguyên Đại học Nông Lâm Tp.HCM
Giơ Giơ ù i ù i thie thie ä u ä u
• Hơn 100.000 hóa chất thải vào trong môi trường mỗi năm.
• Mỗi chất có một số phận khác nhau khi đi vào trong môi trường
• Có chất phân hủy nhanh, có chất chậm, có chất được tích lũy sinh học, có chất phát tán
• Chúng ta phải biết được độc tính của một chất, nó đi vào môi trường bằng cách nào và số phận của nó ra sao?
Nguồn độc tố Phơi nhiễm độc tố Ảnh hưởng độc Mô hình phơi
nhiễm và phản ứng Mô hình vận chuyển và số phận
Các yếu tố môi trường làm thay đổi phơi nhiễm
•Mô hình mô tả số phận của độc chất trong môi trường
S S ự ự gio gio á á ng ng nhau nhau trong trong ca ca ù ù c c qua qua ù ù tr tr ì ì nh nh
• Sự vận chuyển và số phận của độc chất trong môi trường diễn ra giống như trong cơ thể sinh vật
• Các chất chuyển hóa trong cơ thể và trong môi trường bằng các phản ứng thủy phân, oxi hóa, khử.
• Nhiều quá trình enzyme khử độc và hoạt hóa các chất trong cơ thể người giống như trong các con đường chuyển hóa sinh học trong môi trường
Ph Ph ư ư ơng ơng th th ứ ứ c c di di chuye chuye å n å n va va ø ø phân phân pho pho á i á i
• Độc chất có thể đi vào trong một cơ thể hay đi vào môi trường bằng nhiều cách
Cơ thể
Qua da
Qua đường tiêu hóa Qua hít thở
Môi trường
Qua ống khói
Qua hệ thống cống xả Qua chảy tràn bề mặt
• Phân phối lại bắt đầu từ điểm đi vào bằng sự vận động của dịch lỏng
Cơ thể
Dòng máu
Phân phối máu – nước Liên kết với protein
Môi trường
Sự di chuyển nước hoặc không khí Phân phối nước – đất
Liên kết với chất hữu cơ
Ca Ca ù ù ch ch đ đ a a ù ù nh nh gia gia ù ù đư đư ơ ơ ø ø ng ng đ đ i i va va ø ø so so á á pha pha ä ä n n cu cu û û a a đ đ o o ä ä c c cha cha á á t t
• Đánh giá tốc độ di chuyển của độc chất giữa các cấu thành
• Đánh giá tốc độ chuyển hóa độc chất trong
cùng một cấu thành
Nguo Nguo à n à n go go á c á c đ đ o o ä c ä c cha cha á t á t va va ø o ø o trong trong môi môi tr tr ư ư ơ ơ ø ng ø ng
ĐĐooäcäc chấáchatt đđii vavaøoøo trongtrong môimôi trtrưươơøngøng babaèngèng nhienhieàuàu con con đưđươơøngøng khákhaùcc nhaunhau
Nông trại
Chaûy tràn bề mặt Hồ
Nước mưa
Khí thải
Hầm mỏ
Thải từ hầm mỏ
Rò rỉ, chảy tràn
Bãi chônlấp Chì rơi xuống hồ
Lắng nền đáy
Đập
Thành phố
Chất thải từ các nhà máy
Đập
Bến đậu thuyền
Bải chôn lấp hóa
chất Chảy
tràn
Khu xử lý bùn thải
Bãi bồ lấp, chôn chất thải
Bến cảng
Bải chôn lấp cũ
Bải chôn lấp chất thải nguy hại
Vị trí xử lý bùn thải
Dầu tràn
Vị trí có sự hiện diện chất gây ô nhiễm
Giàn khoan dầu ngoài khơi
Bùn thải từ giàn khoan dươngĐại
Nông trại
Chaûy tràn bề mặt Hồ
Nước mưa
Khí thải
Hầm mỏ
Thải từ hầm mỏ
Rò rỉ, chảy tràn
Bãi chônlấp Chì rơi xuống hồ
Lắng nền đáy
Đập
Thành phố
Chất thải từ các nhà máy
Đập
Bến đậu thuyền
Bải chôn lấp hóa
chất Chảy
tràn
Khu xử lý bùn thải
Bãi bồ lấp, chôn chất thải
Bến cảng
Bải chôn lấp cũ
Bải chôn lấp chất thải nguy hại
Vị trí xử lý bùn thải
Dầu tràn
Vị trí có sự hiện diện chất gây ô nhiễm
Giàn khoan dầu ngoài khơi
Bùn thải từ giàn khoan dươngĐại
Nguo Nguo à n à n đ đ o o ä c ä c cha cha á t á t đư đư ơ ơ ï c ï c chia chia la la ø m ø m 2 2 loa loa ï i ï i
• Nguồn có điểm xuất phát (thường xác định được và đo đạc được)
– Chất thải công nghiệp và sinh hoạt – Rò rỉ dầu, bãi chôn lấp
– Ống khói của các nhà máy
• Nguồn không có điểm xuất phát (phát tán trên diện tích rộng)
– Sự rửa trôi nông hóa – Khói từ xe cơ giới
– Sự rò rỉ và phân tán chất thải từ trầm tích bị ô nhiễm, từ khai thác khoáng sản
Va Va ä ä n n chuye chuye å å n n đ đ o o ä ä c c cha cha á á t t
1. Một độc chất phát tán vào trong một cấu thành môi trường
2. Các quá trình vận chuyển sẽ xác định sự phân bố theo không gian và thời gian của độc chất trong môi trường
9 Môi trường vận chuyển thường là khí hoặc nước 9 Độc chất có thể tồn tại trong các pha khác nhau
hòa tan, khí, lỏng hoặc hạt lơ lững.
Sự vận chuyển của độc chất theo 2 cách:
đối lưu và khuếch tán
-
Đối lưu là sự di chuyển thụ động của độc chất trong môi trường vận chuyển.
-
Khuếch tán là quá trình vận chuyển một chất bởi việc di động ngẫu nhiên dựa vào một trạng thái khơng cân bằngVận chuyển đối lưu
-Đối lưu đồng nhất là sự vận chuyển của độc chất trong cùng một môi trường.
-Đối lưu không đồng nhất là sự vận chuyển
của độc chất giữa 2 môi trường khác nhau
Vận chuyển khuếch tán
-Khuếch tán cùng 1 pha là sự chuyển động ngẫu nhiên của độc chất trong cùng một pha nhờ quá trình xáo trộn của môi trường vận chuyển.
-Khuếch tán giữa các pha là khuếch tán độc
chất giữa 2 pha khác nhau nhằm đạt đến một
trạng thái cân bằng động
Phân phối cân bằng
zLà sự hòa tan của một độc chất vào trong 2 môi trường không hòa tan với nhau để đạt được một trạng thái cân bằng
zCác dạng cân bằng như:
9Cân bằng khí – nước
9Cân bằng octanol – nước 9Cân bằng lipid – nước
9Cân bằng hạt - nước
Ca Ca ù ù c c qua qua ù ù tr tr ì ì nh nh chuye chuye å å n n ho ho ù ù a a
Sự nguy hại tiềm năng của độc chất liên quan trực tiếp đến sự bền vững của nó trong môi trường.
Sự bền vững này phụ thuộc vào tốc độ các phản ứng chuyển hóa.
Có 2 loại phản ứng chuyển hóa
- Phản ứng thuận nghịch: trao đổi ion, kết tủa và phân giải, tạo phức
- Phản ứng không thuận nghịch: thủy phân, quang hóa, oxi hóa – khử, chuyển hóa sinh học
Ca Ca ù ù c c mô mô h h ì ì nh nh ve ve à à so so á á pha pha ä ä n n đ đ o o ä ä c c cha cha á á t t trong trong môi môi tr tr ư ư ơ ơ ø ø ng ng
Việc xây dựng mô hình về cân bằng khối tuân theo các bước sau:
1. Quy mô không gian và thời gian được xem xét và xác lập trong các cấu thành môi trường hoặc trong thể tích đối chứng
2. Các nguồn thải được xác định và định lượng
3. Các biểu diễn toán học được thành lập cho các quá trình vận chuyển thụ động và chủ động
Moâ hình veà caân baèng khoái
Để có được một mô hình khối chính xác thì người ta thường bắt đầu từ
- Những “đánh giá tốt nhất” về thời gian bán rã của độc chất trong không khí, nước, đất và trầm tích
- Và biểu diễn độ nhạy của độc chất với mô hình để xác định xem quá trình nào là quan trọng.
Một ví dụ cụ thể về mô hình khối
Tổng vào = 171 kg/ năm Tổng mất đi = 198 kg/ năm Lắng từ không khí
Cảng Boston
Sông Merrimack
Vùng bờ khác
Sự tuần hoàn hạt?
Cột nước (2 kg)
Phản hấp thu?
Dòng ra
Chất nền bề mặt (2.400 kg) Tổng chất nền (14.500 kg) Sự chôn lấp
170kg/năm
Tích lũy khối đối với Benzo(a)pyrene
Loại thải = 27 kg/năm
Các quá trình tiêu hao
3 kg/ năm
25 kg/ năm 30 kg/ năm
2 kg/ năm 75 kg/ năm 64 kg/ năm
• Mô hình về cân bằng khối cho thấy:
• -
Làm thế nào một chất đi vào trong môi trường• - Hiện tượng gì sẽ xảy ra khi môi trường bị phơi nhiễm
• - Các nồng độ phơi nhiễm trong các môi trường khác nhau
