A . PHÂN TÔNG QUAN . CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC HỢP CHẤT CỦA NITƠ VÀ SỰ Ô NHIỄM NGUỒN NƯỚC

C ác n g u ồ n g â y ỏ n h iễm ch ính là các nhà m áy c ủ a n gành công n g h iệp hoá

chất, luyện kim , c h ế h iến d ầu m ỏ, c h ế tạo m áy, vật liệu xây d ự n g ....H à n g năm

chúng ta đ ã thải vào k h í q u y ển hàng trăm triệu tấn c á c ch ất đ ộ c CỈT, HC1, S 0 2,

C 0 „ CO, N O x ( các ô x it k h ác nhau củ a nitơ ), các h ợ p ch ất th u ỷ ngân, chì,



Càdimi, asen .... Đ ặc biệt n g u y hiểm là chất thải c ủ a các nhà m áy xử lý chất thải

hat nhán, b ụ i p h ó n g x ạ củ a các vụ thử hạt nhân.

Các n g u ồ n g â y ô n h iễm q uan trọng k h ác là c á c n h à m áy n h iệ t điên, các

phương tiệ n g ia o th ô n g vận tải chạy hàng đ ộ n g cơ đ ố t trong, cá c vụ tai nạn chở

dầu, sự c ố ố n g d ẫn d ầ u , nư ớc thải sinh h o ạt và công n g h iệp v.v

Hiện n a y vấn cĩề ô n h iễm môi trường đã trở th àn h nỗi lo củ a toàn nhân

loại. Nó đ ò i hỏi g iải q u y ế t vấn đ ề m ôi trường tự n h iên đ a n g bị thoái h o á nghiêm

trọng co sự tích luỹ m ộ t khối lượng lớn cá c h o á c h ấ t và đã g ây ra n h iều bệnh

chưa từng b iết đ ến . Sự ô n h iễm m ôi trường cũng g ây ản h hư ở ng x ấu đ ến năng

suất cây trồ n g và vật n u ô i, phẩm chất lương thự c và thự c phẩm . Sự ô nhiễm còn

đẩy nhanh q u á trìn h ăn m ò n m áy m óc, thiết bị và làm g iảm tuổi thọ củ a các

công trình k iến trúc, xây d ự n g ...

T iiệ t hại vé k in h tế đ o ô nhiễm m ôi trường g ây ra rất lớn, ch ẳn g h ạn năm

1970 uớc tín h th iệt h ại ở N h ật là 23 tỉ đỏla, ở M ỹ 25 ti’ đ ô la. N h iều người cho

rằng k ió đ á n h g iá h ế t đư ợ c các thiệt hại d o ỏ n h iễm m ôi trư ờng g ây ra vì còn

p hải tíih đ ế n n h iều yếu tố k h ác như chi phí ch o việc ch ữ a b ện h , sự g iảm năng

su ất la) đ ộ n g x ã h ộ i...V ấ n đề hảo vệ m ỏi trường liên q u an trự c tiếp đ ến vấn đề



sử dụng h ợ p lý và h iệu q u ả các nguồn tài n g u y ên th iên n h iên , n h ấ t là các tài

n g u y ê i k h ô n g th ể tái tạo. Đ ể ch o con người k h ô n g bị đ ầu đ ộ c bởi cá c yếu tố

đ ộ c h ạ p h á t sinh từ m ọi n g u ồ n k h ác nhau đòi hỏi phải q u an tâm đ ến chất lượng

k h ô n g k h í m à co n người h ít thở, chất lượng c ủ a nước m à co n người d ù n g để ăn

u ố n g hàng n g à y ... và m ộ t số n h ân tố k h ác tác đ ộ n g lên cơ thể con người ngoài

đ ư ờ n g h ô h ấ p và tiêu hoá như ng cũng làm tổn hại trạn g thái sinh lý c ủ a cơ thể,

c h ẳ n g lạ n tiế n g ồn.

|)ể b ả o vệ c ác n g u ồ n nước khỏi bị ỏ n h iễm k h ô n g có co n đư ờng n ào khác

là p h ả b ả o vệ m ôi trư ờng. Đ iều đó cổ nĩ;hĩa là n h ất th iết phải h ạn c h ế lượng

c h ấ t tlải p h át sin h từ các quá trìn h sản xuất, h ằng cách sử d ụ n g các th àn h tựu



4



IT.ớ



củ a k h o a h ọ c v à k ỹ th u ật đ ể xây dự ng các cô n g n g h ệ k h ô n g có h a y có rất ít



chá. thải, và phải x ử lý ch ất thải trước khi thải ch ú n g vào m ôi trư ờng.

V iệc xây d ự n g nhữ ng d ây chuyền k hôny có c h ấ t thải h ay c á c tổ hợp xử lý

châ thái đò i hỏi n h iề u phí tổn, đôi khi làm cho q u á trình sản x u ất k h ô n g còn

giá trị k in h tế. C ó th ể nói rằn g , thông thư ờng m ột g iải p h áp có lợi ch o môi

trương thì bất lợi về kinh tế và ngược lại. V iệc tìm ra cá c giải p h áp sao ch o phù

h(f[ với cả hai vấn đề trên đ an g là vấn đề hức xúc ch o toàn n h ân loại.

V à d o đ ó , c h ú n g ta cần phải nghiên cứu cả hai lĩnh vực b ảo vệ và xử lí môi

trương



1.2 Nitơ và chu trình của nitơ trong tự nhiên [ 1, 2]

Ni tơ tạo th à n h h àn g loạt c á c hợp c h ất vô cơ và hữ u cơ q u an trọ n g trong

kh('ng khí, đ ấ t và nư ớ c n h ờ cá c q u á trình h o á h ọ c k h á c n h au . N g u y ên tử nitơ có

khí n àn g tạo th à n h các hợp ch ất hoá học với m ứ c o x i h o á từ (-III) đ ến (+V ), vì

vậ) h o á h ọ c m ôi trư ờ ng củ a n itơ m à Irước hết là các phản ứng có sự chuyển

electron m an g ý n g h ía rất lớn trong các q u á trình ch u y ể n h o á h o á h ọ c và sinh

học. M ộ t số ví d ụ về cá c d ạn g tồn tại của n itơ n hư sau:

M íc oxi hoá:



-2



Ị

D ạig tổ n tại:



-3



ị



NH,



-1

I

------ X



-N H 2



+2



0 +1



1



N2



I



+3



T



N ,0 NO H N O ,



+4



I



I

N 0 2 HNO,



NH/

CO(NH2)2R2N - NO



n o 2-



C H ,C (0 )0 0 N 0

n o 3



R -C H (N H 2)C O O H



N gu ồ n ni tí í c h ín h Irong m ôi trường là n itơ củ a k h ô n g khí, ngoài ra nitơ

CÒI



c ó 'tro n g đ ấl và nước .



5



+5



P h ân bô n guồn nitư trong m ỏi trư ờnu I 1

N guồn



K hối lượng, triệu tấn

O A K )1

2



Đ ấ t , đá

N ước



23.10'

2 2 . 1()6



Ni tơ ho à tan

H ợ p ch ất có ch ứ a ni tơ



0,6.10°



K hổng khí



3 ,9 .1 0



Sinh q u y ể n



3.9. K í’

1,2. i ()3



Sinh vật sống tro n g đ ất

Sinh vật sống ở hiển



0 ,5 .1 0 ’



Sinh vật ch ế t tro n g đ ất



3 0 0 .1 0 '



Sinh vật ch ết ở hiển



6 0 0 .1 0 '



N itơ là th à n h phần ch ín h Irong k h í q u y ển như ng nó k h ổ n g h o ạ t đ ộ n g m ạnh

nlhtf ôxy bởi lẽ n ăn g lượng liên kết trong phân tử n itơ lương đối lớn ( E = 942

k.J / m ol ). Q u á trình phân ly q u an g h ọ c c ủ a phân tử n itơ đòi hỏi cá c photon có

biước sóng n g ắ n Ằ < 169 nm . Dưới tác d ụ n g cúa c á c tia só n g rất n g ắn X < 100

mm có th ể x ảy ra các phan ứng quaniì hoá phức tạp với sự tạo ih àn h nguyên tử



h«oic phân tử niu# h o ạt h o á như :

hV



N,

N2+ + 0 2



______>



N2+ + e



---------->



NO+ + NO



NO+ + c ---------- >



N



+ o



T rong th ự c tế, N O xuất h iện trong k h í q u y ển là d o q u á trình o x y hoá N ,

b»ở 0 2 d o h iệ n iưựng p h ổ n g đ iện tự nhiên.

Phóng diện



N2 + 0 :— — V



2 NO



g .r c a o



6



N itơ o x it là c h ấ t k h í k h ô n g m àu. k h ô n g m ùi, k h ô n g tan tro n g nước. Nó

gíty tác hại ch o cơ th ể do kh ả n ăng tác dụn g với h ổ n g c ầu tro n g m áu , làm giảm



khả năng vận chuyển oxi của m áu. gây ra các hệnh về m áu .

N iO đ ư ợ c sinh ra trên m ặt đ ất là do k ết quả h o ạ t đ ộ n g c ủ a vi sinh vật. Nó

khuếch tán vào k h ô n g k h í và h ấp phụ các tia tứ n g o ại rồi bị p hân h u ỷ nguyên tử

o x i h o ạ t h o á.

N itơ d io x it ià c h ấ t k h í m àu nâu nhạt, có m ùi k h ỏ ch ịu , có th ể p h át hiện

đưcc m ùi của n ó ở n ồ n g đ ộ 0 ,1 2 ppm , NCX dỗ h ấp thụ bứ c xạ tử n goại, dễ hoà

tan tro n g nư ớc và th am g ia vào các phản ứng q u a n g h o á. N O , là loại k h í gây

kick th ích m ạn h đối với n iêm m ạc đường hô hấp, có thể thâm n h ập vào cơ thể ở

nồrg đ ộ 15-50 ppm g â y ra các bệnh tim , phổi và gan .

N O , rất bền với p h ản ứng q uang hoá, chỉ ở bước só n g X < 395 nm

bị [hân li th àn h N O và



nó mới



o, .

X<



398 1U11



N O , + h v ----------- NO + o

X



>430nm



N O , + h v ----------- > NO,* h o ạt hoá.

K hi k ế t th ú c q u á trìn h p hản ứng thì N O / h o ạt h o á n ày



ph ản ứng với gốc



OI- c h o H N O , h o ặ c với m ột s ố các chất h o ạt tính k h á c tạo th àn h N O a và

C 2 30 5N (P A N ) là n h ữ n g ch ất g â y ăn m òn m ạn h . N hữ ng ch ất n ày m ộ t phẩn tan

H

tro ig nư ớ c và th e o m ư a rơi x u ố n g đất.

C ác o x it c ủ a n itơ (N O , N „ 0 3, NCX , N ,O v . v iết là N O x) x u ất h iện tro n g khí

q i r ể n d o q u á trìn h đ ố t n h iên liệu ở nhiệt đ ộ cao, oxi h o á n itơ k h í q u y ển do tia

s é t núi lử a..., p h ân h u ỷ n itral hằng vi sinh vật và q u á trìn h sản x u ất các hoá

clhâ là hợ p c h ất củ a nitơ.

H ai k h í N (X , n o là th àn h phần quan trọng và có vai trò n h ất đ ịn h trong

kJh
N l(x d o h o ạ t đ ộ n g c ủ a co n người gây ra [ 1].

N gười ta tính lượng N O x (x=l-í-2) sinh ra trong p h ạm vi to àn cầu là 40

triê i tấn n itơ /n ăm , iro n g đ ó 5 0% có nguồn g ố c tự n h iên đư ợ c tạo ra do sấm



cỉh
ruhn tạo do q u á trìn h sản xuất, d o quá trình đ ố t ch áy , d o xe c ộ ...C á c h o ạt động



Cíủ; con người đóng vai trò quan trọng tạo ra các chất hoá học gây ồ nhiễm



7



k h ô n g khí và là nhữ n g n g u y ên nhân dẫn đến sự p hân hu ỷ ô zôn, giảm lưựng

ổzôn trong k h í q u y ể n , làm tăn g các tia hức xạ c h iếu xuống d ẫn đến sự tăng

nhiệt độ củ a trái đ ấ t.

Nitư tro n g đ ấ t và nước ch ú yếu ở d ạn g hữu cư đư ợc tạo th àn h là do kết

quả c ủ a quá trìn h p h ân h u ỷ thự c vật và xác đ ộ n g vật ch ết, ph ân và nước tiểu của

đ ỏ n g vật... N ó đ ư ợ c h y d rô h o á thành NH<, N H / và đư ợc ô x y h o á tô i các vi

k h u ẩ n tạo th àn h N O ,' sau đó thự c vật sứ d ụ n g N O / n ày làm ch ất d in h dưỡng.

Khi cần th iết ngư ời ta sẽ hổ sung nitơ vào đ ất b ằn g cách bón p h ân h o á học

((N H 2),C O , N H 4N O , h o ặ c (N H 4) 2 0 4...). C ác vi k h u ẩn sẽ ch u y ể n hoá N H /

S

th àn h N O / đ ể c h o th ự c vật h ấp thụ. M ặt k h á c m ộ t số c ây họ đ ậ u cũ n g có khả

n àn g h íp thụ n itơ tro n g k h í q u y ển nhờ các vi k h u ẩn c ố đ ịn h n itơ trên các nhánh

rễ c ủ a nó và c u n g cấp m ộ t lượng đáng kể c h ấ t d in h dư ữ ng n itơ ch o đất.

V òng tu ẩn h o àn n itơ đư ợc hắt đ ầu b ằng q u á trình c ố đ ịn h n itơ do sự vận

ch u y ể n n itơ tro n g k h ô n g khí, đ ất, nước và sinh k h ố i. V iệc c ố đ ịn h n itơ bằng

sin h hoc đưực th ự c h iện bơi các vi khuẩn sống tự d o n h ư vi k h u ẩn h iếu khí, bán

kị k h í và yếm k h í ò thự c vật b ậc cao. Đ ây là m ộ t q u á trìn h x ú c tác sinh h ọ c cần

c ó m ặt của hệ th ố n g m e n n itro g enaza.

Những n g h iê n cứu cỏ tính chất hệ th ống về m ô h ìn h ch ứ c n ăn g c ủ a m en

n itro g en a za đ ã ch í ra rằn g tro n g quá trình c ố đ ịn h n ilơ xảy ra nhữ n g phản ứng

với sự JÓ m ặt c ủ a xú c tác chứ a m ỏlipđen. N gày n ay người ta đã b iết rằng nhiều

p h ứ c c iấ t củ a k im loại ch u y ển tiếp với nitơ phân tử khi c ó m ặ t củ a cá c ch ất khử

m ạ n h /à xúc tá c th ích hợ p có thể hị ch u y ển th àn h am o n i h o ặc cá c hợp chất

k h á c c ia nitơ.

D> nhu c ầu n g à y c àn g tăn g về phân đ ạm con người đ ã sử d ụ n g phương

p h á p 1 )á h ọ c đ ể c h u y ể n h o á n itơ trong k h í q u y ển th àn h am o n ỉac.

1

Q uá trìn h h y d ro h o á n itơ có xúc tá c xảy ra n h ư sau:

N 2 + 3 H , <-...



-> 2 N H ,



A H ° = -93 k J/m o l



Lrê là m ộ t v í d ụ ít có đối với các ch ất đư ợc h ìn h th àn h đ ồ n g thời cả do

qiuá trìih biến đổi n h ân tạo và lự nhiên.



8



H iện n ay vởi cá c th iết hị công nghệ h iện có trên th ế giói, sản lượng urê đạt

kluving 35 triệu tấn /n ăm tương đương với lượng urê d o sán x u ất b ằng sinh học

hàng nám trên trái đất.

C ác q u á trìn h k h ứ và th u ỷ phàn các hợ p ch ất n itơ trong nước có xúc tác

sinh h ọ c là các q u á trìn h urê h o á, am oni hoá, nitrat ho á, khử n itra t hoá. T rong

đó, n itơ q u a y trở lại k h ô n g k h í ơ dạng N i h o ặc NọO, với lượng N 20 chiếm

khoảng 5% tổ n g số. L ượng n itơ ở dạng hợ p ch ất tích tụ tro n g cơ thể số n g khá ít

ỏi và ch ỉ vào k h o ả n g 1()4 triệu tấn. T rong quá Irình k h o án g hoá, N H / được giải

phổng. T h e o m ộ t s ố tính toán, chỉ có k h o ản g 11% n itơ tro n g ph ân bón đưực

chuyển Ihành d in h d ư ỡng ch o cây trồng và độn g vật, phần n itơ cò n lại được

chuyển vào nư ớ c thải và nước hề m ặt tnrớ c khi th am gia q u á trình khử nitrat

[ 1].

V ò n g tuần h o àn n itơ dưới tác động tích cực c ủ a các h o ạt đ ộ n g nh ân tạo đặt

ra n ộ t lo ạt các vấn đ ề sin h thái m à việc kiểm soát và c h ế ngự c h ú n g đòi hỏi cao

đối với c á c n g àn h k h o a h ọ c và kỹ ihuật.

V iệc tăn g n ồ n g độ củ a các hợp ch ất n itư hay hơi (N O x, NoO, N H „

n itn a m in ) ử tần g hình lưu và đối lưu dẫn tới tăng tốc đ ộ cá c phản ứng trong

khcng khí, tăn g qu á trìn h trao đổi của các hợp c h ấ t n itơ g iữ a k h í quyổn và hề

mãi trái đ ất và d o đ ó làm tăn g n ồ n g đ ộ của C O (N H ,)2, N H / , N 0 2 , N O / trong

nưcc hề m ặt và nư ớc n g ầm .

V iệc o x i h o á am o n i (N H 4+) hằng vi sinh q u a giai đ o ạn tạo th àn h nitrit và

sau đ ó th àn h n itra t (n itra t hoá).

N H 4+ + 1, 5 0 2



Nitrosomonas

--------— ----- > N 0 2- + H 20 + 2 H +

Nitrobacter



NO, +0,5 0 , ------— — ->



NO;



C á c q u á trìn h o x i h o á vi sinh N H / còn có thể bị ảnh hư ởng bởi m ột số

c h ã k h á c. Q u á trìn h n itrit hoá bị hạn c h ế bới cá c bon hữu cơ, vì m ột phẩn oxi

tiê i th ụ cho sản p h ẩm sin h khối. Q uá trình biến đổi n itư tro n g nước bề m ặt dẫn

tới lãng n ồ n g đ ộ N O /, m ộ t sản phẩm g ây n h iễm đ ộ c nước. N gười ta tính rằng

h àrg n ám có k h o ả n g 3 0 .1 0 ' triệu tấn n itơ được ch u y ển ra hiển dưới d ạn g nitrrat



[1]



9



1.3. Các hợp chất của nitơ đối với sự ô nhiẻin nguồn nước ị 1, 2 7 1

a. D ana, tố n tu i củ a n i uy tro n g m ô i Inròiiiỉ

T r o n g m ô i lr ư ờ n g n ư ớ c n itơ tổn lạ i ờ n h iề u d ạ n g h ợ p c h ấ t k h á c n h a u ,

n h ư n g c ó th ổ p h â n c h i a c h ú n g th à n h h a i n h ó m lớ n đ ó là n itơ h ữ u c ơ v à v ô cơ .

C á c h ợ p c h ấ t ni tơ v ô c ơ tồ n tại tr o n g n ư ớ c p h ổ b iế n ở 3 lo ạ i h ợ p c h ấ t c h ín h

là a m o n i, n itr il, n itra t. C á c io n a m o n i ( N H 4+), n ilr a t ( N O ,') , n itr it ( N O , ) c ó m ặt

tr o n g tất c ả c á c n g u ồ n n ư ớ c như : n ư ớ c n g ầ m , n ư ớ c b ề m ặ t v à n ư ớ c th ả i.

T r o n g th iê n n h iê n k h í a m o n ia c đ ư ợ c s in h ra tr o n g q u á trìn h th ố i rữa c ủ a

c á c p r o te in tr o n g x á c s in h vật v à q u á trình p h â n h u ỷ urê tr o n g c h ấ t b à i tiế t c ủ a

đ ộ n g v ậ t d ư ớ i lá c d ụ n g c ủ a m ộ t s ố lo à i vi s in h v ậ t.

D o n h iề u n g u y ê n n h â n m à n ư ớ c th ả i, n ư ớ c b ề m ặ t c ũ n g n h ư n ư ớ c n g ầ m

th ư ờ n g c h ứ a c á c h ợ p c h ấ t n itơ . M ộ t p h ầ n ni tơ ở d ạ n g a m o n i đ ư ợ c s in h ra từ

n g u ồ n p h â n b ó n , n ư ớ c g iả i đ ộ n g vật và m ộ t p h ầ n đ ư ợ c t ạ o ra d ư ớ i đ iề u k iệ n

th íc h h ợ p b ở i c á c vi k h u â n . N g ư ờ i ta c h o rà n g s ự c ó m ậ t c ủ a a m o n i là c h ỉ thị

c ủ a s ự ô n h iễ m m ỏ i trư ờ n g n ư ớ c .



h. S ự k iể m s o á t n h ấ n tạ o đ ô i v ớ i c á c h ọ p c h ấ t n i tơ tro n g m ỏ i trư ờ n g Ị 1 ]

D o v i ệ c p h á t tr iể n sả n x u ấ t h iệ n n a y c á c v ấ n đ ề s in h th ái n á y s in h n g à y

c à n g n h iề u . C o n n g ư ờ i lu ô n c ố g ắ n g á p d ụ n g m ọ i b iệ n p h á p k h o a h ọ c k ỹ thuật

đ ổ k h ố n g c h ế h à m lư ợ n g c ủ a c á c h ợ p c h ấ t c u a n itơ ở d ư ớ i d ạ n g k h í, lỏ n g tro n g

m ô i tr ư ờ n g . B ằ n g c á c h iệ n p h á p s in h h ọ c , v ậ t lí v à h o á h ọ c c o n n g ư ờ i đ ã h iế n

đ ổ i c á c h ợ p c h ấ t c h ứ a n itơ th à n h c á c sả n p h ẩ m c u ố i c ù n g k h ô n g ả n h h ư ở n g tới

m ô i tr ư ờ n g s in h th ái h o ặ c tạ o ra sả n p h ẩ m c ó th ể s ử d ụ n g đ ư ợ c .

Q u á tr ìn h k h ử ồ x i t n itơ c ó th ể th ự c h iệ n h ằ n g c á c h iệ n p h á p k ì th u ậ t n g a y

tại n g u ồ n s in h ra n ó (x ứ lí s ư -c ấ p ) h a y tá c h k h í N O x từ k h í th ả i n h ờ h ấ p thụ

h o ặ c c á c q u á trìn h h o á h o c (x ử lí ih ứ c ấ p ).

C á c h iệ n p h á p x ứ lí th ứ c ấ p n h ư q u á trìn h đ ố t n h iệ t, h ấ p th ụ k h í, k h ử c ó

h o ặ c k h ô n g c ó x ú c tá c đ ể g iả m lư ợ n g N O x tr o n g k h í th ả i s a u k h i đ ã x ử lí s ơ b ộ .

Phương pháp khứ



N O x g ồ m c ó p h ư ơ n g p h á p k h ử x ú c tá c k h ô n g lự a c h ọ n và



k h ử x ú c tá c c ó lự a c h ọ n . C (í s ở c ủ a p h ư ơ n g p h á p k h ử x ú c tá c k h ô n g lư a c h ọ n là

b iế n đ ổ i đ ồ n g th ờ i h ợ p c h ấ t h y d r o c a c b o n và ô x it n itơ trên x ú c tá c tạ o th à n h s ả n



10



p h ẩm N 2, C O -,, H : 0 p h ư tm g p h á p n à y th ư ờ n g đ ư ợ c ứ n g d ụ n g k h i n ồ n g đ ộ N O x

thấp.

Đ ổ x ử lí n ư ớ c ô n h iễ m c h ứ a c á c h ợ p c h ấ t n itơ , c ó th ể á p d ụ n g c á c p h ư ơ n g

p h áp tá c h v à là m g ià u , h o ặ c b iế n đ ổ i c h ú n g th à n h n itơ p h â n tử trả lạ i c h o k h í

q u y ể n . N g ư ờ i ta th ư ờ n g á p d ụ n g c á c p h ư ơ n g p h á p h o á lí n h ư c h ư n g c ấ t, trích li

đ ổ ihu h ồ i c á c h ợ p c h ấ t n i tơ d ễ b a y h ơ i h o à tan tr o n g n ư ớ c th ả i c ủ a n g à n h c ô n g

n g h iệ p p h â n b ó n . P h ư ơ n g p h á p m à n g và p h ư ơ n g p h á p tra o đ ổ i io n c ũ n g n h ư

c á c p h ư ơ n g p h á p h o á s in h th ư ờ n g đ ư ợ c s ử d ụ n g đ ể là m s ạ c h n ư ớ c k h ỏ i c á c h ự p

ch ất io n c ủ a n it ơ n h ư a m o n i, n itra t, n itrit.



1.4. Sự ô nhiễm hợp chất nitơ trong nước ngầm Hà Nội [6]

T rong năm



1 9 8 8 k h i th ự c h iệ n c ô n g tá c th ă m d ò n ư ớ c d ư ớ i đ ấ t v ù n g H à



N ộ i m ở r ộ n g v ớ i d iệ n t íc h k h o ả n g 8 0 0 k m 2, Đ o à n đ ịa c h ấ t 6 4 đ ã t iế n h à n h lấ y

v à phân t íc h 2 6 1 m ẫ u n ư ớ c đ ể x á c đ ịn h h à m lư ợ n g N H 4+ , N O -,', N O ,' . K ế t q u ả

th u đ ư ợ c đ ã c h o th ấ y :

•



H à m lư ợ n g N H / tr o n g



n ư ớ c n g ầ m d a o đ ộ n g lừ 0 -r 3 5 m g/1; N O ,' từ



0 -S-3 m g /1 ; N O / từ 0 4- 1 0 ,3 m g /1 ,.

•



Đ ã x á c đ ịn h đ ư ợ c m ộ t s ố k h u v ự c c ó h à m lư ợ n g N H / c a o h ơ n tiê u



c h u ẩ n c h o p h é p n h ư : H à Đ ồ n g , Ba L a , B ô n g Đ ỏ , P h á p V â n , V ă n Đ iể n h à m

l ư ợ i g th ư ờ n g d a o đ ộ n g từ 6 -r 2 3 ,7 5 m g /k k h u v ự c L ĩn h N a m , T rầ n P h ú là

2 4- 1 0 m g /I , đ ồ n g th ờ i m ộ t s ố k h u v ự c k h á c n h ư M a i D ịc h , N g ọ c H à , d ả i v e n

s ồ n g H ồ n g từ C h è m đ ế n Y ê n P h ụ c ó h à m lư ợ n g 0 ,1 -4 1 4 ,5 m g /1 .

•



V ề m ù a m ư a s ố lư ợ n g c á c v ù n g c ó h à m lư ợ n g N H 4+ v ư ợ t t iê u c h u ẩ n



c h ( p h é p n h iề u h ơ n s o v ớ i m ù a k h ô , n h ư n g g iá trị n ồ n g đ ộ N H / Ở m ỗ i đ iể m lại

nhc hơn.

C á c g i ế n g k h a i t h á c ở d ả i v e n s ô n g H ồ n g v à v ù n g M a i D ị c h - N g ọ c H à tu y

c ó i à m lư ợ n g N H / c a o n h ư n g v ớ i b iê n đ ộ n h ỏ , c á c g i ế n g n h iễ m b ẩ n c h ỉ c h iế m

2 0 ơ ( 1 4 g i ế n g trên 6 8 g i ế n g k h ả o s á t). T r o n g k h i đ ó 1 0 0 % g i ế n g p h ía N a m ,

o

T â ' N a m T h à n h p h ố đ ề u hị n h iễ m b ẩ n . H à m lư ợ n g N H 4+ t ă n g tr o n g 6 n ă m từ

19Ỉ-7 đ ế n 1 9 9 3 n h ư sa u : c á c g i ế n g k h a i th á c ở c á c trạ m B ạ c h M a i: 8 -r 9 m g /l ;

K i n L iê n : 1 3 ,5 -r 1 6 ,5 m g/1; T r u n g Tự: 1 ,3 -T 9 ,6 7 m g /l ; B á c h K h o a : 8 ,1 5 -7-



11



1 0 ,6 5 m g /1 ; T ư ơ n g M a i: 3 ,1 5 -ỉ- 1 1 ,2 5 m u/1 ; P h á p V â n : 7 ,0 6 -r 2 2 m g/1; H ạ

Đ in h : 3 ,6 8 -r 13 m g /1 .

H ổ u n h ư ở c á c n h à m á y n ư ứ c th u ộ c k h u v ự c H à N ộ i h iệ n n a y đ ề u đ a n g s ử

d u n g s ơ đ ồ c ô n g n g h ệ x ử lí n ư ớ c là:

N ư ớ c n g ầ m —> g ià n m ư a th ô n g k h í - > b ế lắ n g —» l ọ c n h a n h —> k h ử trù ng

—►p h â n p h ố i.

V ớ i s ơ đ ồ c ô n g n g h ệ n à y k h ô n g th ể lo ạ i b ỏ h ế t đ ư ợ c N H 4+ c ó tr o n g n ư ớ c

n g ầ m , v ì v ậ y c ầ n p h ả i c ó m ộ t c ô n g n g h ệ th íc h h ợ p h ơ n đ ể lo ạ i b ỏ h ế t N H 4+ n ó i

r iè n g v à c á c h ợ p c h ấ t n itơ n ó i c h u n g tr o n g n ư ớ c n g ầ m c ủ a H à N ộ i.



1. 5. Nguồn gốc gây nèn sự tăng NHt+ trong nước ngầm Hà Nội [6]

C h o đ ế n n a y ở V iệ t N a m n ó i c h u n g và H à N ộ i n ó i r iê n g c h ư a c ó c ô n g

trìn h n à o n g h iê n c ứ u đ ầ y đ ủ v à to à n d iệ n đ ể k h ẳ n g đ ịn h n g u ồ n g ố c v à n g u y ê n

n h â n g â y n h iễ m b ẩ n n g u ồ n n ư ớ c , n h ư n g trên t h ế g iớ i đ ã c ó n h iề u c ô n g trình

n g h iô n c ứ u c ô n g p h u , đ ủ d à i v ề vấn đ ề n à y v à c h o rằ n g s ự n h iễ m b ẩ n c á c h ợ p

c h ấ t c ủ a n itơ Ir o n g n ư ớ c n g ầ m là d o m ỏ i trư ờ n g b ị ô n h iễ m b ở i c á c châ't th ải

s in h h o ạ t v à c ổ n g n g h iệ p c ũ n g n h ư c á c c h ấ t h o á h ọ c đ ư ợ c lạ m d ụ n g q u á m ứ c

ir o n g n ô n g n g h iệ p .

H à N ộ i là n ơ i tập tru n g m ậ t đ ộ d â n c ư đ ô n g , c ó n h iề u c ơ s ở s ả n x u ấ t c ô n g

n g h iô p (tr o n g đ ó n ư ứ c th ái c ủ a n h iề u x í n g h iệ p c ó h à m lư ợ n g N H 4+ c a o , v í dụ:

b á n h k ẹ o H ả i H à - 4 ,8 5 m g/1, n h ự a Đ ạ i K im - ^ 8 m g /l ; G iầ y T h ư ợ n g Đ ìn h 1 4 ,6 m g / l ....) .

Ở



Hà N ội



lư ợ n g rá c th ải ra lê n



tới 4 0 0 0 m V n g à y , n ư ớ c th ả i k h o ả n g



5 0 0 . 0 0 0 m V n g à y , r iê n g lư ợ n g p h â n th ả i ra ờ 4 q u ậ n n ộ i th à n h tớ i 8 2 0 tấ n /n g à y .

H ầ u h ế t n ư ớ c th ả i k h ô n g q u a x ử l í m à đ ổ th ẳ n g ra m ư ơ n g , c ố n g rồi đ ổ v à o s ô n g

h ổ . R á c th ả i k h ô n g k ịp thu g o m ở n h iề u n ơ i c h ấ t đ ố n g lư u c ữ u bị p h â n h u ỷ , th ố i

rữ a r ổ i b ị n ư ớ c m ư a c u ố n đi k h ắ p n ơ i. C á c s ô n g m a n g tr o n g m ìn h h ầ u h ế t lư ợ n g

n ư ớ c th ả i s in h h o ạ t , n ư ớ c th ải c ô n g n g h iệ p c ủ a th à n h p h ố r ồ i đ ổ v ề k h u v ự c

T h a n h T r ì, V ă n Đ i ể n .

H iệ n tư ợ n g đ ó là m c h o n ư ớ c m ặ t ở c á c s ô n g , h ồ , m ư ơ n g , m á n g ở c ả k h u

v ự c n ộ i th à n h v à n g o ạ i th à n h H à N ộ i đ ề u b ị ô n h iễ m n ặ n g N H 4+. C á c s ố liệ u

t h ố n g k ê g ầ n đ â y c h o ih ấ y :



X

12



Ở c á c s ô n g N h u ệ , T ô L ịc h , K im N g ư u , S é t, L ừ th ư ờ n g x u v ê n bị lắ n g đ ọ n g

m ộ t lớ p h ù n h ữ u c ơ k h á d à y ; h à m lư ợ n g N H /

1 2 ,1 7 m g/1; s ô n g T ỏ L ịc h



tr o n g n ư ớ c rất c a o ( s ô n g N h u ệ



1 4 ,2 4 m g/1; s ồ n g K im



N gưu



1 8 ,7 m g/1; s ô n g L ừ



2 1 ,7 5 in g/1 , v à s ổ n g S é t - 2 3 ,6 m g /l ) .

N ư ớ c c á c h ồ , m ư ơ n g m á n g c ũ n g bị n h iễ m b ẩn n ặ n g N H 4+. H à m lư ợ n g

N H / ờ c á c h ồ : G iả n g V õ 1 3 ,l m g / l; T h a n h N h à n 1 3 ,4 4 m g/1 ; H ữ u T iệ p 1 3 ,4 9

m g/1; B a M ẫ u



1 3 ,8 8 m g/1: T h iề n Q u a n g 1 4 ,2 1 m g/1; H ồ Đ ầ m 1 4 ,4 6 m g/1; B ả y



G ia n 1 4 ,8 5 m g /1 ; B ả y M ẫ u



1 5 ,0 6 m g/1 ; T h à n h C ô n g 1 6 ,3 1 m g /1 .



T r o n g k h i đ ó c h ỉ tiê u v ề N H / v à N O / , NO-,' tr o n g



n ư ớ c c ấ p c ủ a n ư ớ c ta



h iệ n n a y t h e o t iê u c h u ẩ n n g à n h c ủ a B ộ x â y d ự n g 2 0 T C N 3 3 - 8 5

N H 4+ tố i đ a c h o p h é p là 3 m g/1 ; N O / là 10 m g /1 , N O ," - 0 m g/1.



13



th ì lư ợ n g



C H Ư Ơ N G 2: M Ộ T s ố



P H Ư Ơ N G P H Á P P H Â N T ÍC H V À x ử



LÝ



A M O N Ị N IT R IT , N IT R A T V À C L O T R O N G N Ư Ớ C



N h ữ n g tiế n h ộ k h ô n g n g ừ n g c ủ a k ỹ th u ậ t p h â n tíc h , đ ã c h o p h é p x á c đ ịn h

c h ín h x á c c á c th à n h p h ầ n c u a n ư ớ c . Y ê u c ầ u tiê u c h u ẩ n c h ấ t lư ợ n g n ư ớ c n g à y

c à n g c a o đ ò i h ỏ i c ô n g n g h ệ x ử lí n ư ớ c n g à y c à n g tin h x ả o v à c ả p h ư ơ n g p h áp

p h â n tíc h c à n g c h ín h x á c h ơ n .



2.1. Các phương pháp phân tích

2 . Ị . ỉ. Phưcữií! p h ấ p c h u ẩ n đ ộ a x it - b a z ơ x á c d in h a m o n i [ 8 ]

Đ ể x á c đ ịn h lư ợ n g n it ơ d ư ớ i d ạ n g m u ố i a m o n i n g ư ờ i ta tiế n h à n h c h ư n g

c ấ t d u n g d ịc h m u ố i a m o n i v ớ i lư ợ n g k iề m d ư . L ư ợ n g a m o n i đ ư ợ c th u v à o b ìn h

c ỏ c h ứ a s ẵ n d u n g d ịc h c h u ẩ n a x it HC1 h a y H 2S 0 4. S a u đ ó c h u ẩ n đ ộ lư ự n g a x it

d ư b ằ n g d u n g d ịc h k iề m m ạ n h c h ấ t c h ỉ thị m à u đ ư ợ c d ù n g là p h e n o lít a le in 1 % .

N ế u h ấ p th ụ N H , b ằ n g d u n g d ịc h H ,B O < th ì d ù n g d u n g d ịc h H C 1 đ ể c h u ẩ n

đ ộ , c h ấ t c h ỉ thị m à u là h ỗ n h ợ p đ ỏ m e t h y l / x a n h m e t h y le n t h e o tỷ l ệ 1:3 .

H ,B O , <=> H B 0 2+ H 20



NH, + HBO,~> NH4B02 ; NH4B02+HC1 ~>NH4C1 + HBO,

2. Ị .2 . P h ư ơ n g p h á p ỏ x i h o á k h ử x á c ổ ịn h ảỉTìoni [ # ]

Đ ể x á c đ ịn h h à m lư ợ n g a m o n i tr o n g n ư ớ c n g ư ờ i ta c h o v à o m ộ t lư ợ n g d ư

h y p o b r o m it , p h ả n ứ n g x ả y ra n h ư sau :

3 B r O - + 2 N H 3 = 3 B r + N , + 3 H 20

S a u đ ó lư ợ n g h y p o b r o m it d ư đ ư ợ c x á c đ ịn h h ằ n g p h ư ư n g p h á p i o d - t h i o s u n fa t.

T u y n h iê n p h ư ơ n g p h á p n à y ít d ù n g v ì k é m c h ín h x á c .

2 H + + BrCT + 21“ = B r + I2 + H 20



ụ + 2 N a 2S 2O i = 2 N a I + N a 2S 40 6

2 . 1.3. Phưoìig p h á p đ o quani> x á c định a m o n i



14