Bài 58. Hóa học và vấn đề môi trường

I - Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG

1. Ô nhiễm môi trường

Ô nhiễm môi trường không khí là hiện tường làm cho không khí sạch thay đổi thành phần, có nguy cơ gây tác hại đến thực vật, động vật, sức khỏe con người và môi trường xung quanh.

Không khí sạch thường gồm 78% khí nitơ, 21% khí oxi và một lượng nhỏ khí cacbonic và hơi nước,...

Không khí bị ô nhiễm thường có chứa quá mức cho phép nồng độ các khí CO₂,CH₄ và một số khí độc khác, thí dụ CO,NH₃,SO₂,HCl,... một số vi khuẩn gây bệnh,...

2. Ô nhiễm nước

Ô nhiễm nước là  hiện tượng làm thay đổi thành phần tính chất của nước gây bất lợi cho môi trường nước, phần lớn do các hoạt động khác nhau của con người gây nên.

Nước sạch không chứa các chất nhiễm bẩn, vi khuẩn gây bệnh và các chất hóa học làm ảnh hưởng đến sức khỏe của con người. Nước sạch nhất là nước cất trong đó thành phần chỉ là H2O. Ngoài ra, nước sạch còn được quy định về thành phần giới hạn của một số ion, một số ion kim loại nặng, một số chất thải ở nồng độ dưới mức cho phép của Tổ chức Y tế thế giới.

Nước ô nhiễm thường có chứa các chất thải hữu cơ, các vi sinh vật gây bệnh, các chất dinh dưỡng thực vật, các hóa chất hữu cơ tổng hợp, các hóa chất vô cơ, các chất phóng xạ, chất độc hóa học,...

3. Ô nhiễm môi trường đất

Ô nhiễm đất là tất cả các hiện tượng, các quá trình làm nhiễm bẩn đất, thay đổi tính chất lí, hóa tự nhiên của đất do các tác nhân gây ô nhiễm, dẫn đến làm giảm độ phì của đất.

Đất sạch không chứa các chất nhiễm bẩn, một số chất hóa  học, nếu có chỉ đạt nồng độ dưới mức quy định.

Đất bị ô nhiễm có chứa một số độc tố, chất có hại cho cây trồng vượt quá nồng độ đã được quy định. Thí dụ: Nồng độ thuốc trừ sâu, phân hóa học, kim loại nặng quá mức quy định của Tổ chức Y tế thế giới.

Nguồn gây ô nhiễm môi trường do tự nhiên hoặc nhân tạo.

Sản xuất hóa học là một trong những nguồn gây ô nhiễm môi trường do khí thải, chất thải rắn, nước thải có chức những chất độc hại cho con người và sinh vật.

Tác hại của môi trường bị ô nhiễm (không khí, đất, nước) gây suy giảm sức khỏe của con người, gây thay đổi khí hậu toàn cầu, làm diệt vong một số loại sinh vật,... Thí dụ như hiện tượng thủng tầng ozon, hiệu ứng nhà kính, mưa axit,... là hậu quả của ô nhiễm môi trường.

II - HÓA HỌC VÀ VẤN ĐỀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG TRONG ĐỜI SỐNG SẢN XUẤT VÀ HỌC TẬP HÓA HỌC

Ô nhiễm môi trường đang xảy ra trên quy mô toàn cầu, gây ảnh hưởng lớn đến cuộc sống trên Trái Đất. Hiện tượng trái đất bị nóng lên do hiệu ứng nhà kính, hiện tượng nhiều chất độc hại có trong không khí, nước sông, biển, trong đất,... đã làm cho môi trường của hầu hết các nước bị ô nhiễm. Do đó vấn đề bảo vệ môi trường là vấn đề chung của toàn nhân loại.

Hóa học đã có những đóng góp gì trong vấn đề bảo vệ môi trường sống ?

1. Nhận biết môi trường bị ô nhiễm bằng phương pháp hóa học

Có thể nhận thấy được môi trường bị ô nhiễm bằng cách nào ?

a) Quan sát

Ta có thể nhận thấy môi trường bị ô nhiễm qua mùi, màu sắc,... Thí dụ: Nước ô nhiễm thường có mùi khó chịu. Màu sắc của nước ô nhiễm thường có màu tối, hơi đen. Khi nước ô nhiễm, nước không còn trong suốt như nước tự nhiên.

Hiện nay nhiều hồ ao, sông ngòi ở một số thành phố, thị xã, khu vực gần khu công nghiệp,... đã có những biểu  hiện rất rõ ràng về nguồn nước bị ô nhiễm.

Căn cứ vào mùi và tác dụng sinh lí đặc trưng của một số khí ta dễ dàng nhận ra không khí bị ô nhiễm. Thí dụ: Trong phòng thí nghiệm hoặc trong lớp học sau thí nghiệm ta dễ dàng nhận thấy một số khí, thí dụ như: Không khí có chứa khí clo thì ta thấy mùi hắc, khó chịu: Không khí có khí sunfurơ sẽ có mùi sốc, khó chịu: Không khí có chứa khí H₂S sẽ có mùi trứng thối đặc trưng, nếu có khí NH₃ thì ta ngửi thấy có mùi khai,...

b) Xác định chất ô nhiễm bằng các thuốc khử

Thí dụ: Để xác định trong nước có các chất và ion (gốc axit hoặc các ion kim loại) ta cần có những thuốc thử hoặc đến những nơi có thể xác định được thành phần của nước, để xác định: Các ion kim loại nặng (hàm lượng là bao nhiêu?) ; Nồng độ của một số ion Ca²⁺,Mg²⁺ gây nên độ cứng của nước; Độ pH của nước.

c) Xác định bằng các dung cụ đo

Thí dụ: Dùng nhiệt kế để xác định nhiệt độ của nước; dùng sắc kí để xác định các ion kim loại hoặc các ion khác; dùng máy đo pH để xác định độ pH của đất, nước,...

2. Vai trò của Hóa học trong việc xử lí chất ô nhiễm

Xử lí chất ô nhiễm trong đời sống, sản xuất nông nghiệp và công nghiệp như thế nào?

Nguyên tắc chung của việc xử lí chất ô nhiễm bằng phương pháp hóa học là: Có nhiều biện pháp xử lí khác nhau căn cứ vào thực trạng ô nhiễm, đó là xử lí ô nhiễm đất, nước, không khí dựa trên cơ sở khoa học có kết hợp với khoa học vật lí và sinh học.

Phương pháp chung nhất là loại bỏ chất thải độc hại bằng cách sử dụng chất hóa học khác có phản ứng với chất độc hại, tạo thành chất ít độc hại hơn ở dạng rắn, khí hoặc dung dịch. Hoặc có thể cô lập chất độc hại trong những dụng cụ đặc biệt, ngăn chặn không cho chất độc hại thâm nhập vào môi trường đất, nước, không khí gâu ô nhiễm môi trường.

Sau đây là một số trường  hợp cụ thể :

+ Xử lí nước thải

Khi phát hiện ô nhiễm ở những nơi có chất thải của nhà máy, xí nghiệp, cần có những đề xuất cơ quan có trách nhiệm xử lí.

Nước thải có thể được xử lí sơ bộ theo sơ đồ sau:

+ Xử lí khí thải

Khí thải có thể được xử lí sơ bộ theo sơ đồ sau:

Xử lí chất thải trong quá trình học tập hóa học

Với một số chất thải sau thí nghiệm ở trên lớp hoặc sau bài thực hành, ta có thể thực hiện theo các bước sau:

- Phân loại hóa chất thải xem chúng thuộc loại nào trong số các chất đã học.

- Căn cứ vào tính chất hóa học của mỗi chất để xử lí cho phù hợp.

Thí dụ:

- Nếu là các chất có tính axit thì thường dùng nước vôi dư để trung hòa.

- Nếu là khí độc có thể dùng chất hấp thụ là than hoạt tính hoặc chất rắn, hoặc dung dịch để hấp thụ chúng, tạo nên chất không độc hoặc ít độc hại hơn.

- Nếu là các ion kim loại, ion SO2−4 ..., có thể dùng nước vôi dư để kết tủa chúng và thu gom lại ở dạng rắn và tiếp tục xử lí.

- Nếu là ion các kim loại quý thì cần xử lí thu gom để tái sử dụng.