Hiện tượng phú dưỡng hay xảy ra ở những nơi nước tù đọng, có dòng chảy chậm, nhiều chất thải hữu cơ hoặc phân bón, đặc biệt là các ao hồ nội thành, hồ chứa nước thải. Một hồ gom nước thải sinh hoạt có thể tích 5000 m³ bị nhiễm ammonium (NH4+) với nồng độ 40 mg/L. Để giảm nồng độ NH4+ trong nước trước khi thải ra ngoài môi trường, người ta tiến hành thực hiện các bước sau:
• Bước 1: Dùng nước vôi trong để chuyển hóa NH4+ thành NH3 (dạng hoà tan trong nước); quá trình xử lý NH4+ bằng nước vôi chỉ chuyển hoá được 80% NH4+ thành NH3.
• Bước 2: Sử dụng khí chlorine để oxi hóa NH3 thành N2; hiệu suất quá trình oxi hóa NH3 bằng khí chlorine là 100%.
Cho biết, theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải khi thải vào các nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt với nồng độ NH4+ không được vượt quá 10 mg/L.
a) Hiện tượng phú dưỡng sẽ làm lượng oxygen trong nước hồ giảm đi.
b) Nước hồ sau khi xử lý có nồng độ NH4+ là 8 mg/L, đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải khi thải vào các nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.
c) Khối lượng khí chlorine tối thiểu dùng để oxi hóa hoàn toàn NH3 trong bước (2) là 946,67 kg (Làm tròn đến hàng phần trăm).
d) Ở bước 1, khi tác dụng với nước vôi trong, ammonium (NH4+) thể hiện tính khử.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Đúng, hiện tượng phú dưỡng làm tảo và thực vật thủy sinh sẽ phát triển với tốc độ chóng mặt. Tuy nhiên chúng có vòng đời khá ngắn, khi đó vi khuẩn phân hủy sẽ hoạt động hết công suất để tiêu thụ lượng xác tảo khổng lồ này. Quá trình phân hủy hữu cơ của vi khuẩn hiếu khí cần một lượng lớn oxygen. Chúng “rút” sạch O2 hòa tan trong nước để phục vụ việc phân hủy. Khi lượng oxygen giảm xuống mức quá thấp, các loài sinh vật thủy sinh khác như cá, tôm… không thể hô hấp và chết hàng loạt. Xác cá chết lại tiếp tục trở thành nguồn hữu cơ cho vi khuẩn phân hủy, tạo ra một vòng xoáy khiến lượng oxygen càng cạn kiệt hơn.
(b) Đúng, nước sau xử lý có nồng độ NH4+ là 40 – 40.80% = 8 mg/L < 10 mg/L nên đạt quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải khi thải vào các nguồn nước không dùng cho mục đích cấp nước sinh hoạt.
(c) Đúng:
Đổi: 40 mg/L = 40 gam/m³
mNH4+ = 40.5000 = 200000 gam = 200 kg
NH4+ + OH- —> NH3 + H2O
3Cl2 + 2NH3 —> N2 + 6HCl
nNH3 = nNH4+ bị xử lý = 80%.200/18 = 80/9 kmol
nCl2 = 1,5nNH3 bị oxi hóa = 1,5.80/9 = 40/3 kmol
—> mCl2 = 71.40/3 = 946,67 kg
(d) Sai, bước 1 không xảy ra phản ứng oxi hóa khử. NH4+ đóng vai trò là acid khi phản ứng với nước vôi trong.
