Một hồ chứa nước thải sinh hoạt bị nhiễm ammonium (NH4+), gây ra hiện tượng phú dưỡng. Nồng độ NH4+ là 30 mg/L. Hồ có thể tích 4000 m³. Để xử lý nước, người ta sử dụng nước vôi trong để chuyển hóa NH4+ thành khí NH3, sau đó sử dụng khí chlorine để oxi hóa NH3 thành N2. Biết có 90% lượng NH4+ được xử lý bằng nước vôi và 85% lượng NH3 được oxi hóa bằng Cl2.
a) Ở ao, hồ có hiện tượng phú dưỡng, tảo xanh xuất hiện dày đặc, nguồn oxygen trong nước tăng lên.
b) Thông thường, khi hàm lượng nitrogen nước (bao gồm các ion nitrite, nitrate, ammonium) và phosphorus (dưới dạng ion phosphate) lần lượt đạt 300 μg/L và 20 μg/L sẽ gây ra hiện tượng phú dưỡng.
c) Theo quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về nước thải sinh hoạt với nồng độ NH4+ không được vượt quá 5 mg/L. Sau quá trình xử lý trên, nồng độ NH4+ còn lại là 4 mg/L nên đã đạt tiêu chuẩn môi trường.
d) Cần tối thiểu 543,15 kg khí chlorine để oxi hóa hết lượng NH3 ở trên thành N2. (Kết quả các phép tính trung gian không được làm tròn, chỉ kết quả cuối cùng được làm tròn đến hàng phần trăm.)
(a) Sai, ban đầu vào ban ngày, tảo quang hợp tạo ra nhiều O2, làm nguồn O2 hòa tan có thể tăng tạm thời. Tuy nhiên, khi tảo phát triển quá dày đặc, chúng sẽ ngăn cản ánh sáng mặt trời chiếu xuống tầng nước sâu. Khi tảo chết đi, quá trình phân hủy xác tảo của vi khuẩn tiêu tốn một lượng rất lớn oxygen. Do đó, hiện tượng phú dưỡng làm suy giảm nghiêm trọng (cạn kiệt) nguồn oxygen trong nước, dẫn đến hiện tượng cá và các sinh vật thủy sinh bị chết hàng loạt, gây ô nhiễm môi trường nước.
(b) Đúng
(c) Sai, ban đầu nồng độ NH4+ là 30 mg/L, sau khi xử lí loại bỏ được 90% nên nồng độ chỉ còn lại 10%, tương đương 3 mg/L < 5 mg/L nên đã đạt tiêu chuẩn môi trường.
(d) Đúng:
Đổi: 1 mg/L = 1 g/m³
NH4+ + OH– —> NH3 + H2O
2NH3 + 3Cl2 —> N2 + 6HCl
mNH3 = 4000.30.90%.17/18 = 102000 gam = 102 kg
—> mCl2 = 102.85%.3.71/(2.17) = 543,15 kg