vấn đề ô nhiễm không khí

Ô nhiễm không khí Phần 1 Các vấn đề cơ bản về ONKK 1. Các hiểu biết chung về không khí 2. Ô nhiễm không khí và nguồn gây ô nhiễm không khí 3. Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí đến con người và hệ sinh thái. Nội dung 1.1. Vai trò của không khí  Không khí là một trong các yếu tố quan trọng mà con người sống trong đó suốt cả cuộc đời, làm việc, nghỉ ngơi.  Sức khỏe và cảm ứng của con người, sự sinh trưởng và phát triển của tất cả các loài động, thực vật phụ thuộc rất nhiều vào: thành phần hỗ

Phần 1 Các vấn đề cơ bản về ONKK

1 Các hiểu biết chung về không khí

khí

và hệ sinh thái.

1.1 Vai trò của không khí

 Không khí là một trong các yếu tố quan trọng mà con người sống trong đó suốt cả cuộc đời, làm việc, nghỉ ngơi

 Sức khỏe và cảm ứng của con người, sự sinh trưởng và phát triển của tất cả các loài động, thực vật phụ thuộc rất nhiều vào: thành phần hỗn hợp của không khí, độ trong sạch và đặc tính lý hóa của nó

1.2 Phân loại và thành phần không khí

Không khí

Thành phần của không khí khô

Tên vật chất Công thức phân tử Tỷ lệ theo thể tích Tổng trọng lượng trong khí quyển

1.3 Các thông số đặc trưng của không khí

Sự thay đổi của những thông số này sẽ gây ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống con người, sự sinh trưởng và phát triển của các loài động, thực vật,…

2.1 Các khái niệm

 Ô nhiễm không khí là sự có mặt của chất lạ, hoặc sự biến đổi quan trọng trong thành phần không khí

 So sánh thành phần không khí sạch và không khí bị ô nhiễm:

2.1 Các khái niệm

 Hệ thống ô nhiễm không khí bao gồm các yếu tố:

 Nguồn ô nhiễm: Nguồn thải ra các chất ô nhiễm VD: Khí thải từ ống khói, từ xe cộ, bụi nhà máy,…

 Khí quyển: Là môi trường trung gian để vận chuyển chất ô nhiễm từ nguồn ô nhiễm đến nguồn tiếp nhận chất ô nhiễm.

 Nguồn tiếp nhận chất ô nhiễm: Là con người, động thực vật, công trình và cảnh quan,…

2.2 Nguồn ô nhiễm:

Phân loại các nguồn ô nhiễm:

Nguồn ô nhiễm tự nhiên

Nguồn ô nhiễm nhân tạo

2.2 Nguồn ô nhiễm:

Nguồn ô nhiễm tự nhiên:

 Ô nhiễm do hoạt động của núi lửa

Chất ô nhiễm chủ yếu Nguồn gây ô nhiễm Tải lượng chất ô nhiễm 10

6 t/năm

Nguồn nhân tạo chủ yếu Nguồn thiên nhiên Nhân tạo Thiên nhiên

Sunfua dioxit SO 2 -Đốt nhiên liệu than đá

và dầu mỏ

- Chế biến quặng có chứa S

Nito Dioxit NO 2 - Đốt nhiên liệu - Hoạt động sinh học của vi sinh vật trong đất 50 60-270

Dinitơ Oxit N 2 O - Gián tiếp, khi sử dụng phân bón gốc nitơ. - Quá trình sinh hóa trong đất Trên 17 100-450

Hydrocacbon

- Đốt cháy nhiên liệu, khí thải, các quá trình hóa học.

- Các quá trình sinh hóa 88 CH: 300-1600

Trepen: 200

2.2 Nguồn ô nhiễm:

Nguồn ô nhiễm nhân tạo.

 Ô nhiễm do đốt nhiên liệu: Nhiên liệu được đốt trong các quá trình đun nấu,

tham gia giao thông, trong các nhà máy nhiệt điện, xử lý rác thải sản sinh ra khí độc hại như SO2, CO2 , CO, NOx , hydrocacbons và tro bụi…

 Ô nhiễm không khí trong công nghiệp gang thép: Sản sinh các loại chất ô nhiễm sau: bụi kích thước từ 10-100μ, khói nâu, khí SO2 , CO hoặc các khi là hợp chất của flo

 Ô nhiễm trong công nghiệp luyện kim màu: Quá trình này sản sinh nhiều CO2

2.2 Nguồn ô nhiễm:

 Công nghiệp sản xuất phân bón: Chất ô nhiễm tương tự như quá trình sản xuất hóa chất

 Công nghiệp sản xuất lưu huỳnh: Sản sinh nhiều Cl2 hoặc HCl

 Công nghiệp sản xuất giấy: Sản sinh nhiều SO2, H2S có mùi hôi thối, gây buồn nôn

 Công nghiệp sản xuất đồ nhựa: Các chất phụ gia có tính độc hại cao đối với cơ thể con người như các khoáng chất gốc chì, cadimi,

 Công nghiệp lọc dầu: Chất thải vào không khí gồm: hơi hydrocacbons, SO2,

H2S, bụi,…

2.3 Chất ô nhiễm

 Khái nhiệm: Chất nào được thải vào không khí với nồng độ đủ để ảnh hưởng tới sức khỏe con người, gây ảnh hưởng xấu tới sự phát triển, sinh trưởng của động, thực vật, phá hủy vật liệu, làm giảm cảnh quan môi trường… là các chất ô nhiễm

 Phân loại

 Dựa vào nguồn gốc phát sinh: chất ô nhiễm sơ cấp; chất ô nhiễm thứ cấp

 Dựa theo tính chất vật lý: chất ô nhiễm rắn, lỏng, khí

 Dựa vào nguồn gốc sử dụng: chất ô nhiễm từ quá trình đốt; chất ô nhiễm sinh ra trong những quá trình công nghệ khác nhau

3.1 Ảnh hưởng tới con người:

những bệnh hô hấp thường gặp như: Viêm phổi, khí thũng phổi, ung thư phổi

hưởng đến sức khỏe.

hô hấp, gây nguy hiểm hoặc tử vong.

trung ương, làm tăng chứng bệnh hô hấp, rối loạn quá trình tiêu hóa.

quản, khản cổ, ho, Tùy thuộc nồng độ và thời gian tiếp xúc.

3.1 Ảnh hưởng tới con người:

bất cứ hình thức tiếp xúc nào

nhẹ, hoa mắt, buồn nôn, nặng hơn có thể gây bất tỉnh hoặc tử vong.

ngạt thở, có thể dẫn đến tử vong

hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con ngưởi.

trừ sâu Các chất hóa học thành phần là mối nguy hại lớn đến sức khỏe, có thể gây đau đầu, hoa mắt, choáng váng, rối loạn tiêu hóa, và bị kích

thích Ở nồng độ nhiễm cao, gây rối loạn thần kinh trung ương, có thẻ dẫn đến tử vong.

3.1 Ảnh hưởng tới con người:

hiện triệu chứng ngạt thở, ho, mệt mỏi Nếu nồng độ 1,5-2ppm mà tiếp xúc quá 2h gây ra các chứng đau ngực, ho, đau đầu, cơ thể mất cân bằng, mỏi mệt, đau nhức các khớp xưong; ở nồng độ 9ppm gây

ốm

3.1 Ảnh hưởng tới con người:

 Gây hại đến sức khỏe con người

 Ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của con người

 Ảnh hưởng đến công việc

trong máu Ở nồng độ 100ppm và thời gian tiếp xúc trên 8h hàng ngày, CO không gây ảnh hưởng gì, nhưng ở nồng độ 1000 ppm gây tác hại nghiêm trọng

nồng độ cao trên 8 mg/m 3 có thể gây chết do viêm phổi nặng.

3.3 Ảnh hưởng đến thực vật

Các chất ô nhiễm chủ yếu gây ảnh hưởng đến động vật:

TT Yếu tố / Chất ô

triển của cây trồng và thảm thực vật Ở nồng độ cao có thể gây chấn thương với lá cây sau vài giờ tiếp xúc

độc rễ thực vật, gây chết động vật và một số vi sinh vật hiếu khí trong môi trường đất

hủy plasmolyt và gân lá, gây ảnh hưởng đến sắc tố lá.

nhỏ và hay bị nứt Nồng độ HF rất nhỏ 0,001 – 0,002 ppm đã gây tác động đối với lá cây như làm cháy lá Với nồng độ tiếp xúc lớn hơn 0,002 mg/m 3 thì lá bị tổn thương hoặc cây đã bị phá hủy.

3.3 Ảnh hưởng đến thực vật

Các chất ô nhiễm chủ yếu gây ảnh hưởng đến động vật:

TT Yếu tố / Chất ô

tăng sinh trưởng.

quăn, cây non bị chết, cây cối chậm phát triển, làm mất khả năng

cố định Nitơ, làm thực vật bị thiếu đạm.

hoặc trắng đục do các tể bào hình trụ ở dưới lớp biểu bì của lá bị dính kết.

mạnh Các triệu chứng hư hại thường thấy là những vệt lốm đốm, các vằn màu xanh, xoắn lá chết hoại,…

3.3 Ảnh hưởng đến thực vật

Các chất ô nhiễm chủ yếu gây ảnh hưởng đến động vật:

TT Yếu tố / Chất ô

5ppm gây cháy mầm lá đối với các loài phong lan và hoa.

không cẩn thận hoặc quá nhiều thì trở nên không an toàn, lúc này gây ra những nguy hại trầm trọng cho thực vật dẫn tới làm cho cây rụng lá, quăn lá, còi cọc, vặn xoắn, lớn chậm hoặc có thể chết.

3.4 Ảnh hưởng đến vật liệu.

Các chất ô nhiễm chủ yếu gây ảnh hưởng đến động vật:Loại vật liệu Ảnh hưởng

Vật liệu kim loại Gây han gỉ rất mạnh đối với kim loại Bụi trong không khí cũng có tác

động làm tăng cường quá trình han gỉ của kim loại, đặc biệt là bụi than, bụi ximăng có chứa SO2 và vôi Các hợp kim có độ bền vững cao có thể

bị mài mòn hoặc hoen ố do bụi bám.

Vật liệu xây dựng Các chất gây hư hỏng nặng đến bề mặt vật liệu xây dựng.

tính thẩm mỹ và khả năng bảo vệ vật liệu

thuốc nhuộm kém chất lượng.

Linh kiện điện tử Giảm tuổi thọ, ảnh hưởng đến khả năng làm việc.

Phần 2 Các hiện tượng ONKK cơ bản

 Khái niệm: Hiệu ứng nhà kính là trao đổi nhiệt không cân bằng giữa Trái Đất với không gian xung quanh, làm nhiệt độ Trái Đất nóng lên.

CH4, N2O, CFC, O3,…

Hình 3.3 Các nguồn phát thải khí nhà kính trên phạm vi toàn cầu, năm 2000

Quá trình công nhiệp Chế biến SP Nông nghiệp Tìm kiếm, chế biến và

phân phối nhiên liệu hóa thạch

Nhà máy điện

Phân hủy rác thải Sử dụng đất và đốt khí

sinh học Các nguồn khác

1 CO 2 : Là chất khí đóng vai trò chính trong nguyên nhân gây nên hiệu ứng nhà

kính

 Các nguồn phát thải chính:

1 CFCs: Là chất chính dùng trong các hệ thống làm lạnh trong một khoảng 60 năm nay Trong quá trình vận hành các hệ thống lạnh, một lượng không nhỏ CFCs

rò rỉ, là nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính

1 Metan- CH 4 : Là một chất có khả năng hấp thụ bức xạ lớn gấp 20 lần CO2. Sinh

ra từ nhiều quá trình, có vai trò thứ 2 trong việc gây nên hiệu ứng nhà kính

1 Metan- CH 4 : Nồng độ metan đã tăng hơn 700 ppb trong vòng 150 năm qua

1 Metan- CH 4 :

Nồng độ khí metan ở sát bề mặt Trái

Đất và trên tầng bình lưu

1 Khí N 2 O:

Tốc độ tăng nồng độ N2O và phân bố N2O trên toàn bộ không gian Trái Đất

Các hậu quả do hiện tượng hiệu ứng nhà kính gây ra:

 Làm nhiệt độ toàn cầu tăng, dẫn đến các hệ quả sau như băng tan, hạn hán, cháy rừng, mực nước biển tăng,… ảnh hưởng đến hệ sinh thái toàn cầu

Các hậu quả do hiện tượng hiệu ứng nhà kính gây ra:

 Ảnh hưởng đến sức khỏe và đời sống con người, sản xuất nông nghiệp, biến đổi hệ sinh thái

Các hậu quả do hiện tượng hiệu ứng nhà kính gây ra:

 Ảnh hưởng đến sức khỏe và đời sống con người, sản xuất nông nghiệp, biến đổi hệ sinh thái

 Mưa axit là hiện tượng mà nước mưa có độ pH thấp hơn 5,6.

 Cơ chế hình thành mưa axit:

 Cơ chế hình thành mưa axit:

chính là thành phần chủ yếu của mưa axít.

Nitơ:

N2 + O2 → 2NO;

2NO + O2 → 2NO2;3NO2(k) + H2O(l) → 2HNO3(l) + NO(k);

 Ảnh hưởng của mưa axit.

 Ảnh hưởng đến ao hồ và hệ thủy sinh: Làm rửa trôi chất dinh dưỡng, thay đổi độ pH trong ao hồ gây ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thủy sinh vật

pH < 6,0 Các sinh vật bậc thấp của chuỗi thức ăn bị chết (như phù

du, stonefly), đây là nguồn thức ăn quan trọng của cá

pH < 5,5 Cá không thể sinh sản được Cá con rất khó sống sót Cá

lớn bị dị dạng do thiếu dinh dưỡng Cá bị chết do ngạt

pH < 4,0 Xuất hiện các sinh vật mới khác với các sinh vật ban đầu

 Ảnh hưởng của mưa axit.

 Ảnh hưởng lên thực vật và đất: Các dưỡng chất trong đất sẽ bị rửa trôi Các hợp chất chứa nhôm trong đất sẽ phóng thích các ion nhôm và các ion này có thể hấp thụ bởi rễ cây và gây độc cho cây Khí SO 2 tiếp xúc với lá cây, nó sẽ làm tắt các thể soma của lá cây gây cản trở quá trình quang hợp.

 Ảnh hưởng đến khí quyển: Các hạt sulphate, nitrate tạo thành trong khí quyển sẽ làm hạn chế tầm nhìn Các sương mù acid làm ảnh hưởng đến khả năng lan truyền ánh sáng Mặt trời.

 Ảnh hưởng đến các công trình kiến trúc: Các hạt acid khi rơi xuống nhà cửa và các bức tượng điêu khắc sẽ ăn mòn chúng.

 Ảnh hưởng đến vật liệu: Mưa acid cũng làm hư vải sợi, sách và các đồ cổ quý giá Hệ thống

thông khí của các thư viện, viện bảo tàng đã đưa các hạt acid vào trong nhà và chúng tiếp xúc và phá hủy các vật liệu nói trên.

 Ảnh hưởng đến con người: Các tác hại trực tiếp của việc ô nhiễm do các chất khí acid lên người bao gồm các bệnh về đường hô hấp như: suyển, ho gà và các triệu chứng khác như nhức đầu, đau mắt, đau họng Các tác hại gián tiếp sinh ra do hiện tượng tích tụ sinh học các kim loại trong cơ thể con người từ các nguồn thực phẩm bị nhiễm các kim loại này do mưa acid.

 Ảnh hưởng của mưa axit.

 Sương mù quang hóa:

 Sương mù thông thường: Sương mù là hiện tượng hơi nước ngưng tụ thành các hạt nhỏ li ti trong lớp không khí sát mặt đất, làm giảm tầm nhìn ngang xuống dưới 1km

Nó giống nhưng khác mây thấp ở chỗ sương mù tiếp xúc trực tiếp với bề mặt đất, còn mây cách mặt đất một khoảng bằng độ cao chân mây

 Sương mù quang hóa là một dạng ô nhiễm không khí sinh ra khi ảnh sáng Mặt Trời tác dụng lên khí thải động cơ xe máy, khí thải công nghiệp… để hình thành nên

những vật chất giống như ozone, aldehit và peroxyacetylnitrate (PAN)

 Sương mù quang hóa: Nguyên nhân hình thành: Ánh sáng

Mặt Trời tác dụng lên khí thải động

cơ xe máy, khí thải công nghiệp… để hình thành nên những vật chất giống

peroxyacetylnitrate (PAN) Điều kiện hình thành

- Các chất gây nên sương mù quang hóa: NOx, PANs, Ozone, VOC.

- Nồng độ các chất đủ cao

 Sương mù quang hóa:

 Sương mù quang hóa:

NO phản ứng với O3hoặc RO2 tạo thành

NO2

Năng lượng Mặt Trời

NO2 + Ánh sáng → NO +

O

Oxi nguyên tử, HO và O3 phản ứng với hydrocacbon sinh ra hydrocacbon tự do hoạt động

Oxi nguyên tử tác dụng với Oxi tạo ra Ozone

Hydrocacbon tự do tác dụng với NO2tạo thành PAN, aldehit, và những thành phần sương mù quang hóa

 Các yếu tố ảnh hưởng đến sương mù quang hóa:

 Thời gian trong ngày

 Các yếu tố khí tượng: mưa, gió

 Hiện tượng “đảo nhiệt”

 Địa hình

 Tác động của sương mù quang hóa;

 Tác động lên sức khỏe con người: Gây kích thích mắt, mũi, cổ họng; gây khó thở, mắt mũi sưng tấy, giảm khả năng làm việc của phổi; có thể gây ra các vấn đềnghiêm trọng hơn đến sức khỏe như: hen suyễn, viêm phế quản, các bệnh về đường hô

 Tác động đến vật chất:ozone dễ dàng phản ứng với những loại vật liệu hữu cơ, làm tăng hủy hoại ở cao su, sợi tơ, nilong, sơn và thuốc nhuộm

 Sự suy giảm tầng ozone:

 Tầng ozone:

 Mật độ tập trung cao nhất của ozone trong khí quyển nằm ở tầng bình lưu –

Stratophere (Khoảng 20-50 km tính từ mặt đất) trong khu vực được biết đến như là tầng ozone

 Bề dày của tầng ozone được đo bằng đơn vị DU, 1DU=0,01 mm và có giá trị từ 290-310 DU trên toàn cầu

 Khi bề dày của lớp ozone giảm xuống thấp hơn 2/3 bề dày bình thường, đó là sự suy giảm tầng ozone

 Vai trò của tầng ozone: Tầng ozone ngăn 97-99% tia cực tím của bức xạ Mặt Trời không cho đến Trái Đất, có tác dụng lọc tia UV nguy hại gây nguy hiểm cho thảm thực vật và có thể gây ung thư và bệnh đục thủy tinh thể ở người

 Hiện trạng: Qua tiến hành đo đạc liên tục từ năm 1979 đến nay, cho thấy trên bình diện toàn cầu, tầng ozone đã bị suy giảm 2,5% trong khoảng thời gian từ 1969-

1986, và thêm 3% nữa từ năm 1986-1993 98% tia cực tìm của bức xạ mặt trời –

UV được hấp thụ ở tầng bình lưu để tạo thành và phá hủy ozone theo các quá trình

tự nhiên

Năm 1998: Diện tích khoảng 10,5 triệu

dặm vuông Năm 2000: Diện tích khoảng 11,4 triệu dặm vuông Năm 2001: Diện tích giảm xuốgn khoảng 10 triệu dặm

Năm 2002: Diện tích thu hẹp lại, nhỏ nhất từ

năm 1998 Năm 2003: Diện tích tăng lên khoảng 11,4 triệu dặm vuông Năm 2008: Lỗ thủng ở Nam cực có diện tích lên đến 27 triệu km vuông

Độ dày tầng ozone thay đổi trong tương lai, nếu không có các biện pháp giảm phát thải

methyl bromide (làm thuốc trừ sâu), halons (trong các bình chữa cháy), methyl

chloroform (Dùng làm dung môi trong nhiều ngành công nghệ

 Việc xả khói bụi và các chất hóa học vào bầu không khí gây ảnh hưởng xấu đến

tầng ozone Ví dụ: Cacbon monoxide, sulfur dioxide…

 Quá trình phân giải ozone của các chất ô nhiễm:

Các nguyên tử clo, flo, hay brome trong bầu khí quyển Các nguyên tố này có trong một số hợp chất bền nhất định, đặc biệt là CFC, đi vào tầng bình lưu và được giải phóng bởi các tia cực tím Các chất như thế

sẽ trở thành chất xúc tác phá hủy các phân

tử ozone trong một chu kỳ khép kín Trong chu kỳ này, một nguyên tử clo tác dụng với phân tử ozone, lấy đi một nguyên tử oxy (tạo thành ClO) và để lại một phân tử oxy bình thường Tiếp theo, một oxy nguyên tử

tự do sẽ lấy đi oxy tư Clo và kết quả cuối cùng là một phân tử oxy và một nguyên tử Clo, bắt đầu lại chu kì Một nguyên tử clo đơn độc sẽ phân hủy hoảng 100 000 phân

tử ozone.

Phần 3 Các giải pháp cho vấn đề ONKK

 Áp dụng các công nghệ sản xuất sạch: Nhằm giảm thiểu phát thải.

 Phát triển các quá trình sản xuất sạch:

 Hạn chế phát thải, tối ưu hóa mọi điều kiện sản xuất và tận dụng triệt để các sản phẩm phụ của quá trình sản xuất

 Tận dụng và quay vòng triệt để nhiên liệu, nước và năng lượng trong phạm vi 1 nhà máy hay nhiều nhà máy để tận dụng sản phẩm phụ hay chất thải

 Thay thế nguyên liệu đầu vào bằng nguyên liệu sạch và sử dụng năng lượng sạch

 Thực hiện đúng quy trình công nghệ, định mức chính xác vật liệu

 Xử lý triệt để khí thải tại nguồn

 Duy trì trạng thái tự nhiên của không khí.

 Trồng nhiều cây xanh.