NỒNG ĐỘ VÀ SỰ PHÂN BỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG BỤI KHÔNG KHÍ ĐÔ THỊ TẠI FRANKFURT AM MAIN, ĐỨC

NỒNG ĐỘ VÀ SỰ PHÂN BỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG BỤI KHÔNG KHÍ ĐÔ THỊ TẠI FRANKFURT AM MAIN, ĐỨC

NỒNG ĐỘ VÀ SỰ PHÂN BỐ KIM LOẠI NẶNG TRONG

BỤI KHÔNG KHÍ ĐÔ THỊ TẠI FRANKFURT AM MAIN, ĐỨC

GVHD: TS TÔ THỊ HIỀN NHÓM 5:

NGUYỄN THỊ THANH LOAN 1022159 PHÙNG THỊ DIỄM MI 1022181

• SFMS: sector field mass spectrometry

• AdSV: adsorptive stripping voltammetry: vol – ampe hòa tan hấp phụ

• TXRF:X-ray total reflection fluorescence: huỳnh quang tia X

- Mẫu bụi trung bình với đường kính < 10 µm được thu thập bằng cách sử dụng 8 giai đoạn Andersen.

TÓM TẮT

- Pb, Cd, Mn, Ni, Zn, V, As, Sb, Cu, Cr, Co và Ce được xác định bằng phép đo khối phổ plasma, Pt và Rh được xác định bằng hấp phụ điện hóa (pin điện cực), và Pd được xác định bằng phương pháp phân tích tổng số phản xạ huỳnh quang tia X

→ Nồng độ KLN cao nhất trong không khí là ở những tuyến

đường nơi có lưu lượng giao thông lớn Ngoại trừ Co, V, Ce và

Mn, nồng độ các KLN đều có xu hướng gia tăng trong lớp vỏ lục địa Những tuyến đường chính bị ô nhiễm nhiều các chất Sb, Zn,

Cu, V và Ni Xe có động cơ được coi như là nguồn phát thải

Ngoại trừ Cr, Cu, Zb hầu hết nồng độ KLN trong không khí được xác định cho các mẫu va chạm có sự chênh lệch nhỏ hơn so với kết quả bụi tổng trong không khí

TÓM TẮT

Dựa vào kích thước hạt bụi có thể chia ra thành ba nhóm lớn

- Các kim loại As, Cd, Pb và V thuộc nhóm chính có thể tìm thấy trong các hạt bụi mịn có đường kính < 2.1 µm

- Ce, Cr, Co và Ni chủ yếu có trong các hạt thô có đường kính

> 2.1 µm

- Cu, Mn, Sb, Zn, Pt, và Rh tồn tại nồng độ cao trong các hạt

có kích thước trung bình (1.1 – 4.7 µm)

→ Xác định nồng độ kim loại trong các hạt bụi mịn rất cần

thiết để đánh giá nguy cơ với sức khỏe con người khi hít phải

I GIỚI THIỆU

NGUỒN PHÁT THẢI

- Sự gặm mòn của những thanh bảo vệ mạ kẽm

As, Cd, Co, Ni,

Pb, Sb, V, Zn

và PGEs

I GIỚI THIỆU

PGEs

I GIỚI THIỆU

Nghiên cứu nồng độ, sự phân phối kích thước hạt, và sự phân tán KLN trong không gian trong bụi tổng và từng

phần bụi lơ lửng

Giải thích nguyên nhân sự phân phối không gian và sự di

động trong khí quyển của KLN

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

II PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

1 LẤY MẪU

Bụi tổng và bụi thành phần trong không khí mẫu

được thu thập đồng thời tại ba địa điểm ( xem xét

mức độ ô nhiễm, khí tượng)

• KV 1: đường phố chính với 32.500 xe / ngày.

• KV 2: con phố nhỏ với <1000 xe / ngày

• KV 3: xem như không có giao thông

II PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

Mẫu bụi với đường kính < 22 µm

• Được thu thập bởi các giấy lọc cellulose nitrate thông qua thiết bị lọc không khí (thiết bị LIS-P)

• Được lấy khoảng 19 ngày, từ 8/2001 đến

7/2002

• Thời gian lấy mẫu mỗi bộ lọc là 24h

• Lượng mẫu khoảng 310 - 350 m3

II PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

Mẫu bụi với đường kính < 10 µm

• Lấy mẫu bằng Eight-stage Andersen impactors

• Xác định nồng độ KLN trong tổng bụi lơ lửng ở các cấp hạt (d > 9, 9.0-5.8, 5.8-4.7, 4.7-3.3, 3.3-2.1,

II PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

• Ở mỗi vị trí, thu ba mẫu va chạm (impactor

II PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

2 PHÂN TÍCH

14M và 0.5mL HCl 12M đặt trong vessel thủy

tinh trong nồi hấp ở 320oC và 130 bar

→ Các dung dịch phân hủy HPA được xử lý với

2 mL HF 40% trong một đĩa Teflon

→ Rửa sạch nhiều lần với HNO3

→ Cho bay hơi còn một vài microliters.

→ Sau khi làm mát, pha loãng dung dịch đến 10

mL bằng nước khử ion.

II PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

Pb, Cd, Mn, Ni, Zn, V, As, Sb, Cu, Cr, Co, và Ce: đo khối phổ sau khi

ion hóa trong inductively coupled plasma (ICP-SFMS)

• Ion hóa mẫu trong ICP → phân tích bằng máy khối phổ

• Thêm vào indium và rhodium 10 mg/mL

• phân tích: sử dụng máy phát điện 1175 W và tốc độ bơm 0.2 mL/phút.

• Lưu lượng khí làm mát 15 L/phút, lưu lượng khí plasma 1.2 L/phút, và ống phun khí dòng chảy 0.85 L/phút

• Nồng độ được xác định bởi dung dịch HPA

• Phân tích các đồng vị: 51 V, 52 Cr, 55 Mn, 59 Co, 60 Ni, 63 Cu, 66 Zn, 75 As,

111 Cd, 121 Sb, 140 Ce, 206 Pb, 207 Pb, 208 Pb.

II PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

Pt và Rh: xác định bằng máy AdSV

• Máy đo điện thế với máy Polarecord được sử dụng để

xác định kỹ thuật quét thế

• Giá trị blank của điện cơ bản < 3 pg cho Pt và Rh, và

giá trị blank của dung dịch phân hủy < 3 pg (abs) cho Pt

và < 20 pg (abs) cho Rh

• Giới hạn phát hiện cho một mẫu 400 mg bụi trong không khí khoảng 40 pg/g cho Pt và 270 pg/g cho Rh Tỷ lệ thu hồi > 90-100%.

II PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

Pd: đo bằng máy TXRF sau khi tiền xử lý trong thủy ngân

• Giới hạn phát hiện cho một mẫu 400 mg bụi: 170 pg/

g Pd

• Giá trị blank cho dung dịch phân hủy < 20 pg (abs)

và tỷ lệ thu hồi > 93%, với độ lệch tiêu chuẩn (5%)

II PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

II KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Hình 3 Nồng độ kim loại nặng trung bình trong không khí tại 3 vị trí lấy mẫu: đường chính (32500 xe/ngày), đường phụ (< 1000 xe/ngày) và khu vực nông thôn (giá trị trung bình từ 20 mẫu cho mỗi vị trí)

III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Hình 1 Yếu tố làm giàu trung bình của các kim loại nặng trong không khí so với nồng độ lớp vỏ lục địa

III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Hình 2 (a) Sự tương quan giữa nồng độ Pt (pg/m 3 ) và

Ce (pg/m 3 ) trong không khí

ở các đường chính.

(b) Sự tương quan giữa nồng độ Pt (pg/m 3 ) và Ce (pg/m 3 ) trong không khí ở khu vực nông thôn.

III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Hình 4 Phân bố nồng độ chì (ng/m3 ) trong không khí ở đường chính, đường phụ và khu vực nông thôn trong thời gian lấy mẫu (tháng 8/2001 đến tháng 7/2002, 20 mẫu)

III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Sol khí chứa KLN

- Được vận chuyển đi một khoảng cách dài, có thể

hàng ngàn km trước khi trở lại mặt đất

- Thời gian lưu của các hạt mịn (0.1 – 2mm): 3 – 7

ngày

III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Kết quả

Bụi thô (d> 2.1 μm) m)

chiếm ưu thế trong

phân phối hạt của

Xác định sự phân bố kích thước hạt, thành phần của các mẫu bằng Andersen impactor và thực hiện đồng thời với việc lấy mẫu tổng bụi lơ lửng

III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Sự

phân bố

KLN

Hạt mịn (d < 2.1 μm)m)

As, Cd, Pb,

và V

Hạt thô (d > 2.1 μm)m)

Ce, Cr, Co

và Ni

Khoảng giữa (d: 1.1 – 4.7 μm)m)

Cu, Mn, Sb,

Zn

III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

- Sự phân bố:

• Các oxit kim loại có áp suất bay hơi thấp (các hợp chất chứa

Ce và Co) → bụi thô

• Các hợp chất dễ bay hơi của As, Ce, Pb và V → bụi mịn

- Ảnh hưởng tới con người:

• Các hạt bụi mịn (0.1 – 2mm) tồn tại lâu dài trong khí quyển

và có thể xâm nhập sâu vào phổi khi hít thở

• As, Cd và các hợp chất của chúng: chất gây ung thư hoặc có khả năng gây ung thư

• Độc tính của hợp chất As vô cơ cao hơn nhiều so với hợp chất

As hữu cơ

IV LIÊN HỆ VIỆT NAM

- Kết quả quan trắc chất lượng không khí xung quanh cụm công nghiệp: giá trị các thông số bụi cao hơn quy chuẩn cho phép 1,5 - 3,5 lần

IV LIÊN HỆ VIỆT NAM

2 CÁC QUY CHUẨN, TIÊU CHUẨN VIỆT NAM:

• QCVN 05:2009/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí xung quanh

• QCVN 06:2009/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về một số chất độc hại trong môi trường không khí xung quanh

• QCVN 19:2009/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải công nghiệp đối với bụi và chất vô cơ

• QCVN 02:2008/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải lò đốt chất thải rắn y tế

IV LIÊN HỆ VIỆT NAM

• TCVN 5937:2005 Chất lượng không khí - Tiêu

chuẩn chất lượng không khí xung quanh

• TCVN 5938:2005 Chất lượng không khí - Nồng độ tối đa cho phép của một số chất độc hại trong môi trường không khí xung quanh

• TCVN 5939:2005 Chất lượng không khí - Tiêu

chuẩn khí thải công nghiệp đối với bụi và chất vô cơ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

- Concentration and distribution of heavy metals in urban airbone particulate matter in

Franfurt am Main, Germany; Environ, Sci Technol 2005, 39, 2983 – 2989

- http://www.vawr.org.vn/index.aspx?aac=CLICK&aid=ARTICLE_DETAIL&ari=1300&lang=1&menu=tin-trong-nuoc&mid=177&parentmid=131&pid=10&storeid=0& title=o-nhiem-khong-khi -

sat-thu-tham-lang

- http://

dangcongsan.vn/cpv/Modules/Preview/PrintPreview.aspx?co_id=30111&cn_id=611 231

- http://

tech.agu.edu.vn/index.php?option=com_content&view=article&id=295:b-tcvn-v-moi -trng&catid=144:tai-nguyen&Itemid=124

- http://somico.com.vn/danh-muc-cac-quy-chuan-ky-thuat-quoc-gia-qcvn-ve-moi-truong/

- http://lino.com.vn/content/view/17.10-nam-nua-xe-may-van-la-phuong-tien-giao-thong-quan-trong.html

CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN

LẮNG NGHE