Bài Tập Lớn Hoá Môi Trường Chủ Đề Phân Tích Sự Ô Nhiễm Không Khí Ở Hà Nội.pdf

Khái niệm và định nghĩa về ô nhiễm không khí Ô nhiễm không khí là sự thay đổi lớn trong thành phần của không khí, chủ yếu do khói, bụi, hơi hoặc các khí lạ được đưa vào không khí, có sự

Giáo viên hướng dẫn: Vũ Thị Minh Thanh

Sinh viên thực hiện: Mai Vũ Quang Huy

Mã số sinh viên: 0210367

Lớp quản lý: 67HKC1

BÀI TẬP LỚN MÔN: HOÁ MÔI TRƯỜNG

CHỦ ĐỀ: PHÂN TÍCH SỰ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ Ở HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA KĨ THUẬT MÔI TRƯỜNG



Hà Nội, tháng 6 năm 2023

LỜI CẢM ƠN

Em xin gửi lời cảm ơn đến cô Vũ Thị Minh Thanh đã tận tâm truyền đạt những kiến thức và kỹ năng về môn Hoá môi trường, giúp em có cái nhìn khách quan hơn và tiếp cận vấn đề một cách khoa học, có tư duy và có phương pháp Đây chắc chắn sẽ là những kiến thức và kỹ năng quý báu giúp em ứng dụng được vào cuộc sống sau này Do kiến thức còn nhiều hạn chế và khả năng tiếp thu từ thực tế còn nhiều bỡ ngỡ, nên bài tập lớn không thể tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự góp ý của cô để em rút kinh nghiệm và hoàn thành tốt hơn

Em xin chân thành cảm ơn cô

MỤC LỤC

I MỞ ĐẦU 3

II NỘI DUNG BÁO CÁO 4

2.1 Khái niệm và định nghĩa về ô nhiễm không khí 4

2.2 Thực trạng ô nhiễm không khí ở Hà Nội 4

2.3 Nguyên nhân dẫn dến hiện tượng ô nhiễm 6

2.3.1 Nguyên nhân khách quan 6

2.3.2 Nguyên nhân chủ quan 6

2.4 Mức độ ảnh hưởng của ô nhiễm không khí ở Hà Nội 9

2.4.1 Ảnh hưởng đến động – thực vật 9

2.4.2 Ảnh hưởng đến khí hậu 10

2.4.3 Ảnh hưởng đến con người 10

2.5 Giải pháp tránh ô nhiễm không khí ở Hà Nội 11

III KẾT LUẬN 12

TÀI LIỆU THAM KHẢO 13

I MỞ ĐẦU

Trong thời kì đất nước ngày càng phát triển, mọi mặt của đời sống kinh tế

-xã hội ngày càng nâng cao kéo theo những tác động lớn đến môi trường xung quanh Môi trường sống của con người thay đổi và tình trạng ô nhiễm ngày càng trầm trọng hơn Ở Việt Nam, ô nhiễm môi trường đang là một vấn đề gây bức xức đối với môi trường đô thị, công nghiệp và các làng nghề, đặc biệt là ở thành phố lớn như Hà Nội Thành phố Hà Nội đang phải đối mặt với những vấn đề nan giải

do ô nhiễm môi trường gây ra, trong đó có ô nhiễm không khí Ở mỗi khu công nghiệp hay ở các mặt đường phố, trục đường giao thông đô thị ở Hà Nội bị ô nhiễm không khí với các mức độ khác nhau, đe doạ đến đời sống của con người Việc nghiên cứu và tìm hiểu về thực trạng ô nhiễm không khí, nguyên nhân và các mức

độ ảnh hưởng, từ đó tìm ra các biện pháp kịp thời để giảm thiểu tình trạng ô nhiễm, bảo vệ sức khoẻ và cuộc sống con người là vấn đề vô cùng cần thiết và cấp bách, đòi hỏi mỗi người con Hà Nội cùng chung tay để thực hiện

II NỘI DUNG BÁO CÁO

2.1 Khái niệm và định nghĩa về ô nhiễm không khí

Ô nhiễm không khí là sự thay đổi lớn trong thành phần của không khí, chủ yếu do khói, bụi, hơi hoặc các khí lạ được đưa vào không khí, có sự tỏa mùi, làm giảm tầm nhìn xa, gây biến đổi khí hậu, gây bệnh cho con người và cũng có thể gây hại cho sinh vật khác như động vật và cây lương thực, nó có thể làm hỏng môi trường tự nhiên hoặc xây dựng Hoạt động của con người và các quá trình tự nhiên

có thể gây ra ô nhiễm không khí

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,

2.2 Thực trạng ô nhiễm không khí ở Hà Nội

Số liệu từ Viện Y học Lao động và vệ sinh môi trường cho thấy, vào những giờ cao điểm, Hà Nội có nồng độ bụi cao gấp 4 lần TCCP, CO cao gấp 2,5-4,4 lần, hơi xăng từ 12,1-2.000 lần Trẻ ở lứa tuổi học đường sống quanh các nút giao thông

bị ảnh hưởng tới sức khỏe rõ rệt: mắt, mũi, họng, da và thần kinh thực vật bị kích thích, tỷ lệ mắc bệnh lý đường hô hấp cao hơn hẳn so với nhóm đối chứng Một cuộc khảo sát ý kiến 1.500 người dân Hà Nội cho thấy, có tới hơn 66% nhận định rằng môi trường không khí ở Hà Nội bị ô nhiễm nặng và khá nặng, 32% cho là "ô nhiễm nhẹ", chỉ 2% cho rằng họ vẫn được "tận hưởng không khí trong lành" Theo đánh giá của Sở Tài nguyên và Môi trường, tình trạng ô nhiễm môi trường không khí do bụi hiện nay trên địa bàn thành phố đang ở mức "báo động đỏ" bởi nồng độ bụi lơ lửng ở các quận nội thành đều vượt quá TCCP từ 2-3 lần Đường Nguyễn Trãi có hàm lượng bụi lơ lửng vượt TCCP tới 11 lần, đường Nguyễn Văn Linh vượt TCCP tới 10,8 lần,… Kết quả quan trắc năm 2008 có tới 6/34 ngã tư nồng độ khí CO trung bình vượt TCCP từ 1,03-1,55 lần; có 3/34 ngã tư

có nồng độ SO vượt TCCP từ 1,02-2 lần; có 32/34 ngã tư có nồng độ C H 2 6 6vượt TCCP từ 1,1-3 lần… Tại các quận Hai Bà Trưng, Đống Đa, khí thải đã vượt quá TCCP: Khí CO vượt 3-5 lần, SO vượt 3-10 lần, bụi vượt 2-6 lần Tại một số cụm2 2 công nghiệp như Vĩnh Tuy, Mai Động, Thượng Đình, không khí bị ô nhiễm chủ yếu là do bụi và các khí độc hại như SO , CO, NO.2

Tại Hà Nội hiện có khoảng 10 trạm quan trắc đặt rải rác toàn thành phố và các khu vực giao thông, các trạm hiện nay đo 24/24h Giới chuyên môn cho rằng,

để có được số liệu tổng quát và đại diện cần có mạng lưới quan trắc phủ đều trên tổng số mật độ dân cư Ngày 4/1/2022, chất lượng không khí vẫn tiếp tục ở mức báo động tại Cổng thông tin quan trắc môi trường Hà Nội, chỉ số chất lượng không khí AQI trung bình là 162, mức xấu Có hai điểm ở mức rất xấu thuộc trung tâm quận Hoàng Mai và khu vực Thành Công, Ba Đình, Hà Nội Nhiều điểm chất lượng không khí xấu nằm rải rác khắp các quận, huyện Ngoài hiện trạng ô nhiễm không khí ngoài trời thì ô nhiễm trong nhà cũng đáng báo động có khi gây hại hơn

cả không khí ngoài trời như trong nhà ở, trường học, nơi làm việc, không gian kín đặc biệt là những nhà cao tầng gây là hội chứng nhà kín Hội chứng bệnh nhà kín hay hội chứng nhà cao tầng (Sick Building Syndrome – SBS) là thuật ngữ 4 dùng trong các nghiên cứu về môi trường trong nhà có tính chất là nhà kín, dùng điều hòa nhiệt độ Chất lượng không khí trong văn phòng và các tòa nhà cao ốc đang sụt giảm nghiêm trọng Chất ô nhiễm cao hơn từ 2 đến 5 lần ngoài trời, khói trong nhà đóng góp 5% nguồn gây ô nhiễm ngoài nhà Đại sứ quán Mỹ ở Hà Nội đã chỉ số AQI nêu trên chỉ là trị số cực hạn đột xuất ở thời điểm bất thường, thí dụ như lúc

đó có cơn gió thổi tức thời mang theo nồng độ bụi lớn đi qua thiết bị đo chẳng hạn, không phải là trị số trung bình ngày (trung bình 24 giờ) nên không thể được xem là trị số đại diện của ngày hôm đó để đánh giá mức độ ÔNKK ở Hà Nội Để đánh giá mức độ ô nhiễm của một địa phương vào một ngày cụ thể thì phải lấy trị số trung bình đo của 24 giờ liên tục làm đại diện; đánh giá mức độ ô nhiễm năm thì phải căn

cứ vào trị số trung bình đo của cả năm liên tục (365 ngày x 24 giờ đo) làm trị số đại

diện Với hiện trạng về chất lượng không khí ở Hà Nội trong những năm gần đây cho thấy không khí đã và đang cướp đi sinh mạng và chất lượng sống của con người, ảnh hưởng đến nền kinh tế của toàn thành phố Hà Nội cũng như toàn nước Việt Nam tuy nhiên để đánh giá ô nhiễm ở mức độ nào, ảnh hưởng ra sao thì đều phải có kiểm định, có căn cứ khoa học chính xác, có thực chứng Vậy nguyên nhân

từ đâu để xảy ra hiện trạng như trên

2.3 Nguyên nhân dẫn dến hiện tượng ô nhiễm

2.3.1 Nguyên nhân khách quan

Là nguyên nhân phát sinh từ các hiện tượng tự nhiên như sự biến đổi khí hậu, thời tiết chuyển mùa khi khối không khí lạnh suy giảm, tốc độ gió thấp trên cả khu vực gây 5 ra điều kiện lặng gió, nền nhiệt xuống thấp, chênh lệch nhiệt độ ngày

và đêm Chính điều này đã hình thành lớp sương mù dày đặc cản trở việc khuếch tán không khí, gây ô nhiễm cục bộ Thành phố Hà Nội giáp ranh với các khu vực đồi núi và các khu, cụm công nghiệp đang phát triển mạnh nên với điều kiện khí tượng sương mù sát mặt đất đã gây ra hiện tượng quẩn gió ngoài ra còn ô nhiễm bởi các hiện tượng cháy rừng, bão bụi, hay quá trình phân huỷ, thối rữa xác động – thực vật tự nhiên… Đây là nguyên nhân khách quan nên rất khó dự báo và ngăn chặn.

2.3.2 Nguyên nhân chủ quan

Nguyên nhân từ các nhà máy xí nghiệp: Đây là nguồn gây ô nhiễm lớn nhất

do con người gây ra Quá trình gây ô nhiễm là quá trình đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch như than, dầu, khí đốt tạo ra các chất khí độc hại (CO , CO, SO , NOx, các2 2 chất hữu cơ chưa cháy hết: muội than, bụi) Nguồn công nghiệp có nồng độ độc hại cao, tập trung ở một không gian nhỏ, và tùy thuộc vào quy mô sản xuất và nhiên liệu sử dụng thì lượng chất độc hại và loại chất độc hại sẽ khác nhau

Nguyên nhân do giao thông: Đây cũng là nguồn gây ô nhiễm lớn đối với không khí, đặc biệt là ở khu đô thị và khu đông dân cư Quá trình đốt nhiên liệu

động cơ tạo ra các chất khí độc hại làm ảnh hưởng đến không khí như CO , CO,2

SO2, NOx, Pb, CH4…, ô tô và các loại giao thông đường bộ chiếm 10% khí thải cacbon , ngành hàng không thải ra 2.5% tổng số khí cacbon phát thải, ngoài ra còn

có khói, bụi, tiếng ồn Một số tác động cục bộ do hoạt động giao thông tăng cao sau

kỳ nghỉ Tết Dương lịch, tình trạng rác thải ùn ứ không được vận chuyển đến bãi xử

lý do thay đổi đơn vị thu gom trên địa bàn một số quận huyện cuối năm 2020 Điều này làm gia tăng tình trạng đốt rác thải sinh hoạt gây ô nhiễm môi trường không khí

Sinh hoạt hằng ngày của người dân cũng là nguyên nhân gây ô nhiễm để giảm chi phí người dân thường xuyên sử dụng bếp than tổ ong để sưởi ấm vào mùa đông gây nên hiện tượng bụi mịn , sương mù này thường xuyên thấy vào mỗi buổi sáng ở những khu tập thể cũ, thậm chí ngay tại trung tâm phố cổ, nhiều nhất là những cửa hàng, quán bán đồ ăn sáng, quán phở, đồ ăn nhẹ bình dân.Theo thông tin

từ Chi cục Bảo vệ môi trường Hà Nội, mỗi ngày thành phố sử dụng đến 528 tấn than tổ ong, lượng khí CO phát ra môi trường là rất lớn Nguồn thải tuy nhỏ nhưng2 phân bố dày cục bộ trong không gian nhà, trực tiếp gây nguy hại cho con người Ngoài những nguyên nhân trên còn có một số nguyên nhân tác động đến môi trường không khí như dùng khí CFC phá hủy tầng ozon Khi tốc độ phân hủy CFC tăng nhanh nếu tầng ozon bị phá hủy Là một trong những nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính, các quốc gia đang kêu gọi thay thế CFC bằng các loại khí thân thiện với môi trường hơn như R22, R32

Các CFC và HCFC thường được tạo ra bằng cách trao đổi halogen, bắt đầu bằng các dẫn xuất của methan và ethan đã clo hóa Minh họa là sự tổng hợp của chlorodifluoromethan từ chloroform:

HCCl3 + 2 HF → HCF Cl + 2 HCl

Các dẫn xuất brom hóa được tạo ra bằng các phản ứng gốc tự do của các chlorofluorocarbon, thay thế các liên kết C-H bằng các liên kết C-Br Sản xuất thuốc gây mê 2-bromo-2-chloro-1,1,1-trifluoroethan ("halothan") minh họa:

CF CH3 2Cl + Br → CF CHBrCl + HBr 2 3

Tóm lại các chất gây ô nhiễm không khí chủ yếu gồm: bụi, sol khí, khí và hơi

Bụi là những chất ở dạng rắn hay lỏng có kích thước nhỏ, nhờ sự vận động của không khí mà nó có thể phân tán trong một phạm vi rộng

Sol khí là hỗn hợp những phần tử lơ lửng phân tán trong không khí, tương đối bền, khó lắng, là nguồn gốc tạo ra các nhân ngưng tụ hình thành mây, mưa Chủ yếu tạo thành lên các chất gây ô nhiễm không khí là các phản ứng quang hóa vì những sản phẩm của chúng ( chủ yếu từ gốc tự nhiên ) có khả năng khơi mào hoặc tham gia vào một số lớn các phản ứng khác liên quan đến sự chuyển hóa của các chất ô nhiễm sơ cấp thành chất ô nhiễm thứ cấp Trong số các chất ô nhiễm

sơ cấp như NO, CO, NO , SO , hidrocacbon, thì chỉ có NO là chất hấp thụ2 2 2 chính các bức xạ có bước sóng phổ biến trong vùng hạ tầng khí quyển Ngoài ra còn có phản ứng cộng trong hệ NOx, H O, CO và không khí.2

Nguyên tạo thành sol khí chủ yếu là do sự oxi hóa quang hóa SO : Khi2 không khí tiếp xúc với bức xạ Mặt Trời, SO được hoạt hóa bởi bức xạ trong hạ2 tầng khí quyển, kết quả dẫn tới một chuỗi các phản ứng kế tiếp liên quan đến phần

tử SO2 kích thích Nhiều nghiên cứu cho thấy phản ứng quan trọng tiếp theo là sự oxy hóa tạo thành SO và O nguyên tử:3

SO2* + O SO + O2 3 Khi có mặt hidrocacbon và các oxit nitơ thì tốc độ chuyển hóa SO2 thành SO3 tăng rõ rệt Ngoài ra, sự oxi hóa SO2 trong các hệ này thường kèm theo sự tạo thành sol khí

Phản ứng quang hóa của các hidrocacbon chứa oxi trong không khí cũng là một nguồn lớn tạo ra nhiều chất ô nhiễm thứ cấp Trong khí thải của các động cơ

chạy xăng có các andehit và xeton, lượng chất hữu cơ này chiếm 1,5% tổng các hidrocacbon của khí thải Bởi vậy, các hidrocacbon có chứa oxi trong khí quyển có thể tham gia phản ứng oxi hóa và tạo ra nhiều gốc tự do Cơ chế oxi hóa các hidrocacbon chứa oxi trong không khí ô nhiễm là: Phản ứng phân li quang hóa của andehit: các andehit bị quang phân dưới tác dụng các bức xạ mặt trời ở các bước sóng lớn hơn 300nm, phản ứng gãy mạch, tạo gốc ankyl tự do ở trạng thái kích hoạt

RCHO + hv R* + HCO

Tốc độ phản ứng quang phân này bằng 1% tốc dộ quang phân NO2 Ví dụ đối với fomamdehit, ta có phản ứng:

HCHO hv H + CO2 Phản ứng oxi hóa andehit bằng nguyên tử oxi tạo ra 2 gốc tự do là axyl và

HO

-O + RCH-O RC = -O + H-O -Phản ứng oxi hóa andehit bằng gốc hydroxy HO- sẽ tạo ra gốc axyl

HO- + RCHO R – C = O + H O2 Phản ứng diễn ra với tốc độ khá nhanh nên phản ứng được coi như là một quá trình quan trọng để loại andehit ra khỏi khí quyển

Ngoài ra tao còn nói đến khói quang hóa hay sương mù quang hóa ( một hiện tượng ô nhiễm không khí phổ biến ) xảy ra ở tầng đối lưu của khí quyển – nơi tập trung phần lớn các chất khí gây ô nhiễm: Nox, các hợp chất VOCs

Các chất tạo ra sương mù quang hóa chủ yếu từ Nox và VOCs, phản ứng quang hóa học dưới tác dụng của nitơ oxit phân hủy dung môi hữu cơ tạo ra những tác nhân oxy hóa:

VOC + ánh áng + NO + O O + NO + CO +H2 2 3 2 2

Nồng dộ cao của hai chất này trong không khí có liên quan đến quá trình công nghiệp hóa và quá trình vận chuyển

2.4 Mức độ ảnh hưởng của ô nhiễm không khí ở Hà Nội

2.4.1 Ảnh hưởng đến động – thực vật

Ô nhiễm không khí gây ảnh hưởng tai hại cho tất cả sinh vật Lưu huỳnh đioxit, Nitơ đioxit, ozon, fluor, chì… gây hại trực tiếp cho thực vật khi đi vào khí khổng, làm hư hại hệ thống giảm thoát nước và giảm khả năng kháng bệnh.Đa số cây ăn quả rất nhạy đối với HF Khi tiếp xúc với nồng độ HF lớn hơn 0,002 mg/m3 thì lá cây bị cháy đốm, rụng lá giảm khả năng quang hợp.Sự nóng lên của Trái đất

do hiệu ứng nhà kính cũng gây ra những thay đổi ở động- thực vật trên Trái đất.Mưa acid còn tác động gián tiếp lên thực vật và làm cây thiếu thức ăn làm giảm hấp thu thức ăn và nước Các chất gây ô nhiễm không khí có tính acid sẽ kết hợp với các giọt nước trong đám mây làm cho nước có tính acid Khi những giọt nước rơi xuống mặt đất sẽ gây hại cho môi trường : giết chết cây cối, động vật, cá,

….Mưa acid cũng làm thay đổi tính chất của nước ở các sông, suối,…làm tổn hại đến những sinh vật sống dưới nước Ô nhiễm không khí còn làm đổi màu , hóa đen

và làm giảm chất lượng của các công trình, hạ tầng tại Hà Nội Làm gỉ kim loại; Ăn mòn bêtông; Mài mòn, phân huỷ chất sõn trên bề mặt sản phẩm; Làm giảm độ bền dẻo, mất màu sợi vải; Giảm độ bền của giấy, cao su, thuộc da

2.4.2 Ảnh hưởng đến khí hậu

Hoạt động hô hấp của động vật, con người, hoạt động của thiên nhiên: núi lửa, cháy rừng, hoạt động của con người như sản xuất của các nhà máy và các phương tiện giao thông gây ra hiệu ứng nhà kính ngăn cản sự bức xạ nhiệt, tầng ozon bị phá hủy làm tăng tỷ lệ ung thư da, tổn thương mắt, rối loạn miễn dịch, rối loạn hệ sinh thái

2.4.3 Ảnh hưởng đến con người

Hậu quả của ô nhiễm môi trường không khí đối với con người là rất nghiêm trọng, ô nhiễm môi trường không khí chính là tác nhân chính khiến cho tỷ lệ người mắc bệnh về hô hấp, ung thư… ngày càng tăng Nếu bụi PM10, PM2.5 vượt quá ngưỡng cho phép gây kích thích cơ học, xơ hóa phổi dẫn đến các bệnh về hô hấp; gây các bệnh ở mắt, da, bệnh đường máu và các hệ thống khác của cơ thể, bệnh về tim mạch…; gây ung thư Khi hít quá nhiều khí CO con người có thể bị giảm khả