ĐHQG giáo trình ô nhiễm không khí (NXB đại học quốc gia 2007)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN (IER) PGS.TS ĐINH XUÂN THẮNG GIÁO TRÌNH Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ (Tái lần thứ nhất, 2007) NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH 2007 LỜI NÓI ĐẦU Môi trường sống – nôi nhân loại ngày ô nhiễm trầm trọng người Cùng với phát triển xã hội, môi trường bước bò hủy diệt mối quan tâm không riêng quốc gia Bảo vệ môi trường nghóa vụ cộng đồng toàn cầu Việt Nam nói riêng Chỉ thò số 36/CT-TW ngày 25/06/1998 Bộ Chính trò Đảng Cộng sản Việt Nam thể đường lối đạo đắn công tác bảo vệ gìn giữ môi trường sống nước ta Hiện trạng môi trường không khí nước ta, đặc biệt khu công nghiệp đô thò lớn thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội, Hải Phòng, Đồng Nai … mối lo ngại cho quan quản lý nhà nước mặt môi trường toàn thể dân cư khu vực Phần lớn nhà máy xí nghiệp chưa có hệ thống xử lý ô nhiễm không khí có hoạt động hiệu mang tính chất đối phó Bên cạnh đó, với đặc điểm công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp mang tính chất sản xuất nhỏ, công nghiệp lạc hậu, thiếu thốn nguyên vật liệu…, nên ngày thải vào môi trường sống khối lượng bụi, khí độc mùi hôi khổng lồ, gây ảnh hưởng cho công nhân trực tiếp sản xuất mà dân cư khu vực lân cận chòu ảnh hưởng đáng kể Việc xây dựng đất nước sở công nghiệp hóa, đại hóa với mức độ gia tăng đáng kể khu vực đô thò, khu dân cư quy hoạch đồng bộ, tổng thể thiếu hợp lý lại gây phức tạp thêm cho công tác quản lý khống chế ô nhiễm từ nguồn thải Các phương tiện giao thông công cộng không thuận tiện cho việc lại nhân dân với trạng quy hoạch mạng lưới tuyến đường không đáp ứng nhu cầu cao thực tế góp phần lớn gây ô nhiễm môi trường không khí khu đô thò lớn thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội, … Đặc biệt vào cao điểm thường gây kẹt xe tới liền Cuốn sách biên soạn nhằm mục đích phục vụ cho công tác giảng dạy học tập cán bộ, sinh viên học viên sau đại học chuyên ngành Kỹ thuật Môi trường http://www.ebook.edu.vn Nội dung sách bao gồm vấn đề nguồn gốc ô nhiễm không khí, tác hại ô nhiễm không khí, trình biến đổi, khuếch tán chất ô nhiễm khí kiểm soát nguồn thải Với nội dung trên, sách phục vụ cho đông đảo bạn đọc thuộc chuyên ngành khác có quan tâm đến lónh vực ô nhiễm môi trường không khí Do nhiều yếu tố khách quan chủ quan, sách không tránh khỏi thiếu sót Tác giả xin chân thành cảm ơn quan tâm theo dõi mong nhận nhiều ý kiến đóng góp đồng nghiệp bạn đọc Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Giáo sư Tiến siõ Trần Ngọc Chấn góp ý cho nội dung sách Chân thành cảm ơn Nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh sớm tái sách TP Hồ Chí Minh, 02/2007 Tác giả http://www.ebook.edu.vn CHƯƠNG I GIỚI THIỆU VỀ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ 1.1 TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ Mosris Neibusger - nhà khí tượng học trường đại học California trích dẫn từ tạp chí “Today’s Health” hiệp hội Y học Mỹ xuất sau: “Tất quốc gia văn minh theo đường, biến động mà ngẹt thở từ bầu không khí chứa chất thải họ” Một số nhà sử học tiên đoán giả thiết rằng: “Sự bùng nổ dân số kéo theo nhu cầu thiết yếu cần nhiều thực phẩm hơn, nhiều nước hơn, nơi ở, phương tiện giao thông lại công ăn việc làm Để thỏa mãn nhu cầu không chấm dứt nạn ô nhiễm không khí xung quanh ta” Những sông, hồ từ đời tổ tiên ông bà ta để lại nhanh chóng trở thành dòng chảy có mùi, hồ nước thối rữa mà không sinh vật dù nhỏ bé sống Khả tự làm dòng chảy không với khả giảm nhiều nhân tố gây ô nhiễm gồm nhiều loại nước thải như: nước thải sinh hoạt từ ống cống, chất giặt tẩy, thuốc trừ sâu chất thải công nghiệp Các phương tiện giao thông vận tải máy bay, tàu hỏa dùng dầu Diesel, khí thải từ xe gắn máy, xe ô tô, lò đốt chất thải rắn thải vào khí Trong báo “Man - An erglangerred Spieceis” ( Con người – Mối hiểm hoạ), năm 1968 Department of the interrion year boook cảnh báo rằng: “Chúng ta phải nâng cao tất thứ tương lai trừ tốc độ gia tăng dân số loài người” Trước trẻ em máy xúc hai điều kiện tốt để phát triển xã hội Nhưng ngày loài người muốn tồn phải đưa kế hoạch cho phát triển http://www.ebook.edu.vn Một đặc trưng cần lưu ý việc thuyết phục người phòng bệnh chữa bệnh việc làm khó Điều có nghóa là, với ô nhiễm môi trường, để thuyết phục người phòng chống, bảo vệ gìn giữ môi trường việc làm khó không với người không hiểu biết ô nhiễm môi trường mà người hiểu biết chúng tìm cách né tránh Irving S Bengelsdorf thuộc Los Angeles Times nói rằng, từ nhà khoa học kỹ sư nhận thức vấn đề ô nhiễm trách nhiệm họ phải giải vấn đề này, đề xuất sách trợ giúp nhà lãnh đạo hành việc hướng dẫn thực có hiệu công tác bảo vệ môi trường Tuy nhiên, vấn đề ô nhiễm không giải công nghệ mà phải xem xét phương diện xã hội kinh tế học Nguyên nhân gây phiền toái môi trường rối rắm, phức tạp chiều sâu Chúng ta phải thay tăng trưởng chất thay cho tăng trưởng lượng, cung cấp đầy đủ tính toán phí tổn xã hội vấn đề ô nhiễm, xem xét yếu tố mặt môi trường có kế hoạch đònh vấn đề đó, nhận thức môi trường vấn đề tổng hợp Chúng ta phải hiểu công nhận phụ thuộc tất khía cạnh môi trường bao gồm người Vấn đề ô nhiễm môi trường vấn đề mang tính chất toàn cầu, yêu cầu phải có biện pháp giải toàn giới Tổ chức giáo dục, văn hóa, khoa học Liên Hiệp Quốc có hoạt động tích cực lónh vực Hội thảo quốc tế Liên Hiệp Quốc “con người môi trường” tổ chức Stockholm - Th Điển tháng 6/1972 tập hợp nhiều chuyên gia, nhà khoa học, quan chức phủ nước giới nhằm thống cương lónh hành động chung công tác gìn giữ bảo vệ môi trường Hội thảo khẳng đònh việc giải vấn đề ô nhiễm môi trường nhà khoa học, kỹ sư, quan chức hành chính, tổ chức giới…, mà phải mang tích chất cộng đồng - tức cá nhân, người phải có ý thức giữ gìn bảo vệ môi trường Cũng hội nghò người ta thống lấy ngày tháng hàng năm làm ngày “Môi trường giới” Trong thông điệp gửi toàn giới “Cứu lấy trái đất” – chiến lược cho sống bền vững, Hiệp hội quốc tế bảo vệ thiên nhiên (IUCN), Chương trình môi trường Liên Hiệp Quốc (UNEP) Quỹ quốc tế bảo vệ thiên nhiên (WWF) – Grand, Th Sỹ tháng 10 năm 1991, nhấn mạnh ba mục tiêu chiến lược bảo vệ toàn cầu là: http://www.ebook.edu.vn • Phải trì trình sinh thái quan trọng hệ bảo đảm sống; • Phải bảo tồn tính đa dạng di truyền; • Phải sử dụng bền vững loài hay hệ sinh thái Để thực mục tiêu đó, lời kêu gọi nhấn mạnh phải hành động ngăn chặn nạn ô nhiễm môi trường “Tất phủ cần phải ban hành nguyên tắc phòng ngừa Đó giảm nơi có điều kiện ngăn chặn việc thải bỏ bừa bãi chất thải độc hại Tốt dành việc bảo vệ đất, không khí, sông ngòi biển cho quan Phải vận dụng biện pháp kích thích kinh tế quy chế Tất quyền thành phố, công xưởng, công nghiệp nông dân phải đóng góp cho công việc đó” “Việc thải chất SOx, NOx, CO chất hydrocarbon phải giảm tới mức tối thiểu nước có thu nhập cao Bên cạnh đo,ù với nước công nghiệp hoá, tình trạng không để tăng lên Việc thải chất gây “hiệu ứng nhà kính” cần phải hạn chế tới mức tối đa Với nước có thu nhập thấp cần phải cố gắng giảm thiểu ô nhiễm từ nguồn Cũng theo lời kêu gọi “Vào cuối kỷ này, tất phủ phải ban hành nguyên tắc phòng ngừa Những nước có thu nhập cao phải giảm thải sulfur đioxit đến 10 % mức năm 1980 giảm 75 % khí thải NOx mức năm 1985 Việc chế tạo sử dụng chất CFCI (hợp chất chlor, flor carbon công nghệ đông lạnh) phải ngừng nước có thu nhập cao, giảm nhanh mạnh nước khác” “Việc thải CO phải cắt giảm 20 % mức năm 1990 vào năm 2005, nước thu nhập cao phải ngừng việc sản xuất sử dụng vào năm 2010” Tại Mỹ, từ sách quốc gia môi trường năm 1969, ngày tháng năm 1970 ban hành sách bảo vệ môi trường luật dân (Bộ luật No 91 - 190) Chính sách thông qua hội đồng chất lượng môi trường quản lý tất chương trình chất lượng môi trường với xem xét kỹ lưỡng tất mối liên quan chương trình khác có ảnh hưởng đến môi trường Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (Environmental Protection Agency - EPA), đưa thống nhiều quan thuộc nhiều sở, ban, ngành khác giải vấn đề môi trường Nhiệm vụ EPA tổ chức giải vấn đề môi trường sở hợp nhất, thừa nhận mối quan hệ chất ô nhiễm, hình thức ô nhiễm công nghệ xử lý http://www.ebook.edu.vn Tại Việt Nam, vấn đề ô nhiễm môi trường Nhà nước quan tâm đầu tư nhiều kinh phí năm gần Tuy nước lạc hậu, kinh tế phát triển vấn đề ô nhiễm môi trường gây không phiền phức cho xã hội kinh tế Việt Nam mang hình thái kinh tế riêng biệt với công nghệ lạc hậu, nguyên vật liệu thiếu thốn, quy mô nhỏ, nằm xen kẽ khu dân cư đặc biệt nguồn kinh phí đầu tư cho công tác gìn giữ bảo vệ môi trường hạn hẹp Một đặc thù khác thành phố lớn Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, … mật độ giao thông lớn, phương tiện công cộng gần không phù hợp với thò hiếu người dân nên vấn đề ô nhiễm không khí giao thông vận tải gây nhỏ Theo thống kê dân số thành phố Hồ Chí Minh 6.239.938 người (con số điều tra cuối năm 2005), với mật độ dân số việc gây ô nhiễm môi trường hàng triệu xe máy, hàng trăm ngàn xe tải, xe không tránh khỏi Tuy nhiên, năm gần đây, phần kinh tế ngày nâng cao, Đảng Nhà nước quan tâm mức công tác gìn giữ bảo vệ môi trường Việt Nam bước vào nề nếp Song song với việc đời chủ quản (Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường, Bộ Tài nguyên – Môi trường) hệ thống ngành dọc (các Sở Khoa học Công nghệ Môi trường Sở Tài ngun & Mơi trường) quan hành khác Điều quan trọng đời Bộ Luật bảo vệ môi trường nước Cộng hoà Xã hội Chủ nghóa Việt Nam 10/1/1994 Luật Môi trường sửa đổi Quốc Hội khóa XI, kỳ họp thứ thông qua ngày 29/11/2005, Chủ tòch nước ký ban hành ngày 12/12/2005 có hiệu lực từ 01/07/2006, công tác bảo vệ môi trường trọng phạm vi nước Các công tác giám sát, xử lý môi trường thực cho hầu hết sở, xí nghiệp, nhà máy đã, xây dựng tương lai Song song hàng loạt văn bản, nghò đònh luật quan Nhà nước đòa phương nhằm thực tốt Bộ Luật nêu 1.2 CÁC TÁC NHÂN GÂY Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ 1.2.1 Không khí “sạch” Không khí nước với thực phẩm điều kiện cần thiết quan trọng sống loài động thực vật nói chung Người ta nhòn ăn, nhòn uống hàng chục ngày không chết người ngưng thở vài phút dẫn đến tử vong http://www.ebook.edu.vn Hàng ngày, người trung bình phải hít, thở khoảng 15 kg không khí để phục vụ cho sống Yêu cầu không khí Thời xa xưa không kể đến tượng thiên nhiên xảy động đất, núi lửa, bão cát sa mạc hay dòch phấn hoa môi trường thiên nhiên vốn sạch, yên tónh, không bò ô uế Nó thuận lợi tiện nghi cho người loài sinh vật khác Một cách tương đối, coi không khí “không khí sạch” Trong giáo trình này, kể từ thống gọi không khí không khí để tiện sử dụng Không khí hỗn hợp không khí khô nước Người ta gọi không khí nêu không khí ẩm thành phần chúng chất khí ra, chúng chứa lượng nước đònh tuỳ thuộc vào nhiệt độ áp suất khí Ở điều kiện bình thường không khí chưa bò ô nhiễm có thành phần sau đây: Bảng 1 Thành phần chất không khí khô chưa bò ô nhiễm Tên chất Công thức Tỷ lệ theo thể tích phân tử Tổng trọng lượng khí (Triệu tấn) Nitơ N2 78,09 3.850.000.000 Oxy O2 20,91 1.180.000.000 Argon Ar 0,93 65.000.000 Cacrbon dioxit CO2 0,032 2.500.000 Neon Ne 18ppm (*) 64.000 Heli He 5,2 “ 3.700 Metan CH4 1,3 “ 3.700 Kripton Kr 1,0 “ 15.000 Hydro H2 0,5 “ 180 Nitơ ôxit N2 O 0,25 “ 1.900 Cacrbonmonoxít CO 0,10 “ 500 Ôzon O3 0,02 “ 200 Sulfur dioxit SO2 0,001 “ 11 Nitơ dioxit NO2 0,001 “ Ghi chú: (*) ppm = 0,0001 % thể tích; ppm = M/22,4 mg/m http://www.ebook.edu.vn mg/m3 = 22,4/M Trong đó:M phân tử lượng chất khí; 22,4 thể tích (tính lít) mole chất khí điều kiện tiêu chuẩn (0oC atm) Như trình bày trên, thành phần khô nêu mà người ta thường gọi không khí khô, không khí chứa lượng nước đònh Thông thường nước tồn không khí dạng “hơi nhiệt”, tức chúng trạng thái chưa bão hoà Không khí nhận thêm nước để trở trạng thái bão hoà Nồng độ bão hoà nước không khí phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ Lượng nước bão hòa theo nhiệt độ tham khảo bảng 1.2 sau đây: Bảng 1.2 Nồng độ bão hoà nước phụ thuộc vào nhiệt độ Nhiệt độ (toC) Nồng độ nước bão hoà (%) 0,6 10 1,2 20 2,3 25 3,1 30 4,2 Lượng nước chứa không khí có ảnh hưởng lớn đến vấn đề ô nhiễm môi trường Cùng với yếu tố khác khí quyển, chúng môi trường tạo nên phản ứng hoá học chất ô nhiễm với đặc biệt với chất khí có tính “háo nước” dễ tạo thành axit, nguyên nhân tạo nên trận mưa axit mà thường nhắc đến 1.2.2 Các tác nhân gây ô nhiễm không khí Ở đề cập đến khái niệm không khí sạch, : Thế không khí bò ô nhiễm? Có thể hiểu cách tương đối sau: Bên cạnh thành phần không khí, chất dạng rắn, lỏng, khí thải vào môi trường không khí với nồng độ vừa đủ gây ảnh hưởng tới sức khỏe người, gây ảnh hưởng xấu đến sinh trưởng, phát triển động, thực 10 http://www.ebook.edu.vn vật, phá huỷ vật liệu, làm giảm cảnh quan môi trường gây ô nhiễm môi trường, hay nói khác không khí bò ô nhiễm Ô nhiễm không khí thể pha trộn thể rắn, lỏng, khí Những thể mà chúng phân tán nhanh nhờ điều kiện khí hậu Khi xảy tượng giảm áp (áùp thấp nhiệt đới) khối không khí chuyển động làm cho chất gây ô nhiễm trở nên đậm đặc, thảm hoạ ô nhiễm xảy Tương tự vậy, chất vô hại tác dụng áp xuất bốc lên trở thành chất gây ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường không khí chúng kết hợp với chất khác có môi trường không khí Các nhân tố góp phần tạo nên ô nhiễm không khí bao gồm nhân tố tự nhiên người Các nhân tố tự nhiên bao gồm q trình tự nhiên như: động đất, núi lửa, bão cát sa mạc, cháy rừng, sóng thần hay dịch phấn hoa q trình thối rữa động thực vật Thông thường, nhân tố tự nhiên thường xảy xa tầm kiểm soát người Các nhân tố ô nhiễm người tạo dễ kiểm soát Chất gây ô nhiễm người tạo thường phát sinh từ trình hoạt động cơng nghiệp, giao thơng vận tải, nơng nghiệp, dịch vụ thương mại, phá rừng kể hoạt động chiến tranh gây Chất ô nhiễm không khí người tạo tổng quan chia làm dạng sau: Ơ nhiễm bụi, khí độc, nhiệt thừa, mùi hơi, chất phóng xạ vi sinh vật 1.3 MỘT SỐ HIỂM HOẠ VỀ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ 1.3.1 Trên giới Lòch sử nhân loại xảy nhiều hiểm hoạ ô nhiễm không khí Có thể kể đến thảm hoạ xảy kỷ 20 ô nhiễm môi trường không khí gây khí thải công nghiệp thải gây nên tượng “nghòch đảo nhiệt” kìm hãm không cho khí thải phát tán lên cao, gây tượng đầu độc thành phố thuộc thung lũng Manse Bỉ vào năm 1930 tương tự dọc thung lũng Monongahela vào năm 1948 Trong thảm hoạ làm cho hàng trăm người chết nhiều người khác bò ảnh hưởng đến sức khỏe Hiện tượng nghòch đảo làm tăng nồng độ khí độc gây ngạt thở thủ đô London nước Anh, làm chết bò thương 4.000 đến 5.000 người Tại nước Mỹ vào tháng năm 1969 không khí ô nhiễm bò “tù hãm” lâu ngày bao phủ từ miền Chicago Milwankee tới New Orleans Philadelphia gây http://www.ebook.edu.vn 11 - Bom âm Máy bay phản lực bay với tốc độ âm thanh, tiếng nổ âm to mà người ta thường gọi “bom âm thanh” nghe thấy độ xa 80km tính từ điểm phát sinh Máy bay siêu âm chở khách bay độ cao 12000m gây áp suất cực đại mặt đất tới 100N/m2 (127dB), gây nguy hại nhà cửa, gây khó chòu nhiều người Máy bay siêu âm phản lực gây tác hại khác, phá hoại tầng ozon khí Tuy máy bay siêu âm chở khách vấn đề quan trọng kinh tế nhiều nước, từ quan điểm bảo vệ môi trường lại máy bay phản lực gây tác hại xấu 8.2.2 Tiếng ồn từ thi công xây dựng Tiếng ồn từ nơi thi công xây dựng nói chung xấu nhiều so với tiếng ồn từ nhà máy Thứ người ta xây dựng nhà cửa, cầu cống, đường sá khắp nơi, điều khiển, quản lý Hai thiết bò dùng thi công xây dựng thường gây tiếng ồn lớn hơn, là: Thiết bò Mức tiếng ồn điểm cách máy 15m Máy ủi 93 dB Máy khoan đá 87 dB Máy đập bêtông 85 dB Máy cưa tay 82 dB Máy nén diezel có vòng quay rộng 80 dB Máy đóng búa 1,5 75 dB Máy trộn bêtông chạy diezel 75 dB Tăng giảm khoảng cách người nghe máy gấp đôi tăng giảm tiếng ồn 6dB Ví dụ mức ồn 7,5m cách máy ủi, máy kéo 99 dB, mức ồn cách 30m máy 87 dB - 312 - http://www.ebook.edu.vn Đóng cọc loại gây tiếng ồn lớn thi công xây dựng Riêng phần búa đập gây mức ồn khoảng cách 15m 70 dB Tiếng ồn thiết bò gây khu xây dựng tăng lên so với khu trống trải, có bổ sung âm phản xạ công trình lân cận Có thể giảm mức ồn tới 12dB Dùng đệm cao su đệm giảm âm giảm tiếng ồn khoảng 4-6dB Một số biện pháp làm giảm tiếng ồn thiết bò xây dựng xây tường xung quanh giảm 4-10dB 8.2.3 Tiếng ồn công nghiệp Tiếng ồn công nghiệp sinh từ trình va chạm, chấn động chuyển động qua lại ma sát thiết bò tượng chảy rối dòng không khí Có thể giảm đáng kể tiếng ồn va chạm chấn động cách đặt thiết bò đệm đàn hồi Thêm vào đó, giảm tiếng ồn dao động cách tăng trọng lượng móng máy, thiết kế phận máy cẩn thận để tránh cộng hưởng Khi cần thiết dùng vật liệu hút âm bao bọc che phủ thiết bò Tiếng ồn dòng khí gây loại trừ cách sử dụng đường ống hợp lý, thiết kế lắp đặt xác miệng hút khí miệng thổi khí Ví dụ hình (xem phần dưới): dùng vật liệu giảm âm bao bọc mặt buồng đặt máy đường ống thông gió để giảm tiếng ồn nguồn ồn công nghiệp Để giảm tiếng ồn nhà máy vùng dân cư xung quanh phải ý từ khâu thiết kế xây dựng nhà máy Thiết bò gây ồn nhà máy cần để xa khu dân cư xa chỗ công nhân làm việc cần yên tónh, cường độ âm giảm theo tỷ lệ bình phương khoảng cách nguồn âm đến người nghe Các chắn – theo dạng công trình xây dựng, tường cao cối, nằm nhà máy khu dân cư có giá trò làm giảm tiếng ồn công nghiệp 8.2.4 Tiếng ồn nhà Có hai dạng tiếng ồn nhà: tiếng ồn không khí tiếng ồn va chạm Tiếng ồn va chạm (như tiếng giày, guốc sàn nhà) phát sinh lan truyền vật rắn có cách làm giảm tạo “cầu” mềm xốp nơi phát sinh tiếng ồn nơi cần cách tiếng ồn Ví dụ điển hình cho vấn đề - 313 - http://www.ebook.edu.vn truyền âm hộ mà người tầng đóng đinh tường hay gõ sàn, kéo bàn ghế nhảy múa sàn Tiếng ồn va chạm truyền qua lớp sàn bêtông cốt thép truyền qua tường đến phòng khác hộ bên cạnh Tiếng ồn va chạm thuộc dạng phần lớn loại trừ, sử dụng kết cấu sàn kiểu “sàn nổi”, tức mặt sàn liên kết cứng với kết cấu chòu lực, dùng lớp đệm cao su, đệm chất dẻo hay sợi đá ngăn cách mặt sàn kết cấu chòu lực sàn Điều đặc biệt cần ý đảm bảo sàn hoàn toàn “nổi”, chí đinh xuyên qua xuống kết cấu chòu lực vô hiệu cách âm tốt Nguyên tắc cách âm không khí (âm phát sinh không khí) dùng trọng lượng Biện pháp có ý nghóa thực tế xây dựng Như tường ngăn hộ làm đặc để đảm bảo giảm nhỏ âm truyền qua Tiếng ồn không khí từ bên truyền vào nhà chủ yếu truyền qua lỗ trống tường cửa sổ, cửa đi, lỗ thông gió lỗ tương tự, qua tường ít, điều phải ý Cửa đơn lớp kính có khả cách âm khoảng 15-18dB Nếu tăng lên lần kính cách âm 18-21dB Cửa kép lớp kính nặng, xung quanh cánh cửa có bọc vật liệu hút âm tăng khả cách âm cửa lên tới 40dB Các phòng làm việc đại trang trí nội thất phù hợp, có trải thảm xung quanh tường rèm cửa, đặt cảnh phòng, v.v… gây cảm giác dễ chòu làm việc, mà có tác dụng giảm tiếng ồn, tạo nên yên tónh phòng 8.3 TÁC HẠI CỦA TIẾNG ỒN Nói chung, tiếng ồn mơi trường loại nhiễm làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng sống, tác động đến điều kiện sinh hoạt, làm việc nghỉ ngơi người Mức độ ảnh hưởng xấu người phụ thuộc vào: mức ồn phổ tiếng ồn; thời gian tác động lứa tuổi, trạng thái giới tính Có thể tóm tắt số tác hại tiếng ồn người bao gồm: - 314 - http://www.ebook.edu.vn - Quấy rối giấc ngủ người: Tiếng ồn gây phiền hà lớn người ban đêm, thời gian người cần nghỉ ngơi sau ngày làm việc mệt nhọc Thơng thường tiếng ồn lặp lại, quấy rối giấc ngủ người Khi ngủ, tiếng ồn đánh thức người dễ làm ức chế tâm, sinh lý, gây cảm giác khó chịu khó ngủ lại Qua khảo sát cho thấy 22 % dân cư sống gần sân bay thường khó ngủ, 55 % dân cư vùng tiếng ồn cao phàn nàn tiếng ồn - Gây ảnh hưởng tới thính giác: Khi tiếp xúc với tiếng ồn thời gian dài, mức âm cao dễ gây bệnh lãng tai giảm độ nhạy thính giác, đơi gây điếc, bệnh nghề nghiệp thường gặp Tiếng ồn với cường độ mạnh gây chói tai, đau tai chí thủng màng nhĩ - Ảnh hưởng đến quan tiêu hố: Tiếng ồn ngăn cản khả tiết dịch co bóp dày Nếu tiếp xúc lâu gây lt dày Qua khảo sát phân xưởng thử nghiệm máy bay cho thấy mức ồn 100 – 150 dB tần số 50 – 6400 Hz có tới 70 % cơng nhân bị bệnh thần kinh, 24 – 33 % đau bao tử có 10 % bị lt 10 % mắc bệnh cao huyết áp - Ảnh hưởng xấu đến truyền dẫn thơng tin: Âm dùng để trao đổi đàm thoại, quan trọng người nghe Tiếng ồn với mức âm tần số khơng thích hợp dễ gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng mơi trường khơng lĩnh vực nêu mà ảnh hưởng xấu việc truyền âm Bảng 8.3: Tác hại tiếng ồn có cường độ cao sức khoẻ người Mức tiếng ồn Tác dụng đến người nghe (dB) Ngưỡng nghe thấy 100 Bắt đầu làm biến đổi nhòp đập tim 110 Kích thích mạch màng nhó 120 Ngưỡng chói tai 130-135 Gây bệnh thần kinh nôn mửa, làm yếu xúc giác bắp 140 Đau chói tai, nguyên nhân gây bệnh trí, điên 145 Giới hạn cực hạn mà người chòu tiếng - 315 - http://www.ebook.edu.vn ồn 150 Nếu chòu đựng lâu bò thủng màng tai 160 Nếu tiếp xúc lâu gây hậu nguy hiểm lâu dài 190 Chỉ cần tiếp xúc ngắn gây nguy hiểm lớn lâu dài Tiếng ồn gây ảnh hưởng đến tim mạch hình thành hệ thần kinh bào thai Nghiên cứu Liên Xô cũ cho thấy công nhân trực tiếp chòu đựng mức ồn cao bò bệnh tăng huyết áp gấp đôi bò bệnh máy tiêu hóa gấp lần Tiếng ồn làm giảm khả nghe tai gây bệnh thính giác, chuyên gia y học cho suy giảm khả thính giác theo độ tuổi người thường xuyên tiếp xúc với tiếng ồn, xã hội công nghiệp phát triển Khi người làm việc môi trường ồn (như công nhân dệt), sau vài làm việc phải thời gian đònh thính giác trở lại bình thường, khoảng thời gian gọi thời gian phục hồi thính giác Tiếng ồn to thời gian phục hồi thính giác dài Có công nhân sau làm việc chiều hôm về, sáng hôm sau thính giác phục hồi được, có trường hợp thời gian phục hồi thính giác dài Nếu người chòu tác động tiếng ồn to lâu, tiếng ồn tác động to gây bệnh thính giác mãn tính, làm thay đổi trao đổi chất ốc tai Để bảo vệ thính giác, người ta quy đònh thời gian tối đa tác động tiếng ồn ngày phụ thuộc vào mức ồn khác Ở bảng 8.4 giới thiệu trò số ồn khác mà không gây hậu làm biến đổi thính lực lâu dài người Bảng 8.4 Thời gian tác động tối đa cho phép tiếng ồn Thời gian tác động (số ngày) Mức tiếng ồn (dB) 90 - 316 - http://www.ebook.edu.vn 92 95 97 100 1,5 102 105 0,5 110 0,25 115 8.4 KIỂM SỐT Ơ NHIỄM TIẾNG ỒN Theo báo cáo WHO Hội nghò môi trường giới: tiếng ồn ô nhiễm dễ kiểm soát vấn đề ô nhiễm môi trường Tuy có giáo dục cho người hiểu biết cần thiết phải kiểm soát giảm nhỏ tiếng ồn quan Nhà nước có biện pháp quản lý thích đáng phòng chống ô nhiễm tiếng ồn Có thể nêu số biện pháp chống ô nhiễm ồn sau: * Đầu tiên áp dụng biện pháp để giảm tiếng ồn nguồn ồn Như thiết kế chế tạo phận giảm âm ứng dụng chúng động máy bay, xe vận tải, xe khách, môtô, máy móc khí công nghiệp trang thiết bò điện nhà, biện pháp có hiệu Trường hợp đặc biệt giảm nguồn ồn bảo vệ công nhân làm việc môi trường ồn cách sử dụng dụng cụ chống ồn cá nhân nút tai bao tai * Cải tiến thiết kế máy quy trình vận hành máy, kiểm soát chấn động, tăng cường học nguồn âm vật liệu hút ẩm * Hạn chế tiếng ồn xe cộ vận chuyển gây cách quy hoạch tổ chức đường giao thông hợp lý Thiết lập phân khu công nghiệp, tăng cường vành đai ngăn tiếng ồn xung quanh khu ở, trường học bệnh viện Thiết kế cách âm để làm cho tiếng ồn không xuyên qua kết cấu bao che vào phòng Giảm cường độ giao thông vùng cần yên tónh - 317 - http://www.ebook.edu.vn * Thiết lập vành đai xanh thành phố Phát triển trồng xanh hai bên đường, ý chọn có khả hút ẩm tốt * Kiểm soát tiếng ồn nhà: - Bố trí công trình xa nguồn ồn điều kiện - Bố trí xanh xung quanh nhà để hút ẩm - Bố trí phòng phụ hành lang, bếp, phòng tắm, phòng phục vụ,… phía gần nguồn ồn, phòng ngủ, phòng làm việc phía yên tónh - Phòng tắm, phòng vệ sinh, phòng bếp khu cầu thang nên tập trung vào phía tăng cường cách âm chúng với phòng ở, phòng làm việc - Tường, sàn trần phòng tắm nên dùng kết cấu cách âm tốt - Khu vệ sinh thường gây ồn, dùng loại hố xí, tiếng ồn giảm âm từ nguồn ồn Loại xí có hệ thống xiphông kép có khả giảm nhỏ tiếng ồn vệ sinh * Nhà nước ban hành “Luật kiểm soát ô nhiễm tiếng ồn”, thiết lập quan quản lý kiểm soát ô nhiễm tiếng ồn thành phố lớn * Giáo dục nhân dân truyền thanh, vô tuyến truyền hình, phim ảnh chống ô nhiễm tiếng ồn Ở gia đình cần giáo dục trẻ em không bật to radio, nói to, không nên hò hét, nói mức to đường phố, đặc biệt ban đêm 8.4.1 Tính chất hút âm vật liệu loại vật liệu hút âm xốp: Tính chất hút âm vật liệu: Hút âm phản xạ âm hai tính chất quan trọng vật liệu kết cấu xây dựng Năng lượng âm bò hút bao gồm lượng bò mát vật liệu, lượng lan truyền theo kết cấu lượng âm truyền qua kết cấu Sự mát lượng âm vật liệu kết cấu xảy bốn nguyên nhân sau đây: - - Do ma sát: lượng âm biến thành lượng nhiệt Sóng âm tạo ma sát không khí với thành lỗ lượng âm bò tổn thất biến thành lượng nhiệt Do không khí bò nén: không khí lỗ rỗng bò sóng âm nén lại theo chu kỳ, làm cho nóng lên Nhiệt lượng xuất truyền - 318 - http://www.ebook.edu.vn - - thành lỗ giảm dần với áp suất chu kỳ Như dạng mát lượng dạng lượng nhiệt Các thành lỗ bò biến dạng nóng lên: khác cấu trúc vật liệu, nên bò sóng âm tác động, chu kỳ nén thành mỏng bò biến dạng nung nóng nhiều Năng lượng âm bò biến thành lượng nhiệt Do biến dạng dư: lượng âm mát dạng Sóng âm gây biến dạng vật liệu, mát qui dạng lượng học Các loại vật liệu hút âm xốp: Gồm hai loại: - - Loại có thành lỗ cứng, không đàn hồi, hút âm ma sát không khí với thành cứng lan truyền nhiệt vật liệu Ví dụ: bêtông bọt, gạch xốp,… Loại có thành lỗ đàn hồi, hút âm xảy theo bốn nguyên nhân kể Ví dụ: khoáng, thuỷ tinh, sợi ép mềm, thảm dệt,… 8.4.2 Chống tiếng ồn thành phố, thiết bò công nghiệp: Chống tiếng ồn thành phố: Muốn chống tiếng ồn thành phố cách hiệu cần phải áp dụng tổng hợp biện pháp qui hoạch kiến trúc, qui hoạch giao thông, kiến trúc công trình biện pháp kỹ thuật xây dựng khác - Biện pháp qui hoạch kiến trúc giao thông Một biện pháp có hiệu cao phân vùng quy hoạch thành phố theo mức ồn cho phép Thành phố phân thành bốn vùng xây dựng sau: Vùng I: Vùng công nghiệp – ồn thành phố (75dB-90dB) Vùng II: Trung tâm công cộng thương nghiệp, mức ồn tối đa 75dB Vùng III: Vùng nhà ở, vùng tương đối yên tónh thành phố, mức ồn cho phép tối đa 60dB Vùng IV: Vùng yên tónh thành phố, mức ồn cho phép tối đa 50dB, vùng gồm có công trình: thư viện, trường học, bệnh viện,… - 319 - http://www.ebook.edu.vn Khi qui hoạch tổng thể mặt thành phố cần phải phân vùng xây dựng hợp lý, có biện pháp cách ly vùng có mức ồn cao với vùng dân cư vùng yên tónh Hướng gió có ảnh hưởng lớn đến lan truyền tiếng ồn Khi lan truyền theo chiều gió, tiếng ồn nhanh bò tổn thất Vì vậy, qui hoạch thành phố, khu công nghiệp cần bố trí rìa thành phố, cuối hướng gió vào mùa nóng Khi qui hoạch thành phố tiểu khu cần lợi dụng khoảng cách để chống tiếng ồn, gọi “dải cách ly” - Giải pháp kỹ thuật : xanh, tường chắn tiếng ồn Sử dụng xanh để chống tiếng ồn biện pháp có hiệu kinh tế Ngoài xanh có tác dụng cải tạo khí hậu, chống bụi ô nhiễm môi trường Một biện pháp có hiệu cao để chống tiếng ồn thành phố sử dụng công trình làm tường chắn tiếng ồn Các công trình làm tường chắn tiếng ồn đơn giản bờ đất, vách đất đắp dọc theo đường giao thông Biện pháp phổ biến qui hoạch thành phố sử dụng nhà phục vụ hai tầng (cửa hàng ăn uống, bách hoá,…) hai bên đường phố làm tường chắn tiếng ồn Khi thiết kế cần ý tường chắn tiếng ồn đặt gần nguồn ồn có hiệu cao Chống ồn cho thiết bò công nghiệp: Khi sử dụng thiết bò phục vụ đời sống sản xuất công nghiệp ta gặp loại ồn sau: a/ Tiếng ồn khí động: tạo thành chuyển động chất khí lỏng b/ Tiếng ồn khí: sinh va đập phận, chi tiết máy móc vận hành c/ Tiếng ồn va chạm: tạo thành trình sản xuất cần sử dụng lực va chạm ( búa, búa máy, …) d/ Tiếng ồn từ trường: biến đổi từ trường thiết bò vận hành sản xuất điện tạo - 320 - http://www.ebook.edu.vn Các biện pháp sử dụng để giảm tiếng ồn thiết bò nhà công nghiệp: - Dùng vật liệu hút âm để bao bọc nguồn phát âm loại thuỷ tinh, khoáng,… (dùng cho ống phận điều hoà không khí) Các vật liệu hút âm phải có khả chống cháy tốt, phù hợp với yêu cầu phòng cháy chữa cháy công trình Khi vận tốc gió đường ống lớn mang sợi lớp hút âm vào phòng làm việc, ảnh hưởng đến điều kiện vệ sinh không khí phòng - Biện pháp công nghệ: nghiên cứu đổi công nghệ thiết bò sản xuất theo hướng giảm nhỏ tiếng ồn chúng sinh - Biện pháp kiến trúc – xây dựng: qui hoạch, xếp hợp lý vùng công nghiệp, thiết bò gây ồn đặt vò trí xa nhà xưởng,… - Biện pháp kỹ thuật âm học: biện pháp thụ động, giảm nhỏ tiếng ồn sau chúng sinh phân xưởng Dùng lớp vật liệu hút âm ốp vào bề mặt phòng sản xuất Hiệu giảm tiếng ồn ốp vật liệu hút âm phụ thuộc vào hình dạng phòng Hiệu phòng dạng hình hộp không cao phòng có chiều dài chiều cao lần Dùng vỏ cách âm buồng cách âm: thường dùng cho nguồn sinh tiếng ồn lớn máy phát điện, môtơ điện, … Vỏ cách âm chế tạo từ nhôm sắt, chất dẻo,… mặt lớp vỏ lót lớp vật liệu hút âm, mặt bọc thêm lớp vật liệu hút chấn động (cao su, chất dẻo,…) Màn chắn tiếng ồn: sử dụng thích hợp cho vò trí mức ồn trực tiếp từ nguồn khảo sát vượt mức ồn từ nguồn bên cạnh mức ồn phản xạ truyền tới vò trí Màn chắn đặt nguồn ồn vò trí cần bảo vệ Màn chắn cấu tạo cứng có ốp vật liệu hút âm (chiều dày không 50 – 60dB) bề mặt hút âm hướng nguồn - 321 - http://www.ebook.edu.vn Hình 8.5 Vỏ cách âm 1- đệm đàn hồi; 2- đục lỗ; 3– vật liệu hút âm; 4– vỏ kim loại; 5– lớp hút chấn động ( móng máy phải bố trí lò xo để chống ồn rung) Câu hỏi kiểm tra đánh giá: Khái niệm chung âm thanh? Phân loại tiếng ồn? Tác hại tiếng ồn đến môi trường? Các biện pháp giảm tiếng ồn? Tài liệu tham khảo: Tiếng Việt Lê Ba, Kỹ thuật môi trường, Trường Đại học Bách khoa TP Hồ Chí Minh, 1980; Các tài liệu khác tác giả Tiếng Anh US Departerment of Helth, Education and Welfare, Air pollution Control Field Operation Manual, PHS, Pub N0937, Washington D.C., U.S Government Printing Office, 1962 Richard Prober, Richar Bond, Conrad P Straub, Handbook of Environmental Control, Vol.1: Air Pollution, 1972 - 322 - http://www.ebook.edu.vn MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ 1.1 Tổng quan ô nhiễm không khí 1.2 Các tác nhân gây ô nhiễm không khí .8 1.3 Một số hiểm họa ô nhiễm không khí 11 1.4 Ô nhiễm không khí Thành phố Hồ Chí Minh số đô thò Việt Nam 13 CHƯƠNG 2: Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ 27 - 323 - http://www.ebook.edu.vn 2.1 Khái niệm không khí .27 2.2 Các nguồn ô nhiễm không khí .29 2.3 Chất ô nhiễm không khí 39 2.4 Ô nhiễm không khí bụi 40 2.5 Ô nhiễm không khí khí độc 43 2.6 Ô nhiễm không khí mùi hôi 51 2.7 Ô nhiễm nhiệt .54 CHƯƠNG 3: SỰ BIẾN ĐỔI CỦA CHẤT Ô NHIỄM TRONG KHÍ QUYỂN .58 3.1 Các phản ứng hoá học 58 3.2 Quá trình sa lắng khô 59 3.3 Quá trình sa lắng ướt 62 CHƯƠNG 4: PHÁT TÁN CHẤT Ô NHIỄM TRONG KHÍ QUYỂN 66 4.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình phát tán 66 4.2 Phương trình phát tán chất ô nhiễm .69 4.3 Một số công thức tính toán khuếch tán 73 4.4 Công thức xác đònh phân bố nồng độ chất ô nhiễm theo luật phân phối chuẩn Gauss 77 4.4 So sánh kết tính toán nồng độ ô nhiễm mặt đất theo ba phương pháp BosanqUet, Pearson, SutTon "mô hình Gauss" 89 4.5 Chiều cao hiệu ống khói 94 4.6 Sự lắng đọng bụi quáù trình khuếch tán khí thải nguồn điểm cao 102 4.7 Tính toán khuếch tán chất ô nhiễm từ nguồn điểm cao theo phương pháp Berliand M.E 107 4.8 Ví dụ tính toán xác đònh phân bố nồng độ chất ô nhiễm mặt đất theo phương pháp khác 121 4.9 nh hưởng đòa hình trình khuếch tán chất ô nhiễm 132 - 324 - http://www.ebook.edu.vn 4.10 Tính toán nồng độ trung bình chất ô nhiễm mặt đất nguồn thải gây 135 CHƯƠNG V: ẢNH HƯỞNG CỦA Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ 147 5.1 nh hưởng ô nhiễm không khí với người 147 5.2 nh hưởng ô nhiễm không khí đến động vật 170 5.3 nh hưởng ô nhiễm không khí đến thực vật 191 5.4 nh hưởng đến cảnh quan môi trường 207 5.5 nh hưởng đến khí hậu toàn cầu 208 5.6 nh hưởng ô nhiễm không khí lên bề mặt 212 CHƯƠNG VI: KIỂM SOÁT Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ 218 6.1 Kiểm soát ô nhiễm không khí từ nguồn cố đònh 218 6.2 Thiết bò kỹ thuật kiểm soát ô nhiễm bụi 238 6.3 Kiểm soát ô nhiễm không khí từ nguồn di động 244 CHƯƠNG VII: LẤY MẪU VÀ PHÂN TÍCH MẪU KHÍ 257 PHẦN THỨ NHẤT: LẤY MẪU KHÔNG KHÍ XUNG QUANH .257 7.1 Mục đích lấy mẫu không khí xung quanh 257 7.2 Trình tự việc lấy mẫu 257 7.3 Lấy mẫu bụi 259 7.4 Lấy mẫu không khí .267 PHẦN THỨ HAI: LẤY MẪU NGUỒN 257 7.5 Mục đích việc lấy mẫu nguồn .288 7.6 Nguyên tắc lấy mẫu ống khói .288 7.7 Lấy phân tích mẫu bụi nguồn 288 7.8 Lấy phân tích mẫu chất ô nhiễm dạng khí 293 7.9 Đònh lượng trình thoát khói từ ống khói 296 7.10 Lấy mẫu nguồn từ ống khói động 301 CHƯƠNG VIII: TIẾNG ỒN VÀ CÁC BIỆN PHÁP CHỐNG ỒN 300 8.1 Khái niệm chung tiếng ồn 300 8.2 Phân loại tiếng ồn 305 - 325 - http://www.ebook.edu.vn 8.3 Tác hại tiếng ồn 310 8.4 Kiểm soát ô nhiễm tiếng ồn 313 - 326 - http://www.ebook.edu.vn