TIỂU LUẬN HÓA MÔI TRƯỜNG KHÓI MÙ QUANG HÓA

- Sương mù quang hóa là một dạng ô nhiễm không khí sinh ra khi ánh sáng mặt trời tác dụng lên khí thải động cơ xe máy, khí thải công nghiệp … để hình thành nên những vật chất như ozone,

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN

KHOA KHTN VÀ CN

TIỂU LUẬN HÓA MÔI TRƯỜNG

Sinh viên: Lê Trọng Cường Lớp : SP Hóa K09

CHỦ ĐỀ

KHÓI MÙ QUANG HÓA

TÀI LIỆU THAM KHẢO

NỘI DUNG

I Mở Đầu

II Khái niệm Khói mù quang hóa

III. Nguyên nhân và Cơ chế hình thành

IV. Các điều kiện hình thành Khói mù quang

hóa

V Tác hại của Khói mù quang hóa

VI Thực trạng hiện nay

VII Biện pháp khắc phục

VIII.Kết luận

I MỞ ĐẦU

I.MỞ ĐẦU

Đêm mùng 10, rạng sáng 11-6, nhiều

khu vực nội thành của thành phố

như quận Thanh Xuân, Cầu Giấy,

Đống Đa, Ba Đình Hoàng Mai và

các huyện Từ Liêm, Thanh Trì

xuất hiện khói mù dày đặc gây

cảm giác ngột ngạt, khó chịu cho

người dân.

Một số người cho rằng hiện tưởng

này do người dân đốt rơm rả

Theo phỏng đoán ban đầu hiện tượng

trên là hiện tượng khói mù quang

hóa Vậy Khói mù quang hóa là gì

và có ảnh hưởng như thế nào,…

Bài tiểu luận sẽ giúp hiểu rỏ hơn

II KHÁI NIỆM

II.KHÁI NIỆM

- Khói mù quang hóa ( sương mù quang hóa) được gọi dưới tên

“smog” - sương khói (ghép hai từ tiếng Anh fog - sương mù và smoke - khói) Theo đó, smog được định nghĩa là "lớp mù quang hóa gây ra bởi sự tương tác giửa bức xạ cực tím của mặt trời và bầu khí quyển bị ô nhiễm bởi các hydrocarbon và ôxít nitrogen thoát ra từ khí thải động cơ”

- Sương mù quang hóa là một dạng ô nhiễm không khí sinh ra khi ánh sáng mặt trời tác dụng lên khí thải động cơ xe máy, khí thải công nghiệp … để hình thành nên những vật chất như ozone, aldehit và peroxyacetylnitrate(PAN)

- Sương mù quang hóa 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 (Volatile Organic Compounds) …

III NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ

HÌNH THÀNH

a) Nguyên nhân: Cuộc cách mạng

công nghiệp là nguyên nhân

chính làm tăng các chất ô nhiễm

trong không khí trong suốt ba thế

kỉ qua

-Trước 1950, nguyên nhân chính gây

ra sự ô nhiễm này là do đốt than

đá để sản sinh ra năng lượng, để

nấu ăn và để vận chuyển

Ngày nay, việc sử dụng nhiên liệu hóa

thạch, năng luợng hạt nhân, và

thủy điện, việc đốt các nhiên liệu

hóa thạch như gas, xăng dầu có

thể gây ra hiện tượng sương mù

III.NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH

III.NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH

* Cơ chế:

- Dựa vào các nghiên cứu,người ta đã có thể kết luận rằng sương

mù quang hóa được tổng hợp từ NO, NO2, HNO3, CO, các

thế cơ chế hình thành nên sương mù quang hóa cũng là cơ chế hình thành nên các hợp chất trên, đồng thời đó là các điều kiện khiến các hợp chất này có thể tồn tại trong khí quyển

- Sự quang phân của NO2 khởi đầu cho sự hình thành sương mù

III.NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH

- NO2, O2 và hydrocarbons phản ứng với nhau dưới điều kiện

ánh sáng mặt trời tạo NO2)

NO2(g) + O2(g) + hydrocarbons → CH3CO-OO-NO2(g)

- Nhưng việc thải ra một lượng lớn NOx, CO, các hợp chất

carbonyl và các hydrocarbon bởi các nguồn nhân tạo đã phá

vỡ chu trình quang phân, cái mà không làm cho nồng độ của NO2 và O3 trong không khí tăng lên nếu như không bị phá

vỡ CO và hydrocarbons, thông qua phản ứng của chúng với các góc hydroxyl thêm vào đó là sự quang phân của các hợp chất carbonyl, phá hủy chu trình quang phân thông thường thông qua việc hình thành các gốc peroxyl Các gốc peroxyl này ngăn chặn phản ứng giữa O3 và NO, vì vậy làm kết thúc chu trình và làm tích tụ O3 trong không khí

III.NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH

IV.CÁC ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH KHÓI MÙ QUANG HÓA

IV.CÁC ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH KHÓI MÙ QUANG HÓA

* Các chất gây ra sương mù quang hóa:

- Phải có nguồn tạo ra các nitơ oxit (NOx)

và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi

(VOCs) (VOC là "những chất hóa học

phản ứng được với nitơ oxit trong khí

quyển, dưới tác dụng của tia cực tím

(của ánh nắng) tạo thành sương mù,có

chứa ozon (O3), alđehyt, peoxyt axetyl

nitrat và một lượng nhỏ các chất oxy

hóa)

- 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 sáng + NO2 + O2→ O3 + NO + CO2 + H2

- Nồng độ cao của hai chất này trong không

khí có liên quan đến quá trình công

nghiệp hóa và quá trình vận chuyển

IV.CÁC ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH KHÓI MÙ QUANG HÓA

-Thời gian trong ngày là một yếu tố rất quan trọng về lượng

sương mù quang hóa xuất hiện:

+Vào lúc sáng sớm, giao thông làm tăng lượng thải của các oxit

nitơ và VOCs khi chúng ta lái xe đi làm

+Vào khoảng giữa buổi sáng, lượng xe cộ lưu thông giảm, các

oxit nitơ và VOCs bắt đầu phản ứng và hình thành NO2, làm tăng nồng độ của nó

+Khi mà ánh sáng mặt trời trở nên gắt hơn vào lúc trưa, NO2 bị

phá vỡ và sản phẩm phụ của nó được sinh ra và làm tăng nồng độ O3 trong không khí Cùng lúc đó, một số phân tử

NO2 được sinh ra có thể phản ứng với các hợp chất hữu cơ

dễ bay hơi để sinh ra các hóa chất độc hại như PAN (Peroxyacyl nitrate)

+Khi mặt trời lặn, việc sản sinh ra O3 tạm thời ngừng lại Lượng

O3 mà còn tồn tại trong không khí được tiêu thụ bởi một vài

IV.CÁC ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH KHÓI MÙ QUANG HÓA

- Mưa có thể làm giảm bớt sương mù quang hóa vì các chất ô

nhiễm được rửa trôi khỏi không khí cùng với nước mưa

- Gió có thể thổi sương mù quang hóa đi và thay thế nó bằng

không khí trong lành Tuy nhiên, lượng chất ô nhiễm bị thổi

đi có thể gây ô nhiễm ở những khu vực xa hơn

IV.CÁC ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH KHÓI MÙ

QUANG HÓA

- Hiện tượng đảo nhiệt có thể làm tăng sự nghiêm trọng của sương mù quang hóa Thông thường thì trong ngày, không khí gần bề mặt bị đốt nóng và bốc lên cao mang theo các chất ô nhiễm lên độ cao cao hơn Tuy nhiên, nếu sự đảo nhiệt phát triển thì các chất ô nhiễm có thể bị giữ lại gần bề mặt của trái đất Các quá trình đảo nhiệt gây ra sự suy giảm sự trộn lẫn không khí và vì vậy làm giảm phân tán chất ô nhiễm theo chiều thẳng đứng Các quá trình đảo nhiệt có thể kéo dài từ vài ngày đến vài tuần.

IV.CÁC ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH KHÓI MÙ QUANG HÓA

*Địa hình:

Địa hình cũng là một yếu tố quan trọng

khác ảnh hưởng đến mức độ nghiêm

trọng của hiện tượng sương mù quang

hóa Các khu vực dân cư tập trung

trong các thung lũng thì dễ bị ảnh

hưởng bởi sương mù quang hóa hơn

vì những đồi núi bao quanh họ có

khuynh hướng làm giảm dòng không

khí do đó làm tăng nồng độ các chất

gây ô nhiễm Thêm vào đó, các thung

lũng thường nhạy cảm với sương mù

quang hóa vì sự đảo nhiệt tương đối

mạnh có thể phát triển thường xuyên

trong những khu vực này

V.TÁC HẠI CỦA KHÓI MÙ

QUANG HÓA

V.TÁC HẠI CỦA KHÓI MÙ QUANG HÓA

*Tác động lên sức khỏe của con người:

Khi sương mù tăng lên, có thể gây ra nhiều vấn đề về sức khỏe

nghiêm trọng như:

- Hen xuyễn, viêm phế quản, ho và tức ngực

- Làm tăng sự nhạy cảm đối với các lây nhiễm về đường hô hấp

- Làm giảm chức năng của phổi

- Việc tiếp xúc với sương mù quang hóa trong thời gian dài thậm

chí có thể gây tổn thương các mô phổi, gây ra sự sớm lão hóa ở phổi, và góp phần gây ra bệnh phổi mãn tính

- Các Peroxyacetylnitrate và các chất oxi hóa khác cùng với

ozone là những chất kích thích mắt mạnh nhất

* Tác động lên thực vật và các lọai vật chất

- Các cây trồng cũng như những loài thực vật nhạy cảm khác thì

bị gây hại nhiều hơn là sức khỏe của con nguời ở nồng độ ozon thấp Một vài loại cây như thuốc lá, rau bina, cà chua và đậu đốm là những lọai nhạy cảm với ozon Những lá cây trong khu vực có sương mù quang hóa xuất hiện những đốm màu nâu trên bề mặt lá sau đó chuyển sang màu vàng Lớp ozon ở tầng mặt đất có thể hủy họai lá cây, làm giảm sự phát triển, khả năng sinh sản và quá trình sinh sản Nó có thể gây ra sự mất khả năng tự vệ trước các lọai côn trùng cũng như bệnh tật

và thậm chí còn gây chết cây

- Đối với các loại vật liệu: ozon dễ dàng phản ứng với những loại vật liệu hữu cơ, làm tăng sự hủy họai ở cao su, tơ sợi, nilong, sơn và thuốc nhuộm

V.TÁC HẠI CỦA KHÓI MÙ QUANG HÓA

VI THỰC TRẠNG HIỆN NAY

khoa học lý giải dưới tên

gọi khói mù quang hóa, nó

đã gây ảnh hưởng quang

Trong lịch sử đã có những việc xảy ra đột ngột giết chết hàng ngàn người trong một thủ đô.

của sương mù và với tên gọi là: ’súp đậu’ Đỉnh điểm là vào năm 1952, sương mù đã làm tối sầm cả con đường của London

và giết chết khỏang 4000 người trong thời gian ngắn là 4 ngày (và hơn 8000 người chết nữa cũng đã chịu ảnh hưởng của nó trong những tuần, tháng tiếp theo)

phòng công cộng đã phải đóng cửa ở Tehran - Iran và 1600 người đã nhập viện do sương mù đã xâm nhập vào bộ lọc khói của xe hơi

VI.THỰC TRẠNG HIỆN NAY

Cũng tại New York, năm 1963 có 200 người chết và năm

1966 là 169 người chết vì ảnh hưởng của sương mù

đã bị hủy, đóng cửa các tuyến quốc lộ chính nối với thủ đô, nhiều người dân đã chọn các phương tiện công cộng thay vì tự lái xe, các cơ quan khí tượng đã khuyến cáo người già và trẻ

em nên ở trong nhà để tránh bệnh về đường hô hấp

VI.THỰC TRẠNG HIỆN NAY

VII BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG

VII BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG

VÀ KHẮC PHỤC

*Phòng chống:

-Giảm các khí thải từ các động cơ :

+Thiết bị chuyển đổi-xúc tác (catalytic converters) trong các ống

bô xe là một cách để giảm lượng CO và NO sinh ra

+Chất xúc tác được sử dụng là Platin hoặc hợp chất của Platin và Rodi

+Giảm các khí thải từ các nhà máy: Các nhà máy phải có các hệ thống xử lý khí thải đạt tiêu chuẩn, các ống khói phải đủ độ cao

+Phải tìm kiếm và khuyến khích việc sử dụng các nguồn năng lượng sạch

+Đối với các quốc gia và các tổ chức quốc tế: cần có các luật định, các hiệp ứơc qui định cụ thể về vấn đề này

VII BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC

* Khắc phục:

a) Kiểm soát VOCs:

- Nồng độ VOCs cao ( >500 ppm): 3 phương pháp thường sử dụng phổ biến với hàm lượng VOCs cao là:

+ Phương pháp ngưng tụ hơi đông lạnh có nghĩa là sư ngưng tụ xảy ra ở nhiệt độ xấp xỉ âm 80oC

+ phương pháp hấp thụ hơi bằng dung môi hòa tan được ứng dụng phổ biển ở những nơi mà VOCs ( có chứa khí ) được làm cho nổi bong bóng thông qua một dung môi hữu cơ có khả năng tiếp nhận VOCs dưới dạng dòng khí

+ Phương pháp flaring( pp đốt ) có thể được sử dụng để xử lí lưu lượng và nồng độ cao của các chất hữu cơ dễ bay hơi và thường đi kèm với các biện pháp thu hồi khác

VII BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC

* Khắc phục:

a)Kiểm soát VOCs:

- Nồng độ VOCs vừa phải (100-500 ppm): Đối với nồng độ

VOCs vừa phải của nguồn thải, thì phương pháp hấp thụ carbon tái sinh hay đốt cháy hòan tòan được sử dụng

- Nồng độ VOCs thấp ( <100 ppm):Các dòng không khí có chứa

hàm lượng VOCs thấp được cho đi qua một hộp nhỏ có chứa carbon hoạt hóa ( 1 hộp chỉ xài một lần ).Carbon hoạt hóa sẽ

có khả năng lưu trữ 6.6 kg VOCs trên một kg carbon ở nồng

độ 100 ppm và 0.33 kg VOCs trên 1 kg carbon ở nồng độ 5 ppm Ở nồng độ cao hơn, thì sự kết hợp giữa việc hấp thụ và thiêu đốt carbon là cần thiết.

VII BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC

không khí đi qua một môi trường

xốp, ẩm có chứa rất nhiều vi sinh

vật

- PP ngưng tụ lạnh: là pp cho phép thu

hồi các hợp chất hữu cơ dễ bay

hơi để sử dụng lại

- Kiểm soát VOCs bằng cách sử dụng

các chất oxihoá

VII BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC

* Khắc phục:

a)Kiểm soát VOCs:

- Nồng độ VOCs vừa phải (100-500 ppm): Đối với nồng độ

VOCs vừa phải của nguồn thải, thì phương pháp hấp thụ carbon tái sinh hay đốt cháy hòan tòan được sử dụng

- Nồng độ VOCs thấp ( <100 ppm):Các dòng không khí có chứa

hàm lượng VOCs thấp được cho đi qua một hộp nhỏ có chứa carbon hoạt hóa ( 1 hộp chỉ xài một lần ).Carbon hoạt hóa sẽ

có khả năng lưu trữ 6.6 kg VOCs trên một kg carbon ở nồng

độ 100 ppm và 0.33 kg VOCs trên 1 kg carbon ở nồng độ 5 ppm Ở nồng độ cao hơn, thì sự kết hợp giữa việc hấp thụ và thiêu đốt carbon là cần thiết.

VII BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC

* Khắc phục:

a)Kiểm soát VOCs:

- Nồng độ VOCs vừa phải (100-500 ppm): Đối với nồng độ

VOCs vừa phải của nguồn thải, thì phương pháp hấp thụ carbon tái sinh hay đốt cháy hòan tòan được sử dụng

- Nồng độ VOCs thấp ( <100 ppm):Các dòng không khí có chứa

hàm lượng VOCs thấp được cho đi qua một hộp nhỏ có chứa carbon hoạt hóa ( 1 hộp chỉ xài một lần ).Carbon hoạt hóa sẽ

có khả năng lưu trữ 6.6 kg VOCs trên một kg carbon ở nồng

độ 100 ppm và 0.33 kg VOCs trên 1 kg carbon ở nồng độ 5 ppm Ở nồng độ cao hơn, thì sự kết hợp giữa việc hấp thụ và thiêu đốt carbon là cần thiết.

VII BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC

* Khắc phục:

- Kiểm soát VOCs bằng cách sử dụng các chất oxihoá:

làm suy giảm sự phát thải thường sử dụng như các chất oxi hoá

và các chất hấp thụ, các kĩ thuật xử lí không khí như sự quay vòng và từng đợt, và sử dụng các thiết bị điều chỉnh để kiểm soát sự phát thải ở mỗi nhà máy

- Máy oxi hóa nhiệt tái sinh (regenerative thermal

* Khắc phục:

b)Kiểm soát NOx:

- Phương pháp khử không xúc tác có chọn lọc: pháp này urê được

phun vào ống khí ở nhiệt độ 1600-2100oF với sự có mặt của

O2, urê phân huỷ, tạo ra NH2 Sau đó xảy ra phản ứng:

Phản ứng này làm giảm sự phát thải NO

- Phương pháp khử sử dụng xúc tác có chọn lọc

- Phương pháp Exxon Thermal DeNOx

- Phương pháp khử bằng xúc tác

- Phương pháp đốt cháy hoàn toàn: quá trình làm giảm sự phát

thải NOx từ khí thải công nghiệp

- Các khối bê tông làm sạch không khí

VII BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC

VII KẾT LUẬN

Khói mù quang hóa đã và

đang là vấn đề nóng bỏng

trên toàn thế giới, bảo vệ

hành tinh tươi đẹp này

không phải là nhiệm vụ

của riêng ai mà là nhiệm

vụ chung của toàn nhân

loại,vì vậy ta hãy cùng

chung sức bảo vệ môi

trường, bảo vệ hành tinh

của chúng ta

VII KẾT LUẬN