Ô nhiễm hợp chất Lưu Huỳnh Hóa Môi Trường

ĐẶT VẤN ĐỀ + KHÁI NIỆM: Hiện vấn đề ô nhiễm môi trường không khí, đặc biệt khu đô thị vấn đề riêng lẻ quốc gia hay khu vực mà trở thành vấn đề toàn cầu Thực trạng phát triển kinh tế xã hội quốc gia giới thời gian qua có tác động lớn đến môi trường, làm cho môi trường sống người bị thay đổi ngày trở nên tồi tệ Những năm gần nhân loại phải quan tâm đến vấn đề ô nhiễm mơi trường khơng khí, biến đổi khí hậu, nóng lên tồn cầu, suy giảm tầng ozon mưa axit Việt Nam Ơ nhiễm mơi trường khơng khí vấn đề xúc môi trường đô thị, công nghiêp làng nghề Ơ nhiễm mơi trường khơng khí khơng tác động xấu sức khỏe người (đặc biệt gây bệnh đường hô hấp), mà ảnh hưởng đến hệ sinh thái biến đổi khí hậu hiệu ứng nhà kính, mưa axit suy giảm tầng ozon Xuất phát từ vấn đề trên, nhóm em lựa chọn đề tài “Nguyên nhân, tác hại phương pháp xử lí nhiễm hợp chất khí lưu huỳnh khí quyển” Vậy hợp chất lưu huỳnh gì? Lưu huỳnh ngun tố hóa học bảng tuần hồn, kí hiệu S, số hiệu nguyên tử 16 Lưu huỳnh phi kim phổ biến khơng mùi, khơng vị nhiều hóa trị, tồn dạng chất rắn kết tinh màu vàng chanh Trong tự nhiên, tìm thấy dạng đơn chất hay khoáng chất sunfua, sunfat Nó nguyên tố thiết yếu cho sống tìm thấy axit amin Sử dụng thương mại chủ yếu phân bón dùng rộng rãi thuốc súng, diêm, thuốc trừ sâu thuốc diệt nấm Hợp chất lưu huỳnh gồm: Sunfua hidro (H2S) hợp chất có oxi SO2, SO3, … Ở nhiệt độ phòng, lưu huỳnh chất rắn xốp màu vàng nhạt Mặc dù lưu huỳnh khơng ưu thích mùi thường xuyên bị so sánh với mùi trứng ung – mùi thực đặc trưng sunfua hidro cồn lưu huỳnh đơn chất khơng có mùi Nó cháy với lửa màu xanh lam tỏa lưu huỳnh đioxit(SO 2), với mùi ngột ngạt dị thường Lưu huỳnh không tan nước bị hòa tan đisunfua cacbon dung mơi phân cực khác Các trạng thái oxi hóa phổ biến lưu huỳnh -2, -1 (pirit sắt), +2,+4,+6 Lưu huỳnh tạo thành hợp chất ổn định gần với nguyên tố ngoại trừ khí trơ Trong hợp chất SOx lưu huỳnh SO2 SO3 quan trọng đại diện cho SOx NGUN NHÂN TẠO KHÍ SO2, SO3, H2S GÂY Ơ NHIỄM: SO2 chất khí khơng màu, có mùi hắc, khó cháy nổ, sinh do: - Nung luyện pirit sắt, quặng lưu huỳnh, nguyên liệu hóa thạch Các trình phân xưởng đúc Sản phẩm cao su phân bón, sản xuất khí lò cao… Các q trình hóa học sản xuất H2SO4 Có núi lửa chúng hoạt động Con người nung thạch cao, nấu chảy kim loại (công nghệ luyện kim) Hoạt động cơng nghiệp xí nghiệp, nhà máy… SO3 thường phát thải với SO2 với khoảng 1-5% so với SO2, kết hợp nhanh với ẩm khí tạo thành H2SO4 có điểm sương thấp TÁC HẠI CỦA CÁC CHẤT LƯU HUỲNH CĨ TRONG KHÍ QUYỂN Khí mộthệ động với nhiều thành phần khí khác nhau, có trao đổi liên tục với động vật, thực vật; với đại dương; với đất theo q trình vật lí, hóa học Các chất khí lại sinh q trìnhchuyển hóa khí quyển, hoạt động sinh học, trình phun trào núi lửa, phân huỷ phóng xạ hoạt động cơng nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt người Các khí loại khỏi khí phản ứng hóa học, sinh học, trình vật lí diễn khí (như tạo thành hạt), sa lắng thu hút đại dương đất.Thời gian lưu trung bình phân tử khí sau đưa vào khí từ hàng hàng triệu năm phụ thuộc vào chất khí cụ thể Vì vậy, để đánh giá tác động gây nhiễm chúng cần phải xét đến chu trình chuyển hóa chúng từ lúc phát sinh bị loại khỏi khí Sau xem xét số chất gây nhiễm mơi trường khơng khí Khí SO2, SO3 Trong khí quyển, khí sunfua đioxit (Lưu huỳnh đioxit) bị oxi hóa thành SO theo q trình oxi hóa, xúc tác hay oxi hóa quang hóa Trong điều kiện độ ẩm cao dễ bị giọt nước có lẫn nhiều bụi hấp thụ q trình oxi hóa diễn thuận lợi với điều kiện có mặt chất xúc tác NH có khơng khí làm cho phản ứng tăng nhanh làm tăng độ tan SO giọt nước, tạo amơni sunphát Còn q trình oxi hóa quang hóa liên quan với điều kiện độ ẩm ánh sáng SO2 hoạt hóa có lượng lớn tác dụng với O với tốc độ nhanh thành SO3 Quá trình nhanh khí có Oxit nitơ Hidrocacbon Sunfuatrioxit (trioxit lưu huỳnh) tạo từ SO 2, phản ứng với H2O tạo nên H2SO4 kết hợp dễ dàng với giọt sinh dung dịch H2SO4 Trong khí có NH3 hay hạt NaCl Na2SO4.HCl hình thành Như SO2 tồn khí tính hàng ngày SO khí tương đối nặng nên thường gần mặt đất, ngang tầm sinh hoạt người, nên khí nhiễm tác động trực tiếp đến sống SO2 khí dễ tan nước nên dễ phản ứng với quan hô hấp người động vật xâm nhập vào thể Ở hàm lượng thấp, SO làm sưng niêm mạc, hàm lượng cao ( > 0,5mg/m3 ) gây tức thở, ho, viêm lt đường hơ hấp Khi có mặt SO SO3 gây tác động mạnh hơn, chí gây co thắt phế quản đến tử vong SO2 tạo nên H2SO4, thành phần mưa axit, làm thiệt hại mùa màng, nhiễm độc trồng, giảm tuổi thọ sản phẩm vải, nilông, tơ nhân tạo, đồ dùng da, giấy, ảnh hưởng đến chất lượng cơng trình xây dựng… Khí sunfua hidro H2S Khí sunfua hidro khí độc hại, khơng màu sắc có mùi khó chịu ( mùi trứng thối ) đưa vào khí với lượng lớn từ có nguồn tự nhiên nhân tạo Khí H2S xuất khí thải q trình sản xuất có sư dụng nhiên liệu hữu chứa lưu huỳnh; trình tinh chế dầu mỏ, tái sinh sợi khu vực chế biến thực phẩm, xử lý rác thải Một phần H2S sinh tự nhiên trình thối rữa chất hữu tác dụng vi khuẩn từ rác thải, cống rãnh, bờ biển, ao tù, hồ nước cạn, kể từ hầm lò khai thác than, vệt núi lửa Trong khơng khí, 80% H2S bị oxi hóa thành SO2 oxi ozon H2S + O3 → H2O + SO2 Tốc độ phản ứng diễn điều kiện thời gian tồn H 2S với nồng độ phần tỉ tiếp xúc với O 3, nồng độ 0,05ppm điều kiện khơng khí có 15.000 hạt bụi / cm3 vào khoảng Vì H2S, O2, O3 hòa tan nước nên tốc độ oxi hóa H2S sương mù, giọt lỏng mây diễn nhanh Như tồn H2S khí tính hàng Khí sunfua hidro gây độc hại sau: nồng độ thấp gây nhức đầu, khó chịu; nồng độ cao (> 150ppm) gây tổn thương màng nhày quan hô hấp, viêm phổi; nồng độ khoảng 700ppm đến 900ppm xuyên màng phổi, xâm nhập mạch máu, dẫn đến tử vong Đối với thực vật, H2S làm tổn thương cây, rụng lá, giảm khả sinh trưởng CÁC BIỆN PHÁP HẠN CHẾ VÀ XỬ LÍ CÁC HỢP CHẤT LƯU HUỲNH: Hấp thụ khí SO2 nước 2 Đây phương pháp đơn giản để loại bỏ khí SO khí thải, khói lò cơng nghiệp Quy trình: Phun nước vào khí thải, cho khí thải qua lớp xốp có tẩm H2O Phương trình: SO2 + H2O → H+ + SO3Xử lí SO2 đá vơi vơi nung Đây phương pháp áp dụng phổ biến cơng nghiệp hiệu xử lí cao, ngun liệu rẻ tiền có sẵn Phương trình: CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2↑ 2CaSO3 + O2 → 2CaSO4 Hiệu hấp thụ vôi sữa đạt 98% Hấp thụ SO2 dung dịch vữa vôi Vữa vôi dung dịch bão hòa vơi Ca(OH) với nước Khi phun vào tháp phun hay tháp đệm, khí SO2 bị dung dịch hấp thụ xảy phản ứng Phương trình: Ca(OH)2 + SO2 → CaCO3 + H2O Vì CaCO3 tan nên bị oxi hóa thành CaSO4 theo phản ứng: 2CaSO3 + O2 → 2CaSO4 Quá trình dùng thử nhiều nơi đối tượng nghiên cứu đề tài giáo sư-tiến sĩ Trần Ngọc Chấn TS Bùi Sĩ Lí tiến hành (1999-2000) Trong tháp đệm đề tài nghiên cứu chế độ khí nguội (Trong điều kiện tự nhiên gặp) Nghiên cứu hiệu hấp thụ SO thải cao (98%) dùng tháp đệm có chiều dày lớp đệm H=1m, vận tốc lượng khí thải xấp xỉ 0,6 kg/m2s, hệ số phun nước vơi có pH = 9-10 kg/m2kk Hấp thụ khí SO2 dung dịch sút Có vài ứng dụng dùng tháp phun hợp tháp đệm lọc SO vôi sút 0,5-1% thay cho dung dịch vơi với hệ số phun µ=3kg/kg.K → hạ đươc nồng độ SO khí thải lò đốt dầu F.O khoảng 85-90%  ... sunfua đioxit (Lưu huỳnh đioxit) bị oxi hóa thành SO theo q trình oxi hóa, xúc tác hay oxi hóa quang hóa Trong điều kiện độ ẩm cao dễ bị giọt nước có lẫn nhiều bụi hấp thụ q trình oxi hóa diễn thuận... Vì vậy, để đánh giá tác động gây ô nhiễm chúng cần phải xét đến chu trình chuyển hóa chúng từ lúc phát sinh bị loại khỏi khí Sau xem xét số chất gây nhiễm mơi trường khơng khí Khí SO2, SO3 Trong...SO2 chất khí khơng màu, có mùi hắc, khó cháy nổ, sinh do: - Nung luyện pirit sắt, quặng lưu huỳnh, nguyên liệu hóa thạch Các trình phân xưởng đúc Sản phẩm