Khói mù quang hóa

Mục Lục MỞ ĐẦU Hiện nay, vấn đề ô nhiễm mơi trường khơng khí, đặc biệt thị khơng cịn vấn đề riêng lẻ quốc gia hay khu vực ma 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, lam cho môi trường sống người bị thay đổi ngày trở nên tồi tệ Rạng sáng 11-6, nhiều khu vực nội thành thành phố quận Thanh Xuân, Cầu Giấy, Đống Đa, Ba Đình huyện Từ Liêm, Thanh Trì xuất khói mù dày đặc gây khó chịu cho người dân Một số người cho tượng người dân đốt rơm rạ Theo đoán ban đầu tượng tượng khói mù quang hóa Vậy khói mù quang hóa gì, ngun nhân hình thành có ảnh hưởng nào,… Bài tiểu luận giúp hiểu rõ tượng NỘI DUNG Khái niệm khói mù quang hố Khói mù quang hóa (sương mù quang hóa) đươc gọi tên “smog” sương khói (ghép hai từ tiếng Anh fog- sương mù smokekhói) Theo đó, smog định nghĩa “lớp mù quang hoá gây tương tác xạ cực tím mặt trời bầu khí bị nhiễm hydrocarbon oxit nitrogen từ khí thải động cơ” Sương mù quang hố dạng nhiễm khơng khí sinh ánh sang mặt trời tác dụng lên khí thải động xe máy, khí thải cơng nghiệp … để hình thành nên vật chất ozone, aldehit peroxyacetyl nitrate (PAN) Sương mù quang hoá xảy tầng đối lưu khí nơi tập trung phần lớn chất khí gây nhiễm: NO x, hợp chất VOCs (Volatile Organic Compounds)… " Khói mù quang hóa " sương mù tự nhiên nhìn lớp khói bao phủ khắp nơi làm giảm tầm nhìn Tuy nhiên " Khói mù quang hóa" khác sương mù tự nhiên chỗ có màu nâu đỏ (do hàm lượng NO2 cao) độc hại, sương mù tự nhiên tượng nước ngưng tụ thành hạt nhỏ li ti giống mây áp mặt đất thay trời cao đươc tao nên từ ẩm Trái Đất bốc hơi, bốc hơi, ẩm chuyển động lên cao, lạnh dần ngưng tụ tạo thành tượng sương mù Sương mù khác với mây chỗ gần với bề mặt Trái Đất, cịn mây khơng xem dạng mây thấp Thực trạng khói mù quang hố: Năm 1946, lần giới, thành phố Los Angeles thuộc Bang California Hợp chủng quốc Hoa kỳ xuất tượng làm xôn xao dư luận Đó xuất sương mù dày đặc nhiều ngày Điều làm cho hàng loạt người già tử vong, cối vàng Tác dụng lâu dài làm cho tỷ lệ người bị bệnh đường hô hấp tăng, khả hô hấp trẻ em giảm 10 ~ 15 %; Kinh phí y tế tăng 100 triệu USD Số người chết sớm hàng năm tăng lên khoảng 1000 người so với trước xuất loại sương mù lạ Hình ảnh Los Angeles Trong lịch sử có tương đột ngột chết hàng ngàn người thủ giới: • Điển hình London : Vào khoảng kỉ 19 coi thời kì mãnh liệt sương mù với tên gọi "súp đậu" Đỉnh điểm vào năm 1952, sương mù làm tối sầm đường London giết chết khoảng 4000 người khói mù quang hóa thời gian ngắn ngày (và 8000 người chết chịu ảnh hưởng tuần, tháng tiếp theo) • Ngày 30-31 tháng 10 năm 1948, Donora - PA: 20 người chết, 600 người phải nhập viện, hàng ngàn người chịu ảnh hưởng • Tháng 10 năm 1953 New York sương mù giết khoảng từ 170 đến 260 người • Cũng New York, năm 1963 có 200 người chết năm 1966 169 người chết ảnh hưởng sương mù • Tại Tehran – Iran : vào tháng 12 năm 2005, trường học văn phịng cơng cộng phải đóng cửa 1600 người nhập viện sương mù xâm nhập vào lọc khói xe • Và Trung Quốc : Thủ đô Bắc Kinh, Trung Quốc lần báo động khẩn cấp vào hôm 20/02/2014 cảnh báo người dân nên giảm thiểu hoạt động trời hoạt động xây dựng để kiểm soát bụi Ngày 26/02/2014 ngày thứ liên tiếp Bắc Kinh bị ô nhiễm nặng Hình ảnh Thủ đô Bắc Kinh-Trung Quốc Ở Việt Nam nay: Năm 2016: Không vùng ngoại thành mà trung tâm thành phố xảy tượng khói mù bao phủ, nhìn thấy rõ mắt thường Khói mù dày vào chiều tối sáng sớm Theo đó, kết đo lường phân tích Đại sứ quán Mỹ Hà Nội nhiều ngày này, không khí Thủ xếp vào nhóm "rất khơng tốt cho sức khỏe” Sáng 10.10, số ô nhiễm khơng khí Hà Nội 161, cao top 10 thành phố nhiễm khơng khí giới Ngun nhân điều kiện hình thành khói mù quang hóa 3.1 Ngun nhân Cuộc cách mạng cơng nghiệp ngun nhân làm tăng chất nhiễm khơng khí suốt kỉ qua Trước 1950, ngun nhân gây nhiễm đốt than đá để sản sinh lượng, để nấu ăn để vận chuyển Ngày hoạt động sử dụng nhiên liệu hoá thạch, lượng hạt nhân thuỷ điện, việc đốt nhiên liệu hoá thạch gas, xăng dầu 3.2 Điều kiện hình thành 3.2.1 Khí hậu Vào mùa đông: nhiệt độ thấp thường kéo theo tượng sương mù Vào mùa hè: nhiệt độ lên cao, ánh nắng mặt trời kết hợp với nhiên liệu chưa cháy hết phương tiện tham gia giao thơng Mưa làm giảm bớt khói mù quang hóa chất nhiễm rửa trơi khỏi khơng khí với nước mưa Gió thổi khói mù quang hóa thay khơng khí lành Tuy nhiên, lượng chất nhiễm bị thổi gây nhiễm khu vực xa 3.2.2 Địa hình Các khu vực dân cư tập trung thung lũng dễ bị ảnh hưởng sương mù quang hóa đồi núi bao quanh họ có khuynh hướng làm giảm dịng khơng khí làm tăng nồng độ chất gây nhiễm Thêm vào đó, thung lũng thường nhạy cảm với khói mù quang hóa đảo nhiệt tương đối mạnh phát triển thường xuyên khu vực 3.2.3 Nồng độ chất gây nhiễm • Nồng độ SO2 khí SO2 khơng khí ~ 10mg/m3 (tiêu chuẩn ~ 0.3mg/m3) Vượt mức tiêu chuẩn cho phép lớn Hầu hết lượng SO2 khí bị oxy hóa tạo thành sunfat: SO2 SO42Đó q trình oxi hóa nhờ chất xúc tác oxi quang hóa • Nồng độ NOx Là nguyên nhân ảnh hưởng tới mơi trường Một phản ứng đặc trưng khí vùng thị có chứa NOx tạo thành lượng lớn Ozon Ngoài khơng khí cịn loạt phản ứng khác liên quan NO2 CO Gồm hợp chất NO2, NO, N2O… Nguồn : đốt cháy nhiên liệu nhiệt độ cao, phương tiện giao thông q trình đốt cháy chỗ • Các hạt bụi lơ lửng, CO, PAN (các nitrat hữu )… PAN (Peroxyacytyl nitrate) hóa chất độc hại thành phần quan trọng sương khói, chất khí nhiệt độ áp suất bình thường Cơng thức hóa học C 2H3O5N PAN phân tử cấu tạo từ carbon, oxy, hydro, nguyên tử nitơ Thông qua kết hợp hợp chất khác có ánh sáng mặt trời Một thành phần PAN nitơ dioxide (NO 2), mà xuất phát từ ống xả xe ô tô xe tải, nhà máy điện đốt than q trình cơng nghiệp khác Các hợp chất hữu dễ bay (VOC), bay khơng khí khói từ xăng, sơn, dung môi thuốc trừ sâu Một loạt phản ứng chuyển hóa chất hữu bay thành hợp chất khác Các hợp chất sau kết hợp với oxy nitrogen dioxide để tạo thành PAN 3.2.4 Hiện tượng đảo nhiệt Hiện tượng đảo nhiệt làm tăng nghiêm trọng sương mù quang hóa Thơng thường ngày, khơng khí gần bề mặt bị đốt nóng bốc lên cao mang theo chất ô nhiễm lên độ cao cao Tuy nhiên, đảo nhiệt phát triển chất nhiễm bị giữ lại gần bề mặt trái đất Các trình đảo nhiệt gây suy giảm trộn lẫn khơng khí làm giảm phân tán chất nhiễm theo chiều thẳng đứng Các q trình đảo nhiệt kéo dài từ vài ngày đến vài tuần 3.2.5 Thời gian ngày Là yếu tố quan trọng lượng sương mù quang hóa xuất Vào lúc sáng sớm, giao thông làm tăng lượng thải oxit nitơ VOCs Vào khoảng buổi sáng, lượng xe cộ lưu thông giảm, oxit nitơ VOCs bắt đầu phản ứng hình thành NO2, làm tăng nồng độ Vào lúc trưa, NO2 bị phá vỡ sản phẩm phụ sinh làm tăng nồng độ O3 khơng khí Cùng lúc đó, số phân tử NO2 sinh phản ứng với hợp chất hữu dễ bay để sinh hóa chất độc hại PAN (Peroxyacyl nitrate) Khi mặt trời lặn, việc sản sinh O3 tạm thời ngừng lại Lượng O3 mà cịn tồn khơng khí tiêu thụ vài phản ứng khác Q trình hình thành khói mù quang hố 4.1 Các chất gây khói mù quang hóa - Phải có nguồn gốc tạo NO x hợp chất hữu dễ bay - VOCs Phản ứng quang hoá học tác dụng NO x phân huỷ dung môi hữu tạo tác nhân oxyl hoá: VOC + ánh sáng + NO2 + O2 O3 + NO + CO2 + H2 - Nồng độ NOx VOCs liên quan đến trình cơng nghiệp hố vạn chuyển 4.2 Cơ chế Dựa vào nghiên cứu, người ta kết luận khói mù quang hố tổng hợp từ NO, NO2, HNO3, CO, nitrat hữu (PAN), O3 chất oxy hố quang hố Vì chế hình thành nên khói mù quang hố chế hình thành nên hợp chất điều kiện khiến hợp chất tồn khí 10 Sự quang phân NO2 khởi đầu cho hình thành thành sương mù quang hố: NO2 + hv NO + O Nguyên tử oxy giải phóng phản ứng với phân tử O tạo ozone: O + O2 + M O3 + M Ozone sinh phản ứng với phân tử NO để tái sản sinh NO phân tử O2: NO + O3 NO2 + O2 NO2, O2 hydrocacbon phản ứng với điều kiện ánh sáng mặt trời tạo peroxyacetylnitrate (CH3COOONO2) NO2 + O2 + hydrocacbons CH3COOONO2 Nhưng việc thải lượng lớn NOx, CO, hợp chất carbonyl hydrocarbon nguồn nhân tạo phá vỡ chu trình quang phân, mà không làm cho nồng độ NO O3 khơng khí tăng lên khơng bị phá vỡ CO hydrocarbons, thông qua phản ứng chúng với góc hydroxyl them vào quang phân hợp chất carbonyl, phá hủy chu trình quang phân thơng thường qua việc hình thành gốc peroxyl Các gốc peroxyl ngăn chặn phản ứng O NO, làm kết thúc chu trình làm tích tụ O3 khơng khí Tác hại biện pháp 5.1 Tác hại khói mù quang hóa 11 Khói mù trước triển lãm Giảng Võ (Hà Nội) lúc gần 22h đêm 12/6 5.1.1 Ảnh hưởng toàn diện đến sức khỏe Hiện tượng khói mù quang hóa ảnh hưởng tồn diện đến sức khỏe người: Cay mắt, rát mắt, giảm thị lực Viêm họng, viêm mũi, hen xuyễn, viêm phế quản,ho tức ngực Làm tăng nhạy cảm lây nhiễm đường hô hấp Làm giảm chức phổi, tác dụng lâu dài làm cho tỷ lệ người bị bệnh đường hô hấp tăng Các chất độc cịn gây tổn thương mơ phổi, gây sớm lão hóa phổi, góp phần gây bệnh phổi mãn tính Khơng thế, người uống kháng sinh hít phải khói quang hóa bị tác dụng phụ thuốc gây rối loạn tiêu hóa, ngồi làm thể mệt mỏi hơn, ảnh hưởng toàn diện đến sức khỏe 5.1.2 Ảnh hưởng hệ sinh vật tự nhiên vật liệu Các trồng loại thực vật khác bị gây hại nhiều sức khỏe người dù ozon nồng độ thấp Những khu vực có sương mù quang hóa xuất đốm màu nâu bề mặt lá, sau chuyển sang màu vàng Lớp ozon tầng mặt đất hủy hoại cây, làm giảm phát triển khả sinh sản Mất khả tự vệ trước loài cồn trùng bệnh tật chí cịn chết Đối với vật liệu: ozon dễ dàng phản ứng với loại vật liệu hữu cơ, làm tăng hủy hoại cao su, tơ sợi, nilong, sơn thuốc nhuộm 5.2 Biện pháp phòng chống khắc phục 5.2.1 Biện pháp phòng chống Giảm khí thải từ động : 12 - Thiết bị chuyển đổi-xúc tác (catalytic converters) ống bô xe cách để giảm lượng CO NO sinh - Chất xúc tác sử dụng Platin hợp chất Platin Rodi - Giảm khí thải từ nhà máy: Các nhà máy phải có hệ thống xử lý khí thải đạt tiêu chuẩn, ống khói phải đủ độ cao - Phải tìm kiếm khuyến khích việc sử dụng nguồn lượng - Đối với quốc gia tổ chức quốc tế: cần có luật định, hiệp ứơc qui định cụ thể vấn đề 13 Tìm kiếm khuyến khích việc sử dụng nguồn lượng Đối với quốc gia tổ chức quốc tê: Cần có luật định, hiệp ước quy định cụ thể vấn đề 5.2.2 Biện pháp khắc phục - Kiểm sốt VOCs: Phương pháp ngưng tụ đơng lạnh, hấp thụ dung mơi hịa tan, flaring Phương pháp hấp thụ carbon tái sinh hay đốt cháy hoàn toàn Sử dụng lọc sinh học Sử dụng chất oxi hoá Kiểm soát NOx Phương pháp khử khơng xúc tác có chọn lọc: pháp urê phun vào ống khí nhiệt độ 1600-2100oF với có mặt O2, - urê (NH2)2CO phân huỷ, tạo NH2 NH2 + NO N2 + H2O Phản ứng làm giảm phát thải NO Phương pháp khử sử dụng xúc tác có chọn lọc Phương pháp khử xúc tác Phương pháp đốt cháy hoàn toàn: q trình làm giảm phát thải NOx từ khí thải cơng nghiệp KẾT LUẬN Hiện tượng khói mù quang hóa với ảnh hưởng vấn đề nóng bỏng tồn giới Bảo vệ hành tinh tươi đẹp nhiệm vụ riêng mà nhiệm vụ chung tồn nhân loại,vì ta chung sức bảo vệ môi trường, bảo vệ hành tinh 14 TÀI LIỆU THAM KHẢO Hồng Nhâm Hóa học vô tập NXB GD, HN Roscoe, Howard k anh Kevin C Clemitshaw, “Measurement techniques in Gas- phase Tropospheric Chemistry: A Selective View of the Past, present, and Future”, Science, 276, 1065-1072 (1997) Nguyễn, Thành Luân (báo Đại Đồn Kết) “TP Hồ Chí Minh: Xác định 'thủ phạm' gây nhiễm khơng khí” 15 “EPA Tools Available as Summer Smog Season Starts” (Thông cáo báo chí) Boston, Massachusetts: United States Environmental Protection Agency Ngày 30 tháng năm 2008 16 ... quán Mỹ Hà Nội nhiều ngày này, khơng khí Thủ xếp vào nhóm "rất khơng tốt cho sức khỏe” Sáng 10. 10, số nhiễm khơng khí Hà Nội 161, cao top 10 thành phố nhiễm khơng khí giới Ngun nhân điều kiện... người bị bệnh đường hô hấp tăng, khả hô hấp trẻ em giảm 10 ~ 15 %; Kinh phí y tế tăng 100 triệu USD Số người chết sớm hàng năm tăng lên khoảng 100 0 người so với trước xuất loại sương mù lạ Hình ảnh...MỞ ĐẦU Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trường khơng khí, đặc biệt thị khơng vấn đề riêng lẻ quốc gia hay khu vực ma trở thành vấn đề toàn cầu Thực trạng phát triển kinh tế -