Kiểm soát ô nhiễm không khí và tiếng ồn

TRƢỜNG ĐẠI HỌC AN GIANG KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ MƠI TRƢỜNG KIỂM SỐT Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ VÀ TIẾNG ỒN HỒ THỊ THANH TÂM AN GIANG, 5-2017 Tài liệu giảng dạy “Kiểm sốt nhiễm khơng khí tiếng ồn”, tác giả ThS Hồ Thị Thanh Tâm, công tác Khoa Kỹ thuật- Công nghệ- Môi trƣờng thực Tác giả báo cáo nội dung đƣợc Hội đồng Khoa học đào tạo Khoa thông qua ngày 05 tháng 05 năm 2017 Tác giả biên soạn ThS HỒ THỊ THANH TÂM Trƣởng Đơn vị Trƣởng Bộ Môn ThS.TRƢƠNG ĐĂNG QUANG TS NGUYỄN TRUNG THÀNH Hiệu trƣởng AN GIANG, 5-2017 LỜI MỞ ĐẦU Tài liệu giảng dạy mơn “Kiểm sốt nhiễm khơng khí tiếng ồn” đƣợc biên soạn nhằm mục đích phục vụ cho cơng tác giảng dạy học tập sinh viên ngành Quản lý tài nguyên môi trƣờng thuộc Khoa Kỹ thuật công nghệ môi trƣờng, trƣờng Đại học An Giang Thực trạng nhiễm khơng khí vấn đề mơi trƣờng nóng bỏng hầu hết thị giới Việt Nam nƣớc phát triển với tốc độ nhanh chóng Vì vấn đề mơi trƣờng mơi trƣờng khơng khí trở nên xúc Khí thải từ hoạt động công nghiệp, giao thông vận tải, thƣơng mại, dịch vụ sinh hoạt ngƣời xuất gia tăng nồng độ chất độc hại có mơi trƣờng khơng khí làm ảnh hƣởng tới sức khỏe ngƣời, thực vật, động vật vật liệu Ngoài ra, khí thải từ hoạt động cịn gây nên vấn đề lớn toàn cầu nhƣ mƣa axit, suy giảm tầng ozon, nóng lên trái đất biến đổi khí hậu Chính vậy, việc kiểm sốt nhiễm khơng khí tiếng ồn vấn đề vô cấp bách cần thiết Nội dung tài liệu giảng dạy chia thành hai phần: Phần I: Lý thuyết: Khái niệm môi trƣờng không khí; Các chất gây nhiễm khơng khí nguồn gốc tác hại; Ô nhiễm nhiệt; Sự khuếch tán chất nhiễm tính tốn nồng độ chất nhiễm phân bố mơi trƣờng khơng khí; Các biện pháp xử lý giảm thiểu ô nhiễm bụi môi trƣờng khơng khí; Xử lý khí thải độc hại; Kiểm sốt nhiễm tiếng ồn Phần II: Thực hành: Đo mức ồn - độ ẩm - đếm xe; Xác định hàm lƣợng bụi tổng (TSP) khơng khí; Xác định hàm lƣợng cacbon oxit (CO) khơng khí; Xác định hàm lƣợng cacbon đioxit (CO2) khơng khí; Xác định hàm lƣợng sunfua đioxit (SO2) khơng khí; Xác định hàm lƣợng nitơ đioxit (NO2) khơng khí; Xác định hàm lƣợng acid sunfuaric (H2SO4) khơng khí; Xác định hàm lƣợng acid clohydric (HCl) khơng khí; Xác định hàm lƣợng amoniac (NH3) khơng khí Tác giả xin chân thành cám ơn ý kiến đóng góp đồng nghiệp bạn sinh viên thiếu sót hạn chế nội dung tài liệu nhƣ hình thức trình bày để tác giả hoàn thiện tốt cho tài liệu tái lần sau An Giang, 5-2017 Tác giả i LỜI CAM KẾT Tôi xin cam đoan tài liệu giảng dạy riêng Nội dung tài liệu giảng dạy có xuất xứ rõ ràng An Giang, 5-2017 Tác giả ii MỤC LỤC Trang LỜI MỞ ĐẦU i LỜI CAM KẾT ii PHẦN I: LÝ THUYẾT Chƣơng 1: KHÁI NIỆM VỀ MƠI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ 1.1 VAI TRỊ CỦA KHƠNG KHÍ ĐỐI VỚI ĐỜI SỐNG 1.2 CẤU TRÚC KHÍ QUYỂN VÀ THÀNH PHẦN CỦA KHƠNG KHÍ 1.2.1 Cấu trúc khí 1.2.2 Thành phần khơng khí 1.3 MỘT SỐ PHẢN ỨNG TRONG KHÍ QUYỂN 1.3.1 Các phản ứng hóa học 1.3.2 Phản ứng quang hóa 1.3.3 Quá trình sa lắng Chƣơng 2: CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM KHƠNG KHÍ - NGUỒN GỐC VÀ TÁC HẠI … 10 2.1 ĐỊNH NGHĨA 10 2.1.1 Ơ nhiễm khơng khí 10 2.1.2 Chất gây ô nhiễm 10 2.2 CÁC NGUỒN GÂY RA Ô NHIỄM 13 2.2.1 Nguồn ô nhiễm tự nhiên 13 2.2.2 Nguồn ô nhiễm nhân tạo 14 2.3 TÁC HẠI CỦA CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ 17 2.3.1 Tác hại chất ô nhiễm ngƣời 17 2.3.2 Tác hại chất ô nhiễm động vật 22 2.3.3 Tác hại chất ô nhiễm thực vật 22 2.3.4 Tác hại chất ô nhiễm vật liệu 23 2.4 TÍNH TỐN TẢI LƢỢNG CHẤT Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ 24 2.4.1 Dựa vào phản ứng hoá học 25 2.4.2 Đo đạc trực tiếp 25 2.4.3 Dựa vào hệ số ô nhiễm 25 2.5 HẬU QUẢ TỒN CẦU CỦA Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ 26 2.5.1 Mƣa axit 26 2.5.2 Hiệu ứng nhà kính 27 2.5.3 Sự suy giảm tầng ozon 31 iii 2.5.4 Biến đổi khí hậu 32 Chƣơng 3: Ô NHIỄM NHIỆT 34 3.1 KHÁI NIỆM 34 3.2 NGUỒN GÂY RA Ô NHIỄM NHIỆT 34 3.3 ẢNH HƢỞNG CỦA Ô NHIỄM NHIỆT 34 3.4 BIỆN PHÁP XỬ LÝ NHIỆT THỪA 37 3.4.1 Hồ làm mát 37 3.4.2 Tháp làm mát 37 3.4.3 Cải thiện nhà máy phát điện 38 3.4.4 Phát triển trồng xanh 38 Chƣơng 4: SỰ KHUẾCH TÁN CHẤT Ô NHIỄM - TÍNH TỐN NỒNG ĐỘ CHẤT Ơ NHIỄM PHÂN BỐ TRONG MƠI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ 40 4.1 SỰ KHUẾCH TÁN NỒNG ĐỘ CHẤT Ô NHIỄM TRONG KHÔNG KHÍ 40 4.1.1 Sự thay đổi nhiệt độ theo chiều cao độ ổn định khí 40 4.1.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến trình khuếch tán chất nhiễm 42 4.1.3 Hình dạng luồng khuếch tán chất ô nhiễm 49 4.2 TÍNH TỐN NỒNG ĐỘ CÁC CHẤT Ơ NHIỄM TRONG KHƠNG KHÍ PHÂN BỐ TRONG KHƠNG GIAN 50 4.2.1 Phƣơng trình vi phân 50 4.2.2 Phân loại nguồn ô nhiễm 54 4.3 MƠ HÌNH KHUẾCH TÁN CHẤT Ô NHIỄM 56 4.3.1 Tính tốn phân bố nồng độ chất nhiễm theo mơ hình Gaussian 56 4.3.2 Mơ hình khuếch tán theo số phƣơng pháp khác 69 Chƣơng 5: CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ - GIẢM THIỂU Ô NHIỄM BỤI TRONG MÔI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ 82 5.1 CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ 82 5.1.1 Giải pháp quy hoạch 82 5.1.2 Giải pháp cách ly vệ sinh 82 5.1.3 Giải pháp kỹ thuật công nghệ 82 5.1.4 Các giải pháp kỹ thuật làm khí thải 83 5.1.5 Giải pháp sinh thái học 85 5.1.6 Giải pháp quản lý 86 5.2 KỸ THUẬT XỬ LÝ BỤI 87 5.2.1 Khái niệm chung bụi 87 5.2.2 Các phƣơng pháp xử lý bụi 89 5.2.3 Chọn thiết bị xử lý bụi 106 iv Chƣơng 6: XỬ LÝ KHÍ THẢI ĐỘC HẠI 108 6.1 HẤP THỤ 108 6.1.1 Khái niệm hấp thụ 108 6.1.2 Cơ sở lý thuyết hấp thụ 109 6.1.3 Các trình trình thấp thụ 111 6.2 HẤP PHỤ 121 6.2.1 Khái niệm hấp phụ 121 6.2.2 Lý thuyết hấp phụ 122 6.2.3 Thiết bị hấp phụ 125 6.2.4 Lý thuyết tính tốn q trình hấp phụ 126 Chƣơng 7: KIỂM SỐT Ơ NHIỄM TIẾNG ỒN 129 7.1 TIẾNG ỒN 129 7.1.1 Khái niệm chung 129 7.1.2 Phân loại tiếng ồn 131 7.1.3 Tác hại tiếng ồn 132 7.1.4 Đo tiếng ồn giới hạn cho phép 133 7.2 CÁC BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM TIẾNG ỒN 135 7.2.1 Giảm tiếng ồn nguồn 135 7.2.2 Giảm tiếng ồn đƣờng lan truyền 137 7.2.3 Sử dụng phƣơng tiện bảo vệ cá nhân tập thể 138 PHẦN II: THỰC HÀNH 141 Chƣơng 8: QUY TRÌNH ĐO, THU MẪU VÀ PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ 141 Bài ĐO MỨC ỒN, ĐỘ ẨM VÀ ĐẾM XE 141 Bài XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG BỤI TỔNG (TSP) TRONG KHÔNG KHÍ 143 Bài XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG CACBON OXIT (CO) TRONG KHƠNG KHÍ146 Bài XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG CACBON ĐIOXIT (CO2) TRONG KHƠNG KHÍ… 149 Bài XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG SUNFUA ĐIOXIT (SO2) TRONG KHƠNG KHÍ ……………… 151 Bài XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG NITƠ ĐIOXIT (NO2) TRONG KHƠNG KHÍ 155 Bài XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG AXIT SUNFUARIC (H2SO4) TRONG KHƠNG KHÍ 158 Bài XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG AXIT CLOHYDRIC (HCL) TRONG KHƠNG KHÍ 160 Bài XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG AMONIAC (NH3) TRONG KHÔNG KHÍ 163 TÀI LIỆU THAM KHẢO……………………………………………………… 166 v DANH SÁCH BẢNG Trang Bảng 1.1 Thành phần khơng khí sạch………….………………… ………………….4 Bảng 1.2 Một số trình sa lắng ƣớt…… …………………………….………… Bảng 2.1 Phân loại chất gây ô nhiễm khơng khí dạng khí…………… ….…….11 Bảng 2.2 Nồng độ bụi khí thải thiết bị khác nhà máy ximăng……………………………………………………………………………….15 Bảng 2.3 Tác hại khí cacbon monoxit 17 Bảng 2.4 Tác hại NO2 phụ thuộc vào nồng độ thời gian tiếp xúc…… .….19 Bảng 2.5 Mức tác động đến thể ngƣời tƣơng ứng với nồng độ NH3 19 Bảng 2.6 Tác hại khí Clo giới hạn nồng độ khác nhau………… ……….20 Bảng 2.7 Hệ số ô nhiễm trình đốt nhiên liệu dầu DO FO…….… ……26 Bảng 2.8 Nguồn gốc khí metan khí quyển……………………… …… 29 Bảng 2.9 Các hợp chất carbon 30 Bảng 3.1 Dự báo ảnh hƣởng nhiệt thải nhân tạo hiệu ứng nhà kính gia tăng nhiệt độ trung bình Trái Đất vào cuối kỷ 21 36 Bảng 4.1 Cơng thức tính tốn hệ số khuếch tán σy σz 60 Bảng 4.2 Các hệ số a, c, d f công thức D.O Martin 61 Bảng 4.3 Xác định cấp ổn định khí theo Pasquill 62 Bảng 4.4 Giá trị số a, b, c, d 63 Bảng 4.5 Bảng số xác định S1 75 Bảng 4.6 Chiều cao hệ số vận tốc gió 79 Bảng 4.7 Giá trị hệ số B E 80 Bảng 5.1 Quy định dải cách ly vệ sinh theo cấp độc hại sản suất công nghiệp…… 82 Bảng 5.2 Vận tốc lắng hạt bụi kích thƣớc 0,1 m – 400 m 88 Bảng 5.3 Vận tốc lắng hạt bụi hình cầu kích thƣớc m-1000 m 92 Bảng 5.4 Thiết bị, kích thƣớc hạt hiệu xử lý phƣơng pháp 107 Bảng 7.1 Mức áp suất âm tƣơng đƣơng số nguồn ồn thƣờng gặp 130 Bảng 7.2 Giới hạn tối đa cho phép tiếng ồn khu vực công cộng dân cƣ 130 Bảng 7.3 Tác hại tiếng ồn đến ngƣời 133 vi DANH SÁCH HÌNH Trang Hình 1.1 Cấu trúc khí Hình 2.1 Sơ đồ cơng nghệ nhà máy lọc dầu 16 Hình 2.2 Nồng độ HbCO máu phụ thuộc vào nồng độ CO khơng khí xung quanh thời gian tiếp xúc 18 Hình 2.3 Hệ thống đo đạc nồng độ chất ô nhiễm ống thải 25 Hình 2.4 Chu trình tạo mƣa axit khí 26 Hình 2.5 Hiệu ứng nhà kính 28 Hình 2.6 Diễn biến nồng độ khí CO2 khí 29 Hình 2.7 Diễn biến nồng độ khí CH4 khí 30 Hình 2.8 Sự thay đổi nhiệt độ bề mặt Trái Đất 32 Hình 3.1 Nhà máy nhiệt điện Nông Sơn tỉnh Quảng Nam 35 Hình 3.2 Tháp làm mát bốc nƣớc tự nhiên 37 Hình 3.3 Tháp làm mát kiểu khơ 38 Hình 4.1 Khí khơng ổn định (hoặc siêu đoạn nhiệt) 40 Hình 4.2 Khí trung bình 41 Hình 4.3 Khí ổn định (hoặc dƣới đoạn nhiệt) 41 Hình 4.4 Khí ổn định có nghịch nhiệt 42 Hình 4.5 Sơ đồ lan truyền luồng khí thải khí 44 Hình 4.6 Dạng biến thiên nồng độ khí SO2 khí phụ thuộc vào khoảng cách tốc độ gió ống khói cao thải 45 Hình 4.7 Luồng khói lan truyền gặp vật cản đồi núi 47 Hình 4.8 Xác định chiều cao giới hạn nguồn thấp cơng trình 48 Hình 4.9 Các dạng khác luồng khói 50 Hình 4.10 Luồng khói từ nguồn điểm cao hệ trục x, y z 51 Hình 4.11 Minh họa tƣợng lan truyền 52 Hình 4.12 Sơ đồ khuếch tán luồng khí thải từ ống khói 53 Hình 4.13 Chiều cao giới hạn (Hgh) nguồn điểm thấp trƣờng hợp nhà hẹp đứng độc lập 55 Hình 4.14 Chiều cao giới hạn (Hgh) nguồn điểm thấp trƣờng hợp nhà rộng đứng độc lập 55 Hình 4.15 Chiều cao giới hạn (Hgh) nguồn điểm thấp trƣờng hợp hai hay nhiều nhà đứng cạnh trục gió 56 Hình 4.16 Hệ toạ độ mơ hình Gaussian phân bố nồng độ chùm khói 57 Hình 4.17 Sự phản xạ chùm khói mặt đất đƣợc giả thiết cho nguồn ảo chiều cao hiệu dụng (He) âm 58 vii Hình 4.18 Hệ số khuếch tán ngang σy 59 Hình 4.19 Hệ số khuếch tán đứng σz 60 Hình 4.20 Các trƣờng hợp biến thiên nhiệt độ khơng khí theo chiều cao mặt đất……………… 62 Hình 4.21 Hàm tốc độ gió theo chiều cao 64 Hình 4.22 Chiều cao hiệu dụng ống khói (He) tổng chiều cao thực ống khói (H) độ dựng cột khói ( H) 66 Hình 4.23 Sơ đồ tính độ cao luồng khí thải 67 Hình 4.24 Sự hạ khói đầu ống thải tốc độ xả nhỏ 68 Hình 4.25 Biểu đồ hệ số m phụ thuộc vào thông số f 72 Hình 4.26 Biểu đồ hệ số n phụ thuộc vào thông số Vm 72 Hình 4.27 Biểu đồ xác định hệ số d0 phụ thuộc vào f Vm 73 Hình 4.28 Đồ thị xác định hệ số r p tính tốn với vận tốc gió u um 74 Hình 4.29 Biểu đồ hệ số S1 phụ thuộc vào tỷ số X/Xm 75 Hình 4.30 Biểu đồ hệ số S2 phụ thuộc vào tỷ số u(Y/X)2 76 Hình 5.1 Buồng lắng bụi 90 Hình 5.2 Buồng lắng bụi dạng hộp loại đơn giản 90 Hình 5.3 Biểu đồ tra vận tốc rơi hạt bụi 92 Hình 5.4 Thiết bị lắng bụi quán tính 94 Hình 5.5 Nguyên lý hoạt động xiclon 95 Hình 5.6 Thiết bị lọc bụi túi vải/lọc tay áo 97 Hình 5.7 Buồng phun/buồng rửa khí 99 Hình 5.8 Thiết bị rửa khí trần 100 Hình 5.9 Tháp đệm tƣới nƣớc ngang 100 Hình 5.10 Xiclon ƣớt 101 Hình 5.11 Thiết bị sủi bọt 101 Hình 5.12 Thiết bị thu bụi ƣớt 102 Hình 5.13 Thiết bị thu bụi venturi 103 Hình 5.14 Cấu tạo thiết bị thu bụi tĩnh điện 103 Hình 5.15 Thiết bị thu gom điện hai vùng 104 Hình 5.16 Thiết bị lọc bụi tĩnh điện dạng ống 105 Hình 6.1 Sơ đồ tính tốn tháp hấp thụ 109 Hình 6.2 Tháp đĩa 113 Hình 6.3 Sơ đồ nguyên lý tháp đệm 114 Hình 6.4 Hai dạng mâm thông dụng 116 Hình 6.5 Sơ đồ hoạt động tháp mâm chóp 116 viii Pararosanilin 0,2% stock: Pha 0,2g pararosaniline 100ml HCl 1N Dung dịch pararosaniline tẩy màu (hay thuốc thử pararosaniline): Lấy 20ml dung dịch pararosaniline stock vào bình định mức 250, thêm 25ml H3PO4 3M, định mức đến 250ml Dung dịch hấp thụ TCM (K2HgCl4 0,04M): Hòa tan 10,86g HgCl2 + 5,96g KCl (hoặc 4,68gNaCl) 0,066g EDTA (axit etylendiamintetra axetic) pha với nƣớc cất thành lít, chỉnh pH dung dịch dung dịch KCl đến 5.2 Dung dịch ổn định tháng (nếu dung dịch bị kết tủa đổ bỏ) Dung dịch axit sunfamin 0,6%: Hòa tan 0,3g sulfamic axit 50ml nƣớc cất Dung dịch giữ đƣợc vài ngày c Hóa chất chuẩn hóa: Dung dịch Iodine 0,1N stock: Cho 12,7g I2 vào beaker 250ml, thêm 40g KI 25ml nƣớc Khuấy tan hết Dịnh mức đến lít Dung dịch Iodine 0,01N: pha từ dung dịch I2 0,1N Dung dịch chuẩn Na2S2O3 0,1N: Lấy 25g Na2S2O.5H2O định mức thành lít vời nƣớc cất đun sơi để nguội, thêm 0,1g Na2CO3 Dung dịch sulfite chuẩn: Hòa tan 0,4g Na2SO3 (hoặc 0,3g Na2S2O5) 500ml nƣớc cất dung sôi để nguội Xác định lại nồng độ thật dung dịch sulfite cách cho lƣợng Iodine chuẩn Na2S2O3 chuẩn 0,01N d Phương pháp chuẩn độ: Lấy erlen cho vào erlen 25ml I2 0,01N Bình A (mẫu trắng): thêm 25ml nƣớc cất Bình B (mẫu thật/thử): thêm 25ml dung dịch sulfite chuẩn Để yên phút cho phản ứng Sau chuẩn lại Na2S2O3 0,01N với thị hồ tinh bột Cách tính nồng độ SO2 dung dịch chuẩn: SO2 (µg/ml) = Trong đó: N: Nồng độ Na2S2O3 A: Số ml cho mẫu trắng B: Số ml cho mẫu thật/thử K: Số đƣơng lƣợng gram SO2 (K= 32,000) V: Thể tích mẫu sulfite (25ml) K dung dịch sulfite pha loãng: lấy xác ml dung dịch chuẩn vào bình định mức 100ml, định mức dung dịch hấp thu đến 100ml 5.3 Cách xác định a Kỹ thuật lấy mẫu: 152 Lấy 10ml dung dịch hấp thụ cho vào impinger Hút khí với vận tốc 0,5-1,0 lít/phút, lấy 30 lít, ghi nhiệt độ áp suất nơi lấy mẫu Tránh để mẫu dƣới ánh nắng mặt trời sau lấy mẫu (nếu che mẫu giấy nhơm) Cần phân tích giữ mẫu điều kiện 50C tủ lạnh b Kỹ thuật phân tích: Mẫu sau thu đƣợc chuyển qua bình định mức 25ml, tráng nƣớc cất Thêm 1ml axit sunfamic 0,6%, để phản ứng 10 phút Sau thêm 1ml dung dịch formaldehyde 0,2% 5ml dung dịch pararosaniline Sau 30 phút, tiến hành đo màu sóng 560nm -Lấy ống nghiệm đánh số từ 0-5 Cho dung dịch chuẩn SO2 vào ống nghiệm từ số đến số với thể tích tƣơng ứng bảng Sau đó, thêm dung dịch hấp thụ vào ống nghiệm cho đủ 10ml Ống nghiệm số (mẫu) cho 10ml dung dịch mẫu vừa thu xong Tiếp theo, cho thuốc thử vào ống nghiệm nhƣ số liệu bảng: Số ống nghiệm (Mẫu) Dung dịch (ml) Dung dịch sulfite pha loãng Dung dịch hấp thụ TCM 10 Axit sunfamic 0,6% 1 1 1 Lắc để yên 10 phút HCHO 2 2 2 Dung dịch pararosaniline tẩy 5 5 5 16 24 32 40 màu Hàm lƣợng SO2 (µg) X Sau thêm dung dịch axit sufamic, lắc để yên 10 phút, thêm thuốc thử Khi cho chất tẩy màu vào ống nghiệm lắc kỹ sau 30 phút, đem so màu bƣớc sóng 560 nm máy so màu theo thứ tự đánh số 5.4 Tính tốn kết Lập đƣờng chuẩn tƣơng quan mật độ quang lƣợng SO2 từ kết đo mẫu ống nghiệm từ số đến số Từ mật độ quang mẫu phân tích ống nghiệm số 6, xác định lƣợng SO2 có ống dựa theo đƣờng chuẩn Lập cơng thức tính hàm lƣợng SO2 mẫu khí thu đƣợc 153 C (mg/m3) = Trong đó: a: Hàm lƣợng SO2 ống phân tích, (mg) V: Thể tích lấy điều kiện chuẩn, (m3) 154 Bài XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG NITƠ ĐIOXIT (NO2) TRONG KHƠNG KHÍ (Biên soạn theo TCVN 6137: 2009 tiêu chuẩn thay TCVN 6137:1996 hoàn toàn tương đương với ISO 6768:1998) Phương pháp Griess-Saltzman cải biên 6.1 Nguyên tắc Khí nitơ đioxit (NO2) có mặt khơng khí đƣợc hấp thụ qua dung dịch thuốc thử Axít Sulfanilic -Naphtylamin tạo thành phẩm màu azo màu hồng Đem so màu bƣớc sóng 540-550nm Phƣơng pháp xác định hàm lƣợng nitơ đioxit có khơng khí xung quanh khoảng từ 0,010 - 20mg/m3 Thời gian lấy mẫu từ 30 phút đến Phản ứng 2H+ SO3H NO2 H2N NH2 N N+ N + N SO3H N=N 2H2O NH2 H+ SO3H SO3H 6.2 Dụng cụ - hóa chất Dụng cụ - thiết bị: - Pipet có dung tích 5, 10, 20, 25 mL - Bình định mức 50mL - Đầu lấy mẫu - Cái lọc xơ - Impinger - Bơm lấy mẫu - Lƣu lƣợng kế - Máy so màu Hóa chất: - Nƣớc khơng nitrit - N-(1-naphtyl)-etylendiamin dihydroclorua, dung dịch 0,9 g/L: Hòa tan 0,45g 500mL nước không nitrit Bảo quản chai nâu, để tủ lạnh - Dung dịch hấp thụ: Hòa tan 4,0g p-aminobenzen sunfonamid ( Sunfanilamind NH2C6H4SO2.NH2), 10g Axit tactric HOOC(CHOH)2COOH 100mg Dinatrietylendiamintetraacetat-dihydrat (HOOCCH2)N(CH2)2N(CH2COONa)2.2H2O 100mL nước khơng nitrit nóng, bình định mức 1000mL Làm nguội dung dịch đến nhiệt độ phòng, thêm 100mL N-(1-naphtyl)-etylendiamin dihydroclorua dung dịch 0,9 g/L 10mL Aceton (CH3COCH3), lắc làm đầy đến vạch nước không nitrit Bảo quản dung dịch hấp thụ nhiệt độ 25oC Dung dịch bền tháng - Chuẩn làm việc 2,5mg/L 155 6.3 Cách tiến hành Lấy mẫu: Lắp hệ thống lấy mẫu theo sơ đồ sau Lấy 10 mL dung dịch hấp thu cho vào Impinger, nối bình hấp thụ với hệ thống lấy mẫu Ghi giá trị lƣu lƣợng đo đƣợc thời gian bắt đầu lấy mẫu Trong lấy mẫu điều chỉnh lƣu lƣợng dịng khí cho tốc độ hút khoảng 0,4 – 0,5 Lít/phút Thời gian lấy mẫu từ 30 – 120 phút Kết thúc trình lấy mẫu, tắt bơm lấy mẫu, ghi số đọc đƣợc lƣu lƣợng kế Lấy dung dịch vừa hấp thụ đƣợc bảo quản tránh ánh sáng mặt trời đem phòng thí nghiệm Cách xác định: Xây dựng dãy chuẩn TT V(2,5g/mL)(mL) 0,1 0,2 0,4 1,0 1,5 2,0 DD hấp thu (mL) 25 24,9 24,8 24,6 24,0 23,5 23,0 0,075 0,1 Định mức nƣớc cất đến 50mL Nồng độ (g/mL) 0,005 0,01 0,02 0,05 Chuẩn bị mẫu phân tích Lấy 10mL mẫu sau hấp thụ trƣờng cho vào bình định 50mL, cho thêm 15mL dung dịch hấp thụ vào bình định mức Định mức đến vạch nƣớc cất 156 không nitrit Để yên 15 phút so màu bƣớc sóng 543nm Dựa vào đƣờng chuẩn thu đƣợc tính đƣợc hàm lƣợng NO2 có mẫu Chú ý: Mẫu khơng đƣợc để q 6.4 Tính toán kết a.Vhapthu Vdm  Vkk Vxd NO2 (mg / m3 )  Trong đó: a: Lƣợng NO2 tính từ đƣờng chuẩn, (g/mL) Vhapthu: Thể tích dung dịch hấp thu, (mL) Vkk : Thể tích khơng khí thu, tính điều kiện chuẩn, (Lít) Tính thể tích khơng khí qua dung dịch hấp thu Lit KK V t  N N L i 1 i Trong đó: t: Thời gian lấy mẫu, (phút) N: Số lần đọc giá trị lƣu lƣợng, (Lít) Li: Giá trị lƣu lƣợng thời điểm i, (Lít/phút) Quy thể tích khơng khí điều kiện chuẩn: Lit kk V  lit (273 25).Vkhi P (273t o ).760 Trong đó: to: Nhiệt độ địa điểm lấy mẫu, (oC) P: Áp suất khí vị trí lấy mẫu, (atm) Lit VKhi 157 : Thể tích khơng khí qua dung dịch hấp thu, (Lít) Bài XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG ACID SUNFUARIC (H2SO4) TRONG KHƠNG KHÍ (Biên soạn theo Thường quy kỹ thuật-Tiêu chuẩn Bộ y tế 2002) 7.1 Nguyên tắc Mẫu đƣợc hấp thụ dung dịch NaOH 0,01N Khi cho Acid sunfuaric (H2SO4) tác dụng với dung dịch BaCl2 tạo thành BaSO4 kết tủa trắng đục So độ đục máy quang phổ bƣớc sóng 420nm H2SO4 + BaCl2  BaSO4 + 2HCl 7.2 Dụng cụ - hóa chất Dụng cụ-thiết bị: - Ống hấp thụ - Ống nghiệm - Pipet 5mL, 10mL, 20mL, 25mL - Bình định mức 100mL, 250mL - Bơm lấy mẫu - Máy so màu Hóa chất: - Dung dịch hấp thụ NaOH 0,01N - Dung dịch Acid Clohydric 10% - Dung dịch BaCl2 10% - Dung dịch Acid H2SO4 tiêu chuẩn (100µg/mL): Cân 0,1776g K2SO4 tinh khiết vào 1lit nƣớc cất Cứ 1mL dung dịch tƣơng đƣơng với 0,1mg Acid H2SO4 7.3 Cách tiến hành Lấy mẫu: Cho 10mL dung dịch hấp thu cho vào Impinger, lấy mẫu với lƣu lƣợng 0,5L/phút thời gian 30 phút Cách xác định: Xây dựng dãy chuẩn TT Mẫu Chuẩn H2SO4 100µg/mL (mL) Dung dịch hấp thu (mL) Dung dịch HCl 10%(mL) 158 0,05 0,1 0,25 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 8,95 8,90 8,75 8,5 0,5 7,5 7,0 6,5 Dung dịch BaCl2 10%(mL) Hàm lƣợng H2SO4 (µg) 0,5 10 25 50 100 150 200 250 Lắc ống sau thời gian từ 10 – 15 phút, so độ đục bƣớc sóng 420 nm Phƣơng trình đƣờng chuẩn có dạng Y = a X + b Dựa vào đƣờng chuẩn thu đƣợc tính đƣợc Hàm lƣợng H2SO4 có mẫu 7.4 Tính tốn kết H SO4 (mg / m3 )  aV hapthu Vphantich Vkk Trong đó: a : Lƣợng H2SO4 tính từ đƣờng chuẩn, (g) Vhapthu: Thể tích dung dịch hấp thu, (mL) Vphantich: Thể tích lấy phân tích, (mL) Vkk: Thể tích khơng khí thu, tính điều kiện chuẩn, (Lít) Tính thể tích khơng khí qua dung dịch hấp thu Lit KK V t  N N L i 1 i Trong đó: t: Thời gian lấy mẫu, (phút) N: Số lần đọc giá trị lƣu lƣợng, (Lít) Li: Giá trị lƣu lƣợng thời điểm i, (Lít/phút) Quy thể tích khơng khí điều kiện chuẩn: Lit kk V  lit (273 25).Vkhi P (273t o ).760 Trong đó: to: Nhiệt độ địa điểm lấy mẫu, (oC) P: Áp suất khí vị trí lấy mẫu, (mmHg) Lit VKhi : Thể tích khơng khí qua dung dịch hấp thu, (Lít) 159 X Bài XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG ACID CLOHYDRIC (HCl) TRONG KHÔNG KHÍ (Biên soạn theo Thường quy kỹ thuật-Tiêu chuẩn Bộ y tế 2002) Giới thiệu Hơi acid clohydic (HCl) sản phẩm phụ từ trình chế tạo chất clorua hữu cơ, đốt cháy than đá, đốt cháy nhựa giấy có chứa clo, đốt cháy dầu hỏa có chứa etylen Hơi HCl phát sinh từ phân xƣởng xi mạ kim loại sử dụng dung dịch HCl để tẩy gỉ chi tiết kim loại Khi hít phải HCl gây ho, khó thở, gây lt hệ thống hơ hấp phía trên, làm mờ giác mạc mắt Nguyên tắc Mẫu đƣợc hấp thụ nƣớc cất lần Khi cho AgNO3 tác dụng với HCl thu đƣợc AgCl có tủa trắng đục So màu máy quang phổ bƣớc sóng 420nm AgNO3 + HCl  AgCl + HNO3 8.3 Phạm vi áp dụng Áp dụng xác định hàm lƣợng acid HCl khơng khí xung quanh 8.4 Tài liệu tham khảo Thƣờng quy kỹ thuật – Viện Y học Lao Động Vệ Sinh Môi Trƣờng 2002 Bộ Y tế, xác định hàm lƣợng khí HCL khơng khí xung quanh Đinh Xn Thắng 2007 Giáo trình nhiễm khơng khí, NXB Đại học Quốc gia TPHCM 8.5 Dụng cụ - hóa chất Dụng cụ-thiết bị: - Ống hấp thụ - Ống nghiệm - Pipet 5mL, 10mL, 20mL, 25mL - Pipetman 10-100 L, 50-500 L - Bình định mức 100mL, 500mL - Bơm lấy mẫu - Máy so màu Hóa chất: - Nƣớc cất lần - Dung dịch Acid Nitric 1% - Dung dịch AgNO3 1% - Dung dịch Acid Clohydric (HCl) tiêu chuẩn (100µg/mL): Cân 0,1603 g NaCl tinh khiết vào 1lít nƣớc cất Cứ 1mL dung dịch tƣơng đƣơng với 0,1mg HCl Hút 10mL dung dịch định mức thành 100mL ta có dung dịch chuẩn 10µg/mL 8.6 Cách tiến hành Lấy mẫu: 160 Cho 10mL dung dịch hấp thu cho vào Impinger, lấy mẫu với lƣu lƣợng 0,5L/phút thời gian 30 phút Cách xác định: Xây dựng dãy chuẩn TT Chuẩn HCl 100mg/mL 0,03 0,05 0,08 0,1 0,15 Dung dịch HNO3 1%(mL) Dung dịch AgNO3 1%(mL) Dung dịch hấp thu (mL) 2,97 Hàm lƣợng HCl (µg) 0,2 0,25 0,3 0,4 2,95 2,92 2,9 2,85 2,8 2,75 2,7 2,6 10 15 20 25 30 40 Lắc ống sau thời gian từ 10 – 15 phút, so độ đục bƣớc sóng 420nm Phƣơng trình đƣờng chuẩn có dạng Y = a.X + b Dựa vào đƣờng chuẩn thu đƣợc tính đƣợc hàm lƣợng HCl có mẫu 8.7 Tính tốn kết HCl (mg / m3 )  a.Vhapthu Vphantich Vkk Trong đó: a: Lƣợng HCl tính từ đƣờng chuẩn, (g) Vhapthu: Thể tích dung dịch hấp thu, (mL) Vphantich: Thể tích lấy phân tích, (mL) Vkk: Thể tích khơng khí thu, tính điều kiện chuẩn, (Lít) Tính thể tích khơng khí qua dung dịch hấp thu 161 10 Lit KK V t  N N L i 1 i Trong đó: t: Thời gian lấy mẫu, (phút) N: Số lần đọc giá trị lƣu lƣợng, (Lít) Li: Giá trị lƣu lƣợng thời điểm i, (Lít/phút) Quy thể tích khơng khí điều kiện chuẩn: Lit kk V  lit (273 25).Vkhi P (273t o ).760 Trong đó: to: Nhiệt độ địa điểm lấy mẫu, (oC) P: Áp suất khí vị trí lấy mẫu, (mmHg) Lit VKhi : Thể tích khơng khí qua dung dịch hấp thu, (Lít) 162 Bài XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG AMONIAC (NH3) TRONG KHƠNG KHÍ (Biên soạn theo Thường quy kỹ thuật-Tiêu chuẩn Bộ y tế 2002) 9.1 Nguyên tắc Mẫu đƣợc hấp thụ dung dịch Acid Sunfuaric (H2SO4) 0,01N Khi cho Amoniac tác dụng với thuốc thử Nessler đƣợc hợp chất màu vàng, đƣợc so màu máy quang phổ bƣớc sóng 450 nm NH3 + H2O + 3KOH + 2K2(HgI4)  OHg2NH2I + 7KI +3H2O 9.2 Dụng cụ - hóa chất Dụng cụ- thiết bị: - Ống hấp thụ (Impinger) - Ống nghiệm - Pipet 1mL, 5mL, 10mL, 20mL - Bình định mức 100mL, 500mL, 1000mL - Bơm lấy mẫu (máy SKC DESAGA) - Máy so màu Hóa chất: - Nƣớc cất khơng có Amoniac - Dung dịch Acid Sunfuanic 0,01N - Dung dịch Amoniac chuẩn làm việc (1µg/mL): Cân 0,3142g AmoniClorua thăng hoa hịa tan cho vào bình định mức 1000mL định mức đến vạch Cứ 1mL dung dịch chứa 1µg Amoniac - Thuốc thử Nessler: Trong bình cầu thứ nhất, dung tích 100mL cho vào 17g HgCl2 thêm nƣớc cất cho đủ 100mL Trong bình thứ cầu thứ 2, dung tích 100mL cho 35g KI thêm nƣớc cất cho đủ 100mL Sau đổ dung dịch bình thứ hai vào cốc 1lít, đổ từ từ dung dịch bình vào đến đƣợc kết tủa khơng tan dừng lại Cho thêm 600mL dung dịch NaOH 20% Cuối cho vào bình cầu khác Để yên 24 giờ, gạn lấy lớp nƣớc cho vào chai màu nâu bảo quản Dung dịch thu đƣợc có màu vàng khơng màu 9.3 Cách tiến hành Lấy mẫu: Cho 10mL dung dịch hấp thu cho vào Impinger, lấy mẫu với lƣu lƣợng 0,5L/phút thời gian 30 phút 163 Cách xác định: Xây dựng dãy chuẩn TT Chuẩn NH3 1µg/mL (mL) 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 Dung dịch hấp thu (mL) 10 10 9,5 9,0 8,5 Thuốc thử Nessler (giọt) Hàm lƣợng NH3 (µg) 8,0 7,5 7,0 2,5 0,5 1,0 1,5 2,0 Sau thời gian 10 phút Lắc ống nghiệm so màu bƣớc sóng 450nm Phƣơng trình đƣờng chuẩn có dạng Y = a*X + b (ABS = a*(NH3µg) + b) Dựa vào đƣờng chuẩn thu đƣợc tính đƣợc hàm lƣợng NH3 có mẫu 9.4 Tính tốn kết NH (mg / m3 )  Trong đó: a: Lƣợng NH3 tính từ đƣờng chuẩn, (g) Vhapthu: Thể tích dung dịch hấp thu, (mL) 164 Mẫu a.Vhapthu V phantich Vkk X Vphantich: Thể tích lấy phân tích, (mL) Vkk: Thể tích khơng khí thu, tính điều kiện chuẩn, (Lít) Tính thể tích khơng khí qua dung dịch hấp thu Lit KK V t  N N L i 1 i Trong đó: t: Thời gian lấy mẫu, (phút) N: Số lần đọc giá trị lƣu lƣợng, (Lít) Li: Giá trị lƣu lƣợng thời điểm i, (Lít/phút) Quy thể tích khơng khí điều kiện chuẩn: Lit kk V  lit (273 25).Vkhi P (273t o ).760 Trong đó: to: Nhiệt độ địa điểm lấy mẫu, (oC) P: Áp suất khí vị trí lấy mẫu, (atm) Lit VKhi : Thể tích khơng khí qua dung dịch hấp thu, (Lít) 165 TÀI LIỆU THAM KHẢO Đinh Xuân Thắng (2003) Ơ nhiễm khơng khí Thành phố Hồ Chí Minh Nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh Hồng Kim Cơ (2002) Tính tốn kỹ thuật lọc bụi làm khí Hà nội Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà nội James P Lodge, JR-3rd ed (1988) Methods of air sampling ang analysis Boca Raton London New York Washington, D,C Kenneth Wark, Cecil F Waener & Wayne T Davis-3rd ed (1998) Air pollution: its origin and control Addison Wesley Longman, Inc Nguyễn Đình Tuấn & Nguyễn Thanh Hùng (2009) Kiểm sốt nhiễm khơng khí Thành phố Hồ Chí Minh Nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Văn Phƣớc (kn) Kỹ thuật xử lý chất thải cơng nghiệp Tập 13 Thành phố Hồ Chí Minh Nhà xuất Trƣờng Đại học Kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Võ Châu Ngân (2004) Giáo trình nhiễm tiếng ồn kỹ thuật xử lý Thành phố Cần Thơ Nhà xuất Đại học Cần Thơ Noel De Nevers Second Edition (2000) Air Pollution Control Engineering McGraw-Hill Inc New York Phạm Ngọc Đăng (1992) Ơ nhiễm mơi trường khơng khí thị khu cơng nghiệp Hà Nội Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội Phạm Ngọc Đăng (1997) Mơi trường khơng khí Hà Nội Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội Phạm Ngọc Đăng (2003) Mơi trường khơng khí Hà Nội Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội Trần Ngọc Chấn (2004) Ơ nhiễm khơng khí xử lý khí thải Tập 1, 2, Hà Nội Nhà xuất Khoa học kỹ thuật Hà Nội 166 ... gây ô nhiễm tới nguồn tiếp nhận chất ô nhiễm - Nguồn tiếp nhận chất ô nhiễm ngƣời, động vật, thực vật, cơng trình đồ vật khác 2.1.2 Chất gây ô nhiễm a Chất ô nhiễm không khí Là chất gây ô nhiễm... RA Ô NHIỄM Nguồn gây nhiễm khơng khí phân thành hai loại nguồn ô nhiễm tự nhiên nguồn ô nhiễm nhân tạo (do hoạt động ngƣời gây nhƣ nguồn ô nhiễm sản xuất công nghiệp, nguồn ô nhiễm giao thông... tránh đất vào Bộ thu mẫu cần phải làm vật liệu trơ không bị thấm nƣớc mƣa Tuy nhiên, thời gian mùa khô, chất ô nhiễm bị sa lắng khô vào phễu bị rửa trôi vào chai trận mƣa Q trình sa lắng khơ khơng