D = AP nEXP(B/T)
DẦU MỎ VÀ CÁC BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 5.1 Sự đốt cháy nhiên liệu, vấn đề ơ nhiễm và bảo vệ mơi trường
5.2.1. Tách ại của các chất cĩ trong khĩi thả
5.2.1.1. Tác hại đối với con người
Cacbonmonoxyt CO:
Tác hại của khí CO đối với con người xảy ra khi nĩ tác dụng đối với hồng cầu trong máu tạo thành một hợp chất bền vững do đĩ nĩ làm giảm hồng cầu trong máu từ đĩ làm giảm khả năng hấp thụ oxi của hồng cầu để nuơi dưỡng tế bào cơ thể.
HbO2 + CO → HbCO + O2
Nạn nhân sẻ bị tử vong khi 70% số hồng cầu bị khống chế (khi nồng độ CO trong khơng khí >1000 ppm). Ở nồng độ thấp hơn, CO cũng cĩ thể gây nguy hiểm đối với con người: khi 20% hồng cầu bị khống chế, nạn nhân bị nhức dầu, chĩng mặt, buồn nơn và khi nồng độ này lên đến 50% thì não bộ con người bắt đầu bị ảnh hưởng nặng.
Các oxyt nitơ (NOx)
NOx là hỗn hợp của các oxit nitơ. Trong quá trình cháy chủ yếu sinh ra NO sau đĩ một phần khí này chuyển thành NO2 tuỳ thuộc và điều kiện.
NO là chất khí khơng màu, khơng mùi, khơng tan trong nước, NO cĩ thể gây nguy hiểm cho cơ thể do tác dụng với hồng cầu trong máu làm giảm khả năng vận chuyển oxi gây thiếu máu.
NO2 là chất khí màu nâu nhạt, mùi của nĩ cĩ thể bắt đầu được phát hiện ở nồng độ 0.12ppm. NO2 dễ hấp thụ bức xạ tử ngoại, dễ hồ tan trong nước và tham gia phản ứng quang hố. NO2 là loại khí cĩ tính kích thích, khi tiếp xúc với niêm mạc tạo thành axit qua đường hơ hấp hoặc hồ tan vào nước bọt rồi vào đường tiêu hố, sau đĩ vào máu. Ở hàm lượng 15 ÷ 50ppm NO2 gây nguy hiểm cho tim phổi và gan.
Hydrocacbon
Hydrocacbon trong khĩi thải là một hỗn hợp bao gồm nhiều chất khác nhau như benzen, metan, etan, etylen . . . các khí chứa oxy như rượu, axit, xeton . . . trong các chất này thì người ta quan tâm nhiều nhất đến benzen vì nĩ là chất gây ra bệnh ung thư. Từ lâu người ta đã xác định được tác hại của benzen trong căn bệnh ung thư máu khi nồng độ của nĩ lớn hơn 40ppm hoặc gây rối loạn hệ thần kinh khi nồng độ lớn hơn 1 g/ m3, đơi khi nĩ là nguyên nhân gây các bệnh về gan.
Các oxyt lưu huỳnh (SOx )
Trong nhiên liệu cĩ chứa lưu huỳnh thì khi bị đốt cháy chúng sinh ra khí SO2, khí này cĩ thể chuyển thành SO3 trong một số điều kiện nhất định.
Các oxit lưu huỳnh là những chất háo nước, vì vậy khi nhiệt độ hạ thấp xuống thì nĩ kết hợp với nước để tạo thành axit tượng ứng, các axit này cĩ thể theo đường hơ hấp để vào sâu trong phổi gây ảnh hưởng đến sức khoẻ con người.
Bồ hĩng
Bồ hĩng tồn tại dưới dạng các hạt rắn cĩ đường kính trung bình khoảng 0.3 µm nên rất dễ xâm nhập sâu vào phổi, bị giữ lại ở đĩ, phản ứng với màng nhầy gây hại đến sức khoẻ.
Mặt khác thì do bề mặt riêng của hạt bồ hĩng rất lớn, nĩ cĩ khả năng hấp phụ các hydrocacbon thơm và các oxit kim loại gây ra bệnh ung thư.
HAP (hydrocacbon polyaromactic)
Thành phần HAP cĩ trong khí quyển với nồng độ 20 µg/m3. Chúng được tạo thành khi ngưng tụ các hydrocacbon trong nhiên liệu. HAP hấp phụ trong các hạt hữu cơ như bụi, bồ hĩng đi vào cơ thể gây ung thư.
5.2.1.2. Tác hại đối với mơi trường.
Thay đổi nhiệt độ khí quyển.
Sự hiện diện của các chất ơ nhiễm, đặc biệt là các chất gây hiệu ứng nhà kính như CO2, CH4, N2O trong khơng khí trước hết ảnh hưởng đến quá trình cân bằng nhiệt của bầu khí quyển, làm cho các điều kiện tự nhiên bị xáo trộn theo chiều hướng bất lợi, đe doạ đến sự sinh tồn trên quả đất.
Trong số những chất gây hiệu ứng nhà kính người ta quan tâm đến khí cacbonic (CO2) vì đây là thành phần chính trong sản phẩm cháy cĩ chứa cacbon. Cacbonic (CO2) gây hiệu ứng nhà kính làm tăng nhiệt độ của quả đất. Sự tăng nhiệt độ này được giải thích như sau:
Khí quyển
Khi trong khí quyển cĩ nồng độ CO2 bình thường
Khi trong khí quyển cĩ nồng độ CO2 lớn Bức xạ từ mặt đất (sĩng dài) Bức xạ từ mặt đất (sĩng dài) Bức xạ từ mặt trời (sĩng ngắn)
Nhiệt độ bề mặt trung bình của trái đất quyết định bởi sự cân bằng giữa năng lượng mặt trời chiếu xuống Trái đất và năng lượng bức xạ nhiệt của mặt đất vào vũ trụ. Bức xạ mặt trời đạt cực đại trong vùng ánh sáng thấy được (cĩ bước sĩng khoảng 0.4÷0.73µm) cịn bức xạ cực đại của vỏ trái đất nằm trong vùng hồng ngoại (7÷15µm). Các chất khí khác nhau thì cĩ giải hấp thụ bức xạ khác nhau. Do đĩ, thành phần của chất khí cĩ mặt trong khí quyển cĩ ảnh hưởng đến sự trao đổi nhiệt giữa mặt trời, quả đất và khơng gian. Cacbonic là chất cĩ giải hấp thụ bức xạ cực đại với bước sĩng nằm trong vùng hồng ngoại, vì vậy nĩ được xem là trong suốt đối với bức xạ mặt trời nhưng là chất hấp phụ quan trọng đối với tia bức xạ hồng ngoại phát ra từ mặt đất. Một phần nhiệt lượng do CO2 giữ lại bức xạ ngược về trái đất, kết quả làm bầu khí quyển nĩng lên. Lớp khí CO2 cĩ tác dụng như một lớp “kính giữ nhiệt” của trái đất ở qui mơ tồn cầu. Nếu lượng CO2 sinh ra càng nhiều thì lớp “kính giữ nhiệt” càng dày, nhiệt độ trái đất càng tăng.
Với mức độ thải CO2 ra mơi trường như hiện nay, theo dự đốn của các nhà khí tượng đến giữa thế kỷ 22 thì nồng độ khí CO2 sẽ tăng lên gấp đơi. Như vậy sẽ dẫn đến nhiều tác hại:
Nhiệt độ bầu khí quyển tăng từ 2 ÷30C.
Một lượng lớn băng ở Bắc Cực và Nam Cực sẽ tan ra làm tăng mực nước biển. Nhiệt độ trái đất tăng làm tăng các quá trình chuyển hố sinh học và hố học gây nên sự mất cân bằng về lượng và chất trong cơ thể.
Nhiệt độ trái đất tăng làm giảm khả năng hồ tan CO2 trong nước biển. Lượng CO2 trong khí quyển tăng làm mất cân bằng CO2 giữa khí quyển và đaị dương
Làm thay đổi lượng mưa giĩ và sa mạc hố thêm bề mặt quả đất.
Mưa axit.
Các chất khí cĩ tính axit như SOx, NOx cĩ mặt trong thành phần khơng khí do sự phát thải từ việc đốt cháy nhiên liệu phần lớn sẻ được thải ra ngồi cùng với khĩi thải, khi ở trong mơi trương thì nhiệt độ của nĩ sẻ xuống thấp do đĩ nĩ kết hợp với hơi nước trong khơng khí để tạo ra các axit tương ứng và khi hàm lượng lớn sẻ gây ra mưa axit.
Mưa axit làm tăng độ axit của đất, huỷ diệt rừng, mùa màng, gây nguy hại đối với sinh vật dưới nước, nguy hại đối với người và động vật, làm hỏng nhà cửa, cầu cống và các cơng trình.
Tầng ozone và lỗ thủng tầng ozone.
Do quá trình hình thành và phân huỷ ozone luơn diễn ra nên ozone cĩ chu kì tồn tại trong khí quyển rất ngắn. Lượng ơzone tập trung nhiều nhất trong tầng bình lưu (ở độ cao 25km) tạo thành tầng ozone với nồng độ 5÷10ppm.
Tầng ozone được xem là cái ơ bảo vệ lồi người và thế giới động vật tránh khỏi tai hoạ do bức xạ tia tử ngoại của mặt trời gây ra, nĩ giữ vai trị quan trọng đối với khí hậu và sinh thái trái đất. Khi tia bức xạ mặt trời chiếu qua tầng ozone, phần lớn lượng bức xạ tử ngoại đã bị hấp thụ trước khi chiếu xuống trái đất. Nếu các hoạt động của con người làm suy yếu tầng zone trong khí quyển sẽ gây thảm hoạ đối với hệ sinh thái trên trái đất.
Trong những năm gần đây, các nhà khoa học đã phát hiện nồng độ ozone trong khí quyển của trái đất ở một số nơi đã suy giảm (ví dụ ở Nam cực).
Ngồi ra khí sinh ra do khĩi thải động cơ như CH4, NOx và các chất hữu cơ cũng là nguyên nhân gây suy giảm tầng ozone. Các chất này tham gia phản ứng với các gốc tồn tại ở tầng bình lưu trở thành chất hoạt hố và tham gia quá trình phân huỷ ozone.