Chương 4 : KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM MƠ HÌNH
4.1 Các thơng số ảnh hưởng đến chất lượng khơng khí
Chất lượng khơng khí có tốt hay khơng đều rất phải phụ thuộc vào chỉ số chất lượng không khí AQI.
4.1.1 Chỉ số chất lượng khơng khí hay AQI (Air Quality Index)
Là chỉ số thể hiện mức độ ơ nhiễm khơng khí của một khu vực trong một khoảng thời gian nhất định.
Theo EPA - Cơ quan bảo vệ mơi trường Hoa Kỳ tính tốn chỉ số AQI với 5 thơng số ơ nhiễm khơng khí:
- Ozon mặt đất.
- Ô nhiễm phân tử: Thường đánh giá qua chỉ số bụi mịn PM 2.5 và PM 10. Các hạt bụi mịn PM 2.5 thường được sinh ra từ hoạt động công nghiệp, hoặc bụi từ các cơng trình xây dựng, bụi đường phố, khói máy cơng nghiệp, hút thuốc, và đặc biệt là từ khí thải của các phương tiện giao thơng,...
- Carbon monoxide (CO). - Sulfur dioxide (SO2). - Nitrogen dioxide (NO2).
Đối với mỗi chất gây ô nhiễm, EPA đã thiết lập các tiêu chuẩn chất lượng khơng khí quốc gia để bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Chỉ số AQI cao tương ứng với mức độ ô nhiễm khơng khí cao và ngược lại. Một số quốc gia sẽ xây dựng thang đo AQI riêng tương ứng với tiêu chuẩn về chất lượng khơng khí của mỗi quốc gia đó.
Mức độ ơ nhiễm ở Việt Nam theo chỉ số AQI : - Miền Bắc :
(AQI) màu đỏ (ở mức xấu), màu cam (ở mức kém).
Nguyên nhân là do mật độ xây dựng cao cùng với nhiều khu công nghiệp đang hoạt động.
- Miền Trung :
AQI có màu xanh, chất lượng khơng khí tốt, khơng ảnh hưởng đến sức khỏe và rất ít điểm AQI có màu vàng
Nghiên cứu, chế tạo bộ lọc khơng khí bằng tia UV tích hợp trên xe bt.
Hình 4.1 Các mức độ ơ nhiễm khơng khí được tính theo AQI.
4.1.2 Cách xác định chỉ số chất lượng khơng khí
Chỉ số AQI được đo lường bằng cách đo nồng độ trung bình của các chất sau trong khơng khí trong một khoảng thời gian thường là 1 giờ, 8 giờ hoặc 24 giờ:
Bụi mịn PM10, bụi mịn PM2.5, khí NO2, Khí O3 (Ozon), Khí CO, Khí SO2, Khí NH3, Chì
Sau khi đo lường xong, ta sẽ tính tốn ra chỉ số trung bình để xếp hạng theo các thứ bậc như bảng sau:
Nghiên cứu, chế tạo bộ lọc khơng khí bằng tia UV tích hợp trên xe bt.
Hình 4.2. Mức độ chất lượng khơng khí và cảnh báo.
4.2 Máy đo chất lượng khơng khí
Nhóm chọn máy đo chất lượng khơng khí thuộc loại: JBL-B600.
Nghiên cứu, chế tạo bộ lọc khơng khí bằng tia UV tích hợp trên xe bt.
Hình 4.4. Các chỉ số mà máy có thể đo.
Máy đo nồng độ khí formaldehyde kỹ thuật số cầm tay. Máy đo độ ẩm đa chức năng. Máy đo độ ẩm PM2.5 / PM10. Máy phân tích giám sát chất lượng khơng khí. Là các cơng năng đo đạt mà máy có thể cho chúng ta biết được các giá trị của môi trường thông qua các thông số hiện lên màng hình máy.
Sản phẩm này có thể phát hiện chất lượng khơng khí xung quanh bạn với hệ thống giám sát chất lượng khơng khí trong nhà / ngồi trời chính xác, phản ứng nhanh và độ chính xác cao, bảo vệ hiệu quả bạn và gia đình khỏi tác hại của chất lượng khơng khí xấu.
Đặc điểm sản phẩm: Hệ thống giám sát chất lượng khơng khí trong nhà và ngồi trời chính xác cao với cơng nghệ phát hiện cấp chuyên nghiệp. Có thể phát hiện HCHO, TVOC, PM2.5, PM10, nhiệt độ, độ ẩm và cũng có thể đặt và thời gian. Màng hình LCD lớn với đèn nền, thuận tiện cho bạn đọc bất cứ lúc nào. Các chỉ số chất lượng khơng khí ngồi trời tại địa phương theo thời gian thực và theo dõi khơng khí theo thời gian thực để ngăn ngừa bất kỳ bệnh hơ hấp nào.
Thích hợp dùng trong bất kỳ địa điểm và hồn cảnh nào. Thơng số kỹ thuật:
- Chất liệu: nhựa Màu trắng - Độ ẩm tương đối: 20% - 85%
- Phạm vi đo: PM2.5 / PM10: 0-999ug / m3 - Nhiệt độ: 0 đến 45 ℃
Nghiên cứu, chế tạo bộ lọc khơng khí bằng tia UV tích hợp trên xe bt.
- TVOC: 0-9,999mg / m3 Pin: 3.7V, 2000mAh
- Kích thước sản phẩm: 168 * 78 * 42mm / 6,6 * 3,1 * 1,7in - Trọng lượng sản phẩm: 240g / 8.5ounce
Hình 4.5. Máy đo chất lượng khơng khí JBL-B600 mà nhóm chọn để thực hiện đề tài ( ảnh thực tế ).
4.3 Thử nghiệm đo thông số ảnh hưởng đến chất lượng khơng khí
Các thơng số và số liệu trước và sau khi lọc khơng khí có được khi sử dụng máy đo chất lượng khơng khí và biểu đồ biểu diễn chất lượng khơng khí qua mỗi lần tiến hành đo.
Nhóm tiến hành đốt giấy để tạo khói bụi và các vật tạo ra khí gây ơ nhiễm khác để tiến hành đo đạt chất lượng khơng khí sau khi lọc và trước khi lọc khác nhau như thế nào.
Quá trình đo được thực hiện như sau:
- Đầu tiên, đo chỉ số chất lượng không khí bình thường như thế nào
- Đốt giấy và các vật tạo bụi khói khác và tiến hành đo chỉ số chất lượng khơng khí đó ở đầu vào của mơ hình
Nghiên cứu, chế tạo bộ lọc khơng khí bằng tia UV tích hợp trên xe buýt.
- So sánh các kết quả đo đã thu được và tiến hành so sánh. Bắt đầu tiến hành quá trình đo:
+Sử dụng 2 mẫu vật để tiến hành đo là khói giấy và khói thuốc lá. Mỗi loại mẫu
vật tiến hành quá trình 2 lần đo khác nhau.
Nghiên cứu, chế tạo bộ lọc khơng khí bằng tia UV tích hợp trên xe bt.
Hình 4.7. Hình ảnh máy đo khơng khí khi có nguồn ơ nhiễm ở trong mơi trường gần đó phát ra.
Nghiên cứu, chế tạo bộ lọc khơng khí bằng tia UV tích hợp trên xe bt.
Lần 1 đo ơ nhiễm của khói
700 600 500 400 300 200 100 658 326 273 313 132 198 168 99 101 117 22 19 16 16 22 Trước đo ô nhiễm sau đo
Chỉ số khơng khí khi ở điều kiện bình thường: Trước đo
Chỉ số AQI HCHO TVOC PM2.5 PM10 Giá trị 132 19 198 101 117
Bảng 4.1. Thơng số khơng khí bình thường của mơi trường. Lần đo thứ 1 ( đo ơ nhiễm của khói giấy )
Ơ nhiễm
Chỉ số AQI HCHO TVOC PM2.5 PM10 Giá trị 326 99 658 273 313
Sau đo
Chỉ số AQI HCHO TVOC PM2.5 PM10 Giá trị 22 16 168 16 22
Bảng 4.2. Thông số ô nhiễm và sau khi được lọc của khơng khí (thử nghiệm bằng khói giấy lần 1).
0
AQI HCHO TVOC PM2.5 PM10
Trước đo 132 19 198 101 117
ô nhiễm 326 99 658 273 313
sau đo 22 16 168 16 22
Hình 4.9. Biểu đồ chất lượng khơng khí sau khi đo thử lần 1 bằng khói giấy. Lần đo thứ 2 ( đo ơ nhiễm của khói giấy )
Ơ nhiễm
Chỉ số AQI HCHO TVOC PM2.5 PM10 Giá trị 334 104 673 284 342
Sau đo
Chỉ số AQI HCHO TVOC PM2.5 PM10 Giá trị 24 18 172 17 25
Bảng 4.3. Thông số ô nhiễm và sau khi được lọc của khơng khí (thử nghiệm bằng
g/m
Nghiên cứu, chế tạo bộ lọc khơng khí bằng tia UV tích hợp trên xe buýt.
Lần 2 đo ơ nhiễm khói bụi
700 673 600 500 400 334 342 284 300 Trước đo 200 198 172 132 117 Ô nhiễm 100 24 104 19 18 101 17 25 Sau lọc 0
AQI HCHO TVOC PM2.5 PM10
Trước đo 132 19 198 101 117
Ô nhiễm 334 104 673 284 342
Sau lọc 24 18 172 17 25
Hình 4.10. Biểu đồ chất lượng khơng khí sau khi đo thử lần 2 bằng khói giấy. Lần đo thứ 1 ( đo ơ nhiễm của khói thuốc lá )
Ơ nhiễm
Chỉ số AQI HCHO TVOC PM2.5 PM10 Giá trị 450 125 733 295 320
Sau đo
Chỉ số AQI HCHO TVOC PM2.5 PM10 Giá trị 27 19 174 20 25
Bảng 4.4. Thông số ô nhiễm và sau khi được lọc của khơng khí (thử nghiệm bằng khói thuốc lá lần 1).
g/m^
Nghiên cứu, chế tạo bộ lọc khơng khí bằng tia UV tích hợp trên xe bt.
Lần 1 đo khói thuốc lá
800 733 600 450 Sau lọc 400 295 320 Trước đo 200 132 125 198 174 101 117 Ô nhiễm 27 19 17 20 25 0
AQI HCHO TVOC PM2.5 PM10
Trước đo 132 19 198 101 117
Ô nhiễm 450 125 733 295 320
Sau lọc 27 17 174 20 25
Hình 4.11. Biểu đồ chất lượng khơng khí sau khi đo thử lần 1 bằng khói thuốc lá.
Lần đo thứ 2 ( đo ơ nhiễm của khói thuốc lá ) Ô nhiễm
Chỉ số AQI HCHO TVOC PM2.5 PM10 Giá trị 443 127 724 287 323
Sau đo
Chỉ số AQI HCHO TVOC PM2.5 PM10 Giá trị 25 16 178 21 25
Bảng 4.5. Thông số ô nhiễm và sau khi được lọc của khơng khí (thử nghiệm bằng khói thuốc lá lần 2).
g/
m
Nghiên cứu, chế tạo bộ lọc khơng khí bằng tia UV tích hợp trên xe buýt.
Lần 2 đo khói thuốc lá
800 724 700 600 500 443 400 287 323 300 198 178 200 132 127 101 117 Trước đo Ô nhiễm Sau lọc 100 25 19 16 21 25 0
AQI HCHO TVOC PM2.5 PM10
Trước đo 132 19 198 101 117
Ô nhiễm 443 127 724 287 323
Sau lọc 25 16 178 21 25
Hình 4.12. Biểu đồ chất lượng khơng khí sau khi đo thử lần 2 bằng khói thuốc lá.
4.4 Nhận xét sau khi kiểm tra đo đạt về kết quả của mơ hình:
Sau khi tiến hành đo trên 2 mẫu vật là khói giấy và khói thuốc lá, mỗi loại 2 lần và so với lần đo bình thường của chất lượng khơng khí thì ta thấy rõ sau khi được lọc qua máy thì các chỉ số khơng khí như AQI, HCHO, TVOC, PM2.5, PM10 giảm đi rõ rệt và tốt hơn so với khơng khí bình thường được đo và khả năng lọc các loại bụi bặm từ khói qua hệ thống là hồn tồn tốt có thể được nhìn thấy trên biểu đồ.
Hiệu quả của bộ lọc qua các lần thử nghiệm cho ta thấy:
Thơng số quan trọng nhất mà nhóm chúng em hướng đến là thơng số AQI trước đo giảm gần 80% sau khi được đi qua bộ lọc và các loại bụi khác giảm từ 15-20%.
Đây là một kết quả hết sức ấn tượng khi được chúng em thực hiện mơ hình tiến hành đo kiểm lại rất nhiều lần để đảm bảo các thông số này hồn tồn chính xác.
g/
m
Nghiên cứu, chế tạo bộ lọc khơng khí bằng tia UV tích hợp trên xe buýt.
KẾT LUẬN
Sau khi nhóm đã tiến hành thực hiện thì thu được kết quả: - Nhóm đã thiết kế và chế tạo thành cơng mơ hình.
- Mơ hình đã được tiến hành thử nghiệm đo đạt và cho ra kết quả.
- Hiệu quả đạt được là chỉ số khơng khí nằng trong vùng an tồn là chỉ số AQI dưới 50 và giảm gần 80% so với chất lượng khơng khí AQI ban đầu trước khi lọc là rất cao.
Cho thấy mơ hình hoạt động tương đối tốt, có khả năng lọc sạch khơng khí tương đối có trong thời gian hiện tại thực hiện mơ hình và có khả năng sẽ có thể tiến xa hơn là hoạt động thực tiễn trên các hoạt động của các chiếc xe buýt công cộng để ngày càng mang lại nhiều lợi ích cho con người hơn.
Tuy nhóm thực hiện đề tài này trong mùa dịch bệnh Covid nhưng đã hoàn thành tương đối tốt đề tài với mơ hình và báo cáo mục tiêu đã đề ra ban đầu.
Trong quá trình làm tuy vẫn cịn nhiều thiếu sót nhưng nhóm sẽ cố gắng tiếp tục phát triển mơ hình 1 cách tốt nhất có thể trong tương lai.
Báo cáo và mơ hình là kết quả cả nhóm thu được khi thực hiện đề tài này từ những kiến thức cá nhân và được tiếp thu từ thầy và các bạn, ngồi ra nhóm cịn học hỏi được các kỹ năng khác như:
- Làm việc nhóm,
- Làm báo cáo bằng work
- Vẽ thiết kế bằng phầm mềm SolidWork, - Tính tốn bằng Excel
- Kỹ năng thuyết trình
Trong tương lai nhóm sẽ cố gắng hồn thiện và ngày càng nâng cao tính năng của bộ lọc lên cao và tốt hơn đến với nhu cầu sử dụng mọi người.
Nghiên cứu, chế tạo bộ lọc khơng khí bằng tia UV tích hợp trên xe buýt.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Trần Thế San, Trần Duy Nam (2017). Hệ thống nhiệt và điều hòa trên xe hơi
đời mới, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hồ Chí Minh.
[2] Nguyễn Đức Lợi (2015). Giáo trình thiết kế hệ thống điều hịa khơng khí,
NXB Giáo dục Việt Nam, Hà Nội.
[3] Nguyễn Khắc Trai, Nguyễn Trọng Hoan, Hồ Hữu Hải, Phạm Huy Hưởng, Nguyễn Văn Chương, Trịnh Minh Hoàng (2017). Kết cấu ô tô, NXB Bách khoa Hà Nội, Hà Nội.
[4] Châu Ngọc Thạch, Tăng Văn Mùi (2018). Kỹ thuật điện lạnh, NXB Khoa học và kỹ thuật, Hồ Chí Minh. [5] https://www.vinmec.com/tin-tuc/thong-tin-suc-khoe/chi-so-chat-luong-khong- khi-la-gi-va-moi-lien-he-toi-suc-khoe/?link_type=related_posts [6] https://monre.gov.vn/Pages/thuc-trang-o-nhiem-khong-khi-o-viet-nam.aspx [7] https://www.vinmec.com/tin-tuc/thong-tin-suc-khoe/lam-dep/tia-uv-la-gi-chi- so- tia-uv-bao-nhieu-la-co-hai/ [8] https://chieusangphilips.com.vn/cach-su-dung-bong-den-chieu-tia-cuc-tim-uv- an- toan-nhat/ [9] https://www.dienmayxanh.com/kinh-nghiem-hay/cong-nghe-ion-am-la-gi-vi- sao-nhieu-hang-su-dung-c-1227318 [10] https://www.youtube.com/watch?v=_mAm_0dEXLg [11]https://meta.vn/hotro/may-loc-khong-khi-o-to-la-gi-tac-dung-cua-may-loc- khong-khi-o-to-1739
Nghiên cứu, chế tạo bộ lọc khơng khí bằng tia UV tích hợp trên xe buýt.