Tài liệu Ô nhiễm không khí .

BK TPHCM KHÁI NIỆM VÀ THÀNH PHẦN KHÍ QUYỂN • Khái niệm: • Là lớp chắn bảo vệ bao gồm các khí bao quanh trái đất, giúp cho duy trì cuộc sống trên trái đất và bảo vệ nó khỏi môi trường không thuận lợi từ vũ trụ. Khí quyển hấp thu các tia vũ trụ và các bức xạ điện từ, từ mặt trời. Khí quyển chỉ truyền các tia có bước sóng nằm trong vùng tử ngoại gần, khả kiến, hồng ngoại gần (300-2500nm) và sóng radio (0,1-40 n), ngăn chặn các bức xạ tử ngoại phá huỷ các mô có bước sóng dưới 300nm. 1 BK TPHCM 2 KHÁI NIỆM VÀ THÀNH PHẦN KHÍ QUYỂN • Khí quyển đóng vai trò then chốt trong việc duy trì cân bằng nhiệt của trái đất thông qua sự hấp thụ các tia hồng ngoại phát ra từ mặt trời và phát xạ trở lại xuống bề mặt trái đất. • Khí quyển là nguồn cung cấp ôxy cần thiết cho sự sống trái đất và khí CO2 cần thiết cho quá trình quanh hợp của thực vật. Nó cũng là nguồn cung cấp nitơ. Thêm vào đó khí quyển còn là môi trường trung chuyển quan trọng để chuyển nước từ các đại dương lên mặt đất và đó là một bộ phận của chu trình nước trong môi trường. • Thành phần khí quyển: • Khí quyển có chứa ba loại hợp chất : các cấu tử chính, các cấu tử phụ và các cấu tử chứa ở dạng vết. BK TPHCM •CẤU TRÚC KHÍ QUYỂN Khí quyển có thể chia thành 4 tầng như bảng sau, và được mở rộng ra tới độ cao 500km. Các tầng chính của khí quyển Tầng Đối lưu Bình lưu trung lưu Nhiệt lưu 3 Độ cao (km) 0-11 11-50 50-85 85-100 Nhiệt độ 0C Các chất chính 15 -56 -56 2 -2 -92 -92 1200 N2, O2, CO2, H2O O3 O2+, NO+ O+, O2+, NO+ • Tầng đối lưu : • Chứa 70% khối lượng của khí quyển. Giới hạn trên của tầng đối lưu có thể thay đổi đến 11 km hoặc lớn hơn, tuỳ thuộc vào nhiệt độ và bản chất của bề mặt trái đất… • Xét về phương diện tỷ khối và nhiệt độ không khí là không đồng nhất. Tỷ khối giảm theo hàm mũ với sự tăng độ cao. • Xét về thành phần thì tầng đối lưu tương đối đồng nhất nếu không có sự ô nhiễm không khí, điều này là do sự luân chuyển của các khối không khí .Hàm lượng nước thay đổi do chu trình của nước. • Tầng đối lưu cũng là tầng hỗn loạn vì dòng năng lượng toàn cầu xuất hiện do sự mất cân bằng của các tốc độ làm nóng, làm lạnh giữa các vùng xích đạo và các cực. Nhiệt độ tầng đối lưu giảm đều cùng với sự gia tăng độ cao. Không khí gần bề mặt bị đốt nóng bới bức xạ từ trái đất. Lớp lạnh –560C nằm ở phần trên cùng của tầng đối lưu được gọi là lớp dừng, lớp này đánh dấu bước ngoặt về sự thay đổi nhiệt độ, nghĩa là sự 4 chuyển tốc độ tăng nhiệt độ theo chiều cao từ (–) sang (+). BK TPHCM BK TPHCM • Tầng bình lưu : • Là tầng bình lặng hơn. Nhiệt độ tăng dần với độ cao, với cực là -20C, ở giới hạn trên cùng của tầng bình lưu. O3 ở vùng này hấp thụ các tia tử ngoại và làm tăng nhiệt độ gây ra tốc độ tăng nhiệt dương : • O3 + hv (220-330nm)  O2 + O • Điều này đóng vai trò quan trọng trong tầng bình lưu. Nó có tác dụng bảo vệ cuộc sống trên trái đất khỏi bị tác dụng có hại của các tia tử ngoại từ mặt trời và đồng thời cung cấp nguồn năng lượng cho việc phân chia khí quyển thành vùng bình lặng bình lưu và vùng hỗn loạn đối lưu. • Do ít bị khuấy trộn trong tầng bình lưu nên thời gian tồn tại của các phân tử, các tiểu phân trong vùng này tương đối dài. Nếu chất ô nhiễm đi vào được tầng bình lưu thì chúng có ảnh hưởng độc hại lâu dài hơn nhiều so với tầng đối lưu. 5 BK TPHCM • Tầng trung lưu • Tầng trung lưu có tốc độ tăng nhiệt âm, nghĩa là nhiệt độ giảm theo chiều cao. Điều này là do nồng độ thấp của các chất hấp thụ tia tử ngoại, đặc biệt là oxy và oxit nitơ bị phân ly thành nguyên tử và chịu ion hoá sau khi bức xạ mặt trời ở vùng tử ngoại xa. • Môi trường không khí có ý nghĩa rất quan trọng đối với con người. Con người có thể nhịn ăn 7-10 ngày, nhịn uống 2-3 ngày, nhưng chỉ sau 3-5 phút không hít thở không khí thì con người đã có nguy cơ bị tử vong. Nhưng môi trường không khí đã bị ô nhiễm từ lâu và ngày càng bị ô nhiễm trầm trọng. 6 BK TPHCM 3.3 OÂ NHIEÃM KHOÂNG KHÍ 7 BK TPHCM OÂ NHIEÃM KHOÂNG KHÍ Ñònh nghóa veà oâ nhieãm khoâng khí Söï hieän dieän trong khí quyeån moät hay nhieàu chaát oâ nhieãm nhö buïi, khoùi, khí, chaát bay hôi laøm thay ñoåi thaønh phaàn khoâng khí saïch coù taùc haïi tôùi söùc khoeû coäng ñoàng, coù nguy cô gaây taùc haïi tôùi ñoäng thöïc vaät, vaät lieäu. 8 QUAÙ TRÌNH OÂ NHIEÃM KHOÂNG KHÍ BK TPHCM Söï oâ nhieãm khoâng khí coù theå toùm taét nhö sau: Nguoàn thaûi  chaát oâ nhieãm  Vaøo khí quyeån  Nguoàn tieáp nhaän  Nguoàn gaây oâ nhieãm bao goàm caùc nguoàn di ñoäng (taøu thuyeàn, oâ toâ, xe gaén maùy, maùy bay) vaø coá ñònh (oáng khoùi nhaø maùy, loû ñoát chaát thaûi) thaûi ra caùc chaát oâ nhieãm.  Khí quyeån laø moâi tröôøng trung gian ñeå vaän chuyeån chuyeån hoaù chaát oâ nhieãm.  Nguoàn tieáp nhaän chaát oâ nhieãm laø con ngöôøi, ñoäng thöïc vaät, vaät lieäu. 9 BK TPHCM CHAÁT OÂ NHIEÃM KHOÂNG KHÍ Chaát gaây ra oâ nhieãm khoâng khí laø nhöõng chaát coù taùc haïi tôùi moâi tröôøng noùi chung. Caùc taùc nhaân gaây oâ nhieãm bao goàm chaát thaûi coù theå ôû daïng raén, loûng hay khí vaø caùc daïng naêng löôïng nhö nhieät ñoä, tieáng oàn. Trong moâi tröôøng töï nhieân luoân coù yeáu toá treân, tuy nhieân, moâi tröôøng bò oâ nhieãm neáu noàng ñoä caùc chaát treân ñaït ñeán möùc coù khaû naêng taùc ñoäng xaáu ñeán con ngöôøi, sinh vaät vaø vaät lieäu. 10 BK TPHCM CHAÁT OÂ NHIEÃM KHOÂNG KHÍ Caùc chaát oâ nhieãm khoâng khí goàm: Buïi (coù khaû naêng laéng, lô löûng) Muoäi than Khoùi thaûi (COx, NOx, SOx) Caùc hôi axit (HCl, HF, HNO3, H2SO4) Dung moâi höõu cô bay hôi (xaêng, daàu, toluen, xylen, axeton) 11 BK TPHCM NGUOÀN GOÁC OÂ NHIEÃM KHOÂNG KHÍ Coù 2 nguoàn gaây oâ nhieãm cô baûn  oâ nhieãm thieân nhieân: do caùc hieän töôïng thieân nhieân gaây ra nhö ñaát sa maïc,ñaát troàng bò möa gioù baøo moøn ñem vaøo khí quyeån: buïi, ñaát, ñaù, thöïc vaät,..v.v. Toång löôïng chaát oâ nhieãm do thieân nhieân gaây ra thöôøng lôùn nhöng coù ñaëc ñieåm laø ñöôïc phaân boá ñeàu treân toaøn theá giôùi.Noàng ñoä caùc chaát khoâng taäp trung ôû moät ñieåm nhaát ñònh.  oâ nhieãm do hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi: oâ nhieãm do saûn xuaát coâng nghieäp, giao thoâng vaän taûi, sinh hoaït. 12 BK TPHCM NGUOÀN GOÁC OÂ NHIEÃM KHOÂNG KHÍ Nguoàn oâ nhieãm coâng nghieäp OÂ nhieãm coâng nghieäp laø do caùc khí, hôi töø caùc quaù trình coâng ngheä thoaùt ra theo ñöôøng khí thaûi,oáng khoùi, maët khaùc phaùt sinh töø khí roø ræ, thaát thoaùt trong daây chuyeàn saûn xuaát, treân caùc ñöôøng oáng daãn taûi…..v.v. Ñaëc ñieåm chaát thaûi do quaù trình coâng ngheä laø noàng ñoä chaát ñoäc haïi raát cao vaø taäp trung trong khoâng gian nhoû thöôøng laø hoãn hôïp khí vaø hôi ñoäc haïi.  Nhaø maùy nhieät ñieän: nhieân lieäu thöôøng duøng laø raén, daàu FO,ñiezen. Khoùi thaûi ra thöôøng chöùa löôïng buïi tro lôùn (~ 10 – 30g/m3) vaø caùc chaát ñoäc haïi sinh ra trong quaù trình chaùy nhieân lieäu. 13 BK TPHCM NGUOÀN GOÁC OÂ NHIEÃM KHOÂNG KHÍ Nhaø maùy hoaù chaát: coù ñaëc tröng laø thaûi vaøo khí quyeån nhieàu chuûng loaïi chaát ñoäc haïi theå khí, raén. Caùc chaát thaûi ñoäc haïi töø caùc nhaø maùy naøy coù theà hoaù hôïp vôùi caùc khí khaùc taïo thaønh caùc chaát ñoäc haïi môùi ñoâi khi coøn ñoäc haïi hôn chaát thaûi ban ñaàu. Nhaø maùy luyeän kim: ñaëc tröng chaát thaûi ñoäc haïi naøy laø thaûi ra nhieàu loaïi chaát thaûi ñoäc haïi theå khí (CO, Nox, H2S, HF, SO2, .v.v.) vaø buïi nhoû do caùc quaù trình chaùy nhieân lieäu, quaù trình thaêng hoa cuûa caùc coâng ñoaïn tuyeån quaëng, saøng loïc, caùc quaù trình luyeän kim loaïi ñen .v.v. 14 BK TPHCM NGUOÀN GOÁC OÂ NHIEÃM KHOÂNG KHÍ Xí nghieäp cô khí: Nguoàn gaây oâ nhieãm chính laø caùc xöôûng ñuùc, xöôûng sôn (ñaëc bieät ôû caùc nhaø maùy cheá taïo oâtoâ vaø maùy keùo) Caùc nhaø maùy coâng nghieäp nheï: Khi saûn xuaát ôû qui moâ caøng lôùn thì khaû naêng gaây oâ nhieãm moâi tröôøng caøng maïnh, caùc nhaø maùy naøy caøng coù tính chaát gaàn vôùi caùc nhaø maùy hoaù chaát, vì qui moâ saûn xuaát lôùn, söû duïng löôïng hoaù chaát nhieàu. Nhaø maùy vaät lieäu xaây döïng: chaát thaûi ñoäc haïi cuûa nhaø maùy naøy chuû yeáu buïi do ñaát ñaù, do ñoát nhieân lieäu raén vaø caùc khí: SO2, NOx, CO. 15 BK TPHCM NGUOÀN GOÁC OÂ NHIEÃM KHOÂNG KHÍ Nguoàn oâ nhieãm do giao thoâng vaän taûi: Ñaëc ñieåm cuûa nguoàn oâ nhieãm do giao thoâng vaän taûi gaây ra laø nguoàn oâ nhieãm thaáp, thöôøng noàng ñoä chaát ñoäc haïi lôùn toàn taïi trong caùc ñoâ thò hoaëc gaây oâ nhieãm hai beân ñöôøng. Nguoàn goác gaây oâ nhieãm do sinh hoaït cuûa con ngöôøi Nguoàn oâ nhieãm naøy chuû yeáu laø do con ngöôøi söû duïng caùc loaïi nhieân lieäu (than ñaù, cuûi, daàu hoaû, khí ñoát). Nhìn chung nguoàn oâ nhieãm naøy laø nhoû, noù gaây oâ nhieãm cuïc boä trong moät nhaø. 16 BK TPHCM NGUOÀN GOÁC OÂ NHIEÃM KHOÂNG KHÍ Nguoàn oâ nhieãm do giao thoâng vaän taûi: Ñaëc ñieåm cuûa nguoàn oâ nhieãm do giao thoâng vaän taûi gaây ra laø nguoàn oâ nhieãm thaáp, thöôøng noàng ñoä chaát ñoäc haïi lôùn toàn taïi trong caùc ñoâ thò hoaëc gaây oâ nhieãm hai beân ñöôøng. Nguoàn goác gaây oâ nhieãm do sinh hoaït cuûa con ngöôøi Nguoàn oâ nhieãm naøy chuû yeáu laø do con ngöôøi söû duïng caùc loaïi nhieân lieäu (than ñaù, cuûi, daàu hoaû, khí ñoát). Nhìn chung nguoàn oâ nhieãm naøy laø nhoû, noù gaây oâ nhieãm cuïc boä trong moät nhaø. 17 NGUOÀN OÂ NHIEÃM VAØ CHAÁT OÂ NHIEÃM ÑAËC TRÖNG BK TPHCM • Nguoàn töï nhieân: – OÂ nhieãm do hoaït ñoäng cuûa nuùi löûa: SO2, H2S, CH4, tro buïi... – OÂ nhieãm do chaùy röøng:khoùi, tro buïi, hydrocacbon khoâng chaùy, SO2, CO, NOx... – OÂ nhieãm do baõo caùt: buïi – OÂ nhieãm do ñaïi döông: tinh theå muoái, MgCl2, CaCl2, KBr... – OÂ nhieãm do thöïc vaät:caùc hôïp chaát höõu cô deå bay hôi, baøo töû thöïc vaät, naám, phaán hoa(10-50µm) – Caùc nguoàn khaùc: • Vi khuaån, vi sinh vaät • Chaát phoùng xaï 18 BK TPHCM NGUOÀN OÂ NHIEÃM VAØ CHAÁT OÂ NHIEÃM ÑAËC TRÖNG • Nguoàn nhaân taïo: – Do ñoát nhieân lieäu:SO2, CO, CO2, NOx • Do phöông tieän giao thoâng • Do caùc nhaø maùy nhieät ñieän • Do ñoát raùc thaûi ñoâ thò – Coâng nghieäp gang theùp:buïi(10-100µm), khoùi naâu(buïi oxit saét raát mòn), SO2(löu huyønh trong nhieân lieäu vaø quaëng – Coâng nghieäp saûn xuaát xi maêng:chuû yeáu laø buïi – Coâng nghieäp hoaù chaát:HCl, SO2, Cl2, HF, SiF4, muøi thoái... – Coâng nghieäp loïc daàu:hôi hydrocacbon roø ræ, khí thaûi töø caùc loø nung, buïi 19 BK TPHCM TAÙC HAÏI CUÛA CHAÁT OÂ NHIEÃM KHOÂNG KHÍ • CO: – Haïn cheá söï trao ñoåi vaø vaän chuyeån oxy trong maùu ñi nuoâi cô theå HbO2  CO  HbCO  O2 – Haøm löôïng HbCO trong maùu 2-5%: aûnh höôûng heä thaàn kinh trung öông – Haøm löôïng HbCO trong maùu 10-20%:toån thöông caùc cô quan chöùc naêng – Haøm löôïng HbCO trong maùu >60%:nguy hieåm tôùi tính maïng – Khoâng ñeå laïi haäu quaû beänh lyù laâu daøi hoaëc khoâng ñeå laïi khuyeát taät naëng neà 20