Các phương pháp tính toán tải lượng các chất khí gây hiệu ứng nhà kính

Các phương pháp tính toán tải lượng các chất khí gây hiệu ứng nhà kính tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án,...

Trang 1

Chuyên đề: CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÓAN TẢI LƯỢNG CÁC CHẤT

KHÍ

GÂY HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH

TH: TRẦN THỊ NGỌC OANH

DƯƠNG THỊ KIM HA GVHD : TS ĐINH XUÂN THẮNG

Trang 2

Nội dung trình bày:

I/- TỔNG QUAN VỀ HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH:

1 Định nghĩa hiệu ứng nhà kính (greenhouse effect):

2 Bản chất của hiệu ứng nhà kính:

3 Vai trò của hiệu ứng nhà kính:

4 Tác hại của hiệu ứng nhà kính:

5 Những biểu hiện nóng lên của trái đất:

6 Tác nhân gây hiệu ứng nhà kính:

Trang 3

Mục lục (tt):

• II/- CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÓAN TẢI

LƯỢNG CÁC CHẤT KHÍ GÂY HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH:

1 Căn cứ vào các phản ứng hóa học:

2 Đo đạc trực tiếp:

3 Tính toán theo hệ số ô nhiễm:

Trang 4

1/- Định nghĩa hiêêu ứng nhà

kính (greenhouse effect):

• Là hiện tượng làm tăng nhiệt độ của lớp khí quyển

bao quanh trái đất do tác động của các bức xạ có trong khí quyển, dẫn tới nhiệt độ của quả đất tăng lên.

Trang 5

2/- Bản chất của hiêêu ứng nhà

kính:

Trang 6

kính(tt):

• Lớp khí bức xạ trong khí quyển hấp thụ phần lớn

các tia bức xạ có bước sóng dài từ mặt trời và gần như cho qua các tia bức xạ sóng ngắn để đập đến bề mặt trái đất.

• Đến trái đất, một phần năng lượng bị hấp thụ cho

các quá trình quang hợp của cây xanh, hệ sinh

thái và biến thành nhiệt năng…, còn một phần

phản xạ lại dưới dạng năng lượng có bước sóng

Trang 7

kính(tt):

• Dòng bức xạ này lại bị các khí bức xạ trong khí

quyển hấp thụ một phần trước khi thoát ra không gian vũ trụ Lượng nhiệt được khí quyển hấp thụ phụ thuộc phần lớn vào hàm lượng các khí bức xạ đó.

• Trong quá trình trao đổi nhiệt, nhiệt độ lớp khí

bức xạ trong khí quyển tăng lên và nhờ có khả

năng bức xạ nhiệt, nó lại truyền một phần năng

Trang 8

kính(tt):

• Kết quả của quá trình trao đổi nhiệt trên là làm

cho nhiệt độ của lớp khí quyển trên bề mặt trái

đất sẽ đạt một giá trị nào đó, cao hay thấp còn tùy thuộc vào thành phần và lượng khí bức xạ trong

chính lớp khí quyển

Trang 9

3/- Vai trò của hiêêu ứng nhà

kính:

• Về thực chất, hiệu ứng nhà kính chỉ là một hiện

tượng vật lý tự nhiên.

• Đóng vai trò điều chỉnh nhiệt độ trái đất, tạo nhiệt

độ thích hợp cho điều kiện sống của con người và mọi quần thể sinh vật trên trái đất.

• Về ban đêm, khi không có bức xạ mặt trời trực

tiếp, nhiệt độ bề mặt trái đất (kể cả vùng ôn đới) không bị thấp quá mức cho phép

Trang 10

4/- Tác hại của hiêêu ứng nhà

kính:

• Khi nồng độ các chất khí bức xạ có trong khí

quyển tăng lên với sự can thiệp và tiếp tay của con người, hiệu ứng nhà kính đã trở thành bất lợi, nó làm cho nhiệt độ của bề mặt trái đất tăng lên trên mức bình thường, dẫn đến hậu quả nặng nề về

môi trường sinh thái như:

• Khí hậu, thời tiết thay đổi:

Trang 11

4/- Tác hại của hiêêu ứng nhà

kính(tt):

• Mưa, bão và lũ lụt ngày càng trầm trọng

• Tác động đến các hệ sinh thái tự nhiên

• Tác động đến rừng

• Nước biển dâng cao

• Ảnh hưởng đến các vấn đề kinh tế, xã hội

Trang 12

5/- Những biểu hiêên nóng lên

của trái đất:

• Từ năm 1985 đến 1940, nhiệt độ trung bình của

trái đất tăng lên ~ 0,45 ± 0,15 oC, tập trung chủ

yếu vào những năm gần đây do sự công nghiệp

hóa Dự báo đến năm 2050, nhiệt độ trái đất sẽ

tăng thêm 1,5 – 4,5oC.

• Nhiệt độ vùng nhiệt đới tăng lên 0,5oC trong vòng

80 năm qua, trong khi đó nhiệt độ ở Bắc bán cầu có xu hướng tăng nhanh hơn.

Trang 13

5/- Những biểu hiêên nóng lên

của trái đất(tt):

• Phía trên bề mặt đại dương, nhiệt độ tăng 0,5oC

kể từ năm 1949 đến 1989 làm bốc hơi nước tăng cao hơn đến 16% (tăng lượng khí nhà kính)

• Ở lớp giữa của tầng đối lưu, sức nóng giới hạn

cũng đang tăng lên.

Trang 14

6/- Tác nhân gây hiêêu ứng

nhà kính:

• a/- Bức xạ mặt trời:

– Là nguồn gốc năng lượng cho các quá

trình vâêt lý, hóa học, sinh học xảy ra trên trái đất

– Cung cấp năng lượng cho sự tồn tại và

phát triển của mọi hêê sinh thái và mọi sự sống trên trái đất

Trang 15

a/- Bức xạ măêt trời(tt):

– Quyết định nhiêêt đôê của bề măêt trái đất:

do có sự cân bằng giữa năng lượng bức xạ măêt trời đến trái đất và năng lượng bức xạ nhiêêt của trái đất phản xạ lại Mâêt đôê

dòng năng lượng bức xạ của măêt trời

trung bình dao đôêng trong khoảng 1.368 ±

10 W/m2.

Trang 16

b/- Các chất khí bức xạ:

• Nguyên nhân và bản chất của hiệu ứng nhà kính

thể hiện qua các tính chất quan trọng của các chất khí có khả năng hoạt động bức xạ.

• Mọi chất khí đều có khả năng bức xạ và hấp thu

năng lượng Tuy nhiên, đối với các khí mà phân tử có hai nguyên tử (CO, O2, H2, N2 …) thì khả năng đó rất kém, có thể coi như không hấp thụ hay bức xạ năng lượng nhiệt

Trang 17

b/- Các chất khí bức xạ(tt):

• Chỉ các khí mà phân tử có 3 nguyên tử trở lên

như: CO2, H2O, SO2…mới có khả năng bức xạ và hấp thụ đáng kể năng lượng nhiệt bức xạ Nhờ

tính chất trên, các chất khí đó được gọi là khí bức xạ.

Trang 18

b/- Các chất khí bức xạ(tt):

 Các chất khí gây ảnh hưởng đến hiệu ứng nhà

kính:

• Hơi nước: đóng vai trò tới 65% ảnh hưởng đến

hiệu ứng nhà kính

• Trừ hơi nước, các khí có khả năng gây hiệu ứng

nhà kính cao được tính theo tỷ lệ sau:

Trang 19

Các chất khí gây ảnh hưởng đến hiêêu ứng nhà kính(tt):

Trang 20

Các chất khí gây ảnh hưởng đến hiêêu ứng nhà kính(tt):

• Ngòai ra, còn có một lượng nhỏ các khí khác gây

hiệu ứng nhà kính như: NH3, NO2, SO2, H2S, các hợp chất hữu cơ như: propan, benzen, aceton,

toluen,….

Trang 21

c/- Tác đôêng của con người làm tăng hiêêu ứng nhà kính:

– Các quá trình đốt:

– Do hoạt đôêng công nghiêêp:

– Do hoạt đôêng nông nghiêêp:

– Sự đốt phá rừng:

– Các nguồn khác:

Trang 22

c/- Tác đôêng của con người làm tăng hiêêu ứng nhà kính:

Trang 23

d/- Tác dụng của tự nhiên:

– Hoạt đôêng của núi lửa, các đám cháy rừng, sự phân hủy các chất hữu cơ trong đất tạo ra các khí CO2, H2O, NOx, SO2, H2S, NH3 …, sự thoát khí CH4 từ các mỏ dưới lòng đất

– Khả năng phản xạ của bề măêt đất: do các

hiêên tượng xói mòn, laterit hóa, sa mạc hóa…làm tăng khả năng phản xạ bề măêt trái đất đối với các tia bức xạ măêt trời

Trang 24

d/- Tác dụng của tự nhiên(tt):

• Các hạt bụi: làm tăng khả năng bức xạ của chất

khí (tăng độ đen), làm tán xạ ánh sáng mặt trời

làm cho lượng bức xạ mặt trời bị phản xạ trực tiếp sẽ càng giảm đi, do đó làm tăng nhiệt độ bề mặt

trái đất.

• Các đám mây: mây ở phía trên tầng đối lưu và

phía dưới tầng bình lưu làm trầm trọng thêm hiệu ứng nhà kính, phần nào cũng tham gia vào việc

Trang 25

Các biêên pháp khắc phục:

a/ Tuyên truyền và giáo dục:

b/ Các chính sách và tổ chức:

c/ Các giải pháp kỹ thuật môi trường:

 Tăng hiệu quả sử dụng nhiên liệu:

 Các phương pháp xử lý chất ô nhiễm:

 Thay thế dạng năng lượng, hóa chất sử dụng:

Trang 26

II/- CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TÓAN TẢI LƯỢNG CÁC CHẤT KHÍ GÂY HIÊêU

ỨNG NHA KÍNH:

1) Căn cứ vào các phản ứng hóa học:

2) Đo đạc trực tiếp:

3) Tính toán theo hệ số ô nhiễm:

Trang 27

1/- Căn cứ vào các phản ứng

hóa học:

• Dựa vào công suất sản phẩm, định mức tiêu hao

nhiên liệu, thành phần của nhiên liệu, thông qua việc xác định các phản ứng hóa học sinh ra trong quá trình sản xuất để tính ra thành phần và

lượng chất ô nhiễm trong quá trình sản xuất đó.

• Ví dụ: Nhà máy hóa chất Thủ Đức tiêu thụ 1

năm 395.000 tấn dầu FO với thành phần của lưu hùynh là 2,9% khối lượng Hãy tính lượng SO2

Trang 28

1/- Căn cứ vào các phản ứng hóa

học (tt):

• Giải:

–Tính lượng lưu hùynh đốt trong 01 năm:

• 2,9%khối lượng = 29 kg lưu hùynh/ 1 tấn nhiên liệu

Vâêy lượng lưu hùynh tiêu thụ trong 01 năm là :

• 29kg/tấn x 395.000tấn/năm = 11.455 tấn lưu

hùynh/năm

–Khi đốt lưu hùynh, phản ứng hóa học xảy ra

như sau:

Trang 29

1/- Căn cứ vào các phản ứng

hóa học(tt):

•Theo phản ứng hóa học trên, cứ 32 kg

lưu hùynh khi đốt sẽ sinh ra 64kg SO2 Như vâêy, khi đốt 11.455 tấn lưu

hùynh/năm sẽ sinh ra 22.910 tấn SO2/ năm

•Vâêy, khối lượng SO2 sinh tra trong 1

năm của nhà máy là 22.910 tấn/năm.

Trang 30

2/- Đo đạc trực tiếp:

• Dựa vào việc đo đạc trực tiếp nồng độ các chất ô

nhiễm trong khí thải kết hợp với việc tính tóan lưu lượng khí thải, từ đó tính ra tải lượng của các chất

ô nhiễm.

• Theo B.B Pameranseva(nhà bác học Nga), khi

tính cho dầu DO và FO, có thể tính như sau:

Trang 31

2/- Đo đạc trực tiếp(tt):

–Thể tích các chất ô nhiễm/Kg nhiên liêêu:

Trang 32

• Trong đó:

• C, S, N, H, W là thành phần các nguyên tố C, S,

N,H, hàm lượng ẩm có trong nhiên liệu (%)

• VB là thể tích không khí lý thuyết để đốt cháy 1kg

nhiên liệu (m3/kg);

• GB là khối lượng hơi nước được phun vào dầu để

đốt; thường lấy bằng 0,03 – 1kg/kg nhiên liệu

Trang 33

–Tổng thể tích khí thải khi đốt cháy 1 kg

nhiên liêêu là:

• V = V(CO2) + V(SO2) + V(NOX) + V(H2O) m3/kg nhiên liệu

–Đo nồng đôê của chất ô nhiễm cần đo

trong khí thải : C (kg chất ô nhiễm/m3 khí thải)

–Nhân tổng thể tích của sản phẩm cháy

Trang 34

3/- Tính toán theo hêê số ô

nhiễm:

• Dựa vào hệ số ô nhiễm không khí theo số liệu có

sẵn của các tổ chức trên thế giới như WHO, EPA để tính tóan tải lượng các chất ô nhiễm, gây hiệu ứng nhà kính

• Ví dụ: Một xe tải với tải trọng 10 tấn chạy trên

quãng đường 240 km sẽ thải ra môi trường khối lượng các chất ô nhiễm là bao nhiêu?

Trang 35

Tính toán theo hêê số ô

nhiễm(tt):

• Giải:

– Theo tổ chức y tế thế giới (WHO), đối

với xe tải sử dụng dầu DO có công suất 3,5 – 16 tấn thì hêê số ô nhiễm như trình bày trong bảng 1:

Trang 36

Tính toán theo hêê số ô nhiễm:

Trang 37

Như vâêy, tải lượng các chất ô nhiễm sinh ra từ xe vâên tải được tính tóan theo bảng sau:

Trang 38

Chân thành cảm ơn thầy và các bạn đã theo dõi!

Tiêu đề	Các phương pháp tính toán tải lượng các chất khí gây hiệu ứng nhà kính
Tác giả	Trần Thị Ngọc Oanh, Dương Thị Kim Ha
Người hướng dẫn	TS. Đinh Xuân Thắng
Trường học	Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Khoa học môi trường
Thể loại	Chuyên đề
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	38
Dung lượng	284 KB