CHƯƠNG 1 KHÍ QUYỂN và ô NHIỄM KHÔNG KHÍ

Sự ô nhiễm không khí- Sự hiện diện trong khí quyển một hay nhiều chất ô nhiễm như bụi, khói, khí, chất bay hơi…làm thay ñổi thành phần không khí sạch có tác hại tới sức khỏe cộng ñồng, c

CHƯƠNG 1

KHÍ QUYỂN & Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ 1.1 ðẶC ðIỂM VÀ CẤU TRÚC CỦA KHÍ QUYỂN

- Khí quyển là lớp không khí trên bề mặt trái ñất, không có giới hạn

- Khối lượng của khí quyển: 5 x 1015tấn, 99% khối lượng ở lớp dưới 30 km

- Có khoảng 50 hợp chất hoá học

- Dựa vào biến thiên nhiệt ñộ theo chiều cao
khí quyển ñược chia thành các tầng:

1.1.1 TẦNG ðỐI LƯU (TROPOSPHERE)

- Từ 0 - 15 km, chiếm 70% khối lượng

- ðặc trưng bằng sự giảm nhiệt ñộ theo chiều cao (6,40C/km)

- Trên lớp ñối lưu là lớp chuyển tiếp: nhiệt ñộ không ñổi theo chiều cao (-550C)

1.1.2 TẦNG BÌNH LƯU (STATOSPHERE)

- Từ 15 – 50km, tăng nhiệt ñộ từ -56 ñến -20 C

- Có hai ñiểm khác biệt chính là:

+ Nồng ñộ hơi nước tại tầng bình lưu thấp hơn tầng ñối lưu từ 1000 ñến 10.000 lần (khoảng 2-3 ppm) + Nồng ñộ ôzôn (10 ppm) cao hơn 1.000 lần so với ở mực nước biển

1.1.3 TẦNG TRUNG GIAN (MESOSPHERE)

Từ 50 –85 km, nhiệt ñộ từ -2 ñến – 920C Tầng này ngăn cách với tầng bình lưu bằng lớp tạm dừng, nhiệt

ñộ giảm theo chiều cao

1.1.4 TẦNG NHIỆT (THERMOSPHERE)

Tầng này còn ñược gọi là tầng ion, ở ñộ cao từ 85 –100km, nhiệt ñộ từ –92 ñến 12000C.

1.4.5 TẦNG NGOÀI HAY TẦNG ðIỆN LY (EXOSPHERE)

Tầng này bao quanh trái ñất ở ñộ cao trên 800km Nhiệt ñộ tầng này tăng nhanh tới khoảng 17000C Tầng này có mặt các ion ôxy o+, heli he+, hydro h+

1.2 THÀNH PHẦN KHÔNG KHÍ SẠCH – KHÔ

Bảng 1.1 Thành phần không khí sạch khô

Công thức Thành phần (ppm) Thời gian lưu ở tầng ñối lưu (năm)

1.3 Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ

1.3.1 Ý NGHĨA CỦA KHÔNG KHÍ

Bảng 1.2 Nhu cầu không khí với con người

NGHỈ NGƠI LAO ðỘNG NHẸ LAO ðỘNG NẶNG

7,4

28

43

10.600 40.400 62.000

12

45

69

1.3.2 Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ

1.3.2.1 Sự ô nhiễm không khí

- Sự hiện diện trong khí quyển một hay nhiều chất ô nhiễm như bụi, khói, khí, chất bay hơi…làm thay ñổi thành phần không khí sạch có tác hại tới sức khỏe cộng ñồng, có nguy cơ gây tác hại tới ñộng thực vật, vật liệu

- Hoặc ô nhiễm không khí là sự hiện diện trong khí quyển những chất không mong muốn ở nồng ñộ có thể tạo ra các ảnh hưởng có hại Những chất không mong muốn này có thể gây tác hại tới sức khỏe con người, ñộng thực vật, tài sản và có thể gây ra các mùi khó chịu…

1.3.2.2 Chất ô nhiễm

- Bên cạnh các thành phần chính của không khí, bất kỳ một chất nào ở dạng rắn, lỏng, khí ñược thải vào

không khí với nồng ñộ vừa ñủ gây ảnh hưởng tới sức khỏe con người, gây ảnh hưởng xấu ñến sự sinh trưởng, phát triển của ñộng, thực vật, phá hủy vật liệu, làm giảm cảnh quang môi trường ñược gọi là chất

ô nhiễm

- Chất ô nhiễm không khí bao gồm bụi, khói, sương mù, khói thuốc lá, hơi nước, khí ñốt và nhiều hợp chất của chúng Sự hiện diện trong khí quyển một hay nhiều chất ô nhiễm như bụi, khói, khí,chất bay hơi… làm thay ñổi thành phần không khí sạch có tác hại tới sức khỏe cộng ñồng, có nguy cơ gây tác hại tới ñộng thực vật, vật liệu

1.3.3 QUÁ TRÌNH Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ

NGUỒN THẢI
CHẤT Ô NHIỄM
VÀO KHÍ QUYỂN
NGUỒN TIẾP NHẬN

- Nguồn gây ô nhiễm gồm các nguồn di ñộng (tàu thuyền, ô tô, xe gắn máy, máy bay) và cố ñịnh (ống khói nhà máy, lò ñốt chất thải) thải ra các chất ô nhiễm

- Khí quyển là môi trường trung gian ñể vận chuyển, pha loãng, chuyển hóa chất ô nhiễm

- Nguồn tiếp nhận chất ô nhiễm là con người, ñộng thực vật, vật liệu

1.4 PHÂN LOẠI CÁC CHẤT Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ

1.4.1 THEO NGUỒN GỐC PHÁT SINH – ðỘC TÍNH

Bảng 1.3 Phân loại các chất gây ô nhiễm không khí

1.4.2 DỰA VÀO TRẠNG THÁI VẬT LÝ

- Dựa vào trạng thái vật lý các chất ô nhiễm ñược chia thành 3 nhóm:

+ Dạng khí: SO2 , NO, H2S, NH3, CO, NO2, SO3

+ Dạng hơi (lỏng) như hơi dung môi hữu cơ, hơi axit

+ Dạng rắn: các hạt như bụi, khói, thường có kích thước từ 0,1 ñến 100 µm

Ngoài ra còn phải kể tới:

- Ô nhiễm vật lý: nhiệt ñộ, ñộ ồn, rung, ánh sáng, ñộ ẩm, tốc ñộ gió , ô nhiễm chất phóng xạ

- Vi sinh vật: vi trùng, vi rút, nấm mốc…

1.4.3 CÁCH BIỂU THỊ NỒNG ðỘ CÁC CHẤT ÔNKK

µg/m3; mg/l; mg/m3, g/m3 ; ppm(phần triệu thể tích); ppb, % (V)

- Quan hệ giữa ppm và mg/m3

Ở 25 0C và 1 atm (1,0133 bars)

mg/m3 = ppm x (M /24.45)

Ở 0 0C và 1 atm (1,0133 bars)

mg/m3 = ppm x (M /22.4)

M là trọng lượng phân tử của chất khí

- Hiệu chỉnh nồng ñộ các chất trong khí thải

- Nồng ñộ chuẩn theo ôxy

Pn = Pñoñược x (21 – n)/(21 – y)

trong ñó : Pn = nồng ñộ ñã hiệu chuẩn theo n% O2 (n = 3,5,7,9,11…)

y = nồng ñộ O2 ño ñược trong khí thải

- Nồng ñộ chuẩn theo 12% CO2

p12 = pm x 12/[CO2]m

P12 = nồng ñộ chất ô nhiễm ở 12% CO2

Pm = nồng ñộ ño ñược trong ñiều kiện lấy mẫu

[CO2]m = CO2 ño ñược khi thu mẫu

1.5 TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ

STT Số hiệu tiêu chuẩn Tên tiêu chuẩn

TCVN 5937-2005 Chất lượng không khắ - Tiêu chuẩn chất lượng không khắ xung

quanh

TCVN 5938-2005 Chất lượng không khắ - Nồng ựộ tối ựa cho phép của một số chất

ựộc hại trong không khắ xung quanh

TCVN 5939-2005 Chất lượng không khắ - Tiêu chuẩn khắ thải công nghiệp ựối với

bụi và các chất vô cơ

TCVN 5940-2005 Chất lượng không khắ - Tiêu chuẩn khắ thải công nghiệp ựối với

các chất hữu cơ Tiêu Chuẩn Của Bộ Y Tế, Aùp Dụng Cho Môi Trường Làm Việc - Tiêu Chuẩn Chất Lượng Môi Trường Không Khắ Trong Khu Vực Sản Xuất (Số 3733/2002/Qự-Byt)

1.6 LỊCH SỬ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ

địa ựiểm, thời gian Hoàn cảnh Ô nhiễm Tác hại

Thung lũng Meuse (Bỉ),

12.1930

Mùa ựông, sương mù, thung lũng, yên tĩnh

Bụi, SOx, CO Sương axit sunfuric

Nhói ngực

60 người chết Donora (Hoa Kỳ),

11.1948

Mùa ựông, sương mù, lòng

chảo

Bụi, SOx, CO Sương axit sunfuric

Nhói ngực

22 người chết

LosAngeles (Hoa Kỳ)

mùa hè 1951 Mùa hè , yên tĩnh, lòng chảo

NOx,các chất oxihóa, hydrocacbon

400 người chết Ngứa mắt dữ dội

Luân đôn (Anh), 12.1952 Mùa ựông, sương mù, lòng

chảo, không gió

Bụi, SOx, CO Sương axit sunfuric

4000 người chết Bệnh nhân bị nhói ngực

Luân đôn (Anh), 12.1962 Mùa ựông, sương mù, lòng

chảo, không gió

Bụi, SOx, CO Sương axit sunfuric

Nhói ngực

340 người chết

Yokaichi (Nhật Bản)

6.1963

Mùa hè, sương mù, không

gió

SOx, H2S Sương axit sunfuric

Bệnh nhân bị nhói ngực

tăng cao

Tokyo (Nhật Bản) 7.1970 Mùa hè, yên tĩnh NOx,các chất oxihóa,

hydrocacbon

Bệnh nhân bị ngứa mắt

dữ dội tăng cao 11.540

người

Bhopal (Aán độ)1984 Liên Hiệp Sản Xuất Phân

Bón Khắ Methyl iso cyanat

khoảng 2 triệu người bị nhiễm ựộc, 5 nghìn người chết

1.7 NGUỒN GỐC GÂY Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ

1.7.1 CĂN CỨ VÀO NGUỒN PHÁT SINH

1.7.1.1 NGUỒN TỰ NHIÊN

- Ô nhiễm do hoạt ñộng của núi lửa: hoạt ñộng của núi lửa phun ra một lượng khổng lồ các chất ô nhiễm như tro bụi, khí SOx- NOx, có tác hại nặng nề và lâu dài tới môi trường

- Ô nhiễm do cháy rừng: cháy rừng do các nguyên nhân tự nhiện cũng như các hoạt ñộng thiếu ý thức của con người, chất ô nhiễm như khói, bụi, khí SOx- NOx, CO, THC

- Ô nhiễm do bão cát: hiện tượng bão cát thường xảy ra ở những vùng ñất trơ và khô không có lớp phủ thực vật ngoài việc gây ra ô nhiễm bụi, nó còn làm giảm tầm nhìn

- Ô nhiễm do ñại dương: Do quá trình bốc hơi nước biển có kéo theo một lượng muối (chủ yếu là NaCl) bị gió ñưa vào ñất liền không khí có nồng ñộ muối cao sẽ có tác hại tới vật liệu kim loại

- Ô nhiễm do phân hủy các chất hữu cơ trong tự nhiên: Do quá trình lên men các chất hữu cơ khu vực bãi rác, ñầm lầy sẽ tạo ra các khí như metan (CH4), các hợp chất gây mùi hôi thối như hợp chất nitơ (ammoniac – NH3), hợp chất lưu huỳnh ( hydrosunfua – H2S, mecaptan) và thậm chí có cả các vi sinh vật

1.7.1.2 CÁC NGUỒN NHÂN TẠO

Nguồn ô nhiễm do hoạt ñộng của con người tạo nên bao gồm:

1 Ô nhiễm do sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp: ví dụ các nhà máy sản xuất hóa chất, sản xuất giấy, luyện kim loại, nhà máy nhiệt ñiện (sử dụng các nhiên liệu than, dầu …)

2 Hoạt ñộng nông nghiệp: sử dụng phân bón, phun thuốc trừ sâu diệt cỏ

3 Dịch vụ thương mại: chợ buôn bán

4 Sinh hoạt: nấu nướng phục vụ sinh hoạt hàng này của con người (gia ñình, công sở…)

5 Vui chơi, giải trí: khu du lịch, sân bóng … Các nguồn trên có thể coi là các nguồn cố ñịnh

Tùy vào các nguồn gây ô nhiễm mà trong quá trình hoạt ñộng thải vào môi trường các tác nhân ô nhiễm không khí khác nhau về thành phần cũng như khối lượng

1.7.2 DỰA VÀO TÍNH CHẤT HOẠT ðỘNG

Dựa vào tính chất hoạt ñộng có thể chia thành 4 nhóm chính:

- Ô nhiễm do quá trình hoạt ñộng sản xuất : công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, nông nghiệp

- Ô nhiễm do giao thông : khí thải xe cộ, tàu thuyền, máy bay

- Ô nhiễm do sinh hoạt: do ñốt nhiên liệu phục vụ sinh hoạt, phục vụ vui chơi giải trí

- Ô nhiễm do quá trình tự nhiên: bão, núi lửa, do sự phân hủy tự nhiên các chất hữu cơ gây mùi hôi thối bụi phấn hoa

1.7.3 DỰA VÀO ðẶC TÍNH HÌNH HỌC

- ðiểm ô nhiễm : ống khói nhà máy

- ðường ô nhiễm: ñường giao thông

- Vùng ô nhiễm: khu công nghiệp, khu tập trung các cơ sở sản xuất

1.7.4 DỰA VÀO TÍNH CHẤT KHUẾCH TÁN

- Nguồn thải thấp: gồm nguồn mặt, nguồn ñường, nguồn ñiểm (ống khói nằm dưới vùng bóng rợp khí ñộng)

- Nguồn thải cao: ống khói nằm trên vùng bóng rợp khí ñộng

Bảng 1.4 Các nguồn thải ra các chất ô nhiễm ñặc trưng

Ngành sản xuất Các chất ô nhiễm ñặc trưng

Nhà máy nhiệt ñiện, lò nung, nồi hơi

ñốt bằng nhiên liệu Bụi, SOX, NOX, COX, hydrocacbon aldehyt

Chế biến thực phẩm

Sản xuất nước ñá

Chế biến hạt ñiều

Bụi, mùi Oàn, NH3 (nếu dùng gas ammoniac) Bụi, mùi hôi, các phenol

Thuốc lá Bụi, mùi hôi, nicôtin

Dệt, nhuộm Bụi, hợp chất hữu cơ

Sản xuất hóa chất

Axit sunfuric

Superphotphat

Amoniăc

Keo, sơn, vecni

Xà bông, bột giặt

Lọc dầu

SOX Bụi, HF, H2SiF6 , SO3

NH3 Bụi, hợp chất hữu cơ bay hơi

Bụi, kiềm THC bụi, COX , SOX , NOX

Sành sứ, thuỷ tinh, vật liệu xây

dựng Bụi, THC, COX , SOX , NOX , HF

Luyện kim, lò ñúc Bụi, SO2 , COX , NOX ,

Nhựa, cao su, chất dẻo Bụi, mùi hôi, d.môi h.cơ, SO2

Thuốc trừ sâu Bụi, mùi hôi, dung môi hữu cơ, TBVTV

Thuộc da Mùi hôi (do các hợp chất sunlfua, mecaptan, amoniac)

Bao bì Mùi hôi, d.môi h.cơ, bụi

Khí thải giao thông Bụi, chì, NOX , SOX , COX , hợp chất hữu cơ

Khí thải do ñốt phục vụ sinh hoạt Bụi, THC, COX , SOX , NOX