ô nhiễm không khí và tính toán khuếch tán chất ô nhiễm

trình bày về ô nhiễm không khí và tính toán khuếch tán chất ô nhiễm

GS TS TRAN NGOC CHAN

—————_ 123-138-1-01 ,

'

LỒI NÓI ĐẦU

"Bdo uệ môi trường là một uấn đề sống còn của đốt nước, của nhên loại; là nhiệm vy co tinh xd hoi sau sac, gan liền uói cuộc dấu tranh xóa doi giảm nghèo

ỏ mỗi nước, uới cuộc đấu tranh uì hòa bình uò tiến bộ xã hội trên phạm vi toàn thế giát"

trị Ban Chấp hành TYung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khóa 8

Quan triét tinh than va noi dung của Chỉ thị nêu trên, cóc ngành các cấp trong

cả nước đã uà dang đẩy mạnh công tác bảo uệ môi trường, chống ô nhiễm 0ò suy thoái môi trường nói chung, trong đó có môi trường không khí nói riêng

Mặc dù uộy, môi trường không khí ở nước ta, đặc biệt là ở các khu công nghiệp

uờ đô thị lớn uẫn tồn tại những đấu hiệu ô nhiễm đáng lo ngợi Phần lớn các nhờ -

máy, xí nghiệp chưa được trang bị các hệ thống xử ly bụi uà khí déc hai va hang

gid hang ngay thdi uào bầu khí quyển một lượng khổng lồ các chất déc hai, lam

vdn dục không khí cả một uùng rộng lớn xung quanh nhù máy

Ỏ các đô thị lớn do tốc dộ phát triển nhanh uờ thiếu quy hoạch hợp lý nên khu uục cách ly bằng thảm cây xanh xung quanh các khu công nghiệp dần dần bị lấn chiếm uờ biển thành khu dân cư đông đúc, làm cho môi trường nói chung va môi

trường không khi nói riêng ỏ những nơi này khó có điều kiện cải thiện Dién hình

6 Ha Noi

- Một trong những nhiệm uụ quan trọng dé phòng chéng 6 nhiém, bdo uệ môi

trường là "Dầẩy nạnh nghiên cúu khoa học uà công nghệ, dào tạo cán bộ, chuyên gia

uề lĩnh uực bảo uệ môi trường" Trường dại học Xôy dung (DHXD) Ha Nội đã tiến

hòa không khí uà Cấp thoát nước từ năm 1962 - tiền thân của các nganh hỹ thuật môi trường khí uờ nước hiện nay Ngoài nhiệm vu dao tạo kỹ sư, từ nhiều nữm qua Trường DHXD cũng đả tiến hành đào tạo thạc si va tiến si chuyên ngành Kỹ thuật

nông thôn

tập của cán bộ giảng dạy, sinh uiên, học uiên cao học cũng như nghiên citu sinh thuộc chuyên ngành Kỹ thuật nuôi trường khí của Trường DHXD Hà Nội

Nội dung cuốn sách bao gồm các uấn đề uề nguồn gốc ô nhiễm không khi, tác hại của các chốt ô nhiễm, khuếch tán chốt ô nhiễm trong khí quyển uờ công nghệ

xử lý bụi uà khí dộc hại trong khí thải công nghiệp Sách được chia thành ba tộp: Tập 1 giới thiệu các phần chung uề ô nhiễm không khí uè lý thuyết tính toón -

LỜI NÓI DAU

khuếch tán chất ô nhiễm từ các nguồn điểm cao, nguồn thấp dạng diểm, đường va

mặt; phần xử lý khi thải bao gồm xử lý bụi uờ xử tý kh: độc hại sẽ dược trình bày trong tập 2 uà tập 3 sẽ ra mắt bạn dọc trong thời gian sóm nhất

Với nội dung nêu trên sách còn có thể phục vu cho dông đảo các dối tượng bạn đọc khác nhau như kỹ sư, kỹ thuật uiên, nghiên cứu uiên ỏ cúc cơ sở sản xuốt, uiện nghiên cúu, trung tâm khoa học, các trường dại học va cao dang, cdc sở khoa học,

công nghệ uà môi trường có quan tâm dến linh vuc phòng chống uờ xử lý ô nhiễm

môi trường không khi

Do nhiều yếu tố khách quan uờ chủ quan, sóch không trónh khỏi thiếu sót The gid xin chân thành cảm ơn su quan tam theo dõi uờ mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của đồng nghiệp uờ bạn dọc Töc giả cũng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến

Nhà xuất bản Khoa học uà Kỹ thuật đđ sớm cho ra mắt bạn đọc bộ sách này

Hà Nội, ngày 22-9-1999

TÉc giả

MUC LUC

Trang

Chuong 1- Cac chat gay 6 nhiềng môi, trường không khí - Nguồn gốc

phát sinh và tác hại của chúng 1.1 Các chất ô nhiễm thường gặp trong môi trường không khí 9

1.1.2.2 Ô nhiễm không khí trong công nghiệp gang thép 15 1.1.2.3 O nhiém khéng khi trong luyén kim mau 16 1.1.2.4 Ò nhiễm không khí trong công nghiệp sản xuất ximăng 17

1.2.1 Tác hại của các chất ô nhiễm đối với con người _ 21

" 1.2.2: Túc hại của các chất ô nhiễm đối với súc vật 29

" ‘1.2.5.1 Hiéu qua nhà kính - Nhiệt độ khí quyển Trái Đất tăng cao 37

Chương 2 - Các yếu tố khi tượng có liên quan đến sự khuếch tán

chất ô nhiễm trong khí quyển

Nhiệt động học của quá trình chuyển động thẳng đứng ‹ của một bộ phận

Sự thay đổi nhiệt độ theo chiều cao của không khí trong quá trình đãn nở

Sự thay đổi nhiệt độ theo chiều cao (gradian nhiệt độ) và độ ổn định của

2.5.1 Biến trình ngày của sự phân bổ nhiệt độ theo chiều cao 57

2.5.3 Khả năng xuất hiện các cấp ổn định theo thời gian 59

Hình dáng luồng khuếch tán chất ô nhiễm (luồng khới) 61°

2.7.1 Cac vòng tuần hoàn nhiệt

Chương 3 - TÍnh toán khuếch tán chất ô nhiém từ các nguồn diém cao

Lý thuyết khuếch tán chất ô nhiễm (dag khi và dạng lơ lửng) trong khí

Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ XỦ LÝ KHÍ THÁI

3.1.1 Phương trình vi phân cơ bản của quá trình khuếch tán 3.1.2 Các trường hợp khuếch tán 1 chiều, 2 chiều và-3 chiều 3.2 Các công thức tính toán khuếch tán khác nhau áp dụng trong thực tế thời

3.2.1 Công thức của Bosanquet và Pearson (1936) 3.2.2 Công thức của Sutton (1947b)

3.2.3 So sánh các công thức của Bosanquet - Pearson (3.12; 3.13) và của

Sutton (3.15, 3.16)

3.3 Công thức xác định sự phân bố nồng độ chất ô nhiễm theo luật phân phối

chuẩn Gauss 3.3.1 Công thức cơ sở 3.3.2 Diễn giải công thức cơ sở bằng phương pháp phân tích thứ ngyên 3.3.3 Sự biến dạng của mô hình Gauss cơ sở

3.3.4 Hệ số khuếch tán oy và ơ„

3.3.5 Các cấp ổn định của khí quyển

3.4 So sánh kết quả tính toán nồng độ ô nhiễm trên mắt đất theo 3 phương

pháp: Bosanquet - Pearson, Sutton và "mô hinh Gauss"

3.5 Chiều cao hiệu quả của ống khói

3.5.1 Công thitc cia Davidson WF (1949)

3.5.2 Công thức của Bosanquet - Carey và Halton

3.5.3 Công thức của Holland 3.5.4 Công thức của Briggs G.A

3.5.5 Công thức của M E Berliand và của một số tác giả khác ở Nga (Liên Xô cũ)

Berliand M.E chủ trì soạn thao

thải gây ra 3.11.1 Nguyên tác chung '

3.11.2 Về hệ số trung bình ứng với số liệu tần suất gió và tần suất lặng gid 3.11.3 Công thức xác định nồng độ trung bÌnh theo tần suất gió

a | MUI LUC

đ.12.1 Nguyên tác chung

_3.12.2 VÍ dụ tính toán

3.13 Xác định sự phân:bố nồng độ chất ô nhiễm theo chiều cao trên mặt phẳng

đứng đi qua nguồn thải

Chương 4 - Tỉnh toán khuếch tán chất ô nhiễm từ các nguồn thấp

4.1 Khái niệm chung về nguồn thấp

4.2 Xác định nồng độ ô nhiễm do các nguồn thấp dạng ống khối, ống thải khí

- và cửa mái thông gió nhà công nghiệp gây ra

Phu luc 2: Bảng tính đổi đơn vị đo nồng độ

Phụ lục 3: Chương trình con tinh toán các hệ số khuếch tán a, VAG, theo

_ các cấp ổn định khí quyển Pasquill- Gifford

Phụ lục 4: Bảng trị số B theo công thức (4.36) dùng để tính toán nguồn

Tại liệu tham khảo

Chirang 1

CAC CHAT GAY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ

NGUỒN GỐC PHÁT SINH VÀ TÁC HẠI CỦA CHÚNG

Lt CAC CHAT 0 NHIEM THUONG GAP TRONG MOL TRƯỜNG KHÔNG KHÍ

Để nghiên cứu vấn đề ô nhiễm không khí cần biết rõ tất cả các nguồn phát sinh ra

chất 6 nhiễm, từ đó ta mới có thể đề xuất các giải pháp giảm thiểu và xử lý ô nhiễm một

cách có hiệu quả

Nguồn gây ô nhiễm không khí có thể phân thành hai loại: nguồn ô nhiễm tụ nhiên Uuờ nguồn ô nhiễm nhân tao

1.1.1 Nguồn ô nhiễm tự nhiên (thiên nhiên)

Nguồn tự nhiên gây ô nhiễm môi trường không khí có thể được liệt kê ra như sau:

1.1.1.1 Ô nhiễm do hoạt động của núi lừa

Khi hoạt động núi lửa phun ra một lượng khổng lồ các chất ô nhiễm như tro bụi, sunfu dioxit SO,, hydro sunfua H,S va metan CH, tác động môi trường của các đợt phun

trào núi lửa là rất nặng nề và lâu đài

1.1.1.2 Ô nhiễm do cháy rừng

Nạn cháy rừng có thể xảy ra do các nguyên nhân tự nhiên như hạn hắn kéo dài, khí

hậu khô và nóng khác nghiệt làm cho thảm cỏ khô bị bốc cháy khi gặp tia lửa do có va chạm ngấu nhiên, từ đó lan rộng ra thành đám cháy lớn Tuy nhiên nạn cháy rừng rất

dễ xảy ra do hoạt động vô ý thức và vụ lợi cá nhân của con người

Khi rừng bị cháy nhiều chất độc hại bốc lên và lan tỏa ra một khu vực rộng lớn nhiều khi vượt ra khỏi biên giới của quốc gia có rừng bị cháy Những chất độc hại đớ là: khói, tro bụi, các hydrocacbon không cháy, khí SO,, CO và NO,

Một số các biện pháp phòng chống cháy rừng được áp dụng khá phổ biến là tạo các

dải đất trống (không cây cối) giữa các khu rừng liền kề nhau

1.1.1.3 Ô nhiễm do bão cát

Hiện tượng bão cát thường xây ra ở những vùng đất trơ và khô không được che phủ bởi thảm thực vật, đặc biệt là các vùng sa mạc Gió mạnh làm bốc cát bụi từ những vùng

hoang hơa, sa mạc và mang đi rất xa gây ô nhiễm bầu khí quyển trong một khu vực rộng

lớn, ảnh hưởng đồng thời đến nhiều nước trong khu vực chịu tác động VÍ dụ: hiện tượng

10 CAC CHAT GAY 6 NHIEM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KH

_ Bắc Ấn Độ mà thuật ngữ địa phương ở đây gọi là "aandhi" [54] Ngoài việc gây ô nhiễm không khí, bão cát còn làm cho tầm nhìn bị giảm, từ đó cớ thể gây ra nhiều tác hại to ˆ

lớn Chỉ có mưa kéo dài nhiều giờ hoặc nhiều ngày mới gội sạch được bụi trong không

khí do bão cát gây ra

1.1.1.4 Ô nhiễm do đại dương

Sương mù từ mặt biển bốc lên và bụi nước do sóng đập vào bờ được gió từ đại dương

các chất MgCI,, CaCl,, KBr,

sử Tổng khối lượng các loại tỉnh thể muối khoáng do đại đương bốc lên ước tính khoảng

đất ven biển trong 1 ngày là 60 kg [44]

Chất ô nhiễm do thực vật sản sinh ra và lan tỏa vào khí quyển là:

- Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi - hyđrocacbon; ˆ

hè (tháng 7; 8);

- Phấn hoa có kích thước từ 10 đến 50 um

1.1.1.6 O nhiém do vi khuẩn - vi sink vat

ngắn và từ 1500 đến 2500 con/m3 đối với các tuyến đường dài ¬_

6 NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THÁI 1

1.1.1.8 Ô nhiễm có nguồn gốc từ vũ trụ

— Cơ rất nhiều hạt vật chất bé nhỏ từ vũ trụ thâm nhập vào bầu khí quyển của Trái

Dất một cách thường xuyên liên tục Theo số liệu khảo sát đánh giá gần đây nhất, trung bình hằng ngày bầu khí quyển của Trái Đất nhận từ vũ trụ hàng ngàn tấn vật chất bé nhỏ, kích thước của chúng thay đổi từ vài centimet đến vài ba phần mười của micromet Nguồn gốc của loại bụi vũ trụ này là từ các thiên thạch cũng như từ các đám mây hoàng đạo mà cũng có thể là từ chính Mặt Trời [44]

Bang 1.1 Lirgng phat thai các chất ô nhiễm chủ yếu từ các nguồn thiên nhiên và nhân tạo

Chất ô nhiễm Nguồn gây ô nhiễm Tải lượng chất 6 nhiém 10° t/nam

va đầu mỏ Chế biến quặng có

chứa S

hóa trong đầm lầy

Khí thải của Ôtô Các phản ứng hóa

học âm Í -

Niơ đíowt NO, — | Dốt nhiên liêu Hoạt động sinh học 50 — 60-270)

của vi sinh vật trong

12 CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KH -

Trời và chỉ phát xạ lại một phần nhỏ xuống mặt đất

Người ta phân chia các hạt bụi vũ trụ thành hai nhớm tùy thuộc vào thành phần hớa học của chúng:

- Bụi từ các thiên thạch: chứa các nguyén t6 Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Ti, Cr;

- Bụi từ các siđerit (thiên thạch sắt, niken) chứa Fe, Co, Ni

O bang 1.1 là số liệu phát thải hàng năm các chất ô nhiễm không khí từ các nguồn thiên nhiên [21] Trong bảng 1.1 cũng cho các số liệu phát thải chất ô nhiễm không khí

từ các nguồn nhân tạo - chủ yếu là từ sản xuất công nghiệp mà ta sẽ xem xét đến một `

số ngành công nghiệp chủ yếu trong mục tiếp theo

1.1.2 Nguồn ô nhiếm nhân tạo

1.1.2.1 Ô nhiễm do đốt nhiên liệu

Trong cuộc sống hàng ngày ta thấy quá trình đốt cháy nhiên liệu xảy ra ở khắp mọi nơi mọi chố Trong sản phẩm cháy do nhiên liệu sản sinh ra khi cháy có chứa nhiều loại khí độc hại cho sức khỏe con người, nhất là khi quá trình cháy không hoàn toàn Các loại khí độc hại đớ là: SO,, CO, CO,, NO,, hyđrocacbon và tro bụi

Người ta phân biệt các nguồn gây ô nhiễm do đốt nhiên liệu thành các nhóm:

- Ô nhiễm do các phương tiện giao thông;

- Ö nhiễm do dun nấu;

- Ö nhiễm do các nhà máy nhiệt điện;

- Ô nhiễm do đốt các loại phế thải đô thị và sinh hoạt (rác thải)

Khi quá trình cháy không hoàn toàn do thiếu oxy chẳng hạn hoặc do trong khi cháy nhiệt độ ngọn lửa bị giảm thấp, một số nguyên tử cacbon và hydro không được cấp đủ năng lượng cần thiết để hình thành các gốc tự do và cho ra các sản phẩm cuối cùng trong ngọn lửa là CO, và H,O Như vậy có sự ngừng trệ các phản ứng cháy ở những giai đoạn

cân bằng trung gian và dẫn đến các quá trÌnh sau: gò ng

- Phát thải các nguyên tử cacbon hoặc kết hợp các nguyên tử cacbon lại với nhau

- Kết hợp các nguyên tử cacbon với oxy để tạo thành cacbon oxit CO;

- Kết hợp các nguyên tử cacbon với hyđro để tạo thành các hydrocacbon nhe va nặng;

- Phát thải các hyđrocacbon đã oxy hóa từng phần (anđehyt, axit)

Các phương tiện giao thông vận tải bằng xe ðtô đóng vai trò quan trọng trong việc -

phát thải các chất ô nhiễm không khí nhất là trong các thành phố lớn

Động cơ xe ôtô có hai loại: loại động cơ máy nổ và loại động cơ điezen Trong động

cơ máy nổ bằng tia lửa điện rất khó đảm bảo cho quá trình cháy được hoàn toàn bởi vì

nó luôn luôn hoạt động với hỗn hợp nhiên liệu và không khí ở mọi chế độ vận hành Còn trong động cơ điêzen thi chi cớ không khí được nén theo quá trình đoạn nhiệt không cho thoát nhiệt ra ngoài Ỏ cuối giai đoạn nén không khí, nhiên liệu được phun vào và khi

tiếp xúc với không khí nén ở nhiệt độ cao nó bốc cháy Vì thế quá trình cháy trong động

cơ điezen nhờ cớ thừa nhiều không khí nên được hoàn toàn hơn

Lượng khí độc hại do ôtô thải ra còn tùy thuộc vào chế độ vận hành: lúc khởi động,

lúc chạy nhanh, lúc hãm lại - đều có sự khác biệt rõ rệt ¬

Ô NHỄM KHÔNG KHÍ VÀ XỦ LÝ KHÍ THÁI 13

© bang 1.2 la ty lệ phần trăm các loại khí độc hại trong khơi thải của động co ôtô ở

các chế độ làm việc khác nhau và bảng 1.3 là lượng khí độc hại tính cho 1 tấn nhiên liệu

- do ôtô tiêu thụ

Bảng 1.2 Thành phần khí độc hại trong khói thải của động cơ ôtô [44]

Lượng khí độc hại, kg/t nhiên liệu

14 CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ

Các chất độc hại thải ra khí quyển do đốt nhiên liệu ở các nhà máy nhiệt điện cũng

tương tự như quá trình đốt nhiên liệu nói chung Diểm: khác biệt ở đây là lượng nhiên liệu tiêu thụ ở các trung tâm nhiệt điện thường rất lớn, do đó lượng khới thải cũng như các chất độc hại thải vào môi trường hàng ngày là rất lớn Ví dụ Nha may Nhiét dién Pha Lai I, cong sudt 440 MW tiéu thu hàng ngày là 4500 tấn than và thải vào khí quyển

lượng khói là ~ 3 triệu m3⁄h, trong đó có chứa = 3 tấn khí SO., 400 tấn khí CO, va 8

20000 t/ngày và thải vào khí quyển 7 triệu mÖ sản phẩm cháy (khới) mỗi giờ Một điều

khác biệt nữa là nhờ quy mô lớn, có điều kiện áp dụng kỹ thuật tiên tiến như đốt bằng s

than nghiền thành bột hoặc nhiên liệu lỏng, khí đốt với vòi đốt hiệu suảt cao nên quá -

trình cháy đạt hoàn toàn =~ 100%; có thiết bị lọc bụi cao cấp như lọc bụi bang dién , do |

O bang 1.5 là số liệu về lượng chất độc hại do trung tâm nhiệt điện thải ra quy về

cho công suất nhiệt của lò khi dùng các loại nhiên liệu khác nhau

Bang 1.5 Lượng chat déc hai do Trung tâm Nhiệt điện thải vào khí quyền, g/MJ [21]

Lượng chất độc hại, g/M]

_— Do lò đốt có hiệu quả cao, lượng khí oxit cacbon (CO) < 0,008 g/MJ đối với tất cả các loại nhiên liệu

- Nhiệt năng của nhiên liệu

Antraxit Q, = 2,63.104 MI/t

„ Khí đốt thiên nhiên Q, = 0,28 M1/m°

_ Sp Ay - Tỷ lệ phần trăm trọng lượng của thành phần lưu huỳnh và tro trong nhiên liệu,

Khi xem xét vấn đề ô nhiễm không khí do đốt nhiên liệu, điều quan trọng là cần biết

được tương quan của lượng chất ô nhiễm từ các nguồn thải khác nhau: nguồn đốt trong (động cơ ôtô) và nguồn đốt ngoài (lò nung, lò nhiệt điện) Các nguồn đốt trong chủ yếu

là động cơ ôtô thường gây ô nhiễm không khí một cách trực tiếp và nguy hiểm vì khới thải ngay trên mặt đất trong khu đông người ở các thành phố Còn các nguồn đốt ngoài _cđ công suất lớn (trung tâm nhiệt điện) thường nằm xa khu dân cư và thải khớối ở độ cao cần thiết để đảm bảo an toàn cho con người và sinh vật sinh sống trên mặt đất Ngoài -ra Ở các trung tâm nhiệt điện hiện đại đều được trang bị các hệ thống xử lý bụi và khí

_độc hại (chủ yếu là 8O,) trước khi thải vào khí quyển 6 bảng 1.6 là lượng khí độc hại

Ô NHIEM KHÔNG KHÍ VÀ XỦ LÝ KHÍ THÁI 16 -

và bụi do đốt cháy 1 tấn nhiên liệu từ các ngưồn khác nhau theo số liệu của W.Strauss

Bang 1.6 So sánh hrượng phát thải độc hại do đốt nhiên liệu, kg/t nhiên liệu

Ghi chú:

- Khi lò được trang bị thiết bị lọc bụi thì lượng phát thải tro bụi bằng 1 + 10% đại lượng cho Ở bảng 1.6

« Khoảng 20% của đại lượng này là chỉ trọng xăng;

«s Tro bụi trong nhiên liệu lỏng bao gồm cả sẮt oxit và vanađi oxit;

xe Tro bụi bao gồm các clorua và sunfat kim loại (Ca, Mn, Fe v.v )- thành phần không cháy trong nhiên liệu

Lý thuyết tính toán lượng khơi và các chất độc hại do quá trình đốt nhiên liệu thải:

ra (sản phẩm cháy) sẽ được trình bày ở phần Xử lý khí (Chương 12, tập 3)

1.1.2.2 Ô nhiễm không khí (rong công nghiệp gang thép _ Trong công nghiệp sản xuất gang thép những chất ô nhiễm chủ yếu là:

- Bụi với cỡ hạt rất khác nhau từ 10 đến 100 um;

- Khới nâu gồm những hạt bụi oxit sắt rất min;

- Khí SO, san sinh ra từ thành phần lưu huỳnh có trong nhiên liệu và quặng, -_~ Trong một số trường hợp có các khí cacbon oxit CO và các hợp chất chứa đo - -

Ỏ công đoạn này chất ô nhiễm chủ yếu là bụi Phần lớn các thao tác trong công đoạn này được tiến hành trong phân xưởng cho nên chí ít cũng phải nghỉ tới việc lấp đặt hệ

thống hút và xử lý bụi Ngoài ra người ta còn có thể thực hiện một số công việc với

16 CAC CHAT GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KH

quặng cần thiêu kết) Không khí ở đây chứa nhiều bụi (khoảng 5g/m3TC) và khí SO, (ti

870 + 1440 mg/m3) Do đó cần lọc bụi va khí SO, trước khi thải khí ra ống khói

3- Lò cưo (hình 1.1)

Quặng sắt có thành phân chủ yếu là Fe,O, được nung g chảy trong lò cao bằng than cốc với phản ting hda hoc:

Khi lò cao có thành phần: khoảng 55% N,, 24 + 28% CO, 15% CO, và rất nhiều bụi

(90%) và gang (54) do dé trong khới lò cao chứa rất Ít khí SO,

Sau khi loc sach bụi, khí lò cao được tận dụng lam

nhiên liệu cho các công đoạn tiếp theo như nung, cán, kéo '

v.v hoặc sản xuất điện năng Do đó các chất ô nhiễm chủ

yếu ở đây là bụi và các thành phần khí do rd ri qua khe hở,

nắp nạp liệu

_ Sau khi rớt gang, người ta đập lửa và làm nguội xỈ

bằng cách phun nước Ỏ đây cớ tỏa nhiều khí H,5, bụi, hơi

nước và mùi khí đặc thù

Cân bằng lưu huỳnh (S) trong luyện gang một cách gần

đúng được thể hiện như sau:

Lượng Š trong quặng: 0,4 kg/t gang thành phẩm

Lượng S trong nhiên liệu: 5,8 kg/t gang thành phẩm

Cong 6,2 kg/t gang thành phẩm

;8 gang ra 1

4- Lò luyện thép Martin

Lò Martin được trang bị ống khdi cao và có hệ thống lọc bụi ngày càng được hoàn

thiện Mặc dù vậy vẫn có bụi thải vào khí quyển, trong bụi chủ yếu chứa các loại oxit Fe,

Si, Ca, Al va Mg thoát ra từ xÌ Lượng khí so, trong khối phụ thuộc vào hàm lượng lưu -huỳnh trong nhiên liệu đốt

1.1.2.3 Ô nhiễm không khi trong luyén kim mau

“Trong quá trình luyện kim màu - nung chảy quặng đồng, chỉ, kẽm có tỏa ra nhiều

khi SO, va CO, theo các phản ứng sau:

Nung quặng đồng:

Cu;§ + O, = 2Cu + §O,; (1.2)

2Cu0 + Cu,S = 4Cu + SO, Nung quang kém:

——_ ##n§ + 8O; = 2Zn0 + 280, (1.3)

Ô NHIEM KHÔNG KHÍ VÀ XỦ LÝ KHÍ THÁI 7

2Zn0 + C = 2Zn + CO)

Tương tự như vậy đối với các loại quặng kim loại màu khác

Trong thực tế, các quá trình xây ra trong luyện kim màu còn phức tạp hơn nhiều Vi

dụ trong quặng đồng có chứa sắt CuFeS, Trong trường hợp này ở giai đoạn nung quặng ban đầu một phần Cu được oxy hớa và “thải ra 8O, với nồng độ khoảng 8% Sản nhẩm

nung chảy vẫn còn chứa các hỗn hợp sunfua và oxit đồng, sát và một số hợp chất không

bay hơi khác Tiếp theo người ta chế biến hợp kim trong lò phản xạ cùng với vôi và SiO;

để phản ứng với Fe tao ra xi và thu được đồng nguyên chất

Khí thải từ lò luyện kim màu có chứa nhiều SO, cho nén trong nhiều trường hợp người ta có thể tận dụng khí thải để điều chế axit sunfuric hoặc lưu huỳnh lỏng đơn chất .Có trường hợp cho axit sunfuric kết hợp với amoniac để thu amoni sunfat làm phân bón hoặc axit sunfuric kết hợp với quặng photpho để chế tạo phân supephotphat

Khi không có điều kiện tận dụng khí thải để điều chế các loại sản phẩm hữu ích nêu trên, người ta có thể thải vào khí quyển bằng ống khơi có độ cao lên tới 200 m, bang cách đó khí độc hại được lan tỏa ra xa và pha loãng trong không khí, đảm bảo an toàn

cho con người, động vật, thực vật trên mặt đất xung quanh khu công nghiệp

1.1.2.4 Ô nhiễm không khí trong công nghiệp sản xuất ximăng:

trường xung quanh từ các công đoạn sau đây:

Bảng 1.7 Nong độ bụi trong khí thải ở các thiết bị khác nhau của nhà máy ximăng

18 CAC CHAT GAY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ

- Vận chuyển và chứa kho các loại vật liệu đá vôi, đất sét, phụ gia Nếu thao tác với nguyên vật liệu ẩm (có phun nước trước), lượng bụi tỏa ra sẽ được giảm thiểu đáng kể

- Sấy và nụng: tỏa nhiều bụi và khí SO; có nguồn gốc từ nhiên liệu

- Nghiền và trữ clinker: tỏa bụi

6 bảng 1.7 là lượng chất độc hại thải ra từ các công đoạn khác nhau của dây chuyền

1.1.2.5 Ô nhiễm không khí trong công nghiệp hóa chất

Công nghiệp hóa chất bao gồm rất nhiều loại nhà máy, sản xuất ra nhiều loại sản phẩm khác nhau và do đó về khía cạnh ô nhiễm không khí cũng có nhiều vấn đề chuyên môn riêng biệt, đa dạng Sau đây chúng ta chỉ giới hạn ở một số loại công nghiệp hóa học điển hình

1 Công nghiệp sản xuất axit sunfuric

Axit sunfuric H SO, có thể được sản xuất từ lưu huỳnh don chat (vi du S thu dugc

từ khí đốt thiên nhiền) hoặc từ sunfua sắt - quặng pirit FeB5, Phản ứng xảy ra như sau:

Từ quặng pirit:

Sunfu dioxit thu duge tit qua trinh nung đốt trên đây thường có hàm lượng khoảng

8 + 44% được cho tiếp xúc với chất xúc tác ở nhiệt độ 450°C dé oxit hda SO, theo phan

ung:

“Tiếp theo anhydrit sunfuric bị hấp thụ bởi axit H,5O, loãng để đạt được độ đậm đặc yêu cau:

Trong thiết bị oxy hóa xúc tác nhiều lớp (4+ 5 lớp) đạt được tỷ lệ 96 + 98%, sO, bién thanh H 25O,, phần còn lại theo khí thải ra khí quyển O mot số nhà máy hiện đại

tỷ lệ chuyển đổi ra H 25O, có thể đạt 99% Đối với nhà máy công suất 1500 t/ngày lượng

phat thai khi SO, - ‘aha nâng cao hiệu quả chuyển đổi - có thể hạ từ 40 xuống còn 4

t/ngày và năng suất tăng thêm được 54t axit/ngày [21]

So dd công nghệ của dây chuyền sản xuất axit sunfuric được thể hiện ở hình 1.2

Nồng độ SO, trong khí thải của dây chuyền sản xuất H,5O, hiện đại đạt được khoảng dưới 500 3 ppm (tức 1,33 g/m3) [44]

2- Công nghiệp sản xudt axit nitric

Phương pháp điều chế axit nitric được áp dụng phổ Ì biến nhất là đốt có xúc tác

amoniac trong không khí Chất ð nhiễm phát thải vào khí quyển là khí thải có chứa nhiều NO; với nồng độ thoát ra ở ống khơi dao động trong khoảng 1500 + 3000 ppm

“Công nghệ tiên tiến cho phép hạ nồng độ phát phải khí NO, xuống còn 300 ppm [44]

3- Cong nghiép sdn xuét luu huynh

Lưu huỳnh (S) được sản xuất trên cơ sở điện phân các muối alcalin (kim loại kiềm:

_thu hồi hết và bị thải ra ống

-_ khói

nhiễm không khí tương tự

liti, natri, kali v.v ) trong

dung dịch nước hoặc ở trạng

thái nung chảy Nguy cơ gây

ô nhiễm không khí tương đối

Ít ngoại trừ trường hợp chế

độ vận hành kém hiệu quả

làm cho CL, hoặc HCI không

4- Công nghiệp sản xuốt

phan bón (phân dạm, phân

supephotphat)

Công nghiệp sản xuất

phân bón gốc nitơ cũng gây ô

như công nghiệp điều chế axit

nitric

L lưu hưỳnh; 2 nung đốt lưu huỳnh; 3- lò hơi; 4 lÒ hơi hoặc thiết bị quá nhiệt; 5 thiết bị làm nóng (trao đồi nhiệt); 6 lò thôi, 7 thiết bị làm

- “ nguội (trao đồi nhiệt); 8- hâm nước cấp vào lò hơi, 9 thiết bị hấp thụ;

được tiến hành theo phương

pháp cho axit sunfUric tác

_ nhiên (quặng apatit - photphat _ hoàn axit và lầm nguội; lá ống khói; l5- tháp sấy; lế- quạt, I7- chấn canxi) Trong quặng luôn có nước, 18 axit đương phầm

thanh phaa flo (= 1%) Các

hợp chất chia flo phan ting véi H,80, và thai ra khi HF va SiF, Lugng phat thai các khí độc hại nhiều nhất là ở công đoạn làm đông đặc bằng cách thổi không khí và axit: photphoric Không khí thoát ra từ quá trình này có chứa khoảng 10 g/m2 fio Sau khi.lọc sạch khí thải nồng độ khí flo có thể giảm xuống còn 0,2 g/m

5- Công nghiệp sản xuất giấy

Chất ô nhiễm chủ yếu thoát ra từ công nghiệp sản xuất giấy là khí S§O;, H,5 và mùi

hôi thối gây buồn nôn

Giấy là sản phẩm thu được bằng cách ép các lớp sợi xenlulợzơ Nguyên liệu làm: giấy

là gỗ Dăm gỗ được ngâm và nấu dưới áp suất cao trong xút (NaOH) và natri sunfua (NaS) Két qua thu duge dung dịch bột giấy màu đen có chứa một.lượng nhỏ các chất

H;S và các hợp chất sunfua hữu cơ tạo ra mùi hôi thối khó chịu ì "

Ngoài ra khi hoàn nguyên dung dịch nấu bột giấy để tái sử dụng bằng cách cho bốc - hơi, cặn bã được đốt trong các lò đặc biệt tạo thành tro natri sunñt Na,5O; và natri cacbonat Na ,CO: Trong quá trình này thoát ra nhiều khí H,5 và các chất metylmercaptan CH,HS, dimetylmercaptan (CH,),S va dimetyldisunfua CH,), 8, có mùi rất khó chịu đạc trưng cho công nghiệp giấy

6- Công nghiệp sản xuốt đồ nhụa

Các loại công nghiệp sản xuất gia công đồ nhựa là những nguồn ô nhiễm không lớn

song rất đa dạng do sự khác nhau trong nguyên liệu sản xuất, máy móc thiết bị công nghệ

20 CAC CHAT GAY © NHIEM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ _

- Cong doan ché bién: polime hoa các nguyên liệu ban đầu (monome) được tiến hành

trong thùng kín, nguy cơ gây ö nhiễm hầu như triệt tiêu, ngoại trừ một số vị trí tháo tác

của công nhân đỗi Bồi phải được trang bị phòng hộ cá nhân một cách cẩn thận (vị tríÍ rót

Khi rửa các lơạt thùng chứa, đồ đựng polime, để các chất xúc tác tiếp xúc với không

khí khi dọn sạch thiết bị phản ứng v.v có thể làm bốc ra một số hơi, khí có mùi khó

- Công đoạn ép khuôn: để sản phẩm có chất lượng cao, người ta phải trộn vào nhựa

polime nhiều loại phụ gia có tính độc hại cao đối với cơ thể con người ví dụ như các

khoáng chất có gốc chỉ, cadmi Hít thở hoặc tiếp xúc với loại vật liệu này rất nguy hiểm

1.1.2.6 Ô nhiễm không khí trong công nghiệp lọc dầu

Phần lớn nhiên liệu sử dụng trên thế giới là sản phẩm chế biến từ dầu mỏ Dầu thô

do là hỗn hợp của các hyđrocacbon lỏng có chứa 1 + 4% tạp chất, lưu huỳnh và nhiều

hợp chất (kim loại) vô cơ khác

Hình 1.3 Sơ đồ công nghệ nhà máy lọc dầu:

L giếng dầu; 2 khí đốt; 3 dầu thô; 4 nước; 5 kho chứa, 6 thiết bị cấp nhiệt làm nóng dầu; 7 ligroin; 8 tháp

phân ly; 9 thiết bị tái hợp, 10 dầu hỏa; 1L nhiên liệu nhẹ đề sưởi; 12 nhiên liệu nhẹ; 13 nhiên liệu nặng (điezen);

14 dầu đã tach benzin; 15 cracking có xúc tác; 16 chưng cất không khí, 17 ankyl hóa; 18 xăng máy bay;

19 ống gốp khí; 20 chưng cất; 2L làm sạch; 22 hòa trộn; 23 thoát khí sunfua; 24 xăng Ôtô; 25 nhiên liệu dùng cho vòi đốt; 26 nhiên liệu dùng sưởi ấm; 27 phân cất, 28 sản phầm hóa chất, 29 mazut; 30 guđron và b#um

Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ XỦ LÝ KHÍ THÁI 21

cấp tỷ trọng khác nhau - người ta gọi đó là quá trình cracking Một số sản phẩm thu -

được sau cracking có thể sử dựng ngay, các phần còn lại đòi hỏi phải chế biến tiếp

Trên hỉnh 1.3 là sơ đồ công nghệ của quá trình lọc dầu

Khí thải vào khí quyển từ nhà máy lọc đầu chia làm bốn loại:

a) Hơi hyđrocacbon rò ri từ các khe hở nắp đậy không kín của thiết bị, thùng chứa

V.V,

b) Khí thải từ các lò nung, bếp đun, vòi đốt sử dung trong qua trinh chung cat, trong

đó có chứa SO, do đốt các tạp chất có lưu huỳnh;

c) Khí có chứa các hợp chất của lưu huỳnh như H;5 và 5O, thoát ra từ các tầng của

tháp chưng cất khi thải các hợp chất lưu huỳnh từ phần cất được O nhiều nhà máy lọc đầu người ta tận dụng khí thải ở công đoạn này để sản xuất lưu huỳnh hoặc điều chế axit sunfuric

d) Bụi với thành phần cỡ hạt rất mịn thoát ra từ quá trình hoàn nguyên các chất

1.2.1 Tác hại của các chất ô nhiễm đối với con người

Sức khỏe và tuổi thọ của con người phụ thuộc rất nhiều vào độ trong sạch của môi trường không khí xung quanh Trong tất cả các loại như cầu vật chất hàng ngày cho cuộc sống của con người thì không khí là loại "nhu yếu phẩm" đặc biệt quan trọng mà con người cần đến thường xuyên liên tục từng giờ từng phút không lúc nào ngơi nghỉ trong suốt cuộc đời của mình Người ta đã tổng kết được rằng cơ thể con người có thể chịu đựng được 5 tuần lễ không ăn, 5 ngày không uống, nhưng chỉ kéo dài cuộc tông được 5 phút nếu không hít thở không khí

Lượng không khí mà cơ thể cần cho sự hô hấp hàng ngày khoảng 10 m3, do đó nếu trong không khí có lẫn nhiều chất độc hại thì phổi và cơ quan hô hấp sẽ hấp thu toàn

bộ các chất độc hại đó và tạo điều kiện cho chúng thâm nhập sâu vào cơ thể gây ra những hậu quả rất nghiêm trọng cho sức khỏe và tính mạng con người

Sau đây ta lần lượt xem xét tác hại của từng chất ô nhiễm trong số các chất ô nhiễm

thường gặp nhất trong môi trường không khí

1.2.1.1 Cacbon oxit CO

Cacbon oxit CO là một loại khí độc do nó có phản ứng rất mạnh (có ái lực) với hồng cầu trong máu và tạo ra cacboxy hemoglobin (COHb) làm hạn chế sự trao đổi và vận

chuyển oxy của máu đi nuôi cơ thể Ái lực của CO đối với hồng cầu gấp 200 lần so với

oxy Hàm lượng COHb trong máu có thể làm bằng chứng cho mức độ ô nhiễm khí oxit cacbon trong không khí xung quanh Hồng cầu trong máu hấp thu CO nhiều hay Ít còn tùy thuộc vào nồng độ CO trong không khí, thời gian tiếp xúc cửa cơ thể với không khí

ô nhiễm và mức độ hoạt động của cơ thể

Hàm lượng COHb trong máu được quan niệm như sau: Thông thường trong cơ thể con người có 5000 mÌ máu và cứ 100 mÌ máu có chứa 20 mÌ oxy Nếu khí cacbon oxit

lượng COHb bằng 100%

22 CÁC CHẤT GAY © NHIEM MOI TRUONG KHONG KHi

Nếu nồng độ khí CO trong không khí là 700 ppm thì cần phải có một thể tích không

khí để vận chuyển lượng khí CO nói trên là:

0,5 lít CO x —————— = 714 lít không khí

700 phần CO Nấu cường độ trao đổi không khí của phế nang là 3,5 //ph thì thời gian hít thở - cũng

tức là thời gian tiếp xúc với môi trường ô nhiễm để đạt mức báo hòa máu 50% là:

714: 3,5 = 204 ph ~ 3,5h

với điều kiện toàn bộ khí CO trong không khí hít thở đều bị giữ lại trong máu

Hàm lượng CORb trong máu từ 2 + ð% bát đầu có dấu hiệu ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung ương Khi hàm lượng COHb trong máu tăng đến 10 + 20% các chức năng

-— Hình 1.4 Điều đồ nồng độ COHb trong máu phụ thuộc vào nồng độ CO troug không khí xung

quanh và thời gian tiếp xúc

O NHIEM KHONG KH VA XU LY KHi THAI 23

hoạt động của các cơ quan khác nhau trong cơ thể bị tổn thương Nếu hàm lượng COHb tăng đến = 60% - tương ứng với nồng độ khí CO trong không khí = 1000 ppm thì tính mạng bị nguy hiểm và dẫn đến tử vong

Ỏ bảng 1.8 là các dấu hiệu bị Ảnh hưởng của cơ thể phụ thuộc vào nồng độ cacboxy

- hemoglobin trong mau [51; 54]

- Tức hại của CO đối với cơ thể là quá rõ ràng Tuy nhiên, khí CO không dé lai hau quả bệnh lý lâu dài hoặc gây ra khuyết tật nặng nề đối với cơ thể Người bị nhiễm CO

oxit được thải ra ngoài qua đường hô hấp

trong cơ thể không phụ thuộc vào các nguồn bên ngoài

Ỏ hình 1.4 là biểu đồ nồng độ COHb trong máu phụ thuộc vào nồng độ CO trong:

không khí xung quanh và thời gian tiếp xúc do Cơ quan Quốc gia Mỹ về kiểm soát ô

nhiễm không khí NAPCA (National Air Pollution Control Administration) thiết lập,

Washington, 1970 [51] Ví dụ, từ biểu đồ ta thấy khi nồng độ CO trong không khí là 40 ppm với thời gian tiếp xúc 1,5h thi ndng độ COHb trong máu sé 1a 2%

Bảng [.đ Triệu chứng của cơ thề ứng với nồng độ cacboxy - hemoglobin trong máu

Ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung ương, giảm khả năng phân biệt về

khoảng thời gian, kém nhạy cảm giác quan, kém phân biệt độ sáng và

7 | Dau đầu nhiều, mệt mỏi, hoa mắt chóng mặt, buồn nôn, nôn mửa và

Người ta kiểm tra thấy rằng ở các thành phố bị ô nhiễm khí co nặng, nồng độ

3,7% còn đối với người nghiện thuốc lá 1,2 + 9% [21]

_ Cảnh sát giao thông, nhân viên bán hàng v.v những người thường xuyên có mặt Ở những nơi đông người, đông xe cộ qua lại thường bị tác động do hít thở không khí có chứa nhiều khí monooxit cacbon

24

CÁC CHAT GAY © NHIEM MO! TRUONG KHÔNG KHÍ _

1.2.1.2 Nite oxit NO,

đioxit) là đáng chú ý nhất do những nguyên nhân sau đây:

1- Tất cả các loại nitơ oxit NO, đều có tác động trong môi trường không khí giống

trong khí thải của máy mớc tiêu thụ nhiên liệu dẫn đến hình thành muội khói cớ tính

8ây oxy hớa mạnh

các loại động cơ đốt trong cũng như trong các lò nung do có sự oxy hóa trong thông khí

của NO được tạo ra ở nhiệt độ cao

+

Về mức độ độc hại thì NO,, NO và NO; là đáng quan tâm hơn cả

hệ thống hô hấp

thuốc tẩu: 950 ppm và xiga: 1200 ppm

Các triệu chứng bệnh lý do NO, gay ra được trình bày ở bảng 1.9,

3 + 5 tuần Viêm xơ cuống phôi

Xô (cũ) ở một số vị trí thao tác nghề nghiệp của công nhân nơi có ô nhiễm khí De với

nồng độ < 3 ppm, tác hại của NO, xảy ra sau một thời gian dài từ 3 + 5 namie hại

của NO, chủ yếu là gây bệnh mãn tính đối với hệ thống hô hấp Tuy nhiên, các côi -ä nh,

nghiên cứu khảo sát rất công phu đối với học sinh ở một thành phố thuộc bang The>easy

(Mỹ) với mục đích chứng minh mối liên quan giữa nồng độ NO, trong không khi các

bệnh đường hô ấp cho kết quả còn mâu thuẫn, Có một vài số liệu thực nghiện -«>ng

phòng thí nghiệm đối với bệnh nhân hen suyễn cho biết khi hít thở không khí úœ #®>ng

liệu định lượng và vấn đề nay,

1.2.1.3 Khi sunfu dioxit SO,

Khi SO, 1a loai khi dé hoa tan trong nước và được hấp thy hoàn toàn rất nhanh khi

hít thở ở đoạn trên của đường hô hấp Người ta quan sát thấy rằng: khi hít thở không

khí có chứa 5O, với nồng độ thấp (1 + õ ppm) xuất hiện sự co thất tạm thời các cơ mềm của khí quản Ó nồng đô cao hơn, 5O, gây xuất tiết nước nhầy và viêm tấy thành khí quản, làm tăng sức cản đối với sự lưu thông không khí của đường hô hấp, tức gây khó thở

nồng độ 0,56 ppm tương đương với 1,6 mg/m}, còn người bình thường Ít nhạy cảm với

SO, thi nhận biết mùi của nó ở nồng độ 2-3 ppm Cũng có số liệu chứng tỏ rằng công nhân làm việc thường xuyên ở những nơi có nồng độ SO, khoảng 5 ppm hoặc hơn thì độ nhạy cảm về mùi sẽ giảm và không còn nhận biết được mùi ở nồng độ ấy nữa cũng như

không có phản ứng phòng vệ xuất tiết nước nhầy ở đường hô hấp

- Töm lại, có thể nói rằng nồng độ l ppm của khí SO, trong không khí là ngưỡng xuất

hiện các phản ứng sinh lý của cơ thể; ở nồng độ 5 ppm - đa số các cá thể nhận biết được

mùi và có biểu hiện bệnh lý rõ ràng, còn ở nồng độ 10 ppm - hầu hết đều than phiền do đường hô hấp bị co thất nghiêm trọng

1.2.1.4, Khi hydro sunfua H,S Khí H,S là loại khí không mau, dễ cháy và có mùi rất đặc biệt giống mùi trứng ung

Trong các đô thị nồng độ khí H,S trong không khí thường dưới 0,01 ppm, nhưng ở gần

các khu công nghiệp nồng độ khí H;5 có khi lên đến 0,13 ppm Ngưỡng nhận biết bằng mùi của khí H,5 dao động trong khoảng 0,0005 + 0,13 ppm Ỏ nồng độ 10 + 20,ppm- khi H,S làm chay nước mát, viêm mát Khi hít thở phải khí HS gây xuất tiết nước nhày

và viêm toàn bộ tuyến hô hấp Ỏ nồng độ 150 ppm hoặc lớn hơn khí H,S gay té liệt cơ quan khứu giác Như vậy mùi hôi khó ngửi là một "ưu điểm" lớn của khí HLS vi nha co

mùi mà người ta phát hiện được nd ở nồng độ rất thấp, khi nớ chưa gây ra “một tác hại

sinh lý nào đối với cơ thể con người, tuy nhiên ở nồng độ > 150 ppm thì ưu điểm đó sẽ

bị vô hiệu hóa

(1.2.1.5, Khé clo Cl

_ Bảng 1.10 Tác hại của khí clo ở các giới hạn nồng độ khác nhau [54]

-_ Nông độ khí do trong Tác hại đối với cơ thề người

30 Ho, đau cồ họng

nghiém trong

100 Có thê gây chết người

26 CAC CHAT GAY © NHIEM MOI TRUQNG KHÔNG KHÍ

Clo là loại khí màu vàng xanh, có mùi hăng cay và gây tác hại đối với mát, da và - đường hô hấp Hít thở không khí ô nhiễm bởi khí clo người cảm thấy khó thở, bỏng rat

da, cay đỏ mắt và nhin bi md O bang 1.10 là mức độ tác hại đến sức khỏe của khÍ clo

ở nồng độ khác nhau trong không khí

1.2.1.6 Khí amuniac NH 3

Amoniac có thể có trong không khí dưới dạng lỏng và khí Dó là loại khÍ không màu

và có mùi khai hác Túc hại chủ yếu của nó là làm viêm da va đường hô hấp Mùi

amoniac có thể nhận biết được ở nồng độ ð + 10 ppm Ỏ nồng độ 150 + 200 ppm - gay

khớ chịu và cay mất Ỏ nồng độ 400 + 700 ppm - gây viêm mất, mũi, tai và họng một |

1.2.1.8 Túc hại của bụi đối với người

Bụi gây ra nhiều tác hại khác nhau nhưng trong đó tác hại đối với sức khỏe con người là quan trong nhất

Và sức khỏe, bụi có thể gây tổn thương đối với mát, da hoặc hệ tiêu hóa (một cách

Mũi với các ống dẫn khí uốn lượn có bề mặt bao phủ bởi chất nhầy cùng với lông

mũi được xem như một máy lọc bụi rất hiệu quả đối với các hạt có kích thước trên 10 m

và một tỷ lệ đáng kể đối với hạt có kích thước xuống tận 5 + 2 m Từ yết hầu không khí đi xuống khí quản, sau khí quản đường dẫn khí liên tiếp phân chia thành các nhánh, phế quản chính và phụ dẫn tới hai lá phổi và các thùy riêng biệt (hai thùy phổi bên phải

và hai thùy phổi bên trái) Dường kính của các đường dẫn khí giảm dần từ 12 mm ở phế

quản chính tới 0,7? mm ở các tiểu phế quản tận cùng Tại vùng thở của phổi, mỗi tiểu phế quản tận cùng lại phân chia thành bốn cấp nữa để dẫn tới các túi phế nang có đường kính khoảng 0,3 mm Mối phế nang là một hốc bán cầu có đường kính = 0,15 mm, ở đó khí được trao đổi bằng sự khuếch tán hai chiều qua cấu trúc mỏng manh và đều đặn của

các mao mạch

Trên hình 1.5 là sơ đồ chỉ tiết hệ thống hô hấp của người

Các hạt bụi có kích thước < 10 ¿m còn lại sau khi bị giữ phần lớn ở mũi tiếp tục đi

sâu vào các ống khí quản Tại đây các hạt bụi lớn bị lắng đọng hoặc dính vào thành ống dẫn do va đập rồi nhờ chất nhầy và lớp lông của tế bào biểu bì chúng bị chuyển dân lên

phía trên để cuối cùng bị khạc ra ngoài hoặc bị nuốt chửng vào đường tiêu hóa Các hạt

có kích thước nhỏ hơn (1 + 2 ¿m) tiếp tục đi sâu vào tận các vùng thở của phổi và hầu như bị lắng đọng toàn bộ ở đó.

_ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ XỦ LÝ KHÍ THÁI 27

cả trong không gian thở

của phổi và lại được

thở ra Nếu kích thước

hạt bụi tiếp tục giảm

khối lượng không khí

thở vào thở ra của mỗi

_ phút (theo Hatch, 1960) thanh quản; 6 thanh quản; 7 khí quản, 8 sườn; 9 phỒi phải, I0 phỒi trái,

b) PhỒi: 12 phế quản; 13 cơ mềm; 14 nhánh phế quản, I5 cuống túi phế

nang; l6 phế nang, 17 túi phế nang

hại của bụi tan được nhầy; 21 tế bào hình trụ; 22 tế bào nền; 23 màng nền; 24 mô liên kết

hoặc không tan trong

nước sau khi lắng đọng trong hệ thống hô hấp

mồm hay đường hô hấp trên có thể gây tổn thương như làm thủng rách các mô, vách `

ngăn mũi; v.v Loại bụi này vào sâu bên trong phổi có thể bị hấp thụ vào cơ thể và gây

nhiễm độc hoặc gây dị ứng bằng sự co thắt đường hô hấp như bệnh hen suyễn

Đại diện cho nhớm bụi độc hại đễ tan trong nước là các muối của chi

hóa, hô hấp và qua bề mặt da, trong đơ tỷ lệ phần trăm bụi bị hấp thụ nhiều nhất là đường hô hấp Do đó bụi thâm nhập bằng đường hô hấp vẫn là nguy hại nhất Bụi chỉ

gây tác hại cho quá trình tổng hợp hồng cầu, cho thận và hệ thống thần kinh Nớ có thể

cố định trong xương và răng

28 CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KH

nén mua thi hau qua chdc chdn la ttt vong; lu sg, a

Trung bình mỗi người hang ngày thu nhận au XM pe 4

vào cơ thé mét lugng chi (Pb) 1a 0,3 + 0,5 mg; vé XŠ Ở các Akông

trong đó 0,10 + 0,1ð mg từ thực phẩm, 0,15 + nt 9i#a thể

Bụi chỉ gây ô nhiễm bầu khí quyển chủ yếu U48 4 5 6

0,8% (0,8 cm32/Ít) chất tetraetyl chi (C,H,),Pb

lượng chi trong máu người sống ở thành phố,

đặc biệt là người lái xe, cao hơn so với người sống ở nông thôn, ở người nghiện thuốc lá

Nguy hại cho sức khỏe nhất là bệnh bụi phổi và các bệnh cớ liên quan do bụi gây ra Bệnh bụi phổi (pneumoconiosis) là một thuật ngữ chung bao gồm một nhớm bệnh nghề nghiệp do bụi lắng đọng trong phổi gây ra, được trình bày dưới đây

_* Bệnh bụi siie phối (Silieosis) - là bệnh đặc biệt nguy hiểm do hít thở bụi có chứa

silic Bui silic có tầm quan trọng đặc biệt bởi các đặc tính gây nhiễm độc tế bào có để lại

dấu vết do xơ hớa các mô làm giảm nghiêm trọng sự trao đổi khí của các tế bào trong

lá phổi Công nhân trong nhiều ngành công nghiệp như khai thác than, khai thác đá, nghiền đá, đúc gang, phun cát v.v rất dé mdc bệnh bụi silic phổi

Kinh nghiệm đầu tiên nhận biết được tác hại của bụi là ở các mỏ vàng Nam Phi - nơi mà ở những năm đầu của thế kỷ 20 có nhiều công nhân khoan đá bị chết do bệnh đau vùng ngực Tỷ lệ chết của các công nhân ở đây chiếm khoảng 7% hàng năm và có Ạ nhiều công nhân sau thời gian làm việc độ ð-6 năm đã bị mắc bệnh Chính vì vậy vào

năm 1911 Nam Phi là nước đầu tiên thông qua Dạo luật bồi thường sức khỏe cho người mắc bệnh bụi silic phổi

* Bénh bui amiang phéi (Asbestosis) - 1a bệnh gây ra do bụi amiăng Các hạt bụi

amiang dang sợi gây bệnh cơ kích thước tương đối dài: ~ 50 am Bụi amiăng gây xơ hóa

lá phổi và làm tổn thương trầm trọng hệ thống hô hấp Ngoài ra, người ta còn phát hiện

khả năng gây ung thư phổi của bụi amiãng Cần hết sức than trọng khi làm việc với vật

Ỏ phụ lục 1 có giới thiệu nồng độ cho phép của các chất độc hại trong không khí xung

quanh của một số nước trên thế giới và phụ lục 2 là bảng tính đổi đơn vị đo nồng độ 1.2.2 Túc hại của các chất ô nhiễm đối với súc vật

Túc hại của ô nhiễm không khí đối với súc vật cần được nghiên cứu bởi hai lý do quan trọng sau đây: một là lý do kinh tế đối với ngành chăn nuôi nói chung của quốc gia cũng như của từng hộ gia đình nông dân nới riêng, hai là lý do liên quan trực tiếp tới sức khỏe con người khi sử dụng thực phẩm nguồn gốc động vật

Ngoài ra, những loài động vật nhỏ như chuột bạch, chuột lang, thỏ v.v thường được

dùng làm vật thí nghiệm để xác định tác hại của các loại độc tố hoặc môi trường 6 nhiễm,

Các chất ô nhiễm không khí thâm nhập vào cơ thể động vật bằng hai con đường: con

đường hô hấp do hít thở không khí ô nhiễm và con đường tiêu hóa do ăn cỏ, lá cây bị

nhiễm độc

Những chất ô nhiễm chủ yếu gây tác hại cho động vật là:

e Khí SO.: gây tổn thương lớp mô trên cùng của bộ máy hô hấp, gây bệnh khí thũng

và quy tim

Đối với chuột cống nồng độ SO, là 11 ppm và thời gian tiếp xúc 18 ngày bát đầu gây ảnh hưởng đến hoạt động của lớp mao trên màng nhày của phố nang phổi, tăng xuất tiết

e Khi CO: giống như đối với người - làm suy giảm khả năng trao đổi vận chuyển oxy của hồng cầu trong máu Ỏ nồng độ 100 ppm và thời gian tiếp xúc 8h hàng ngày CO

Khí hydro filorua HF: gây viêm khí quản, viêm phổi ở các loài chuột lang và thỏ Với

nồng độ cao trên 8 mg/m? HF co thé gây chết do viêm phổi nặng

Ngoài ra, khi ăn cỏ có chứa những hợp chất của flo, các loài cừu, bò thường bị hỏng răng Dây là vấn đề thường gặp nhất trong thực tế chăn nuôi

Nghiên cứu các tài liệu về động vật bị chết trong các đợt xảy ra sự cố môi trường là

rất có lợi cho việc phân tích tác động ô nhiễm không khí đối với động vật Ví dụ trong

vụ sự cố môi trường xảy ra ở Anh (Luân Đôn) vào năm 1962 có rất nhiều bò bị chết Kết quả nghiên cứu trên xác chết của động vật, người ta khẳng định được nguyên nhân gây

chết là bệnh viêm phổi, khí thũng và suy tim mà tác nhân chính của sự cố là khí so, (44; 54)

1.3.3 Tác hại của các chất ô nhiễm đối với thực vật

1.2.3.1 Khái niêm chung về tác động môi trường đối với sự sinh trưởng của thực vật

Thực vật có độ nhạy cảm với ô nhiễm môi trường cao hơn so với người và động vật

30 CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM MỖI TRƯỜNG KHÔNG KH

Su sinh trưởng bình thường

của thực vật đòi hỏi phải cơ

bằng nơi trên

Ảnh hưởng của ô nhiễm

môi trường đối với thực vật

rất khác biệt nhau từ loài này

sang loài khác Cùng một

phát triển nhanh

Thực vật tồn tại và phát triển được là nhờ có các quá trình sinh hóa sau đây: quang

hợp, hô hấp và thoát hơi nước Các quá trình này được thực hiện chủ yếu là ở lá cây Ỏ

hình 1.7 là mặt cát ngang điển hình của lá cây

1- Quang hợp - Quang hợp là quá trình tạo ra các cacbohydrat đơn như glucoz0 trong

lá xanh bởi các hạt diệp lực khi cớ ánh sáng, khí CO, và hơi nước Phản ứng hớa học của

quá trình quang hợp như sau:

Kết quả của quá trình quang hợp là cây tăng trưởng và hình thành chất dinh dưỡng

Cường độ quang hợp phụ thuộc vào nhiều yếu tố: yếu tố nội tại và yếu tố môi trường

bên ngoài, trong yếu môi trường có: cường độ bức xạ Mặt Trời, nồng độ CO, trong không

khí, nhiệt độ, độ ẩm không khíÍ và nước cấp

2- Hô hấp- Hô hấp chủ yếu là quá trình oxy hóa và phân giải các hợp chất hữu cơ -

hyđrocacbon đơn như gÌucozơ trong các tế bào sống và giải phóng năng lượng Phản ứng

"hóa học của quá trình hô hấp là:

Năng lượng giải phóng được trong quá trình này ở dưới dạng thích hợp cho hoạt động

3- Quá trình thoát hơi nước

Quá trình này diễn ra tại các nang chứa không khí trong lá cây dưới tác động của

ánh sáng Mặt Trời và được điều tiết trong một phạm vi nhất định bởi các chất nguyên

Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ XỦ LÝ KHÍ THÁI 31

Khi môi trường không khí bị ô nhiễm trong lúc các yếu tố ngoại cảnh khác vẫn được

đảm bảo bình thường thì các quá trình quang hợp, hô hấp và thoát hơi nước của cây cối: đều bị Ảnh hưởng và biểu hiện bằng các triệu chứng sau đây:

- Tốc độ tăng trưởng: cây chậm lớn do quá trình quang hợp và hô hấp bị hạn chế

- Hiện tượng lá vàng úa hoặc bạc màu: khi không khí bị ô nhiễm, quá trình quang: hợp bị kÌm hãm, không tổng hợp kịp chất diệp lục để nuôi cây, chất diệp lục tích trữ được trong cây bị tiêu hao với tốc độ nhanh hơn tốc độ sản sinh ra chúng từ quá trình

- Chết cây từng bộ phận hoặc chết hẳn toàn bộ: khi stress đối với cây vượt quá mức chịu đựng đo ô nhiễm không khí hoặc do các lý do sinh học và vật lý khác gây ra thì các phản ứng thuận nghịch trong các tế bào và' các mô của cây không xảy ra được nữa và

dẫn đến cái chết từng bộ phận hoặc toàn bộ cây |

1.2.3.2 Cơ cấu quá trình gây tác hại của các chất ô nhiễm đối với thực vật 7

Trong các chất ô nhiễm không khí thường gặp thÌ sunfu đioxit SO, là chất gây tác hại đã từng xảy ra ở nhiều nơi nhất trên thế giới và vì thế được nghiên cứu đến nhiều nhất

Khí 5O, thâm nhập vào các mô của cây và kết hợp với nước để tạo thành axit

sunfurơ H;Š5O; gây tổn thương màng tế bào và làm suy giảm khả năng quang hợp Cây

Anh sáng Mặt Trời có tác dụng kích thích mở rộng các khoang trao đổi khí nằm ở

mặt dưới của lá và vì thế khí 5O; cũng như các chất ô nhiễm khác thâm nhập vào lá cây vào ban ngày mạnh hơn gấp 4 lần so với ban đêm,

Các chất ô nhiễm khác như ozon, hop chat flo, oxit nita, hydro sunfua cũng gây tác

hại tương tự nhưng ở mức độ thiệt hại khác nhau và cơ cấu của quá trình gây hại cũng

khác biệt nhau, phần lớn là làm Suy sụp các mô của lá từng vùng (đốm lá, xạm lá) hoặc toàn bộ, kết cục là suy giảm khả năng quang hợp, phá vỡ các phan tng hda học diễn ra

bên trong các tế bào và dẫn đến những hậu quả tương tự như trên :

Ô nhiễm bụi trong không khí cũng gây tác hại không kém phần nặng nề đối với thực

Tác hại đầu tiên của ô nhiễm bụi đối với thực vật dễ dàng nhận thấy là độ trong suốt của khí quyển đối với ánh sáng Mặt Trời bị giảm, cộng với lớp bụi bao phủ trên lá cây làm cho khả năng quang hợp, trao đổi khí (hô hấp) và thoát hơi nước - 3 chức năng sinh học quan trọng của cây - đều bị hạn chế Hậu quả là năng suất cây trồng bị giảm, mùa

Ngoài ra, nếu bụi có chứa các chất ô nhiễm khác như các hợp chất flo, lưu huỳnh,

kim loại nặng v.v thì ngoài tác hại trực tiếp đến quá trình sinh trưởng của cây cối còn

có cả tác hại gián tiếp đối với người và súc vật khi sử dụng các bộ phận khác nhau của

Tác hại cụ thể của một số chất ô nhiễm phổ biến có thể nêu ra như sau [47]:

32 CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỞNG KHÔNG KHÍ

e Sunfu đioxit (SO;): Như trên đã nơi, khí SO, là chất gây thiệt hai chủ yếu đối với

thực vật Một lượng nhỏ sunfua cần cho sự sống và phát triển của cây, nhưng với nồng -

độ cao, sunfua gay tác hại nghiêm trọng

Khi thâm nhập vào các tế bào ở lá cây, SO, chuyển thành các ion sunfit (8O?~) sau

đó chuyển thành ion sunfat (8O2—);

8O, + SO‡~ > SO2~

trong đó tốc độ biến đổi từ 50, thành ion sunfit nhanh hơn nhiều so với tốc độ biến đổi

từ ion sunfit thành ion sunfat mà ion sunfit SO‡~ độc hại gấp 30 lần so với ion sunfat Tác hại cấp tính của 3O, đối với thực vật chủ yếu là gây thành đốm nâu vàng ở lá

ˆ cây và mang tính cục bộ, chỗ tổn thương không bao giờ được hồi phục, nhưng những chỗ

không bị tổn thương vẫn hoạt động bình thường Sau khi bị tác hại bởi SO,, chồi lá non

mọc ra vẫn bình thường, không bị ảnh hưởng

Tác hại cấp tính của 3O, xảy ra khi nồng độ trong không khí khoảng 0,03 ppm Túc

hại mãn tính xảy ra ở nồng độ thấp hơn

Các loại thực vật nhạy cảm với SO, là cây linh láng (luzerne), cây bông vải, củ cải, bắp cải, cà rốt, lúa mì, táo các loại cây chống chịu tốt đối với SO là khoai tây, hành,

ngô, dưa chuột, bầu bí, chanh v.v.,

eFlorua (các hgp chat cua flo - tinh theo F): Tac hai của florua đối với thực vật xảy

ra ở nồng độ rất thấp: 0,1 ppb Đây là chất gây độc hại mãn tính Khi thâm nhập vào lá cây, florua tích tụ lại ở đó và nồng độ tăng dần O mép lá thường cố nồng độ florua lên tới 50 + 200 ppm Súc vật ăn lá cây có chứa nhiều florua sẽ bị bệnh ố răng và rỗng xương Dấu hiệu tác hại đầu tiên do florua gây ra là đầu và mớp lá bị vàng úa Các loại cây nhạy cảm với florua là mơ, mận, thông

Các loại cây chống chịu với florua là lê, táo, linh lãng, hoa hồng

e.Ozon (O,): Ozon có thể thâm nhập vào lá cây ngay cả ban đêm khi các khoang

trao đổi khí ở mặt dưới của lá đóng kín '

- Ozon oxy hóa đường glucozơ, do đó loại cây nào chứa nhiều đường thì chống chịu tốt ảnh hưởng của ozon Tác hại của ozon đối với một số loài cây bắt đầu ở nồng độ dưới 0,02 ppm Dấu hiệu tác hại là ở mặt trên của lá xuất hiện những nốt sần sùi lấm tấm

màu vàng nâu hoặc trắng duc do cdc tế bào hình trụ ở dưới lớp biểu bì của lá bị đính

kết lại với nhau Các loại cây nhạy câm với O, là: cây thuốc lá, cà chua, đậu, củ cải, khoai tây, yến mạch (một loại ngũ cốc) Dặc biệt cây khoai tây rất nhạy câm với ozon vì các

e Nitơ đioxit (NO,): Khí NO, gây tác hại đối với thực vật tương tự như khí so, Ỏ

nồng độ 0,õ ppm khí NO, lam cho cây cham phat triển Tác hại cấp tính của NO; “xây

ra ở nồng độ dưới 1,0 ppm

e Hydro sunfua (HS): Gay tác hại đối với sự phát triển của mầm, chồi cây Thường đối với loại cây chống chịu tốt, nồng độ H,5 lên đến 400 ppm tác dụng liên tục trong 5 giờ mới gây tác hại rõ nét Khí HS gây tác hại đối với người mạnh hơn do mùi hôi thối của nd so với tác hại đối với thực vật

_® Amoniac (NH,) và axit clohyđric (HCI): Tác hại của các chất ô nhiễm này đối với thực vật cũng tương tự như khí SO;, - tác hại cấp tính, không tích luỹ mãn tính Chúng làm ngưng trệ quá trình quang hợp + và gây ra bệnh bạc, cháy lá Ỏ nồng độ 2,5 ppm HCI

làm giảm rõ rệt quá trình hô hấp của cây

O-NHIEM KHONG KHi VA XU LY KHi THÁI | 33

e Clo (CI): Tac hại của clo đối với thực vật cũng tương tự nhu SO, hoặc ozon, nhung

mức độ độc hại của clo gấp 3 lần so với SO, Clo gây bạc trắng lá cây do chất diệp lực

bị phá hủy và do đó quá trình quang hợp bị giảm mạnh Ỏ nồng độ 0,1 ppm clo gay tac

hại đối với thực vật sau thời gian 2h tác động

Để xác định mối quan hệ giữa mức độ tác hại với nồng độ chất ô nhiễm trong không - khí và thời gian chịu tác động, các nhà khoa học Mỹ: O’Gara, Thomas, Hendricks, Hil ˆ

[52] đã tổng hợp các số liệu thực nghiệm cùng với số liệu khảo sát thực tế và rút ra được

"biểu thức sau đây ứng với một biểu hiện bệnh lý nhất định của thực vật:

C- nồng độ cần thiết của chất ô nhiễm để gây ra một tỷ lệ phần trăm nhất định của

biểu hiện bệnh lý trên lá cây trong thời gian r;

C, - nồng độ giới hạn cho phép mà cây có thể chịu đựng được trong thời gian kéo đài suốt chu kỳ sinh trưởng;

K - hằng số

Túc hại của khí SO, đối với cây linh lăng (luzerne) - một loại cây dạng bụi (khóm) dùng làm thức ăn khô cho gia súc hoặc làm phân xanh tăng đạm cho đất được thể hiện ˆ

bằng các công thức theo dạng biểu thức nêu trên như sau:

(C - 0,24): = 0,94: — bắt đầu có dấu hiệu héo lá (1.11)

Trong các công thức trên:

C- nồng độ tính theo ppm (10), r tính theo giờ

Từ aác công thức trên ta có thể suy ra được nồng độ giới hạn cho phép của khi SO,

đối với cây linh lăng là 0,24 ppm tương đương với 0,64 mg/m3 ở 209C

Cũng từ các công thức nêu trên ta có thể tính ra được nồng độ khí SO; và thời gian tác động ứng với các mức tác hại khác nhau đối với cây linh lăng như sau (bảng - 1.11)

Bảng I.1T Tác hại của khí SỐ; đối với cây linh lăng phụ thuộc vào nồng độ và thời gian tiếp xúc

Nồng độ khí SO., ppt (my/m2)* ứng với thời gian tác động r, h

| 509% ti bt héo 35 (932) 193 (5, - Lá6 (442) 158 (421) 149 (397) M02 lá bị ho | 5A 2⁄7 | 34 (908) 30 (799) 287 (164) 273 (12)-

34 CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ

Dể có thể suy ra được nồng độ giới hạn cho phép cũng như quan hệ giữa nồng độ và thời gian tác động của 8O, đối với các loài thực vật khác, ta có thể tham khảo mức độ chống chịu tương đối của các loài cây khác nhau so với cây linh lãng - lấy độ chống chịu khí SO, của cây linh lãng làm đơn vị - xem bảng (1.12)

Bảng 1.12 Sức chống chịu khí SO; của các loài cây khác nhau so với sức chống chịu so,

của cây linh lăng do O°Gura xác định [44]

Trên đây là các số liệu chung về mức độ gây tác hại của khí SO, đối với thực vật

ứng với các giá trị nồng độ và thời gian tác động khác nhau do các nhà khoa học Mỹ

nghiên cứu và tổng kết được vào những năm 1922 + 1950; còn tiêu chuẩn quy định nồng

độ giới hạn cho phép của các chất ô nhiễm đối với thực vật thi ở mỗi nước có những tiêu chuẩn quy định khá khác biệt nhau Sau đây là tiêu chuẩn về nồng độ độc hại cho phép đối với thực vật của một số nước tiên tiến trên thế giới (bảng 1.13; 1.14 và 1.15 [10b])

‘6 NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ XỦ LÝ KHÍ THÁI

Các chất oxy hóa trong

Bảng I.14 Tiêu chuần về nồng độ giới hạn tối đa từng lần đo (tức thời)

đối với thực vật của Đức, 1979

| Sunfu dioxit SO, 002 Fomandehyt HCHO 02

Qua số liệu cho ở các bảng 1.13 + 1.15 ta thấy có lẽ do điều kiện kinh tế kỹ thuật

hạn cho phép của các chất ô nhiễm cũng không thể giống nhau Điều đó càng thúc đẩy những nhà khoa học về môi trường của Việt Nam chúng ta cần nhanh chóng tiến hành

nghiên cứu để đưa ra các giới hạn tiêu chuẩn phù Hợp với điều kiện riêng của mình

1.9.4 Tác hại của các chất ô nhiễm đối với vật liệu

gÙ, mài mòn, gây hoen ố và phá hủy

1.2.4.1 Đối với vật liệu kim loại

Khí 5O, là tác nhân gây han gỉ rất mạnh đối với kim loại Khi gặp ẩm trong không

36 CÁC CHẤT GAY Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ

khí hoặc trên- bồ mặt vật liệu, 8O, biến thành axit sunfuric và tác dụng với kim loại để

tạo thành muối sunfat của vật liệu bị tác động - đơ là quá trình han gỉ Người ta quan

khí có chứa nhiều tỉnh thể muối ở vùng biển

Bụi trong không khí cũng cớ tác động lam tăng cường quá trình han gỉ của kim loại, đặc biệt là bụi than, bụi ximảng có chứa SO, và vôi

Hợp kim nhôm có độ bền vững cao dưới tác động hóa học của ô nhiễm không khí,

tuy nhiên bề mặt của vật liệu đã hoàn thiện cũng có thể bị mài mòn hoặc hoen ố do bụi bám

1.2.4.2 Đối với vật liệu xây dựng

Cac chat 6 nhiém nhu khi CO,, SO, cơ tác hại rất lớn đối với vật liệu xây dựng có

nguồn gốc đá vôi Thí gặp Am và oxy các chất 'ô nhiễm nói trên tác dụng với đá vôi

(CaCO,) và tạo thành muối sunfat canxi CaSO, tan được trong nước làm cho công trình

CaCO, + SO, = CaSO, + CO, (1.14)

Ngoài tác động về mặt hóa học đối với vật liệu xây dựng, ô nhiễm bụi trong không

khí cũng gây tác hại đảng kể do quá trình cọ xát mài mòn các bề mặt công trình bằng đá,

gạch, kính, sơn khi có gió mạnh, tương tự như quá trình xử lý bề mặt bằng máy phun cát

1.2.4.3 Dối với vật liệu sơn

Lớp sơn trên bề mặt sản phẩm, thiết bị, dựng cụ hoặc công trình có thể bị tác động _ bởi bụi dạng rắn hoặc lỏng có chứa nhiều hợp chất hóa học khác nhau, gây ra sự mài mòn hoặc phản ứng phân hủy chat son Tic hại gây ra trên cả hai phương diện kinh tế

và mỹ quan không những đối với công trình và đồ vật thông thường mà còn đối với cả

các tác phẩm nghệ thuật, hội họa

Khí H,S trong không khí ô nhiễm cớ phản ứng trực tiếp với các hợp chất của chì

Những nguyên liệu để dật vải như bông, len, sợi tổng hợp là những vật liệu cớ nhạy

cảm với các chất:ô nhiễm gốc axit trong sản phẩm cháy Khí §O, làm giảm độ bền dẻo

của sợi, vải Khí SO; cũng có phản ứng với thuốc nhuộm làm cho thuốc nhuộm kém chất

lượng, không đạt được màu sắc mong muốn hoặc hư hỏng

Bụi trong không khí cũng gây tác hại đáng kể cho đồ may mặc, làm cho quần áo chóng đen bẩn, cháng bị mài mòn, nhất là khi bụi có chứa các thành phần như 3O, HS -.,

v.v Ngoài ra, cũng cần nơi thêm rằng các yếu tố môi trường khác như nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm, gió cũng tham gia vào việc Bây tác hại cho sản phẩm dệt may

1.2.4.5 Đối với vật liệu điện, điện tử

Thiết bị điện công suất thấp thường bị trục trặc nhiều nhất là do bụi bám trên các

Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ XỬ LÝ KHÍ THÁI 47

công tắc tiếp xúc, cầu dao làm cho mạch điện không thông suốt khi đóng điện Nguy hại -

hơn nếu trong bụi có chứa các hợp chất ăn mòn kim loại Bụi cũng có thể bám trên các

bộ phận cách điện của đường dây cao thế Khi gặp ẩm, sương hoặc mưa, lớp bụi ẩm có

thể trở thành vật dẫn điện và gây ra hiện tượng phóng điện rất nguy hiểm Người ta

cũng tìm thấy rằng đầu bịt paladi gốc niken của công tắc kiểu thanh ngang - dọc bị ăn

._ mòn và hình thành lớp gỉ màu xanh sáng cách điện Kết quả do 1a do thành phần nitrat

cố mặt trong bụi gây ra

1.2.4.6 Đối với vật liêu giấy, da thuộc, ca0§u

Khí 8O; gây tác hại mạnh đối với giấy và da thuộc, làm cho độ bền, độ dai của chúng

bị giảm sút Còn caosu thì rất nhạy cảm với ozon Ozon có tác dụng làm chơ caosu bị

cứng giòn, giảm sức bền và nứt nẻ

1.2.5 Hau quả toàn câu của ô nhiễm không khí Choad)

1.2.5.1 Hiệu quả nhà kính - Nhiệt độ khí quyển Trái Đất tăng cao

Ha a

thấy có bước sóng  = 0,4 + 0,8 m, các tỉa cực tÍm 4 = 0;1 + 0; ‘am và một phần các

tia cận hồng ngoại  = 0,8 + 5 ¿m

Còn bức xạ của mặt đất ở nh§‡ệt độ thấp hơn nhiều lần so với nhiệt độ Mặt Trời (= ©

288K của Trái Dất so sánh với @000K của Mặt Trời) nên bức xạ của mặt đất là bức xạ

song dài ứng với tia hồng ngoại œố bước sóng từ 3 + 60 um

Theo định luật Wein, đối với vật đen tuyệt đối (Mặt Trời va Trãi Đất có thể xem là

những vật đen lý tưởng) thì bước sóng ứng với cường độ bức xạ đực đại tỷ lệ nghịch với

Như vậy cường độ bức xạ cực đại của Mặt Trời xưống Trái Dất ứng với, ' ước sóng

0,50 m - tương ứng với ánh sáng trông thấy được, còn bức xạ cực đại từ “that tất vào

bầu trời ứng với bước sóng 10,4 m - thuộc vùng tỉa hồng ngoại không trông thấy cước

Các chất ô nhiễm không khí như CO., CH,, N;O, chất cloroflorocacbon - CFC, ozon -

và cả hơi nước nữa là những chất gần như trong suốt đối với tỉa sáng sóng: ngắn, ngược

lại đối với bức xạ sớng dài - tia hồng ngoại - chúng hấp thụ rất mạnh: Kết quấ là nếu

bầu khí quyển bị ô nhiễm bởi những chất nêu trên thi nang lượng Mat Tỗi vẫn bức xạ

xuống mặt đất một cach binh thường không bị cản trở, ngược lại năng lượng bức xa tif

mặt đất vào bầu trời dưới dạng các tia hồng ngoại thì bị các chất ô nhiễm cản trở và hấp |

thụ rồi tỏa nhiệt vào bầu khí quyển Chính vì thế mà nhiệt độ khí quyển Trái Dất sẽ bị

tăng cao do mất cân bằng giữa năng lượng thu được và năng lượng nhả ra Người ta gọi

hiệu quả mất cân bằng dẫn đến sự tăng cao nhiệt độ của khí quyển Trái Đất là "hiệu quả

nhà kinh" (greenhouse effect), con cdc ch&t CO,, CH, N; 0, O, va CFC - duge gi là các

Hoạt động của loài người trên Trái Dất làm tăng một cách rõ rệt đồng độ của các

38 CAC CHAT GAY © NHIEM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ

chất khí nhà kính

Mặc dù hơi nước cũng hấp thụ mạnh các tỉa hồng ngoại, nhưng người ta không ghép

nó vào nhóm các chất khí nhà kính vì con người hầu như không tham gia gì trong việc làm thay đổi nồng độ hơi nước trong không khí

Tỷ lệ phần trăm của các chất khí nhà kính do hoạt động công nghiệp của loài người phát thải vào bầu khí quyển trong khoảng thời gian từ 1980 - 1990 được thể hiện ở hÌnh

Hình 1.8 a © e) Hệ số hấp thụ bức xạ của một số chất ö nhiễm phồ biến trong khí quyền

0 Hệ số hấp thụ bức xạ tồng cộng của các chất ô nhiễm nêu trên tính theo nồng độ hiện có

của chúng trong khí quyền g) Phồ bức xạ của Mặt Trời và Trái Dất [57]

Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÀ XỦ LÝ KHÍ THAI

Từ biểu đồ nêu trên ta thấy vai trò quan

trọng trong việc gây hiệu quả nhà kính là

khí co, - loai khi ma hau hét cdc quá trình

công nghệ, sản xuất điện năng bằng nhiên

liệu hóa thạch đầu cơ liên quan đến

Ỏ thời kỳ tiền công nghiệp, nồng độ khí

CO; trong khí quyển ổn định khoảng 280

ppm Công nghiệp và mức sống càng phát

triển, như cầu năng lượng của nhân loại

càng nhiều thì nồng độ khí CO, trong khí

quyển càng tăng và đạt mức khoảng 359

- ppm ở thời kỳ hiện nay Ngoài ra, nạn cháy

rừng, phá rừng, tăng dân số cũng là

nguyên nhân làm cho nồng độ CO trong khí

quyển không ngừng tăng cao

Trên hình 1.10 a và b là diễn biến của

nồng độ khí CO, trong khí quyển từ năm

1850 đến 1990 (a) va lugng phat thai khi

CO, do đốt nhiên liệu trên toàn thế giới từ

năm 1950 đến 1996 (b) (Theo số liệu của Tổ

chức Quốc tế về thay đổi khí hậu toàn cầu

_IPCC - 1995)

* Khí metan (CH„)

Metan là thành phần chính trong khí

đốt thiên nhiên, nó được hình thành trong

nhiều quá trình vi sinh ky khí Nó còn là

loại khí "đầm lầy" sinh ra từ quá trình phân

Hình 1.10 a) Nồng độ khí CO- trong khí quyền

b) Lượng phát thải khí CO; hàng năm trên

toàn thế giới

40 CAC CHAT GAY O NHIEM MOI TRUONG KHÔNG KHÍ

Ỏ hình 1.11 cho thấy rằng mặc dù nồng độ khí CHỤ trong khí quyển chi bang 0,5% nồng độ CO, nhưng tốc độ tăng cao cua nó khá nhanh theo thời gian

Khí CH, hấp thụ tia hồng ngoại mạnh hơn gấp 20 lần so với khí CÓ, ở bước sóng Â'

= 8+ 12m - khoảng cửa sổ bức xạ hồng ngoại của Trái Đất Do đó với nồng độ thấp, khí CH, cũng đóng vai trò rất quan trọng trong việc gây hiệu quả nhà kính

(7

46

1,5 1,4

Khi cloroflorocacbon - goi tat la CFC duac su + dung để làm môi chất lạnh trong các

hệ thống máy lạnh, máy điều hòa không khí từ hơn 50 năm qua nhờ những tính chất nhiệt động học rất phù hợp và ổn định của chúng Trong công nghiệp người ta còn sử dụng CFC để chế tạo chất xốp cứng làm vật liệu cách nhiệt, làm chất tẩy rửa v.v

Hai chất CFC được sử dụng rộng rãi nhất trong kỹ thuật lạnh ngay từ thời kỳ đầu

la CFC-11 (CCL,F) va CFC-12 (CCI 2F;) Mỹ là nước sản xuất và sử dụng nhiều nhất chất CFC, riêng năm 1989 sản lượng CFC bao gồm: CFC-11, CFC-22, CFC-113, CFC-114 và, CFC-115 của Mỹ là hơn 300.000 t (Theo số liệu của Hãng Diều hòa không khí Mỹ TRANE.- 1998)

Trong quá trình sử dụng vận hành hệ thống máy lạnh do rò rỉ hoặc do xả môi chất lạnh khi sửa chữa, từ đó CFC có mặt trong khí quyển và tham gia vào nhóm các chất

nhà kính

CFC:là chất gây hiệu quả nhà kính cực kỳ, mạnh, nếu so với khí CO, thì CFC - 11

mạnh gấp 12 000 lần còn CFC- 12 gấp 16 000 lần