Chuong 3 - Kiem soat o nhiem khong khi

Gây hại cục bộ, không tích lũy mãn tính2 Flo Giống SO2, nhưng gây tác hại mãn tính và tích lũy 3 H2S Gây hại đối với sự phát triển của mầm, chồi cây 4 Cl2 Tương tự như SO2 và O3, mức độ

Trang 1

Trường Đại học Bách Khoa Tp HCM 1

Chương 3

Trang 2

Chương 3: Công nghệ môi trường không khí 2

Môi trường không khí

3.1 Khái niệm về ô nhiễm môi trường không khí

3.2 Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí đến môi

trường

3.3 Sự biến đổi của các chất ô nhiễm trong môi

trường không khí3.4 Phát tán chất ô nhiễm trong khí quyển

3.5 Ô nhiễm không khí do bụi

3.6 Ô nhiễm do tiếng ồn

3.7 Các phương pháp xử lý bụi

3.8 Các phương pháp xử lý hơi khí độc

Trang 3

3.1 Khái niệm về ô nhiễm môi trường không khí 3

Khái niệm

3.1.1 Không khí sạch

3.1.2 Nguyên nhân gây ô nhiễm không khí

3.1.3 Chất ô nhiễm môi trường không khí

3.1.4 Nguồn ô nhiễm môi trường không khí

Trang 4

3.1.1 Không khí sạch 4

Khí quyển

photographed by the crew of the International Space Station while space

shuttle Atlantis on the STS-129 mission was docked with the station

Trang 6

3.1.2 Nguyên nhân gây ô nhiễm không khí 6

Ô nhiễm không khí

nhiễm như bụi, khói, khí, chất bay hơi … làm thayđổi thành phần không khí sạch, có tác hại tới sứckhoẻ cộng đồng, có nguy cơ gây tác hại tới độngthực vật và vật liệu

nhiễm trong không khí có nồng độ vượt quá tiêuchuẩn cho phép

Trang 7

3.1.2 Nguyên nhân gây ô nhiễm không khí 7

Các nguyên nhân gây ô nhiễm không khí:

chất BVTV, do đốt biomass

công nghệ

hóa chất sử dụng trong nhà

Trang 8

3.1.3 Chất ô nhiễm môi trường không khí 8

Các chất ô nhiễm trong môi trường không khí

 Bụi (có khả năng lắng, lơ lửng)

 Muội than

 Khói thải (COx, NOx, SOx …)

 Các hơi axit (HCl, HF, HNO3, H2SO4 …)

 Dung môi hữu cơ bay hơi (xăng, dầu, toluen, xylen, axeton …)

Trang 9

3.1.4 Nguồn ô nhiễm môi trường không khí 9

Nguồn gốc

Trang 10

Nguồn tự nhiên gây ô nhiễm không khí

1 Ô nhiễm do cháy rừng: khói, tro bụi, SO2, CO, NOx, hydrocarbon

không cháy…

2 Ô nhiễm do hoạt động của núi lửa: tro bụi, SO2, H2S, CH4…

3 Ô nhiễm do bão cát: ô nhiễm bụi, giảm tầm nhìn …

4 Ô nhiễm do đại dương: NaCl, MgCl2, CaCl2…

5 Ô nhiễm do thực vật: các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi; các bào tử thực

vật và nấm; phấn hoa có kích thước 10 – 50 µm.

6 Ô nhiễm do vi khuẩn - vi sinh vật: những nơi tập trung đông người.

7 Ô nhiễm do các chất phóng xạ: khi một số khoáng sản và quặng kim

loại có khả năng phóng xạ

8 Ô nhiễm có nguồn gốc từ vũ trụ: bầu khí quyển nhận hàng ngàn tấn

vật chất/ngày có kích thước từ vài cm đến vài phần mười của µm.

Trang 11

Trang 12

Trang 13

Nguồn nhân tạo gây ô nhiễm không khí

Trang 14

1 Đốt nhiên liệu: muội than, CO, SO2, hydrocarbon

2 Chế biến gỗ: bụi, VOCs, mùi

3 Gang thép: bụi, khói nâu, SO2, CO, F

4 Luyện kim màu: SO2, bụi

5 Xi măng: bụi, SO2

6 Hóa chất: axit sunfuric (SOx), axit nitric (NOx), lưu huỳnh (điện

phân muối : Cl và HCl, oxy hóa H2S: H2S và SO2)

7 Phân bón: phân đạm (NH3 và NO2), phân supephotphat (HF và SiF4)

8 Giấy: SO2, H2S, mùi (CH3HS, (CH3)2S, (CH3)2S2)

9 Đồ nhựa: VOCs, bụi

10 Lọc dầu: hydrocarbon, SO2, H2S, bụi

Trang 15

Trang 16

Trang 17

3.2 Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí đến môi trường 17

Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí

3.2.1 Ảnh hưởng đến sức khỏe của con người

3.2.2 Ảnh hưởng đến động vật

3.2.3 Ảnh hưởng đến thực vật

3.2.4 Ảnh hưởng đến khí hậu toàn cầu

Trang 18

3.2.1 Ảnh hưởng đến sức khỏe của con người 18

1 CO Gây thiếu oxy do CO kết hợp với Hemoglobin trong máu

2 NOx Tác động đến mắt, mũi, cổ họng, phổi

3 SO2 Co thắt cơ mềm khí quản; tiết nước nhầy, viêm tấy thành khí

quản, tăng sức cản, gây khó thở; co thắt nghiêm trọng

4 H2S Chảy nước mắt, viêm mắt, tiết nước nhầy, viêm toàn bộ tuyến

hô hấp, tê liệu cơ quan khứu giác

5 Cl2 Khó chịu, chảy nước mắt/mũi, viêm mắt/mũi; viêm cổ họng,

ho; tổn thương phổi; chết người

6 NH3 Khó chịu, cay mắt; viêm mắt, mũi, tai, họng; bỏng da, ngạt thở

7 O3 Gây viêm mắt, chảy nước nhầy đường hô hấp, khô cổ họng,

đau đầu và rối loạn nhịp thở

8 Bụi Tác động đến mắt, da, hệ tiêu hóa và hệ hô hấp

Trang 19

3.2.1 Ảnh hưởng đến sức khỏe của con người 19

Trang 20

3.2.2 Ảnh hưởng đến động vật 20

1 CO Gây thiếu hụt oxy

Do CO kết hợp với Hemoglobin trong máu

2 SO2 Gây tổn thương lớp mô trên cùng của bộ máy hô hấp,

Gây bệnh phổi, khí thũng, và suy tim

3 HF Gây viêm khí quản, viêm phổi

Gây chết

4 Bụi Tác động đến mắt, da, hệ tiêu hóa và hệ hô hấp

Tác hại đối với động vật

Trang 21

3.2.2 Ảnh hưởng đến động vật 21

Trang 22

Gây hại cục bộ, không tích lũy mãn tính

2 Flo Giống SO2, nhưng gây tác hại mãn tính và tích lũy

3 H2S Gây hại đối với sự phát triển của mầm, chồi cây

4 Cl2 Tương tự như SO2 và O3, mức độ độc hại của Cl2 cao hơn gấp

3 lần so với SO2., gây bạc trắng lá cây, giảm quang hợp

5 NH3

HCl

Gây hại cục bộ, ngưng trệ quá trình quang hợp, bệnh bạc, cháy

lá, giảm quá trình hô hấp của cây

6 O3 Là chất oxy hóa mạnh, gây tác hại ban ngày lẫn ban đêm

7 Bụi Ảnh hưởng đến quang hợp, hô hấp, trao đổi khí

Trang 23

3.2.3 Ảnh hưởng đến thực vật 23

Trang 24

3.2.4 Ảnh hưởng đến khí hậu toàn cầu 24

Tác động toàn cầu của ô nhiễm không khí

Trang 25

Giảm chất lượng không khí

 Bụi

 Các chất vô cơ: SO2, NOx, CO, NH3, HCl, HF,

 Các chất hữu cơ: VOCs, hydrocarbon, …

 Mùi

 Tiếng ồn

Trang 26

Giảm chất lượng không khí

Trang 27

Mưa acid

không khí hòa tan vào nước

5.6)

liệu, sức khỏe con người, mùa màng và rừng

Trang 28

Mưa acid

Trang 29

Suy giảm tầng ozone

Trang 30

Suy giảm tầng ozone

Trang 31

Nóng lên toàn cầu

 Giúp Trái Đất duy trì ở khoảng 15oC

 Nếu không, nhiệt độ Trái Đất khoảng -18 o C

Trang 32

Trang 33

Trang 34

3.3 Sự biến đổi của các chất ô nhiễm không khí 34

Sự biến đổi của các chất ô nhiễm trong không khí

3.3.1 Các phản ứng hóa học

3.3.2 Quá trình sa lắng khô

3.3.3 Quá trình sa lắng ướt

Trang 35

3.3.1 Các phản ứng hóa học 35

Các phản ứng hóa học trong khí quyển

Trang 36

Các quá trình hóa học chính của khí quyển

Trang 37

Các quá trình quang hóa

khí nhận năng lượng bức xạ và chuyển sang trạngthái kích thích và bắt đầu thực hiện các quá trìnhkhác:

M + hν → M*

Ground state

Singlet state

Triplet state

Trang 38

Trang 39

 Intramolecular energy transfer - trao đổi năng lượng nội phân tử

XY* → XY†

 Spontaneous isomerization – đồng phân hóa

 Photoionization – ion quang hóa

N2* → N2+ + e

Trang 41

Phản ứng acid-base

 Do CO2 trong khí quyển

 Do SO2 và NO2 trong khí quyển tạo thành acid mạnh

H2SO4 và HNO3

Ca(OH)2(s) + H2SO4(aq) → CaSO4(s) + 2H2O

NH3(aq) + HNO3(aq) → NH4NO3(aq)

NH3(aq) + H2SO4(aq) → NH4HSO4(aq)

Trang 42

Phản ứng của oxy

Trang 43

Phản ứng của nitơ (unit: teragrams)

Trang 44

Phản ứng của nitơ tạo thành khói quang hóa

Trang 45

Phản ứng của CO 2

Trang 46

Nước trong khí quyển

Trang 47

3.3.2 Quá trình sa lắng khô 47

Định nghĩa

 Là quá trình loại bỏ các chất ô nhiễm ra khỏi khí quyển khi không có nước ở dạng lỏng trong không khí.

liệu, mặt nước, cây xanh,…

Các yếu tố ảnh hưởng:

 Mức độ xáo trộn của khí quyển

 Tính chất của khí và bụi

 Tính chất bề mặt hấp thu

Trang 48

3.3.3 Quá trình sa lắng ướt 48

Định nghĩa

để đi xuống bề mặt đất nhờ nước ở trạng thái lỏng

và rắn (mưa, mây, sương, tuyết,…)

và lắng

Các yếu tố ảnh hưởng

Trang 49

3.4 Phát tán chất ô nhiễm trong khí quyển 49

Phát tán chất ô nhiễm

3.4.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phát tán

3.4.2 Phương trình phát tán chất ô nhiễm

3.4.3 Ứng dụng các mô hình phát tán chất ô nhiễmkhông khí

Trang 50

Trang 51

Phát tán chất ô nhiễm

 Kiểm soát ô nhiễm không khí

 Tuy nhiên xử lý khí thải đạt được tiêu chuẩn không khí xung quanh

 Giải pháp

 Xử lý khí thải đạt tiêu chuẩn khí thải,

Trang 52

3.4.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phát tán 52

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát tán chất ô nhiễm trong khí quyển

Trang 53

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự phát tán chất ô nhiễm trong khí quyển

Trang 54

Ảnh hưởng của các yếu tố nguồn thải đến sự phát tán

Trang 55

Các yếu tố nguồn thải 55

Tải lượng chất ô nhiễm

(kg/s)

nhiễm trong khí quyển

 Chất ô nhiễm thải ra khí quyển càng nhiều

 Mức độ ô nhiễm càng tăng.

Trang 56

Tốc độ khí thải

nguồn (m/s)

đường kính đỉnh của nguồn

 Luồng khói càng cao

 Phát tán chất ô nhiễm càng xa

Trang 57

Nhiệt độ khí thải

 Độ chênh nhiệt độ giữa khí thải và không khí bên ngoài càng lớn,

 Độ chênh áp suất giữa khí thải và không khí bên ngoài càng lớn,

 Thúc đẩy quá trình phát tán càng xa hơn,

Trang 58

Chiều cao của nguồn,

Trang 59

Đường kính đỉnh của nguồn,

trong tại đỉnh ống khói

chuyển động của khí thải trước khi ra khỏi ốngkhói

 Thì tốc độ khí thải càng lớn,

 Quá trình phát tán càng xa

Trang 60

Bản chất của khí thải

nhiễm

trình phát tán của chất ô nhiễm trong khí quyển

Trang 61

Các yếu tố khí tượng thủy văn 61

Ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng thủy văn đến sự phát tán

Trang 62

Trang 63

Độ ẩm của không khí

Trang 64

Nhiệt độ của không khí

không khí

 Thông qua hiệu số nhiệt độ giữa khí thải và không khí trong khí quyển.

Trang 65

Cường độ bức xạ mặt trời và độ che phủ của mây trên bầu trời

phát tán chất ô nhiễm

khác

Trang 66

Các yếu tố địa hình 66

Ảnh hưởng của các yếu tố địa hình đến sự phát tán

Trang 67

3.4.2 Phương trình phát tán chất ô nhiễm 67

Phương trình phát tán

Trang 68

quanh nguồn thải

kỹ thuật, môi trường

Trang 69

3.4.3 Ứng dụng các mô hình phát tán 69

Nồng độ chất ô nhiễm sau khi ra khỏi ống khói

𝐶 = 𝑀

𝜋𝑢𝜎𝑥𝜎𝑦 𝑒𝑥𝑝 −

𝑦22𝜎𝑦2 𝑒𝑥𝑝 −

𝑧 − 𝐻 22𝜎𝑧2 + 𝑒𝑥𝑝 −

𝑧 + 𝐻 22𝜎𝑧2

𝐶𝑚𝑎𝑥 = 0.1656𝑀

𝑢𝜎𝑦𝐻

Trang 70

Nồng độ chất ô nhiễm sau khi ra khỏi ống khói

2

(tra) hoặc công thức (tính), xác định được vị trí

Trang 71

Chiều cao tối thiểu của ống khói

 𝐻𝑚𝑖𝑛 = 0.1656𝑀

𝑢𝜎𝑦𝐶𝑚𝑎𝑥

 𝐻 = ℎ + ∆ℎ𝑣 + ∆ℎ𝑡

 Trong đó

• Δhv là độ nâng cột khói do vận tốc ban đầu

• Δht là độ nâng cột khói do chênh lệch nhiệt độ

 ℎ𝑚𝑖𝑛 = 𝐻𝑚𝑖𝑛 − ∆ℎ𝑣 − ∆ℎ𝑡

Trang 72

Ống khói

 Nồng độ chất ô nhiễm từ nguồn thải đơn trong lớp khí quyển gần mặt đất đạt giá trị cực đại trong điều kiện khí quyển thuận lợi ở điểm cách ống khói từ 12 - 20 lần

độ cao ống khói theo hướng gió.

 Ống khói càng cao nồng độ cực đại càng nhỏ, nồng độ chất ô nhiễm trong lớp không khí gần mặt đất càng nhỏ.

 Càng cách xa ống khói nồng độ chất ô nhiễm càng nhỏ.

Ở khoảng cách đủ xa, nồng độ chất ô nhiễm tiến đến 0.

→ Giảm nồng độ chất ô nhiễm ở khoảng cách gần nguồn thải nhưng không bảo vệ môi trường khỏi các chất ô nhiễm.

Trang 73

→ khu vực xung quanh ống khói sẽ bị ô nhiễm nặng nề

 Ở các vùng có hiện tượng nghịch đảo nhiệt (khí quyển không ổn định)

→ lớp nghịch nhiệt có thể triệt tiêu hoàn toàn sự phát tán chất ô nhiễm

Trang 74

3.5 Ô nhiễm không khí do bụi 74

Bụi

3.5.1 Khái niệm chung

3.5.2 Nguồn ô nhiễm bụi

3.5.3 Phân loại, thành phần, tính chất của bụi

3.5.4 Ảnh hưởng của bụi đến môi trường

Trang 75

3.5 Ô nhiễm không khí do bụi 75

Khái niệm chung

 Định nghĩa của EPA:

thước rất nhỏ Bụi bao gồm nhiều thành phần khác nhau như acids (nitrates, sulfates), chất hữu cơ, kim loại, đất

và các hạt cát”.

 Các phần tử chất rắn thể rời rạc có thể được tạo ra trong các quá trình nghiền, ngưng kết và các phản ứng hóa học khác nhau hoặc sản phẩm của sự cháy không hoàn toàn các loại nhiên liệu khi thiếu không khí sẽ tạo thành muội Dưới tác dụng của không khí, chúng chuyển thành trạng thái lơ lửng và trong những điều kiện nhất định chúng tạo thành thứ vật chất mà người ta gọi là bụi Bụi là một hệ thống gồm 2 pha, pha khí và pha rắn rời rạc.

Trang 76

3.5.2 Nguồn ô nhiễm bụi 76

Trang 77

3.5.3 Phân loại, thành phần, tính chất của bụi 77

Phân loại

 Bụi sơ cấp

• Phát sinh trực tiếp tại nguồn

ống khói hoặc quá trình đốt

 Bụi thứ cấp

(nhà máy phát điện, công nghiệp và giao thông)

Trang 78

Phân loại

 Bụi mịn: carbon black (bụi than), silver iodine (AgI), combustion nuclei (nhân quá trình đốt), sea-salt nuclei (nhân muối từ biển)

 Bụi thô: cement dust (xi măng), wind-blown soil dust (bụi đất do gió), foundry dust (bụi từ lò đúc), pulverized coal (than nghiền, than cám).

Trang 79

Thành phần

tóc), bụi nhân tạo (nhựa dẻo, cao su)

kim loại (sắt, đồng, chì, kẽm, thuỷ ngân)

Trang 80

Trang 81

Trang 82

 Fume: khói

 Dust: bụi

 Mist: sương mù

 Spray: sương phun

 Smog: sương khói

 Cloud: mây

 Fog: sương giá

 Drizzle: mưa bụi

 Rain: mưa

 Kích thước

Trang 83

 Kích thước

Trang 84

Phân bố kích thước hạt

Trang 85

)d -

(

g v

= v

2 p g

p p

0

exp 558

- 0 + 142

1 K

+ 1

= C

Trang 86

Đơn vị

 ρp: khối lượng riêng của hạt bụi (kg/m3)

 ρg: khối lượng riêng của không khí (kg/m3)

 dp: đường kính hạt bụi (m)

 vt: vận tốc lắng cuối (giới hạn) (m/s)

 µ: độ nhớt của không khí (Pa.s)

 g: gia tốc trọng trường (g= 9.806 m/s2)

Trang 87

3.5.4 Ảnh hưởng của bụi đến môi trường 87

Ảnh hưởng của bụi

Trang 88

Ảnh hưởng của bụi (tt)

 d > 10 µm : giữ lại do lông mũi

 2 µm < d ≤ 10 µm : giữ lại do lớp màng nhầy

 1 µm < d ≤ 2 µm : giữ lại trong phổi

 d < 0.5 µm : thoát ra ngoài

Trang 89

 Kim loại: ăn mòn

 Vật liệu xây dựng (đá, gạch, kính, sơn, …):

 Vật liệu dệt, vải: đen, bẩn, bị mài mòn

 Vật liệu điện, điện tử

Trang 90

Trang 91

3.6 Ô nhiễm do tiếng ồn 91

Tiếng ồn

3.6.1 Khái niệm chung

3.6.2 Phân loại nguồn ồn

3.6.3 Lan truyền tiếng ồn trong không khí

3.6.4 Ảnh hưởng của tiếng ồn đến môi trường

3.6.5 Các biện pháp hạn chế tiếng ồn

Trang 92

3.6.1 Khái niệm chung 92

Tiếng ồn

hợp với mong muốn của người nghe

cảm giác khó chịu, quấy rối điều kiện làm việc,sinh hoạt, nghỉ ngơi và thu nhận âm thanh của conngười

Trang 93

3.6.2 Phân loại nguồn ồn 93

Theo vị trí:

Theo nguồn gây ồn

 Tiếng ồn giao thông

Trang 94

3.6.2 Phân loại nguồn ồn 94

Theo cách lan truyền

Trang 95

3.6.3 Lan truyền tiếng ồn trong không khí 95

Vận tốc âm thanh

 Phản xạ, hút âm, và khuếch tán âm của vật cản

Trang 96

3.6.4 Ảnh hưởng của tiếng ồn 96

Nội dung

việc

Trang 97

Quấy rối giấc ngủ

Trang 98

Tác động đến thể lực, tinh thần và hiệu quả làm việc

Trang 99

Tác động đến cơ quan thính giác

Định dạng
Số trang	175
Dung lượng	8,41 MB