Đề cương phần cơ sở môi trường không khí

1. Nguồn gây ô nhiễm Ô nhiễm không khí là sự hiện diện trong khí quyển những chất không mong muốn ở nồng độ có thể tạo ra các ảnh hưởng có hại. Những ảnh hưởng có hại này đó là làm cho không khí không sạch, gây ra các mùi khó chịu, giảm tầm nhìn xa, gây tác hại tới con người, động thực vật, tài sản,… a. Phân loại Nguồn gây ô nhiễm không khí có thể phân loại theo nguồn phát sinh và tính chất khuếch tán. • Theo nguồn phát sinh  Nguồn tự nhiên : Hoạt động 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. Cháy rừng do các nguyên nhân tự nhiện cũng như các hoạt động thiếu ý thức của con người, chất ô nhiễm như khói, bụi, khí SOx¬ NOx, CO, THC. Bão cát, gây ra ô nhiễm bụi, làm giảm tầm nhìn. Quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong tự nhiên : quá trình lên men các chất hữu cơ khu vực bãi rác, đầm 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.  Nguồn nhân tạo : Các hoạt động công nghiệp : các nhà máy sản xuất hóa chất, sản xuất giấy, luyện kim loại, nhà máy nhiệt điện. Giao thông vận tải. Sinh hoạt, vui chơi giải trí của con người. • Theo tính chất khuếch tán  Nguồn thải thấp: gồm nguồn mặt, nguồn đường, nguồn điểm (ống khói nằm dưới vùng bóng rợp khí động).  Nguồn thải cao: ống khói nằm trên vùng bóng rợp khí động. b. Nguồn ô nhiễm công nghiệp Quá trình đốt nhiên liệu thải ra rất nhiều khí độc đi qua các ống khói của nhà máy đi vào không khí. Do bốc hơi, rò rỉ, thất thoát trên dây chuyền sản xuất sản phẩm và trên các đường ống dẫn tải. Nguồn thải của quá trình sản xuất này cũng có thể được hút và thổi ra ngoài bằng hệ thống thông gió. Các ngành công nghiệp chủ yếu gây ô nhiễm không khí bao gồm : Nhiệt điện, vật liệu xây dựng, hóa chất, phân bón, dệt, sản xuất giấy, luyện kim, cơ khí, thực phẩm,… Đặc điểm chất thải do công nghiệp là nồn độ chất độc hại rất cao và tập trung trong khoảng không gian hẹp, thường là hỗn hợp khí và hơi độc hại. Tùy thuộc vào loại nhiên liệu được sử dụng và công nghệ đốt nhiên liệu, công nghệ sản xuất cũng như trình độ sản xuất mà các nguồn thải độc hại có độc tính riêng. c. Nguồn ô nhiễm giao thông vận tải Giao thông vận tải là nguồn gây ô nhiễm không khí chính ở các đô thị, đặc biệt là sự phát thải các khí CO, NO, HC, VOC,… Lượng thải các khí này tăng lên hàng năm cùng với sự phát triển về số lượng phương tiện giao thông. Nhiều phương tiện đã qua nhiều năm sử dụng nên có chất lượng kỹ thuật thấp, có mức tiêu thụ nhiên liệu và nồng độ chất độc hại trong khí xả cao, tiếng ồn lớn. Xét trên từng phương tiện, thải lượng ô nhiễm không khí từ xe máy là tương đối nhỏ, trung bình một xe máy xả ra lượng khí thải chỉ bằng một phần tư so với xe ô tô con. Tuy nhiên, do số lượng xe tham gia giao thông chiếm tỷ lệ lớn hơn và chất lượng nhiều loại xe đã xuống cấp nên xe máy vẫn là nguồn đóng góp chính các loại khí ô nhiễm, đặc biệt đối với các khí thải như CO và VOC. Trong khi đó, xe tải và xe khách các loại lại thải nhiều SO2 và NO2. Đặc điểm nổi bật của nguồn ô nhiễm giao thông vận tải là nguồn ô nhiễm rất thấp, di động, nếu cường độ giao thông lớn thì nó giống như nguồn đường, chúng chủ yếu gây ra ô nhiễm cho 2 bên đường. Khả năng khuếch tán các chất ô nhiễm giao thông vận tải phụ thuộc rất nhiều vào địa hình và quy hoạch kiến trúc 2 bên đường. d. Nguồn ô nhiễm sinh hoạt Chủ yếu là các hoạt động đun nấu sử dụng nhiên liệu như đun bếp than, sử dụng lò sưởi dùng nhiên liệu than đá, củi, dầu hỏa, khí đốt. Là nguồn gây ô nhiễm tương đối nhỏ, nhưng đặc biệt gây ô nhiễm cục bộ trong một hộ gia đình hoặc vài hộ xung quanh. Các khí gây ô nhiễm từ nguồn thải sinh hoạt chủ yếu là khí metan (CH4), H2S, ure,… e. Nguồn măt, nguồn đường, nguồn điểm. Nguồn mặt, nguồn đường, nguồn điểm là các nguồn thải thấp, có nghĩa là chúng nằm ngay trên mặt đất, trên đường và có thể chúng được xả ở một độ cao nhất định trên mặ đất nhưng xung quanh chúng có nhiều vật cản, chướng ngại như nhà cửa, công trình bao quanh làm cho khí thải không lan tỏa được ra xa mà cuối cùng lại ứ đọng hoặc chuyển động tuần hoàn (gió quẩn) do bị khuất bóng khí động do các công trình khác đứng lân cận gây ra. Nguồn mặt : bãi rác, kho chứa chất bay hơi độc hại,… Nguồn đường : dòng xe oto chạy nối đuôi nhau trên đường, băng cửa mái của nhà công nghiệp thấp… Nguồn điểm : các loại ống khói, ống xả, ống thải khí của hệ thống thông gió, điều hòa không khí, hệ thống thiết bị máy móc công nghệ nằm trong vùng bóng khí động do các công trình xung quanh gây ra.

Trương Minh Phương

MSV : 13002022

K58 – Công Nghệ Kỹ Thuật Môi Trường

Môn : Cơ Sở Môi Trường Đất, Nước, Không Khí

1 Nguồn gây ô nhiễm

Ô nhiễm không khí là sự hiện diện trong khí quyển những chất không mong muốn ở nồng

độ có thể tạo ra các ảnh hưởng có hại Những ảnh hưởng có hại này đó là làm cho không khí không sạch, gây ra các mùi khó chịu, giảm tầm nhìn xa, gây tác hại tới con người, động thực vật, tài sản,…

a Phân loại

Nguồn gây ô nhiễm không khí có thể phân loại theo nguồn phát sinh và tính chất khuếch tán

• Theo nguồn phát sinh

° Nguồn tự nhiên :

Hoạt động 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

Cháy rừng do các nguyên nhân tự nhiện cũng như các hoạt động thiếu ý thức của con người, chất ô nhiễm như khói, bụi, khí SOx NOx, CO, THC

Bão cát, gây ra ô nhiễm bụi, làm giảm tầm nhìn

Quá trình phân hủy các chất hữu cơ trong tự nhiên : quá trình lên men các chất hữu cơ khu vực bãi rác, đầm 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

° Nguồn nhân tạo :

Các hoạt động công nghiệp : các nhà máy sản xuất hóa chất, sản xuất giấy, luyện kim loại, nhà máy nhiệt điện

Giao thông vận tải

Sinh hoạt, vui chơi giải trí của con người

• Theo tính chất khuếch tán

° Nguồn thải thấp: gồm nguồn mặt, nguồn đường, nguồn điểm (ống khói nằm dưới vùng bóng rợp khí động)

° Nguồn thải cao: ống khói nằm trên vùng bóng rợp khí động

b Nguồn ô nhiễm công nghiệp

Quá trình đốt nhiên liệu thải ra rất nhiều khí độc đi qua các ống khói của nhà máy đi vào không khí

Do bốc hơi, rò rỉ, thất thoát trên dây chuyền sản xuất sản phẩm và trên các đường ống dẫn tải Nguồn thải của quá trình sản xuất này cũng có thể được hút và thổi ra ngoài bằng

hệ thống thông gió

Các ngành công nghiệp chủ yếu gây ô nhiễm không khí bao gồm : Nhiệt điện, vật liệu xây dựng, hóa chất, phân bón, dệt, sản xuất giấy, luyện kim, cơ khí, thực phẩm,…

Đặc điểm chất thải do công nghiệp là nồn độ chất độc hại rất cao và tập trung trong khoảng không gian hẹp, thường là hỗn hợp khí và hơi độc hại Tùy thuộc vào loại nhiên liệu được sử dụng và công nghệ đốt nhiên liệu, công nghệ sản xuất cũng như trình độ sản xuất mà các nguồn thải độc hại có độc tính riêng

c Nguồn ô nhiễm giao thông vận tải

Giao thông vận tải là nguồn gây ô nhiễm không khí chính ở các đô thị, đặc biệt là sự phát thải các khí CO, NO, HC, VOC,… Lượng thải các khí này tăng lên hàng năm cùng với sự phát triển về số lượng phương tiện giao thông Nhiều phương tiện đã qua nhiều năm sử dụng nên có chất lượng kỹ thuật thấp, có mức tiêu thụ nhiên liệu và nồng độ chất độc hại trong khí xả cao, tiếng ồn lớn

Xét trên từng phương tiện, thải lượng ô nhiễm không khí từ xe máy là tương đối nhỏ, trung bình một xe máy xả ra lượng khí thải chỉ bằng một phần tư so với xe ô tô con Tuy nhiên, do số lượng xe tham gia giao thông chiếm tỷ lệ lớn hơn và chất lượng nhiều loại

xe đã xuống cấp nên xe máy vẫn là nguồn đóng góp chính các loại khí ô nhiễm, đặc biệt đối với các khí thải như CO và VOC Trong khi đó, xe tải và xe khách các loại lại thải nhiều SO2 và NO2.

Đặc điểm nổi bật của nguồn ô nhiễm giao thông vận tải là nguồn ô nhiễm rất thấp, di động, nếu cường độ giao thông lớn thì nó giống như nguồn đường, chúng chủ yếu gây ra

ô nhiễm cho 2 bên đường Khả năng khuếch tán các chất ô nhiễm giao thông vận tải phụ thuộc rất nhiều vào địa hình và quy hoạch kiến trúc 2 bên đường

d Nguồn ô nhiễm sinh hoạt

Chủ yếu là các hoạt động đun nấu sử dụng nhiên liệu như đun bếp than, sử dụng lò sưởi dùng nhiên liệu than đá, củi, dầu hỏa, khí đốt Là nguồn gây ô nhiễm tương đối nhỏ, nhưng đặc biệt gây ô nhiễm cục bộ trong một hộ gia đình hoặc vài hộ xung quanh

Các khí gây ô nhiễm từ nguồn thải sinh hoạt chủ yếu là khí metan (CH4), H2S, ure,…

e Nguồn măt, nguồn đường, nguồn điểm

Nguồn mặt, nguồn đường, nguồn điểm là các nguồn thải thấp, có nghĩa là chúng nằm ngay trên mặt đất, trên đường và có thể chúng được xả ở một độ cao nhất định trên mặ đất nhưng xung quanh chúng có nhiều vật cản, chướng ngại như nhà cửa, công trình bao quanh làm cho khí thải không lan tỏa được ra xa mà cuối cùng lại ứ đọng hoặc chuyển động tuần hoàn (gió quẩn) do bị khuất bóng khí động do các công trình khác đứng lân cận gây ra

Nguồn mặt : bãi rác, kho chứa chất bay hơi độc hại,…

Nguồn đường : dòng xe oto chạy nối đuôi nhau trên đường, băng cửa mái của nhà công nghiệp thấp…

Nguồn điểm : các loại ống khói, ống xả, ống thải khí của hệ thống thông gió, điều hòa không khí, hệ thống thiết bị máy móc công nghệ nằm trong vùng bóng khí động do các công trình xung quanh gây ra

2 Chất gây ô nhiễm không khí

Chia làm 2 loại :

Các chất gây ô nhiễm sơ cấp : là những chất trực tiếp phát ra từ nguồn và bản thân chúng đã có tính độc hại

Các chất gây ô nhiễm thứ cấp : là những chất được tạo ra trong khí quyển do tương tác hóa học giữa các chất gây ô nhiễm sơ cấp với các chất là thành phần của khí quyển

• Khí SO2: là chất khí hình thành do ôxy hóa lưu huỳnh (S) khi đốt cháy các nhiên liệu như than, dầu, sản phẩm của dầu, quặng sunfua,… Là loại khí không màu, có mùi hăng, không cháy và có độ tan lớn Khí SO2 gây nguy hại đối với các công trình kiến trúc, làm hư hỏng, giảm tuổi thọ của các sản phẩm vải nilon, tơ nhân tạo, đồ giày da,

và gây ảnh hưởng xấu đến quá trình sinh trưởng của rau quả Đối với con người và động vật, SO2 gây ra các bệnh về đường hô hấp và có thể gây tử vong ở nồng độ cao

• Khí CO : Sinh ra do quá trình đốt nhiên liệu, đặc biệt trong trường hợp cháy không hoàn toàn từ các ống khói nhà máy, ống xả của xe máy, oto,… Là loại khí không màu, không mùi, không vị Ở nồng độ cao, khí CO rất độc, chúng kết hợp với hemoglobin (Hb) trong máu thành hợp chất bền vững là cacboxy hemoglobin (HbCO) làm cho máu giảm khả năng vận chuyển ôxy dẫn đến thiếu ôxy trong máu,…

• Chì (Pb): khói xả từ động cơ của các phương tiện tham gia giao thông có chứa một hàm lượng chì nhất định Ngoài ra, chì có thể sinh ra từ các mỏ quặng, từ nhà máy sản xuất pin, chất dẻo tổng hợp, sơn, hóa chất, Chì xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp, thức ăn, nước uống, qua da, qua sữa mẹ, Chì sẽ tích đọng trong xương và hồng cầu gây rối loạn tủy xương, đau khớp, viêm thận, cao huyết áp, tai biến não, gây nhiễm độc hệ thần kinh trung ương và ngoại biên, phá vỡ hồng cầu gây thiếu máu, làm rối loạn chức năng thận Phụ nữ có thai và trẻ em rất dễ bị tác động của chì

• Khí NOx : Có nhiều loại Nito Oxit do hoạt động của con người thải vào khí quyển, trong đó NO và NO2 là nhiều nhất Chúng được hình thành do phản ứng hóa học của khí nito với oxi khi đốt cháy ở nhiệt độ cao và làm lạnh nhanh Hai loại khí này có vai trò quan trọng trong hình thành khói quang hóa Chúng có thể gây tổn thương niêm mạc phổi, tăng nguy cơ mắc các bệnh về hô hấp,… đặc biệt ở trẻ em và người già

• Khí Radon : Sinh ra do phân rã hạt nhân Urani trong tự nhiên, là loại khí nặng nên thường tồn tại trong lớp không khí sát mặt đất Trong tự nhiên, radon có trong đất đá,

xỉ than, bãi thải vật liệu xây dựng, trong bùn Radon có thể bám qua các hạt bụi nhỏ, xâm nhập vào cơ thể thông qua đường hô hấp hoặc thấm qua da,qua các vết thương hở gây nên bệnh ung thư phổi ,ung thư máu,…

3 Bụi

a Định nghĩa

Bụi là một tập hợp nhiều hạt vật chất vô cơ hoặc hữu cơ có kích thước nhỏ bé, tồn tại trong không khí dưới dạng bụi bay, bụi lắng và các hệ khí dung gồm hơi, khói mù

Bụi bay có kích thước từ 0.001μm đến 10 μm bao gồm tro, muội khói, và những hạt chất rắn đã nghiền nhỏ chuyển động hỗn loạn hoặc rơi xuống mặt đất với tốc độ đều theo định luật Stokes.Loại bụi này thường gây tổn thương cho cơ quan hô hấp

Bụi lắng có kích thước lớn hơn 10 μm, thường rơi xuống đất theo định luật Newton với tốc độ tăng dần.Loại bụi này thường gây hại cho mắt, gây nhiễm trùng, gây dị ứng

b Phân loại

• Theo hệ ngưng tụ : là sự hình thành do hai pha khí và hơi với các phản ứng hóa học xảy ra hoặc sự biến đổi của hai pha có đường kính từ 0.3 đến 3μm Hệ ngưng tụ có thể

có hai loại : khói chứa hạt rắn và sương mù chứa hạt lỏng

Hạt có đường kính nhỏ hơn 0.3 μm là những nhân ngưng tụ, có thể vận động như những phần tử khí.Chúng xuất hiện nhờ quá trình ngưng tụ và được tách khỏi các hạt lớn nhờ hấp phụ

Hạt có 0.3< dp <3 μm xuất hiện do quá trình kết hợp của những hạt nhỏ hơn Chúng chuyển động theo qui luật Brawn và được tách khỏi khí nhờ mưa rơi hoặc rửa nước.Thời gian lưu của chúng thường nhỏ hơn thời gian hợp thành những hạt lớn hơn

Hạt có d>3 μm xuất hiện trước hết do sự phân tán cơ học (phân ly nhỏ) của những hạt lớn và được thu hồi lại qua quá trình lắng

• Theo nguồn gốc: Bụi hữu cơ và bụi vô cơ

• Theo nguồn phát: bụi tự nhiên, bụi nhân tạo

• Theo kích thước: Hạt có kích thước <0.1 μm: khói; Hạt có kích thước từ 0.1-10 μm: sương mù; Hạt có kích thước >10 μm: bụi

• Theo tính xâm nhập vào đường hô hấp:

Bụi: <0.1μm không ở lại trong phế nang

0.1-5μm ở lại phổi từ 80-90%

5-10 μm vào phổi nhưng được phổi đào thải ra

>10 μm thường đọng lại ở mũi

• Theo tác hại của bụi:

Bụi gây nhiễm độc chung (chì, thủy ngân, ben zen,…)

Bụi gây dị ứng viêm mũi, hen, nổi ban (bụi bông gai, phân hoá học,…)

Bụi gây ung thư (bụi quặng, bụi phóng xạ, hợp chất crom,…)

Bụi gây nhiễm trùng (lông, tóc,…)

Bụi gây xơ phổi (bụi amiang, bụi thạch anh,… )

c Vai trò của bụi trong khí quyển:

Liên kết với các trường điện từ trong khí quyển, mây và các hạt sương mù

Đóng vai trò quan trọng trong việc xác định cân bằng nhiệt của khí quyển Trái đất qua phản chiếu ánh sáng Là hạt nhân cho quá trình ngưng tụ , băng đá và giọt nước(ngưng tụ

dị thể)

Tham gia vào một số phản ứng trong khí quyển như : Phản ứng trung hoà trong giọt ; Đóng vai trò xúc tác những hạt oxit kim loại trong phản ứng oxy hoá ; Phản ứng oxy hoá quang hoá Nguyên nhân tạo nên các vẩn đục trong khí quyển làm ảnh hưởng tới thời tiết

d Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí do bụi

•Đối với con người: Bụi trong không khí, nhất là các hạt dưới 5 µm có thể vào tận phế nang của người Bụi có thể gây ra một số bệnh sau:

Bệnh phổi nhiễm bụi : Bệnh phổi nhiễm bụi là do người hít thở bầu không khí có bụi khoáng, bụi amiang, bụi than và kim loại Con người sẽ bị xơ phổi, suy giảm chức năng

hô hấp

Bệnh đường hô hấp : Tùy theo nguồn gốc các loại bụi gây ra bệnh viêm mũi, họng, phế quản ; Bụi hữu cơ như bông, đay, gai dính vào niêm mạc gây viêm phù, tiết ra các niêm dịch, dẫn tới viêm loét ; Bụi vô cơ rắn có cạnh góc sắc nhọn đâm vào niêm

mạc,gây viêm mũi ; Bụi Crom, Asen gây viêm loét thủng vách mũi vùng trước sụn lá mía; Bụi len, bột kháng sinh gây ra dị ứng viêm mũi, viêm phế quản và hen ; Bụi

mangan, photphat, bicromat kali, gỉ sắt gây ra bệnh viêm phổi, làm thay đổi tính miễn dịch sinh hóa của phổi ; Một số bụi kim loại có tính phóng xạ gây ra bệnh ung thư phổi

ví dụ như bụi uran, coban, crom, nhựa đường

Bệnh ngoài da : Bụi đồng gây ra bệnh nhiễm trùng da rất khó chữa Bụi tác động vào các tuyến nhờn làm cho da bị khô gây ra các bệnh ở da như trứng cá, viêm da Bụi gây kích thích da, sinh mụn nhọt lở loét như bụi vôi, bụi dược phẩm,thuốc trừ sâu

Bệnh về mắt : Bụi gây chấn thương mắt, viêm màng tiếp hợp, viêm mi mắt… Bụi kiềm acid gây bỏng giác mạc, làm giảm thị lực, nặng hơn có thể bị mù

Bệnh đường tiêu hoá: Bụi kim loại, bụi khoáng to nhọn có cạnh sắc đi vào dạ dày gây viêm niêm mạc dạ dày, rối loạn tiêu hoá Bụi chì gây ra bệnh thiếu máu,giảm hồng cầu, gây rối loạn thận Bụi vi sinh vật có nhiều tác hại tới sức khỏe con người, gây ra các bệnh dịch, bệnh đường hô hấp, bệnh đau mắt và bệnh đường tiêu hoá

•Đối với động vật và thực vật : Các hợp chất florua, asen, molipđen, chì và kẽm là những chất gây độc cho những loài động vật ăn thực vật Các loại thuốc trừ sâu bao gồm

những loại có chứa thủy ngân và chì đều gây thiệt hại lớn cho gia súc Bụi lò ximăng, bụi lò gạch, bụi amiang, bụi than, bụi natri clo… làm cho cây cỏ không phát triển được,

bị vàng lá, rụng lá, giảm hoa quả, làm teo hạt, giảm năng suất Thậm chí có loại cây bị tiêu diệt