BÀI TIỂU LUẬN TÌM HIỂU VỀ CO

MỞ ĐẦU….………………………………………………………………………..2NỘI DUNG…………...…………………………………………………………….2I.Giới thiệu về Cacbon mônôxít2I.1. Lịch sử.2I.2. Cấu tạo3I.3. Tính chất của CO.4I.3.1. Tính chất vật lý.4I.3.2. Tính chất hóa học.4I.4 Mônôxít cácbon trong khí quyển5II.Cơ chế phát thải khí CO trong không khí:6III.Tác hại của CO7III.1 Tác hại tới con người7III.2 Tác hại tới môi trường12IV. PHƯƠNG PHÁP KIỂM SOÁT CO TRONG KHÍ THẢI.14IV.1.Kiểm soát nguồn thải CO từ ô nhiễm công nghiệp.14IV.1.1 Giảm thiểu tiêu dùng nhiên liệu14IV.1.2 Giảm thiểu lượng CO khi đốt nhiên liệu.15IV.2. Kiểm soát nguồn thải CO từ phương tiện giao thông.15IV.2.1. Đăng kiểm nguồn thải từ xe cơ giới.15IV.2.2 Kiểm soát hệ thống thải của xe.16IV.2.3 Cải tiến động cơ đốt trong hoặc thay thế các loại nhiên liệu khác.17KẾT LUẬN……………………………………………………………………….17

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU….……… 2

NỘI DUNG………… ……….2

I.Giới thiệu về Cacbon mônôxít 2

I.1 Lịch sử 2

I.2 Cấu tạo 3

I.3 Tính chất của CO 4

I.3.1 Tính chất vật lý 4

I.3.2 Tính chất hóa học 4

I.4 Mônôxít cácbon trong khí quyển 5

II.Cơ chế phát thải khí CO trong không khí: 6

III.Tác hại của CO 7

III.1 Tác hại tới con người 7

III.2 Tác hại tới môi trường 12

IV PHƯƠNG PHÁP KIỂM SOÁT CO TRONG KHÍ THẢI 14

IV.1.Kiểm soát nguồn thải CO từ ô nhiễm công nghiệp 14

IV.1.1 Giảm thiểu tiêu dùng nhiên liệu 14

IV.1.2 Giảm thiểu lượng CO khi đốt nhiên liệu 15

IV.2 Kiểm soát nguồn thải CO từ phương tiện giao thông 15

IV.2.1 Đăng kiểm nguồn thải từ xe cơ giới 15

IV.2.2 Kiểm soát hệ thống thải của xe 16

IV.2.3 Cải tiến động cơ đốt trong hoặc thay thế các loại nhiên liệu khác 17

KẾT LUẬN……….17

TÀI LIỆU THAM KHẢO……… ……18

MỞ ĐẦU

Hiện nay vấn đề phát thải các khí độc hại ,đặc biệt tại các đô thị không phải

là vấn đề riêng lẻ của một quốc gia hay một khu vực mà nó đã trở thành vấn đề toàn cầu Sự phát triển của các ngành công nghiệp hiện đại của các quốc gia trên thế giới trong thời gian qua đã có những tác động lớn đến môi trường và làm cho môi trường sống của con người ngày bị thay đổi và ngày càng tồi tệ hơn, nó gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của con người

Trong số các khí thải phát thải ra môi trường thì khí Cacbon monoxit (CO)

là một khí thải rất được quan tâm vì độ độc hại của nó

Xuất phát từ vấn đề trên, chúng ta hãy cùng tìm hiểu về khí Cacbon monoxit, cơ chế phát thải,ảnh hưởng của nó đến môi trường cũng như tìm ra các phương pháp kiểm soát nó trong khí thải

NỘI DUNG

I.Giới thiệu về Cacbon mônôxít

I.1 Lịch sử.[1]

- Oxít cácbon đã được nhà hóa học người Pháp là de Lassone điều chế lần đầu tiên năm 1776 bằng cách đốt nóng ôxít kẽm(ZnO) với than cốc, nhưng ông đã sai lầm khi cho khí thu được là hiđrô do nó cũng cháy với ngọn lửa màu xanh lam Sau này, nó được nhà hóa học người Anh là William Cruikshank xác định là một hợp chất chứa cacbon và ôxy năm 1800

- Nhà sinh lý học người Pháp là Claude Bernard vào khoảng năm 1846 đã lần đầu tiên nghiên cứu kỹ lưỡng các thuộc tính độc hại của mônôxít cácbon Ông cho các con chó hít thở khí này và nhận ra rằng máu của chúng tại tất cả các mạch máu là đỏ hơn

I.2 Cấu tạo [1]

- Công thức cấu tạo : CO

- Cấu trúc của phân tử CO được mô tả tốt nhất dựa theo thuyết quỹ đạo phân

tử Độ dài của liên kết hóa học (0,111 nm) chỉ ra rằng nó có đặc trưng liên kết ba một phần Phân tử có mômen lưỡng cực nhỏ (0,112 Debye hay 3,74x10−31 C.m) và thông thường được biểu diễn bằng 3 cấu trúc cộng hưởng:

- Lưu ý rằng quy tắc octet (quy tắc bộ tám) bị vi phạm đối với nguyên tử cacbon trong hai cấu trúc thể hiện bên phải

I.3 Tính chất của CO.

I.3.1 Tính chất vật lý [1

- Danh pháp IUPACT: Carbon monoxide

-Là một chất khí không màu, không mùi, bắt cháy và có độc tính cao

Bảng 1: Các thông số vật lý của CO [1]

STT Thông số Giá trị

1.25 kg/m3 ở 273K

8 kg/cm3 (rắn)

I.3.2 Tính chất hóa học [1]

- Cacbon monoxit là oxit trung tính, có tính khử mạnh.

- Nó thể hiện tính khử trong một số phản ứng với các ôxít kim loại có độ

hoạt động hóa học yếu ở nhiệt độ cao, chẳng hạn ôxít đồng (II), theo phản ứng sau:

CO + CuO → CO2 + Cu

-Kim loại niken tạo ra hợp chất dễ bay hơi với CO, được biết đến với tên gọi niken cacbonyl Cacbonyl bị phân hủy rất nhanh ngược trở lại thành kim loại

và khí CO, và nó được sử dụng làm nền tảng cho việc làm tinh khiết niken

- Nhiều kim loại khác cũng có thể tạo ra các phức chất cacbonyl chứa các liên kết cộng hóa trị với mônôxít cácbon, các chất này có thể tạo ra bằng một loạt các phương pháp khác nhau, ví dụ đun sôi rutheni triclorua với triphênyl phốtphin trong mêthôxyêtanol (hay DMF) thì có thể thu được phức chất [RuHCl(CO)(PPh3)3] Niken cacbonyl là đặc biệt do nó có thể được tạo ra bằng tổ hợp trực tiếp mônôxít cácbon và niken kim loại ở nhiệt độ phòng Trong niken cacbonyl và các cacbonyl khác, cặp điện tử trên nguyên tử cacbon được liên kết với kim loại Trong trường hợp này mônôxít cácbon được nói đến như là nhómcacbonyl

- Mônôxít cácbon và mêtanol có phản ứng với nhau có chất xúc tác gốc rôđi để tạo ra axít axêtic trong quy trình Monsanto, nó là phương pháp được sử dụng nhiều nhất để sản xuất axít axêtic công nghiệp

I.4 Mônôxít cácbon trong khí quyển

- Mônôxít cácbon có hiệu ứng bức xạ cưỡng bức gián tiếp bằng sự nâng cao nồng độ của mêtan và ôzôn tầng đối lưu thông qua các phản ứng hóa học với các thành phần khác của khí quyển (ví dụ gốc hyđrôxyl, OH) mà nếu không có thể tiêu diệt chúng Mônôxít cácbon được tạo ra khi các nhiên liệu chứa cácbon bị đốt cháy không hoàn toàn, thông qua các quá trình tự nhiên trong khí quyển thì cuối cùng nó

sẽ bị ôxi hóa thành điôxít cácbon Nồng độ mônôxít cácbon bị biến đổi trong không gian cũng như là tồn tại rất ngắn hạn trong khí quyển

CO + O3 → CO2 + O

II.Cơ chế phát thải khí CO trong không khí

- Hoạt động sản xuất của con người mỗi năm sinh ra khoảng 250 triệu tấn CO

trong đó một phần CO sinh học Khí CO chiếm tỉ lệ lớn trong các chất ô nhiễm không khí, nhưng nồng độ của CO trong không khí không ổn địn, biến thiên

nhanh, chưa xác định được chính xác [2]

- CO được sản sinh trong các trường hợp sau:

+ Các chất hữu cơ bị đốt cháy không hoàn toàn tạo ra nhiều CO, như than đá, giấy, xăng, dầu, khí đốt…

+ Khi chất hữu cơ được đốt cháy hoàn toàn thì tạo thành CO2 theo phản ứng:

C + O2  CO2

+ Khi đốt cháy không hoàn toàn thì tạo ra CO theo phản ứng: 2C + O2  2CO

+ Trong lò than, than được đốt cháy đỏ tạo ra CO2, CO2 bốc lên gặp than đang cháy đỏ lại tạo ra CO

- Trong công nghiệp gang thép, sắt được luyện trong các lò cao cùng với than

cốc, đá vôi và một số chất khác Khi than cốc cháy tạo ra CO2, CO2 gặp than cháy

đỏ tạo ra CO, CO gặp quặng sắt trong lò, khử quặng sắt thành gang

Tỷ lệ CO trong lò khí cao rất lớn, có thể thoát ra gây ô nhiễm xung quanh, trong

và ngoài nơi làm việc

- Sản xuất khí đốt từ than đá tạo ra nhiều CO, CO là sản phẩm của quy trình

sản xuất, được dùng làm nhiên liệu

- Sản xuất đất đèn làm nguyên liệu tạo ra axetylen ( C2H2) cũng sản sinh

nhiềuCO theo phản ứng:

6C + CaO  CaC2 + 2CO

- Khí thải của động cơ chứa nhiều CO, động cơ xăng thải ra nhiều CO, từ

7%, động cơ diesel tạo ra CO ít hơn

- Quá trình đốt trong của động cơ ôtô, xe máy là phản ứng hóa học giữa nhiên

liệu (xăng, diesel) và không khí Do lượng không khí đưa vào buồng đốt gấp gáp trong mỗi chu kỳ, không đủ oxi để phản ứng hết với nhiên liệu, do đó nhiên liệu cháy không hết, sinh ra CO Trong phản ứng này, nếu O2 tăng thì CO sẽ giảm và ngược lại

- Các nhà máy nhiệt điện sử dụng nhiên liệu than đá, dầu, khí đốt tạo ra CO

trong quá trình đốt

- Nổ mìn tạo ra CO cùng nhiều chất độc khác.

- Cháy nhà, cháy các chất hữu cơ…tạo ra nhiều khí độc trong đó có CO.

III.Tác hại của CO

III.1 Tác hại tới con người

- Carbon monoxit có độc tính cao với sức khỏe con người và cực kỳ nguy

hiểm, do việc hít thở phải một lượng quá lớn co sẽ dẫn tới thương tổn do giảm ôxy trong máu hay tổn thương hệ thần kinh cũng như có thể gây tử vong Nồng độ chỉ khoảng 0,1% carbon monoxit trong không khí cũng có thể là nguy hiểm đến tính mạng CO là chất khí không màu, không mùi và không gây kích ứng nên rất nguy hiểm vì con người không cảm nhận được sự hiện diện của CO trong không khí

- CO có ái lực với hemoglobin (Hb) trong hồng cầu mạnh gấp 230-270 lần

so với ôxy nên khi được hít vào phổi co sẽ gắn chặt với Hb thành COHb do đó

máu không thể chuyên chở ôxy đến tế bào.[1]

Khi có từ 10 tới 30% COHb trong máu, con người sẽ gặp các triệu chứng như: đau đầu, buồn nôn, mỏi mệt và choáng váng Khi mức độ COHb đạt tới 50-60%, con người có thể bị ngất, co giật và có thể dẫn đến hôn mê và chết Như vậy với nồng độ trên 10000 ppm co (1% CO) có trong không khí thở thì con người sẽ

bị chết trong vòng vài phút.[1]

- Trên thế giới mỗi năm có hàng ngàn người bị chết ngạt do hít phải CO, trong đó chủ yếu là công nhân làm việc trong các điều kiện khắc nghiệt thiếu không khí sạch và có nguy cơ cháy nổ cao như công nhân hầm mỏ, lính cứu hoả kể các nhà du hành vũ trụ, các thợ lặn

- Nhiều người lầm tưởng CO2 là chất nguy hại nhất trong khí thải, vì con người hô hấp hít O2 và thở ra CO2 Nhưng thực tế, CO2 là khí gây ra hiệu ứng nhà kính (greenhouse effect), còn để gây ra những trường hợp ngạt khí thì CO (carbon monoxide) lại mới là thủ phạm

- Nếu ở trong không gian kín như cabin ôtô, điều hòa lấy gió mang theo CO vào, con người sẽ trực tiếp hít phải CO Do đó, tế bào thiếu hụt oxi, rơi vào trạng thái hôn mê, bất tỉnh thậm chí tử vong Nếu sống thì di chứng về não là rất lớn bởi não không có oxi trong thời gian dài

- Nhiễm độc khí CO là một nhiễm độc thường gặp Từ thời thượng cổ người

ta đã biết tác dụng độc hại của hơi than Priestley (1799) đã tìm ra khí CO, năm

1842 Leblanc đã chứng minh được khả năng gây tai nạn của CO [3]

- Ở Việt Nam và trên thế giới từng chứng kiến nhiều trường hợp tử vong do

nằm ngủ trong xe hơi, đóng kín cửa bật điều hòa, nguyên nhân cũng do hít phải

CO.[3]

- Ở Pháp, hàng năm có khoảng 10000 ca ngộ độc cấp tính khí CO với khoảng

400 người chết mỗi năm, theo Agnes Verrier, Viện Veille Sanitaire, Pháp Trong khi đó, ngộ độc cấp khí CO cũng là một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu tại Mỹ với 5613 trường hợp từ năm 1979 đến năm 1988 và 2631 ca tử vong do ngộ độc CO không liên quan đến cháy trong các năm 1999-2004, theo báo

cáo của Trung tâm Thống kê Sức khỏe Quốc gia Hoa Kỳ.[3]

- Ngoài ra, tại Việt Nam hiện nay,hoạt động khai thác than và sử dụng các sản

phẩm như khí hóa than, khí ga, gỗ, xăng, dầu lửa, dầu hôi…có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước Trong quá trình lao động, người công nhân ở các mỏ than phải làm việc trong môi trường có tiếp xúc trực tiếp với loại hơi khí độc là khí than Khí than có chứa các hỗn hợp khí như CO, CO2, CH4, H2, H2S… trong đó hàm lượng khí độc carbon monoxit chiếm tỷ lệ rất cao (gần 40% - theo nghiên cứu của TS Trần Thanh Sơn – ĐH Đà Nẵng về nghiên cứu thiết kế hệ thống hóa khí than phục vụ thí nghiệm năm 2010)

Do việc ngạt khí than có thể gây tức ngực, khó thở, buồn nôn, thậm chí gây tử vong nên đã có nhiều trường hợp người công nhân mỏ bị ngộ độc khí và bị tử vong Tháng 3/2011, có 1 công nhân bị tử vong do ngạt khí hầm lò than trong khi

làm việc tại mỏ than dương huy, thị xã Cẩm Phả, Quảng Ninh Tháng 2/2012 cũng tại Quảng Ninh hàng chục công nhân mỏ phải nhập viện cấp cứu với nguyên nhân ban đầu được xác định là bục túi khí CO [8] Gần đây nhất vào tháng 11/2013, tại

tổ hóa khí của Công ty CP Xuân Hòa, Mê Linh, Hà Nội đã có 1 công nhân tử vong

và 1 người phải nhập viện cấp cứu do bị ngộ độc khí CO trong quá trình sàng than

và tiếp than vào phễu lò nung gạch [3].

- Đối với người lao động đang làm việc tại các tòa nhà nhất là các nhà các

tầng thì khi xảy ra cháy lớn, việc say khói, ngạt thở, suy hô hấp do hít phải khí nóng lẫn khí độc thoát ra từ đám khói là rất dễ xảy ra Nguyên nhân là do trong khói độc có chứa carbon monoxit, việc hít phải khí này dễ gây suy hô hấp do cơ thể bị chiếm mất oxy Tháng 12/2011, đã có 29 công nhân làm việc tại tòa tháp đôi đang xây dựng của tập đoàn điện lực EVN, Tp Hà Nội phải nhập viện cấp cứu sau

khi bị ngạt khói thoát ra từ đám cháy tòa nhà.[3]

- Mặc dù các dấu hiệu của ngộ độc khí carbon monoxide có thể tinh tế, nhưng

nó là một đe dọa tính mạng cần cấp cứu y tế, chăm sóc ngay lập tức cho bất cứ ai

có thể đã bị nhiễm độc khí carbon monoxit

Bảng 2: triệu chứng nhiễm độc của người khi tiếp xúc với CO ở các nồng độ khác nhau [3].

Nồng độ

(ppm)

Thời gian tiếp xúc Triệu chứng và tác hại

400 1-2 giờ Đau đầu nặng

Trong vòng 2-3 giờ Chết

Trong vòng 1 giờ Chết

phút

Đau đầu,choáng váng và buồn nôn

Trong vòng 1 giờ Chết

- Ngộ độc carbon monoxide có thể đặc biệt nguy hiểm cho những người đang

ngủ hay say rượu Có thể gây tử vong trước khi bất cứ ai nhận ra có một vấn đề

- Mức độ nhiễm độc CO nặng hay nhẹ, phụ thuộc vào nồng độ chất độc trong

không khí cũng như thời gian tiếp xúc và liên quan tới đặc tính cơ thể, hoàn cảnh nơi làm việc Khi nơi làm việc có nhiệt độ, độ ẩm cao, không khí có lẫn khí SO2, NO2, HCN, benzen, cường độ lao động nặng nhọc Phụ nữ có thai, người nghiện rượu, béo, mắc bệnh tim mạch, viêm phế quản mạn tính, hen suyễn, thiếu máu, suy dinh dưỡng, chịu đựng kém

- Nguyên nhân gây ra ngộ độc CO[4]

+ Carbon monoxide là ngộ độc do hít phải khói đốt Khi có quá nhiều khí

carbon monoxide trong không khí, cơ thể thay thế ôxy trong hemoglobin của các tế bào máu đỏ Điều mà sẽ giúp duy trì cuộc sống (ôxy) mô và các cơ quan

+ Các thiết bị gia dụng nhiên liệu bằng gỗ hoặc sản xuất khí carbon monoxide, bao gồm:

Nhiên liệu đốt nóng không gian

Lò nấu thủy tinh, luyện kim…

Than nướng

Phạm vi nấu ăn

Máy tắm nước nóng

Lò sưởi

Máy phát điện

Gỗ,củi cháy không hoàn toàn

Động cơ ô tô

- Thông thường số lượng khí carbon monoxide được sản xuất bởi các nguồn không đáng quan tâm Nhưng nếu thiết bị hoạt động trong không lưu không tốt hoặc nếu đang sử dụng trong một không gian đóng hoặc đóng một phần, chẳng hạn như sử dụng trong nhà một lò than hoặc chạy xe của trong một nhà để xe đóng cửa,

những khí carbon monoxide có thể xây dựng đến mức nguy hiểm Ngay cả khi bơi sau thuyền hoặc đi ở sau của một chiếc xe tải nhỏ có thể nguy hiểm

- Hít phải khói thuốc trong một vụ hỏa hoạn cũng có thể gây ngộ độc khí carbon monoxide

III.2 Tác hại tới môi trường

- Bảng chỉ số chất lượng không khí ở Hà Nội AQI

- Là khí gây ô nhiễm không khí thường xuyên được nhắc tới sinh ra do quá trình đốt cháy không hoàn toàn nhưng cũng rất dễ chuyển sang dạng đốt cháy hoàn toàn là CO2 một khí gây hiệu ứng nhà kính điển hình

- Bản thân khí CO do không bền trong môi trường nên nó không là khí gây hiệu ứng nhà kính

- Mônôxít cácbon có hiệu ứng bức xạ cưỡng bức gián tiếp bằng sự nâng cao nồng độ của mêtan và ôzôn tầng đối lưu thông qua các phản ứng hóa học với các

thành phần khác của khí quyển (ví dụ gốc hyđrôxyl, OH) mà nếu không có thể tiêu

diệt chúng Mônôxít cácbon được tạo ra khi các nhiên liệu chứa cácbon bị đốt cháy không hoàn toàn, thông qua các quá trình tự nhiên trong khí quyển thì cuối cùng nó sẽ bị ôxi hóa thành điôxít cácbon Nồng độ mônôxít cácbon bị biến đổi trong không gian cũng như là tồn tại rất ngắn hạn trong khí quyển.Các khí do CO

chuyển hóa là các chất gây nguy hại tới không khí và môi trường.[1]

5CO + O3 → 4CO2 + C [1]

- Hàng năm trên toàn cầu sản sinh khoảng 600 triệu tấn CO CO không độc với thực vật vì cây xanh có thể chuyển hoá CO => CO2 và sử dụng nó trong quá trình quang hợp Vì vậy, thảm thực vật được xem là tác nhân tự nhiên có tác dụng làm

giảm ô nhiễm CO [6]

- CO có nhiều tác động khác nhau nên sinh vật Liều lương quá cao sẽ gây độc cho thực vật vì ngăn cản quá trình hô hấp.Bên cạnh đó khí CO cũng gây mẫn cảm với động vật máu nóng

- Hỗn hợp CO trong không khí ở nồng độ giới hạn sẽ trở thành hỗn hợp cháy nổ.CO là loại khí đặc biệt nguy hiểm cho các thiết bị lọc bụi tĩnh điện khi lọc khói

lò nung hay khí thải lò đốt tích lũy trong không gian kín Khi xảy ra cháy nổ nó trở

thành nguyên nhân dẫn tới những hậu quả của môi trường tiếp theo.[7]

- CO phát thải từ các thiết bị động cơ chạy bằng xăng dầu,đốt than,lò sưởi, bếp lò…,trong môi trường kín gây ảnh nghiêm trong tới chất lượng môi trường sống hay gây ra ô nhiễm không khí trong nhà nặng