Giáo trình Ô nhiễm không khí - Phần 1: Các vấn đề cơ bản về ô nhiễm không khí

Nội dung text: Giáo trình Ô nhiễm không khí - Phần 1: Các vấn đề cơ bản về ô nhiễm không khí

1. Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ Phần 1 Các vấn đề cơ bản về ONKK
2. Nội dung 1. Các hiểu biết chung về không khí 2. Ô nhiễm không khí và nguồn gây ô nhiễm không khí 3. Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí đến con người và hệ sinh thái.
3. 1. Những hiểu biết chung về không khí 1.1. Vai trò của không khí  Không khí là một trong các yếu tố quan trọng mà con người sống trong đó suốt cả cuộc đời, làm việc, nghỉ ngơi.  Sức khỏe và cảm ứng của con người, sự sinh trưởng và phát triển của tất cả các loài động, thực vật phụ thuộc rất nhiều vào: thành phần hỗn hợp của không khí, độ trong sạch và đặc tính lý hóa của nó.
4. 1. Những hiểu biết chung về không khí 1.2. Phân loại và thành phần không khí Không khí Không khí khô Không khí ẩm Không chứa hơi Ngoài các thành nước phần như không khí khô, còn chứa lượng hơi nước nhất định
5. 1. Những hiểu biết chung về không khí Thành phần của không khí khô Tổng trọng lượng Công thức phân Tên vật chất Tỷ lệ theo thể tích trong khí quyển tử (Triệu tấn) Nito N2 78.09 3.850.000.000 Oxy O2 20.95 1.180.000.000 Dioxit Cacbon CO2 0.035 2.500.000 Neon Ne 1.8x10-3 64.000 Heli He 5.4x10-4 3.700 Methan CH4 2.2x10-4 3.700 Argon Ar 0.93 65.000.000 Kripton Kr 1.5x10-4 15.000 Oxit Nito N2O 1x10-4 1.900 Hydro H2 5x10-5 180 Xelen Xe 8x10-6 1.800
6. 1. Những hiểu biết chung về không khí 1.3. Các thông số đặc trưng của không khí Sự thay đổi của những thông số này sẽ gây ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống con người, sự sinh trưởng và phát triển của các loài động, thực vật, Các thông số bao gồm  Nhiệt độ  Áp suất  Độ ẩm tương đối  Độ ẩm tuyệt đối
7. 2. Ô nhiễm không khí và các nguồn ô nhiễm 2.1. Các khái niệm  Ô nhiễm không khí là sự có mặt của chất lạ, hoặc sự biến đổi quan trọng trong thành phần không khí.  So sánh thành phần không khí sạch và không khí bị ô nhiễm: Yếu tố Không khí sạch Không khí bị ô nhiễm Các hạt vật chất 10-20 μg /m3 260-3200 μg /m3 Sunfua Dioxit – SO2 0.001-0.1 ppm (*) 0.02-3.2 ppm Cacbon Dioxit – CO2 300-330 ppm 350-700 ppm Cacbon Monoxit – CO 1 ppm 2-300 ppm Oxit của Nito 0.001-0.1 ppm 0.3-3.5 ppm Các hydrocacbon 1 ppm 1-20 ppm Các chất oxi hóa 0.01 ppm 0.01 – 1 ppm
8. 2. Ô nhiễm không khí và các nguồn ô nhiễm 2.1. Các khái niệm  Hệ thống ô nhiễm không khí bao gồm các yếu tố:  Nguồn ô nhiễm: Nguồn thải ra các chất ô nhiễm. VD: Khí thải từ ống khói, từ xe cộ, bụi nhà máy,  Khí quyển: Là môi trường trung gian để vận chuyển chất ô nhiễm từ nguồn ô nhiễm đến nguồn tiếp nhận chất ô nhiễm.  Nguồn tiếp nhận chất ô nhiễm: Là con người, động thực vật, công trình và cảnh quan,
9. 2. Ô nhiễm không khí và các nguồn ô nhiễm 2.2. Nguồn ô nhiễm: Phân loại các nguồn ô nhiễm:  Nguồn ô nhiễm tự nhiên  Nguồn ô nhiễm nhân tạo
10. 2. Ô nhiễm không khí và các nguồn ô nhiễm 2.2. Nguồn ô nhiễm:  Nguồn ô nhiễm tự nhiên:  Ô nhiễm do hoạt động của núi lửa  Ô nhiễm do cháy rừng  Ô nhiễm do bão cát  Ô nhiễm do đại dương  Ô nhiễm do thực vật  Ô nhiễm do vi khuẩn, vi sinh vật  Ô nhiễm do phóng xạ  Ô nhiễm do các chất có nguồn gốc từ vũ trụ
11. 2. Ô nhiễm không khí và các nguồn ô nhiễm Nguồn gây ô nhiễm Tải lượng chất ô nhiễm 106 t/năm Chất ô nhiễm chủ yếu Nguồn nhân tạo chủ yếu Nguồn thiên nhiên Nhân tạo Thiên nhiên Sunfua dioxit SO2 -Đốt nhiên liệu than đá Núi lửa 146 6-12 và dầu mỏ - Chế biến quặng có chứa S -Công nghiệp hóa chất. - Núi lửa 3 300-1000 Hyđrosunfua -H2S -Xử lý nước thải - Các quá trình sinh hóa trong đầm lầy. - Đốt nhiên liệu - Cháy rừng. 300 Trên 3000 Cacbon oxit CO - Khí thải của oto - Các phản ứng hóa học âm ỉ. - Đốt nhiên liệu - Hoạt động sinh học 50 60-270 Nito Dioxit NO2 của vi sinh vật trong đất - Chế biến phế thải - Phân hủy sinh hóa 4 100-200 Amoniac NH3 - Gián tiếp, khi sử dụng - Quá trình sinh hóa Trên 17 100-450 Dinitơ Oxit N2O phân bón gốc nitơ. trong đất - Đốt cháy nhiên liệu, - Các quá trình sinh hóa 88 CH: 300-1600 Hydrocacbon khí thải, các quá trình Trepen: 200 hóa học. - Đốt nhiên liệu - Phân hủy sinh học 1,5.104 15.104 Cacbonic CO2
12. 2. Ô nhiễm không khí và các nguồn ô nhiễm 2.2. Nguồn ô nhiễm:  Nguồn ô nhiễm nhân tạo.  Ô nhiễm do đốt nhiên liệu: Nhiên liệu được đốt trong các quá trình đun nấu, tham gia giao thông, trong các nhà máy nhiệt điện, xử lý rác thải sản sinh ra khí độc hại như SO2, CO2 , CO, NOx , hydrocacbons và tro bụi  Ô nhiễm không khí trong công nghiệp gang thép: Sản sinh các loại chất ô nhiễm sau: bụi kích thước từ 10-100μ, khói nâu, khí SO2 , CO hoặc các khi là hợp chất của flo.  Ô nhiễm trong công nghiệp luyện kim màu: Quá trình này sản sinh nhiều CO2 và SO2 .  Ô nhiễm trong công nghiệp sản xuất xi măng: Chất ô nhiễm trong quá trình này chủ yếu là bụi.  Ô nhiễm trong công nghiệp sản xuất hóa chất: Các quá trình sản xuất H2SO4 và HNO3 sản sinh ra nhiều SO2 và NO2 với nồng độ lên đến 1500-3000ppm, với công nghệ hiện nay cho phép giảm xuống còn 300ppm
13. 2. Ô nhiễm không khí và các nguồn ô nhiễm 2.2. Nguồn ô nhiễm:  Công nghiệp sản xuất phân bón: Chất ô nhiễm tương tự như quá trình sản xuất hóa chất.  Công nghiệp sản xuất lưu huỳnh: Sản sinh nhiều Cl2 hoặc HCl.  Công nghiệp sản xuất giấy: Sản sinh nhiều SO2, H2S có mùi hôi thối, gây buồn nôn.  Công nghiệp sản xuất đồ nhựa: Các chất phụ gia có tính độc hại cao đối với cơ thể con người như các khoáng chất gốc chì, cadimi,  Công nghiệp lọc dầu: Chất thải vào không khí gồm: hơi hydrocacbons, SO2, H2S, bụi,
14. 2. Ô nhiễm không khí và các nguồn ô nhiễm 2.3. Chất ô nhiễm  Khái nhiệm: Chất nào được thải vào không khí với nồng độ đủ để ảnh hưởng tới sức khỏe con người, gây ảnh hưởng xấu tới sự phát triển, sinh trưởng của động, thực vật, phá hủy vật liệu, làm giảm cảnh quan môi trường là các chất ô nhiễm  Phân loại  Dựa vào nguồn gốc phát sinh: chất ô nhiễm sơ cấp; chất ô nhiễm thứ cấp.  Dựa theo tính chất vật lý: chất ô nhiễm rắn, lỏng, khí.  Dựa vào nguồn gốc sử dụng: chất ô nhiễm từ quá trình đốt; chất ô nhiễm sinh ra trong những quá trình công nghệ khác nhau.
15. 3. Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí 3.1. Ảnh hưởng tới con người: TT Yếu tố / Chất ô Ảnh hưởng nhiễm 1 Nhiệt độ Gây ảnh hưởng nhất định đến sức khỏe con người 2 Bụi Kích thích cơ học và phát sinh phản ứng sơ hóa phổi gây nên những bệnh hô hấp thường gặp như: Viêm phổi, khí thũng phổi, ung thư phổi 3 Mùi hôi Bản chất là các hơi, khí độc, gây khó chịu cho con người và ảnh hưởng đến sức khỏe. 4 SOx Tùy vào nồng độ SOx và thời gian tiếp xúc, có thể gây kích thích hô hấp, gây nguy hiểm hoặc tử vong. 5 NOx Tác động tương tự như SOx, tác động trực tiếp đến hệ thần kinh trung ương, làm tăng chứng bệnh hô hấp, rối loạn quá trình tiêu hóa. 6 NH3 Gây khó chịu, viêm đường hô hấp, loét giác mạc, thanh quản, khí quản, khản cổ, ho, Tùy thuộc nồng độ và thời gian tiếp xúc.
16. 3. Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí 3.1. Ảnh hưởng tới con người: TT Yếu tố / Chất ô Ảnh hưởng nhiễm 7 HF Có thể gây ra những ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe bằng bất cứ hình thức tiếp xúc nào. 8 CO Tùy vào nồng độ và thời gian tiếp xúc, CO có thể gây nhức đầu nhẹ, hoa mắt, buồn nôn, nặng hơn có thể gây bất tỉnh hoặc tử vong. 9 CO2 Ở nồng độ thấp gây kích ứng trung tâm hô hấp, nồng độ cao gây ngạt thở, có thể dẫn đến tử vong 10 Chì Ở nồng độ cao làm cản trở quá trình tạo máu, là chất gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con ngưởi. 11 Các loại thuốc trừ Các chất hóa học thành phần là mối nguy hại lớn đến sức khỏe, có sâu thể gây đau đầu, hoa mắt, choáng váng, rối loạn tiêu hóa, và bị kích thích. Ở nồng độ nhiễm cao, gây rối loạn thần kinh trung ương, có thẻ dẫn đến tử vong.
17. 3. Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí 3.1. Ảnh hưởng tới con người: TT Yếu tố / Chất ô Ảnh hưởng nhiễm 12 Ozone Với nồng độ từ 0,3 – 1ppm nếu tiếp xúc từ 15 phút – 2 giờ thì xuất hiện triệu chứng ngạt thở, ho, mệt mỏi. Nếu nồng độ 1,5-2ppm mà tiếp xúc quá 2h gây ra các chứng đau ngực, ho, đau đầu, cơ thể mất cân bằng, mỏi mệt, đau nhức các khớp xưong; ở nồng độ 9ppm gây ốm
18. 3. Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí 3.1. Ảnh hưởng tới con người:  Gây hại đến sức khỏe con người.  Ảnh hưởng đến sự sinh trưởng và phát triển của con người.  Ảnh hưởng đến công việc.
19. 3. Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí 3.2. Ảnh hưởng đến động vật. TTCác chấtYếu ôtố nhiễm / Chất chủô yếu gây ảnh hưởng đến độngẢnh vật:hưởng nhiễm 1 SO2 Gây tổn thương lớp mô trên cùng của bộ máy hô hấp, gây bệnh khí thũng và suy tim. Đối với chuột cống, nồng độ SO2 là 11ppm bắt đầu gây ảnh hưởng đến hoạt động của lớp mao trên màng nhầy của phế nang phổi, ở nồng độ 25ppm phổi bị tổn thương nặng 2 CO Làm suy giảm khả năng trao đổi vận chuyển oxy của hồng cầu trong máu. Ở nồng độ 100ppm và thời gian tiếp xúc trên 8h hàng ngày, CO không gây ảnh hưởng gì, nhưng ở nồng độ 1000 ppm gây tác hại nghiêm trọng 3 HF Gây viêm khí quản, viêm phổi ở các loài chuột lang và thỏ. Với nồng độ cao trên 8 mg/m3 có thể gây chết do viêm phổi nặng.
20. 3. Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí 3.3. Ảnh hưởng đến thực vật TTCác Yếuchất tốô nhiễm/ Chất chủ ô yếuẢnh gâyhưởng ảnh hưởng đến động vật: nhiễm 1 SOx Khi kết hợp với nước mưa tạo nên axit gây ảnh hưởng tới sự phát triển của cây trồng và thảm thực vật. Ở nồng độ cao có thể gây chấn thương với lá cây sau vài giờ tiếp xúc. 2 H2S Làm tổn thương lá cây, làm rụng lá và giảm sinh trưởng. Làm ngộ độc rễ thực vật, gây chết động vật và một số vi sinh vật hiếu khí trong môi trường đất 3 NOx Tạo mưa axit gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ sinh thái, phá hủy plasmolyt và gân lá, gây ảnh hưởng đến sắc tố lá. 4 HF Hạn chế chế độ sinh trưởng của cây, làm rụng quả, lép quả, quả nhỏ và hay bị nứt. Nồng độ HF rất nhỏ 0,001 – 0,002 ppm đã gây tác động đối với lá cây như làm cháy lá. Với nồng độ tiếp xúc lớn hơn 0,002 mg/m3 thì lá bị tổn thương hoặc cây đã bị phá hủy.
21. 3. Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí 3.3. Ảnh hưởng đến thực vật TTCác Yếuchất tốô nhiễm/ Chất chủ ô yếuẢnh gâyhưởng ảnh hưởng đến động vật: nhiễm 5 CO2 Gây độc hại cho cây, làm tăng trưởng quá trình đồng hóa dẫn đến tăng sinh trưởng. 6 CO Với nồng độ CO cao (100- 10.000ppm) làm cho lá rụng, bị xoắn, quăn, cây non bị chết, cây cối chậm phát triển, làm mất khả năng cố định Nitơ, làm thực vật bị thiếu đạm. 7 Ozone Trên mặt lá xuất hiện những nốt sần sùi lấm tấm màu vàng nâu hoặc trắng đục do các tể bào hình trụ ở dưới lớp biểu bì của lá bị dính kết. 8 NH3 và HCl Làm ngưng trệ quá trình quang hợp và gây ra bệnh hạc, cháy lá. 9 PAN PAN gây hư hại nhiều hơn trong môi trường có cường độ ánh sáng mạnh. Các triệu chứng hư hại thường thấy là những vệt lốm đốm, các vằn màu xanh, xoắn lá chết hoại,
22. 3. Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí 3.3. Ảnh hưởng đến thực vật TTCác Yếuchất tốô nhiễm/ Chất chủ ô yếuẢnh gâyhưởng ảnh hưởng đến động vật: nhiễm 10 Hydrocacbons Cũng gây ảnh hưởng nhất định đến thực vật. Etylen ở nồng độ trên 5ppm gây cháy mầm lá đối với các loài phong lan và hoa. 11 Thuốc trừ sâu Thuốc diệt có, thuốc diệt nấm được sử dụng có chọn lọc, khi dùng không cẩn thận hoặc quá nhiều thì trở nên không an toàn, lúc này gây ra những nguy hại trầm trọng cho thực vật dẫn tới làm cho cây rụng lá, quăn lá, còi cọc, vặn xoắn, lớn chậm hoặc có thể chết.
23. 3. Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí 3.4. Ảnh hưởng đến vật liệu. CácLoại chất vật ô liệu nhiễm chủ yếu gây ảnh hưởng đếnẢnh động hưởng vật: Vật liệu kim loại Gây han gỉ rất mạnh đối với kim loại. Bụi trong không khí cũng có tác động làm tăng cường quá trình han gỉ của kim loại, đặc biệt là bụi than, bụi ximăng có chứa SO2 và vôi. Các hợp kim có độ bền vững cao có thể bị mài mòn hoặc hoen ố do bụi bám. Vật liệu xây dựng Các chất gây hư hỏng nặng đến bề mặt vật liệu xây dựng. Vật liệu sơn Gây mài mòn, bong tróc hoặc phá hủy bề mặt lớp sơn, ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ và khả năng bảo vệ vật liệu Vật liệu dệt Giảm độ bền dẻo của sợi vải, có phản ứng với thuốc nhuộm làm cho thuốc nhuộm kém chất lượng. Linh kiện điện tử Giảm tuổi thọ, ảnh hưởng đến khả năng làm việc. Cao su Làm cho độ bền, độ dai của chúng bị giảm sút.
24. Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ Phần 2 Các hiện tượng ONKK cơ bản