Bài giảng Xử lý ô nhiễm không khí - Chương 1: Nguồn gốc phát sinh và tác hại các chất gây ô nhiễm môi trường không khí - Lê Thị Thái Hà

LOGO TRƯỜNG CAO ĐẲNG XÂY DỰNG TPHCM TTĐT NGÀNH NƯỚC MIỀN NAM XỬ LÝ Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ GVGD: LÊ THỊ THÁI HÀ www.themegallery.com Company Logo CHƯƠNG 1 NGUỒN GỐC PHÁT SINH VÀ TÁC HẠI CÁC CHẤT GÂY Ơ NHIỄM MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ www.themegallery.com Company Logo KHÁI NIỆM Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ www.themegallery.com Company Logo www.themegallery.com Company Logo Định nghĩa: Sự hiện diện trong khí quyển một hay nhiều chất ô nhiễm như bụi, khói, khí, chất bay hơi... làm thay đổi thành phần không khí sạch có tác hại tới sức khỏe cộng đồng, có nguy cơ gây tác hại tới động thực vật, vật liệu. Hoặc 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 chất không mong muốn này có thể gây hại tới sức khỏe con người, động, thực vật, và tài sản và có thể gây ra các mùi khó chịu www.themegallery.com Company Logo Khoảng 4% người chết ở Mỹ là do ơ nhiễm khơng khí (Theo thống kê của ĐH Havard) www.themegallery.com Company Logo www.themegallery.com Company Logo NGUỒN GỐC PHÁT SINH – TỰ NHIÊN 1. Ô nhiễm do hoạt động của núi lửa Khi hoạt động núi lửa phun ra một lượng khổng lồ các chất ô nhiễm như tro bụi, sunfua dioxit SO2, hydro sunfua H2S và metan CH4. Tác động môi trường của các đợt phun trào núi lửa là rất nặng nề và lâu dài. www.themegallery.com Company Logo www.themegallery.com Company Logo NGUỒN GỐC PHÁT SINH – TỰ NHIÊN 2. Ô nhiễm do cháy rừng  Nguyên nhân tự nhiên: hạn hán kéo dài, khí hậu khô và nóng khắc nghiệt làm cho thảm cỏ khô bị bốc cháy khi gặp tia lửa do có va chạm ngẫu nhiên, từ đó lan rộng ra thành đám cháy lớn.  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 đó là: khói, tro bụi, các hydrocarbon không cháy, khí SO2, CO và NOx. www.themegallery.com Company Logo www.themegallery.com Company Logo NGUỒN GỐC PHÁT SINH – TỰ NHIÊN 3. Ô nhiễm do bão cát  Xảy ra ở những vùng đất trơ và khô không được che phủ bởi thảm thực vật, đặc biệt là các vùng sa mạc  gây ô nhiễm bầu khí quyển trong một khu vực rộng lớn. Ví dụ: hiện tượng mưa bụi trong một phạm vi rộng lớn ở miền Nam nước Anh vào mùa hè năm 1968 là hậu quả của các đợt bão cát xảy ra ở Bắc Phi (sa mạc Sahara).  Ngoài việc gây ô nhiễm không khí, bão cát còn làm cho tầm nhìn bị giảm, từ đó có thể gây ra nhiều tác hại to lớn. Chỉ có mưa kéo dài nhiều giờ hoặc nhiều ngày mới gội sạch được bụi trong không khí do bão cát gây ra. www.themegallery.com Company Logo www.themegallery.com Company Logo NGUỒN GỐC PHÁT SINH – TỰ NHIÊN 4. Ô nhiễm do đại dương  Sương mù từ mặt biển bốc lên và bụi nước do sóng biển đập vào bờ được gió từ đại dương thổi vào đất liền có chứa nhiều tinh thể muối, chủ yếu là NaCl (khoảng 70%), còn lại là các chất MgCl2, CaCl2, KBr  Tổng khối lượng các loại tinh thể muối khoáng do đại dương bốc lên ước tính khoảng 2.109 tấn/năm. Nếu xem rằng lượng muối khoáng bốc vào khí quyển nói trên được phân bố trên một diện tích ăn sâu vào đất liền là 300 km với tổng chiều dài bờ biển trên trái đất là khoảng 3.105 km thì lượng tinh thể muối lắng đọng trên mỗi km2 vùng đất ven biển trong một ngày là 60kg. www.themegallery.com Company Logo NGUỒN GỐC PHÁT SINH – TỰ NHIÊN 5. Ô nhiễm do thực vật  Ngoài tác dụng rất hữu ích - không thể thiếu được đối với cuộc sống của loài người, thực vật cũng là nguồn gây ô nhiễm không khí đáng kể. Chất ô nhiễm do thực vật sản sinh ra và lan tỏa vào khí quyển là: - Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi - hydrocarbon; - Các bào tử thực vật, nấm mà nồng độ cực đại trong không khí thường có vào mùa hè (tháng 7,8); - Phấn hoa có kích thước từ 10 đến 50 µm.  Các chất ô nhiễm nói trên do thực vật tỏa ra ước tính khoảng 15 tấn/km2.năm. www.themegallery.com Company Logo NGUỒN GỐC PHÁT SINH – TỰ NHIÊN 6. Ô nhiễm do vi khuẩn-vi sinh vật  Theo các tài liệu nghiên cứu cho thấy, trong không khí nơi thoáng đãng thường số lượng vi khuẩn nằm trong khoảng 200 con/m3, trong lúc ở khu vực tàu điện ngầm ở Paris người ta đếm được từ 600-800 con/m3 đối với các tuyến đường ngắn và từ 1.500 - 2.500 con/m3 đối với các tuyến đường dài.  Các sản phẩm lên men và bị phân hủy là môi trường tốt cho sự sinh sôi và hoạt động của vi sinh vật. Sản phẩm cuối cùng của quá trình phân hủy là: amoniac, mùn, CO2, CH4 và sunfua. www.themegallery.com Company Logo NGUỒN GỐC PHÁT SINH – TỰ NHIÊN 7. Ô nhiễm do các chất phóng xạ Trong lòng đất có một số khoáng sản và quặng kim loại có khả năng phóng xạ. Cường độ phóng xạ càng mạnh và càng gây nguy hiểm cho cuộc sống con người khi những vật chất phóng xạ ấy có mặt trong môi trường không khí xung quanh. www.themegallery.com Company Logo NGUỒN GỐC PHÁT SINH – TỰ NHIÊN 8. Ô nhiễm có nguồn gốc từ vũ trụ  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.  Theo số liệu khảo sát đánh giá gần đây nhất, trung bình hàng 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.  Người ta phân chia các hạt bụi vũ trụ thành hai nhóm tùy thuộc vào thành phần hóa học của chúng: - Bụi từ các thiên thạch: chứa các nguyên tố Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Ti, Cr. - Bụi từ các siđerit (thiên thạch sắt, niken): chứa Fe, Co, Ni. www.themegallery.com Company Logo NGUỒN GỐC PHÁT SINH – NHÂN TẠO 1. Ô nhiễm do đốt nhiên liệu Các loại khí độc hại đó là: SO2, CO, CO2, NOx, hydrocarbon 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; Ô nhiễm do đun nấu; Ô nhiễm do các nhà máy nhiệt điện; Ô nhiễm do đốt các loại phế thải đô thị và sinh hoạt (rác thải). www.themegallery.com Company Logo www.themegallery.com Company Logo NGUỒN GỐC PHÁT SINH – NHÂN TẠO 2. Ô nhiễm không khí trong 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 10-100 µm; Khói nâu gồm những hạt bụi oxit sắt rất mịn; Khí SO2 sản sinh ra từ thành phần lưu huỳnh có trong nhiên liệu và quặng; Trong một số trường hợp có carbon oxit CO và các hợp chất chứa flo. www.themegallery.com Company Logo NGUỒN GỐC PHÁT SINH – NHÂN TẠO 3. Ô nhiễm không khí trong luyện kim màu  Trong quá trình luyện kim màu - nung chảy quặng đồng, chì, kẽm có tỏa ra nhiều khí SO2 và CO2  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 phospho để chế tạo phân supephosphat. 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 khói có độ cao lên tới 200m, bằng 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. www.themegallery.com Company Logo NGUỒN GỐC PHÁT SINH – NHÂN TẠO 4. Ô nhiễm không khí trong công nghiệp sản xuất ximăng Chất ô nhiễm chủ yếu trong công nghiệp sản xuất ximăng là bụi. Từ các công đoạn 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 đáng kể. Công đoạn sấy và nung tỏa nhiều bụi và khí SO2 có nguồn gốc từ nhiên liệu. Công đoạn nghiền và trữ clinker cũng tỏa bụi. www.themegallery.com Company Logo www.themegallery.com Company Logo Nhà máy ximăng holcin www.themegallery.com Company Logo NGUỒN GỐC PHÁT SINH – NHÂN TẠO 5. Ô nhiễm không khí trong công nghiệp hóa chất Công nghiệp sản xuất axit sunfuric Công nghiệp sản xuất axit nitric Công nghiệp sản xuất lưu huỳnh Công nghiệp sản xuất phân bón Công nghiệp sản xuất giấy Công nghiệp sản xuất đồ nhựa www.themegallery.com Company Logo NGUỒN GỐC PHÁT SINH – NHÂN TẠO 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 là hỗn hợp của các hydrocarbon lỏng có chứa 1-4% tạp chất, lưu huỳnh và nhiều hợp chất (kim loại) vô cơ khác. Bụi với thành phần cỡ hạt rất mịn thoát ra từ quá trình hoàn nguyên các chất xác tác. Đây là chất ô nhiễm chủ yếu của nhà máy lọc dầu. www.themegallery.com Company Logo Tác hại của các chất ô nhiễm đối với con người Tác động của ONKK đến sức khỏe con người phụ thuộc vào nhiều yếu tố như nồng độ, chất độc, thời gian tác dụng và sức đề kháng của con người. ONKK thường làm hại đến hệ hơ hấp như viên phế quản, viêm phổi, lao Tai hại nhất đối với sức khỏe con người là những hạt bụi cĩ bán kính cực nhỏ. Bụi độc như asen, cadium, chì, bột DDT, gây ung thư phổi. Bệnh đau mắt, viêm mắt, mũi bởi các khí (SO2), và bụi gây ra đau mắt hột, đau mắt đỏ, www.themegallery.com Company Logo Tác hại của các chất ô nhiễm đối với con người Các chất khí (CO, CO2) vì CO cĩ phản ứng rất mạnh với hồng cầu trong máu và tạo ra cacboxy hemoglobin (COHb) làm hạn chế sự trao đổi và vận chuyển oxi trong máu. Ái lực của CO gấp 200 lần so với oxi. Ảnh hưởng của bụi hạt nhân: tùy vào sức nổ của bom hạt nhân, khối lượng vật chất rơi rất chậm và lang thang trong khí quyển và theo mưa rơi xuống. Những bụi phĩng xạ hàng chục năm sau vẫn cịn nguy hiểm đối với người. www.themegallery.com Company Logo Tác hại của các chất ô nhiễm đối với động vật Khí SO2: gây tổn thương lớp mô trên cùng của bộ máy hô hấp, gây bệnh khí thũng và suy tim. Khí CO: giống như đối với người, làm suy giảm khả năng trao đổi vận chuyển oxy của hồng cầu trong máu. Ở nồng độ 100 ppm và thời gian tiếp xúc 8h hàng ngày CO không gây ảnh hưởng gì, nhưng ở nồng độ 1000 ppm gây tác hại nghiêm trọng. Tác hại của các chất ô nhiễm đối với động vật Khí hydro florua HF: gây viêm khí quản, viêm phổi ở các loài chuột lang và thỏ. Với nồng độ cao trên 8 mg/m3 HF có thể gây chết do viêm phổi nặng. Ngoài ra khi ăn cỏ có chứa các hợp chất của flo, các loài bò, cừu thường bị hỏng răng. Đây là vấn đề thường gặp nhất trong thực tế chăn nuôi. www.themegallery.com Company Logo www.themegallery.com Company Logo Tác hại của các chất ô nhiễm đối với thực vật Khi môi trường không khí bị ô nhiễm, 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 Tác hại của các chất ô nhiễm đối với thực vật 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 tố trữ được trong cây bị tiêu hao với tốc độ nhanh hơn tốc độ sản sinh ra chúng từ quá trình quang hợp. Vì thế lá cây bị vàng úa và bạc màu. www.themegallery.com Company Logo www.themegallery.com Company Logo Tác hại của các chất ô nhiễm đối với vật liệu Ô nhiễm không khí gây tác hại rất lớn đối với các loại vật liệu khác nhau như sắt thép, vật liệu sơn, sản phẩm dệt, vật liệu xây dựng bằng các quá trình ăn mòn (han gỉ), mài mòn, gây hoen ố và phá hủy. Khí SO2 gây tác hại mạnh đối với giấy và da thuộc, làm cho độ bền và độ dai của chúng bị giảm sút. Còn cao su thì rất nhạy cảm với ozon, ozon có tác dụng làm cho cao su bị cứng giòn, giảm sức bền và nứt nẻ. www.themegallery.com Company Logo HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH www.themegallery.com Company Logo HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH Các chất ô nhiễm không khí như CO2, CH4, N2O, chất cloroflorocarbon- CFC, ozon và cả hơi nước là những chất gần như trong suốt đối với tia sáng sóng ngắn, ngược lại với bức xạ sóng dài- tia hồng ngoại- chúng hấp thụ rất mạnh. www.themegallery.com Company Logo HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH Kết quả là nếu bầu khí quyển bị ô nhiễm bởi những chất trên thì năng lượng Mặt Trời vẫn bức xạ xuống mặt đất một cách bình thường không bị cản trở, ngược lại năng lượng bức xạ từ 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. www.themegallery.com Company Logo HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH Chính vì thế mà nhiệt độ khí quyển trái đất sẽ bị tăng cao do mất cân bằng giữa năng lượng thu được và năng lượng tỏa ra. Người ta gọi hiệu quả mất cân bằng dẫn đến sự tăng cao nhiệt độ của khí quyển Trái Đất là “hiệu ứng nhà kính- greenhouse effect”, còn các chất CO2, CH4, N2O, O3, CFC được gọi là “các chất nhà kính- greenhouse gases”. www.themegallery.com Company Logo HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH www.themegallery.com Company Logo HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH Hậu quả: Nhiệt độ trung bình tồn cầu tăng lên  Tăng lượng mây bao phủ quanh trái đất  Tăng nhiệt độ của đại dương  Băng ở hai cực tan ra và mực nước biển dâng cao làm cho nhiều vùng sản xuất lương thực, các khu đơng dân cư, các đồng bằng lớn, nhiều đảo thấp sẽ bị chìm dưới nước biển. www.themegallery.com Company Logo HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH www.themegallery.com Company Logo HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH Chỉ tại riêng Mỹ, mực nước biển dự đốn tăng 50 cm vào năm 2100, cĩ thể làm mất đi 5.000 dặm vuơng đất khơ ráo và 4.000 dặm vuơng đất ướt. www.themegallery.com Company Logo HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH Khí hậu trái đất bị biến đổi sâu sắc, các đới khí hậu cĩ xu hướng thay đổi Nhiều vùng đất bị sa mạc hĩa Hạn hán kéo dài, cháy rừng diễn ra thường xuyên hơn. Nhiều bệnh tật mới xuất hiện, sức khỏe con người suy giảm Làm thay đổi điều kiện sống bình thường của các sinh vật trên trái đất, làm biến đổi nhịp sinh học. www.themegallery.com Company Logo MƯA AXIT www.themegallery.com Company Logo MƯA AXIT Sự tạo thành axit do quá trình oxi hĩa trong khơng khí của SO2 và NOx tạo thành các hạt axit và các muối kim loại. Khi trời mưa, nước mưa mang theo những hạt mưa axit tạo nên mưa axit. www.themegallery.com Company Logo MƯA AXIT Hậu quả: Làm nghèo đất, kéo theo hư hại đối với rừng Những sự cố về sức khỏe con người như làm giàu nguồn nước với các kim loại độc (chì, nhơm,) Làm hư hại các cơng trình ximăng và kết cấu kim loại. www.themegallery.com Company Logo MƯA AXIT www.themegallery.com Company Logo MƯA AXIT MƯA AXIT www.themegallery.com Company Logo www.themegallery.com Company Logo MƯA AXIT Lượng acid Carbonic cĩ trong nước mưa sẽ phản ứng với đồng, tạo thành lớp CuCO3 màu xanh bao phủ bức tượng