Bài giảng môi trường và bảo vệ môi trường

GIỚI THIỆU CHUNG


MÔN HỌC
MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG
MỤC TIÊU MÔN HỌC
•Kiến thức: Trình bày được thế nào là mơi trường trong lành; Giải thích được
các dạng gây ơ nhiễm từ tàu thủy đối với môi trường; Biết được các tiêu chuẩn
quốc tế về ơ nhiễm do tàu thủy gây ra.
•Kỹ năng: Giải thích được sự hình thành các chất độc sinh ra từ động cơ
Diesel; Trình bày được các giải pháp giảm ơ nhiễm từ động cơ Diesel.
•Năng lực tự chủ và chịu trách nhiệm: Đảm bảo an toàn và vệ sinh công
nghiệp, bảo vệ môi trường.


NỘI DUNG MÔN HỌC
CHƯƠNG 1. MÔI TRƯỜNG VÀ SINH THÁI
CHƯƠNG 2. Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ VÀ BIỆN PHÁP GIẢM THIỂU
CHƯƠNG 3. Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG NƯỚC


CHƯƠNG 1. MÔI TRƯỜNG VÀ SINH THÁI
I. Khái niệm chung về môi trường
Môi trường sống tác động đến các chức năng tâm sinh lý của con người, tới các biến đổi
sinh học của các thành phần tự nhiên và cũng có thể gây biến đổi q trình lý hố của
các q trình biến đổi vật chất.
1. Định nghĩa mơi trường
Mơi trường của con người bao gồm toàn bộ các hệ thống tự nhiên và các hệ thống do
con người tạo ra, những cái hữu hình (đơ thị, hồ chứa...) và những cái vơ hình (tập qn,
nghệ thuật...), trong đó con người sống bằng lao động của mình, họ khai thác các tài
nguyên thiên nhiên và nhân tạo nhằm thỏa mãn những nhu cầu của mình. Mơi trường

bao gồm bốn bộ phận: Khí quyển, thủy quyển, thạch quyển và sinh quyển.


2. Phân loại
• Mơi trường thiên nhiên
• Mơi trường đơ thị và khu cơng nghiệp
• Mơi trường lao động
• Mơi trường ở (bên trong các cơng trình)


3. Định nghĩa ơ nhiễm mơi trường
• Ơ nhiễm mơi trường là sự nhiễm bẩn của môi trường làm cho mơi trường khơng cịn trong
lành, sạch sẽ. Sự nhiễm bẩn có thể xảy ra ở mơi trường đất, mơi trường nước, mơi trường
khơng khí do các tác nhân gây ơ nhiễm tương ứng với từng loại mơi trường trên.
• Các chất gây ơ nhiễm khí quyền bao gồm: các chất hạt, oxit carbon, oxit nitơ, các hydro
carbon, oxit lưu huỳnh. Mơi trường nước có thể bị ơ nhiễm từ các nguồn nước thải sinh
hoạt, nước thải công nghiệp chưa qua xử lý, hoặc xử lý chưa triệt để, bên trong vẫn cịn
lẫn các thành phần: hóa chất, dầu mỡ, chất phóng xạ, vi trùng…
• Trong ngành hàng hải, ơ nhiễm mơi trường là do lượng khí thải của động cơ quá nhiều,
hàm lượng các chất khí độc hại vượt quá giới hạn cho phép và các nguồn nước thải trên
tàu chưa qua xử lý hoặc xử lý chưa đúng so với mức quy định.


II. Chuẩn mơi trường
• Đối với mơi trường khơng khí: phải đảm bảo nhiệt độ, độ ẩm, lưu lượng không khí, hàm
lượng O2, CO và các hàm lượng khí độc nằm trong giới hạn cho phép.
• Đối với mơi trường nước: các hóa chất độc, dầu mỡ, chất phóng xạ… nằm trong giới hạn
cho phép.
1. Mơi trường trong lành
• Mơi trường trong lành nghĩa là một môi trường mà các thành phần của nó đảm bảo cho

các sinh vật có thể tồn tại và phát triển bình thường. Nghĩa là các thành phần hóa học đảm
bảo cung cấp cho sự sống, hàm lượng các chất độc hại nằm trong giới hạn cho phép và
không gây ảnh hưởng đến đời sống và sự phát triển của các sinh vật.


2. Khơng khí bị nhiễm bẩn từ khí thải và hóa chất trên tàu thủy
• Trong q trình động cơ làm việc, khơng khí bị ơ nhiễm do các khí thải SO2, NO2, CO
vượt mức cho phép cùng với nó là nồng độ bụi cao, vượt mức cho phép.
• Hầu hết các khí độc thải ra mơi trường như: CO, NOX, Pb, các loại bụi lơ lửng, bụi hạt...
đều do q trình đốt cháy nhiên liệu tạo nên.
• Đồng thời, trong quá trình tàu thủy vận hành, các nguồn nước trên tàu: nước la canh bao
gồm nhiều tạp chất khác nhau: dầu, hóa chất; nước thải sinh hoạt: tắm rửa, giặt giũ, vệ
sinh nếu thải trực tiếp ra môi trường mà khơng qua xử lý thì sẽ gây ơ nhiễm cho môi
trường nước biển.


3. Các tiêu chuẩn quốc tế về ơ nhiễm khí thải, nước thải từ tàu thủy
• Tn theo cơng ước quốc tế về phịng ngừa ơ nhiễm mơi trường biển MARPOL 73/78
• Theo số liệu thống kê của Chính phủ Mỹ, các tàu biển là thủ phạm gây ra 2/3 lượng khí thải SO2
trong ngành GTVT năm 2002, việc thiếu các biện pháp kiểm soát sẽ khiến tỷ lệ này có thể lên tới
98% vào năm 2020.
• Do đó, Chính phủ Mỹ đã đặt ra những tiêu chuẩn mới về khí thải đối với các tàu biển cỡ lớn. Theo
đó, từ năm 2015, các tàu biển mới sẽ phải giảm 96% lượng SO2 so với hiện nay. Tương tự, các tàu
biển được đóng sau năm 2016 sẽ phải cắt giảm 80% lượng khí thải NO.
• Báo cáo đánh giá tác động của khí thải tàu biển đối với sức khỏe của Liên minh châu Âu (EU) cho
thấy, lượng khói thải độc hại từ các loại tàu biển đang giết chết khoảng 39.000 người mỗi năm ở
châu Âu, trong đó Anh chịu thiệt hại nặng nề nhất vì có đường biển dài và cũng là nơi giao thương
tấp nập, tàu bè qua lại nhộn nhịp.

3. Các tiêu chuẩn quốc tế về ơ nhiễm khí thải, nước thải từ tàu thủy
• Hiện nay, EU dự định thành lập các vùng biển có lượng khí thải thấp đầu tiên, giảm thiểu mức độ ô
nhiễm từ hàng nghìn chiếc tàu chở hàng lưu chuyển qua các vùng biển mỗi năm. EU sẽ chấp nhận
Chính phủ các nước hỗ trợ các công ty hàng hải nhằm đáp ứng các tiêu chuẩn SO2 một cách chặt
chẽ. Ủng hộ các giải pháp của EU, Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO) nhất trí sẽ hạn chế hàm lượng
SO2 trong nguồn nhiên liệu cho tàu biển đối với các tàu thuyền đi qua khu vực có kiểm sốt khí
thải có hiệu lực từ năm 2015.
• Trong khi đó, các cơng ty vận tải biển sẽ phải đối mặt với khả năng đáp ứng phát thải hàm lượng
SO2 thấp và chi phí nhiên liệu sạch hơn, khiến cước vận tải hàng hóa đường biển tăng cao. EU đã
chấp nhận đề nghị của IMO về giảm hàm lượng lưu huỳnh trong các nhiên liệu biển, với mức giới
hạn lưu huỳnh cho tất cả các tàu thuyền sẽ cắt giảm xuống mức 0,5% trong năm 2020 (hiện tại
đang là 3,5%).


3. Các tiêu chuẩn quốc tế về ơ nhiễm khí thải, nước thải từ tàu thủy
• Các giới hạn cho tất cả các tàu ở vùng biển Baltic và Biển Bắc (được gọi là khí thải khu vực kiểm
sốt), sẽ cắt giảm xuống 0,1% từ 0,5% vào bắt đầu từ năm 2015. Thay vì sử dụng nhiên liệu chứa
lưu huỳnh thấp, các nhà khai thác tàu biển cũng có thể sử dụng cơng nghệ xử lý thay thế làm sạch
khí thải của tàu thuyền để giảm thiểu ơ nhiễm.
• Hiện Việt Nam có trên 1.700 tàu vận tải, cùng với số lượng tàu cá khoảng 130.000 tàu, tương ứng
với lượng nhiên liệu xăng dầu tiêu thụ khoảng gần 4 triệu tấn/năm. Có thể nói, đây chính là nguồn
gây ra ơ nhiễm cho vùng biển, ven biển và nhiều nơi, tác động nghiêm trọng đến hệ sinh thái biển,
hủy hoại các nguồn tài nguyên biển, gây nguy hiểm cho sức khỏe con người.
• Chất lượng của tàu biển Việt Nam thường không cao, nhiều phương tiện đã quá cũ, lạc hậu, hiệu
suất đốt cháy nhiên liệu thấp và chưa có hệ thống xử lý khí thải… nên đã phát thải nhiều khí độc
như: SO2, CO2, CO, NO2, CxHy… Chất lượng của tàu biển Việt Nam thường không cao… nên
đã phát thải nhiều khí độc.


CHƯƠNG 2. Ô NHIỄM TỪ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG

I. Ô nhiễm từ động cơ sử dụng nhiên liệu xăng
1. Các khí thải của động cơ xăng
Các khí thải từ động cơ (ơtơ, xe máy...) chính là nguồn phát sinh các chất ô nhiễm, đặc
biệt là CO, các hạt lơ lửng (bụi, bồ hóng), các chất độc và các chất ơ nhiễm khác góp
phần tạo ra ozon tầng thấp (sương khói) và các khí nhà kính. Tắc nghẽn giao thơng cũng
góp phần gia tăng nồng độ các chất ơ nhiễm.
•Ơtơ chiếm một nửa lượng các chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs) và nitơ oxit, tạo sương
khói.
•50% các chất ơ nhiễm khơng khí nguy hại do động cơ ơtơ sinh ra.
•90% CO phát hiện trong khơng khí đơ thị có nguồn gốc từ động cơ ôtô.


2. Các giải pháp giảm thiểu ONMT cho động cơ xăng
• Giảm số xe lưu thơng, thay thế các loại xe ít gây ơ nhiễm.
• Giảm bớt thời gian vận hành không cần thiết, hạn chế đi lại bằng cách sử dụng các
cơng nghệ truyền thơng (điện thoại, truyền hình...).
• Sử dụng xe buýt công cộng, đi xe đạp hay đi bộ khi có thể.
• Tiết kiệm nhiên liệu, định kỳ bảo dưỡng phương tiện...
• Kiểm sốt khí xả bằng công nghệ xúc tác.


CHƯƠNG 2. Ô NHIỄM TỪ ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG
II. Ô nhiễm từ động cơ sử dụng nhiên liệu Diesel
1. Các khí thải của động cơ Diesel
Hệ động lực của tàu thủy gồm có máy chính, tổ máy phát điện, các hệ thống bơm, đường ống,
két chứa nhiên liệu, dầu bôi trơn… Trong đó, máy chính và các động cơ lai máy phát trên tàu sử
dụng nhiên liệu DO hoặc FO có hàm lượmng lưu huỳnh cao (khoảng 2 đến 4,6%). Khí thải từ
các đơng cơ này xả vào khơng khí đem theo cả những khí độc hại và những chất chỉ thị ơ nhiêm
khơng khí.
Thành phần chính của nhiên liệu bao gồm các hợp chất hydro cacbon, lưu huỳnh, ni tơ,… Trong

q trình nhiên liệu bốc cháy để sinh cơng, các nguyên tố kết hợp với oxy và tạo sản phẩm cháy
bao gồm những chất gây ô nhiễm với thành phần như sau: CO2: 1 – 10%; CO: 0,01 – 0,5%; NOx:
0,02 – 5%; SOx: 0,2 – 3%; HC: 0,9 – 5%; RCHO: 0,1 – 0,9%; muội 0,01 – 1 g/m3.


2. Các giải pháp giảm thiểu ONMT cho động cơ Diesel
• Xử lý nhiên liệu nhằm loại bớt các thành phần có hại.
• Sử dụng nhiêu liệu có hàm lượng các chất gây ơ nhiễm ít.
• Hốn cải động cơ, chuyển đổi nhiên liệu sử dụng, tìm nhiên liệu mới thay thế.
• Cải thiện q trình cháy của động cơ trong q trình khai thác.
• Nghiên cứu, đề xuất các phưong án xứ lý khí thải trước khi thải vào mơi trường..
• Sử dụng các động cơ mới với loại nhiên liệu và hàm lượng khí gây ơ nhiễm trong khí
thải thấp ở những tàu đóng mới.


III. Đo khí thải bằng thiết bị chuyên dụng
1. Mục đích
Việc đo khí thải nhằm đánh giá những yếu tố mơi trường tác động hiện có để có biện
pháp ngăn ngừa sự ô nhiễm; xác định các thông số, theo đó đánh giá sự ơ nhiễm mơi
trường.
Hệ thống chỉ tiêu đưa ra cho phép phân tích, dự báo và đánh giá được các tác động tiêu
cực có thể có của các nhân tố ảnh hưởng môi trường, đề xuất các biện pháp giảm thiểu
tác động tiêu cực, xây dựng kế hoạch thực hiện quản lý mơi trường theo hướng tích cực
bảo vệ môi trường phát triển bền vững.


III. Đo khí thải bằng thiết bị chuyên dụng
2. Thiết bị đo khí thải ống khói
Hãng Kenmay (UK) sản xuất Model KM9106. Máy có thể sử dụng đơn vị đo ppm và mg/cm3 phù hợp
theo tiêu chuẩn TCVN.

•* Thang đo và các thơng số đo được :
•+ O2 : 0 - 25%
•+ CO : 0 - 10,000ppm
•+ Nhiệt độ khí ống khói: 0 - 600oC
•+ CO2 : 0 - 20 % (được tính tốn từ CO, O2) hoặc sử dụng sensơ riêng
•+ Hiệu suất: 0 - 100% (được tính tốn)
•+ NO : 0 -5000 ppm
•+ NO2 : 0 - 800 ppm
•+ SO2 : 0 - 500 ppm
•+ CxHy: 0 -3000ppm
•+ áp suất, và áp suất vi sai : 0 - 150 mbar
•+ Đo vận tốc khí dựa trên cơ sở đo áp suất vi sai cùng với bộ ống pilot để tính vận tốc khí


III. Đo khí thải bằng thiết bị chuyên dụng
3. Thiết bị đo khí thải lị hơi
•Xuất xứ: Hãng Testo - Đức. Dùng để đo từng loại khí đơn lẻ. Độ chính xác cao
• Thơng số:
•- Kích thước: 216x68x47 mm
• - Cân nặng: 500g
• - Nhiệt độ: 4 – 45oC
• - Nhiệt độ lưư trữ: -20 – 50oC
• - Loại pin: 4AA
• - Thời gian pin sống: 4h
• - Điện áp: 115/230V, 50/60Hz
• - Màn hình hiển thị: LCD 2 dịng


III. Đo khí thải bằng thiết bị chuyên dụng
3. Thiết bị kiểm tra khí thải động cơ Diesel

Model : EAG 403/ITALY
•Đặc tính kỹ thuật :
•Màn hình màu cảm ứng LCD TFT 6,4” chống bẩn, chống sóc.
•CPU 300MHz tiêu hao năng lượng thấp
•Thẻ nhớ ngịai .64MB
•Máy in 24 colum gắn trên máy
•Hệ điều hành LINUX ,phần mềm kết nối máy tính trên nền win Xp
•Cổng kết nối với máy tính RS232
•02 Cống USB dùng để kết nối và nâng cấp phần mềm, cổng PS2 cho bàn phím, kết nối mạng
máy tính qua cổng LAN chuẩn IEEE802.3 10/100MBPS, Cổng VDEO output .
•Kích thước : 400 x 200 x 300mm
•Trọng lượng 10Kg
•Nguồn điện sử dụng 220V /50hz


III. Đo khí thải bằng thiết bị chuyên dụng
3. Thiết bị kiểm tra khí thải động cơ Diesel
•Chức năng chính:
•Đo nồng độ khói theo đơn vị phần trăm ≥ 0-100% độ chính xác: 0.01%.
•Đo nồng độ khói theo đơn vị K: 0-99.99m-1. 0-99.99%
•Đo tốc độ động cơ: 0-9999 RPM
•Đo nhiệt độ dầu +5°C ÷ + 40°C , độ chính xác 10C
•Tự động hiệu chỉnh về khơng
•Phương pháp đo liên tục hoặc lấy trị số TBình
•Có hộp điều khiển từ xa LCD với dây cáp 5m
•Có cổng nối song song RS232 nối ra máy tính trung tâm.
•Tự động trở về zero
•Tự động hiệu chuẩn sau kiểm tra và làm sạch
•Phụ kiện: Gồm bộ đầu cảm biến đo tốc độ, đo nhiệt độ, đầu dị khí xả 5m, cáp nối 10m, dây cáp
cung cấp nguồn 5m.

III. Đo khí thải bằng thiết bị chuyên dụng
3. Thiết bị kiểm tra khí thải động cơ xăng và Diesel
•Model MGT5 / MDO2-LON “STAND ALONE”
•Xuất xứ: MAHA / Đức
•Cấu tạo bao gồm:
•Module đo RPM của máy kiểm tra khí thải động cơ Xăng
•Kẹp dây bugi lấy tín hiệu đo RPM của động cơ Xăng
•Bộ đo tốc độ vịng quay kiểu độ rung dùng cho động cơ Xăng và động cơ Diesel
•Cảm biến đo nhiệt độ dầu bơi trơn dùng cho máy MGT5 và máy MDO2-LON
•Chân để máy MGT5, MDO2-LON, máy tính, màn hình, bàn phím, con chuột.
•Phần mềm EURO SYSTEM TRUCK.
•Kính chuẩn để hiệu chuẩn máy MDO2-LON.
•Bình khí chuẩn để hiệu chuẩn máy MGT5


III. Đo khí thải bằng thiết bị chuyên dụng
3. Thiết bị kiểm tra khí thải động cơ xăng và Diesel


III. Đo khí thải bằng thiết bị chuyên dụng
3. Thiết bị kiểm tra khí thải động cơ xăng và Diesel
•Máy kiểm tra khí thải động cơ Diesel – MDO 2 LON
•Đặc tính kỹ thuật
•Máy có thể kiểm tra khí thải theo cách gia tốc tự do hoặc kiểm tra khí thải có gia tải.
•Có thể kiểm tra từng lần hoặc kiểm tra liên tục trong một khoảng thời gian
•Máy có tích hợp cảm biến đo nhiệt độ ống kiểm tra.
•Bộ sấy ống kiểm tra cơng suất lớn
•Máy cho phép đo nhiệt độ dầu bơi trơn và tốc độ vịng quay động cơ (RPM)

•Máy có 2 cổng giao tiếp RS 232 để nối với máy tính và nối với một thiết bị kiểm tra khác (như
máy đo cơng suất)
•Hiển thị kết quả trên màn hình máy tính giúp vận hành thiết bị dễ dàng
•Có thể in kết quả kiểm tra ra giấy dạng số và đồ thị
•Chế tạo bằng vật liệu thép khơng gỉ chất lượng cao
•Vỏ bọc bằng vật liệu tổng hợp cách nhiệt


III. Đo khí thải bằng thiết bị chuyên dụng
3. Thiết bị kiểm tra khí thải động cơ xăng và Diesel
•Thiết bị tiêu chuẩn Máy MDO 2 LON
•Phần mềm cơ bản
•Cho phép nhập dữ liệu khách hàng bằng tay
•Tự động truyền dữ liệu
•Phần mềm cho phép nối mạng các máy trong mạng
•Máy làm bằng thép khơng gỉ và được bảo vệ bằng vỏ plastic
•Đo độ mờ đục của khí thải bằng phương pháp quang học
•Nguồn cung cấp 230V, 1pha
•Có 2 cổng RS 232
•Đầu đo khí thải dùng cho xe hơi dài 1,5 m, nhiệt độ tối đa 300 độ C


4. Giải thích các thuật ngữ
• a. Động cơ cháy cưỡng bức: Động cơ đốt trong làm việc theo nguyên lý đốt cháy
cưỡng bức bằng nguồn nhiệt bên ngoài (tia lửa điện). Động cơ cháy cưỡng bức có
thể là động cơ 2 kỳ, 4 kỳ; sử dụng nhiên liệu xăng hoặc khí dầu mỏ hóa lỏng
(LPG), khí tự nhiên nén (CNG) …
• b. Động cơ cháy do nén: Động cơ đốt trong làm việc theo nguyên lý nhiên liệu tự
bốc cháy trong mơi trường có nhiệt độ và áp suất cao. Động cơ cháy do nén
thường sử dụng nhiên liệu điêzen.

• c. Động cơ đặc biệt: Động cơ đốt trong có kết cấu đặc biệt, khác với kết cấu kiểu
pittơng tịnh tiến như ở các động cơ đốt trong thông dụng hiện nay, ví dụ như động
cơ Wankel.