Giáo án điện tử hóa học: Các chất làm ô nhiễm hữu cơ ppsx

LOGO
Inorganic Air Pollutants
Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh
Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
Khoa Môi trường
Bộ môn: Hóa Môi Trường

Giảng viên: Ts. Tô Thị Hiền
Thực hiện: Nhóm 12
Lớp: 09KMT
Giảng viên: Ts. Tô Thị Hiền
Thực hiện: Nhóm 12
Lớp: 09KMT
Danh sách nhóm 12
1. Lê Thị Phương Dung 0917037
2. Nguyễn Thị Quỳnh Giao 0917064
3. Phạm Thị Bích Hiếu 0917096
4. Bùi Nguyễn Hoàng Lộc 0917185
5. Phan Thị Thảo Nguyên 0917224
6. Lê Văn Nhật 0917229
7. Lê Nguyễn Quỳnh Như 0917235
8. Huỳnh Văn Ninh 0917237
9. Nguyễn Thị Cẩm Phi 0917243
10. Đinh Trần Giang Sơn 0917280
1. Lê Thị Phương Dung 0917037
2. Nguyễn Thị Quỳnh Giao 0917064
3. Phạm Thị Bích Hiếu 0917096
4. Bùi Nguyễn Hoàng Lộc 0917185
5. Phan Thị Thảo Nguyên 0917224
6. Lê Văn Nhật 0917229
7. Lê Nguyễn Quỳnh Như 0917235

8. Huỳnh Văn Ninh 0917237
9. Nguyễn Thị Cẩm Phi 0917243
10. Đinh Trần Giang Sơn 0917280
Mở đầu:
Chất vô cơ gây ô
nhiễm dạng hạt.
VD:
•
Tro bay
•
Amiang
•
Các oxide kim
loại
Các chất vô cơ
gây ô nhiễm
không khí
(Inorganic Air
Pollutants)
Chất vô cơ gây ô
nhiễm dạng khí.
VD: Những Oxide
của cacbon, lưu
huỳnh và nitơ
I. Các hạt vô cơ gây ô nhiễm trong
khí quyển.
Particles
in the atmosphere
The Composition of
Inorganic Particles

Effects of particles
Control of particulate
emissions

Sơ lược về các hạt vô cơ trong khí quyển

Quá trình hình thành các hạt vô cơ

Tro bay (Fly ash)

Amiang (Asbestos)

Kim loại độc hại (Toxic Metals)

Phần tử phóng xạ (Radioactive Particles)

Đối với sức khỏe con người

Đối với môi trường

Lắng đọng và quán tính (Sedimentation
and Inertia)

Lọc hạt (Particle filtration)

Máy lọc khí (Scrubbers)

Sơ lược về các hạt vô cơ trong khí quyển
- Được tạo thành từ các vật liệu vô cùng đa
dạng và vật chất rời rạc

- Bao gồm các giọt lỏng hay rắn
- Kích thước từ khoảng 0,5mm ( cỡ hạt cát hay
hạt bụi) đến kích thước phân tử.
Sol khí (aerosol) trong khí quyển là các hạt rắn
hay lỏng có đường kính nhỏ hơn 100 µm.
1. Particles in the atmosphere
1. Particles in the atmosphere

Những quá trình hình thành các hạt vô cơ

Các oxit kim loại: quá trình đốt cháy nhiên liệu có chứa kim
loại.
VD: 3FeS
2
+ 8O
2
→Fe
3
O
4
+6SO
2

Sương mù quang hóa: Quá trình oxi hóa SO
2
thành H
2
SO
4
,

chất hút ẩm tích tụ trong hơi nước để hình thành các giọt chất
lỏng nhỏ.
2SO
2
+ O
2
+ 2H
2
O → 2H
2
SO
4

Quá trình tạo thành muối:
H
2
SO
4
(droplet) + 2NH
3
(gas) → (NH
4
)
2
SO
4
(droplet)
* Dưới điều kiện độ ẩm thấp, nước bị mất đi thì những giọt
và sol khí muối dạng rắn được hình thành.
1. Particles in the atmosphere

2. The Composition of Inorganic
Particles
Một vài
thành
phần
của các
hạt vật
chất vô
cơ và
nguồn
gốc của
chúng
Một vài
thành
phần
của các
hạt vật
chất vô
cơ và
nguồn
gốc của
chúng
2. The Composition of Inorganic
Particles

Tro bay (Fly ash ): Là một loại bụi được thu tại bộ phận thải
khí của ngành năng lượng từ quá trình đốt cháy than.

Thành phần chủ yếu là cacbon, các thành phần khác (oxide
của Al, Ca, Fe và Si).

Tro bay là phân tử
khối cầu thủy tinh,
kích thước: 10~30µm
Tro bay là phân tử
khối cầu thủy tinh,
kích thước: 10~30µm

Tro có thể bay tự do trong không khí,
gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng
không nhỏ đến đời sống, sinh hoạt của
con người.
Tuy nhiên, những vấn đề về tro bay hiện
nay đã được khắc phục, nên tro bay đã
được ứng dụng nhiều.
2. The Composition of Inorganic
Particles

Amiang (Asbestos):
Amiang có sức căng bền, linh động và
khó bốc cháy.
⇒
Ứng dụng nhiều trong vật liệu xây
dựng.
Tác hại: gây ô nhiễm không khí bởi vì
ảnh hưởng đến sức khỏe (viêm phổi, u trung
biểu mô, viêm da )
Amiang xanh bị cấm buôn bán, trao
đổi trên toàn thế giới. Chỉ có amiang trắng
(dạng sợi xoắn, mềm) không gây ảnh hưởng
đến sức khoẻ con người trong điều kiện kiểm

soát.
Amiang là tên của các
nhóm khoáng silicat
dạng sợi, tiêu biểu là
nhóm xecpentin, có
công thức gần đúng
là Mg
3
P(Si
2
O
5
)(OH)
4
.
Amiang là tên của các
nhóm khoáng silicat
dạng sợi, tiêu biểu là
nhóm xecpentin, có
công thức gần đúng
là Mg
3
P(Si
2
O
5
)(OH)
4
.
2. The Composition of Inorganic

Particles

Kim loại độc hại (Toxic Metals): bao gồm Pb, Hg, Be, Cd, Cr,
Va, Ni và As. Đặc biệt là Pb và Hg.

Thủy ngân (Hg): đi vào khí quyển từ sự đốt cháy than và
hoạt động núi lửa.
Đặc tính: dễ bay hơi, lưu động.
=> gây độc trực tiếp cho người bị phơi nhiễm, hoặc theo
mưa xâm nhập vào môi trường đất, nước và gây hại cho con
người và sinh vật qua quá trình tích tụ trong chuỗi thức ăn.

Beri (Be): Là nguyên tố có độc tính lớn.
Hiện tại ô nhiễm Be chưa cao. Nhưng vì nhiều ứng dụng,
nên ô nhiễm Be có thể tăng trong tương lai. => Cần có quy chuẩn
về giới hạn thấp nhất của Be trong khí quyển.
Thực
phẩm
PbCl
2
+
PbBr
2
PbCl
2
+
PbBr
2
Pb(C
2

H
5
)
4
+
O
2
2. The Composition of Inorganic
Particles
ống xả
khói
Trong
đất
Khí quyển
Con
Con
người
người
Con
Con
người
người
Lưu trình của chì (Pb) trong xăng đi vào cơ thể người gây độc hại
Lưu trình của chì (Pb) trong xăng đi vào cơ thể người gây độc hại

Chì (Pb): Việc sử dụng Pb
nhiều hơn việc nó tồn tại trong
khí quyển. Nhiều thập kỉ qua,
xăng pha chì chứa chì tetraetil là
nhiên liệu chiếm ưu thế.

2. The Composition of Inorganic
Particles

Phần tử phóng xạ (Radioactive Particles):
Nguồn phóng xạ hạt nhân đáng kể trong
khí quyển là radon (
222
Rn và
220
Rn).
Các dạng khác:
7
Be,
10
Be,
14
C,
Do sự đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch,
phóng xạ đi vào khí quyển dưới dạng hạt nhân
phóng xạ trong tro bay. Các nhà máy điện lớn
chạy bằng than thiếu thiết bị kiểm soát tro có thể
đưa vào khí quyển vài trăm mCi hạt nhân phóng
xạ mỗi năm, cao hơn nhiều so với lượng hạt
nhân tương đương hay các nhà máy điện chạy
bằng dầu.
3. Effects of particles

Đối với sức khỏe con người:
Trong quá trình hô hấp, các hạt tương đối lớn bị giữ lại
trong khoang mũi và họng, các hạt rất nhỏ đi vào tận phổi và được

giữ lại ở đó.

>10 µm: thường đọng lại ở mũi.

5-10 µm: vào phổi nhưng được phổi thải ra.

0,1-5 µm: ở lại phổi 80-90%.

<0,1 µm: bị giữ lại phế nang.

Chì và thủy ngân gây nên tình trạng nhiễm độc chung trên toàn
cơ thể (thiếu máu, viêm thận, rối loạn thần kinh, ).

Một số hạt vật chất gây ung thư như bụi quặng, chất phóng
xạ, hợp chất Cr, As.

Bụi thạch anh, amiang gây xơ hóa phổi.
3. Effects of particles

Đối với môi trường:

Các hạt vật chất trong khí
quyển (Đặc biệt 0,1μm -1 μm)
làm tầm nhìn bị hạn chế.

Cung cấp bề mặt hoạt động cho
phản ứng hóa học không đồng
nhất.

Hạt nhân của hơi nước trong

quá trình ngưng tụ
=> ảnh hưởng đến các hiện tượng
thời tiết và sự ô nhiễm không khí.
4. Control of particulate
emissions
Việc loại bỏ các hạt từ dòng khí là cách phổ biến nhất
để kiểm soát ô nhiễm không khí.
Sự chọn lọc các hệ thống loại bỏ các hạt trong dòng
khí ô nhiễm phụ thuộc:

Tải trọng

Bản chất của các hạt

Loại hệ thống lọc khí được sử dụng.
Một vài phương pháp được sử dụng:

Lắng đọng và quán tính (Sedimentation and Inertia)

Lọc hạt (Particle filtration)

Máy lọc khí (Scrubbers)
4. Control of particulate
emissions
Buồng lọc thu gom
các hạt phát thải
Buồng lọc thu gom
các hạt phát thải
Biểu đồ tĩnh điện học
của các chất lắng đọng

Biểu đồ tĩnh điện học
của các chất lắng đọng
II. Chất khí vô cơ trong khí
quyển
Các Oxide của
Carbon

CO

CO
2
và ấm lên toàn cầu

Vòng tuần hoàn Lưu huỳnh

SO
2

Các phản ứng của NOx

Tác hại và cách kiểm soát

Mưa Acid

F
2
, Cl
2
và các hợp chất


H
2
S, COS, CS
2
Các khí
quan trọng khác
Hợp chất
Nitrogen
SO
2
và vòng tuần hoàn
Lưu huỳnh
1. Các Oxide của Carbon:
a. CO

Nguồn phát thải:

Tổng nồng độ CO trong khí quyển vào khoảng 0.1 ppm.

Động cơ đốt trong là nguồn chủ yếu phát thải CO gây ô
nhiễm cục bộ ở các khu vực đô thị vào những thời điểm
có nhiều người, nhiều xe. Chẳng hạn như giờ cao điểm
vào khoảng 50-100 ppm.

Trong tự nhiên: Phần lớn CO hiện diện trong không khí
là sản phẩm trung gian của quá trình oxi hóa methane
bởi gốc hydroxyl.

Kiểm soát phát thải CO (tập trung vào ô tô) :


Khi tỉ lệ hỗn hợp không khí - nhiên liệu > 16:1 → khí thải ra
từ động cơ đốt trong hầu như không có CO.

Ôtô hiện đại sử dụng hệ thống phản ứng thoát khí xúc tác
và dùng vi tính điều khiển chính xác họat động của động
cơ để cắt giảm tối thiểu luợng khí CO phát thải.

Số phận của CO trong khí quyển:

CO tồn tại trong khí quyển khoảng 4 tháng.

CO bị loại bỏ khỏi bầu khí quyển bằng phản ứng với gốc
hydroxyl HO
.
: CO + HO
.
→ CO
2
+ H
Ngoài ra còn có sự đóng góp tích cực của VSV để loại bỏ CO
1. Các Oxide của Carbon:
a. CO
b. CO
2
và ấm lên toàn cầu
b. CO
2
và ấm lên toàn cầu

CO

2
là một khí nhà kính, sinh ra chủ
yếu từ việc đốt nhiên liệu hóa thạch,
cháy rừng và sự phân hủy sinh học,

Khí CO
2
hấp thụ tia hồng ngoại, góp
phần làm ấm lên toàn cầu.

CO
2
tăng trung bình 1 ppm/năm:
nồng độ CO
2
trong khí quyển thời
kỳ tiền công nghiệp là 260 ppm,
hiện nay khoảng 360 ppm, dự báo
giữa thế kỉ tiếp theo là 600 ppm.
Gia tăng nồng
độ CO
2
trong
khí quyển trong
những năm
gần đây ở Bắc
bán cầu (minh
họa theo mùa).
b. CO
2

và ấm lên toàn cầu
2.a. Vòng tuần hoàn Lưu
huỳnh
b. Sulfur Dioxide (SO
2
)

Phản ứng của SO
2
trong khí quyển:

Các nhân tố như nhiệt độ, độ ẩm, cường độ ánh sáng,
lưu thông của khí quyển, và tính chất bề mặt hạt vật
chất, ảnh hưởng đến các phản ứng hóa học của SO
2
.

Phần lớn SO
2
trong khí quyển sẽ bị ôxi hóa thành acid
sunfuric và muối sunfat, đặc biệt là ammonium sulfate
và ammonium sulfate hydro.
½ O
2
+ SO
2
H
2
SO
4

NH
3
+ SO
2
+ H
2
O NH
4
+
+ HSO
3
-