Khảo sát và tối ưu hóa quy trình xác định SO2 trong không khí. Đánh giá tác động ô nhiễm SO2 tại các nút giao thông trong TP.HCM
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.24 MB, 129 trang )
KHÓA LUN TT NGHIP
SO
2
TRONG
2
THÔNG TRONG TP.HCM
Giảng viên hướng dẫn: TH.S TRẦN CẨM THÚY
Sinh viên thực hiện: HUỲNH THỊ BÍCH VÂN
Mã số sinh viên: 09082441
Lớp: DHPT5
Khoá: 2009 - 2013
n
KHÓA LUN TT NGHIP
SO
2
TRONG
2
THÔNG TRONG TP.HCM
Giảng viên hướng dẫn: TH.S TRẦN CẨM THÚY
Sinh viên thực hiện: HUỲNH THỊ BÍCH VÂN
Mã số sinh viên: 09082441
Lớp: DHPT5
Khoá: 2009 - 2013
n
i
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do - Hạnh phúc
Họ và tên sinh viên: Huỳnh Thị Bích Vân MSSV:09082441
Lớp: DHPT5 Chuyên ngành: Hóa Phân Tích
Tên khóa luận: Khảo sát và tối ưu hóa quy trình xác định SO
2
trong không khí.
Đánh giá tác động ô nhiễm SO
2
tại các nút giao thông trong Tp.HCM
Nhiệm vụ của đồ án:
1. Tìm hiểu tổng quan về không khí.
2. Tìm hiểu tổng quan về SO
2.
3. Tìm hiểu tổng quan về phương pháp trắc quang.
4. Hướng dẫn công việc sử dụng máy lấy mẫu khí cá nhân.
5. Khảo sát và tối ưu hóa quy trình xác định SO
2
trong không khí.
6. Khảo sát các yếu tố trong độ không đảm bảo đo.
7. Lấy mẫu và đánh giá tác động ô nhiễm SO
2
trong không khí tại các nút giao
thông trong Tp.HCM
Ngày giao đồ án:
Ngày hoàn thành đồ án:
Họ tên giáo viên hướng dẫn: Th.S Trần Cẩm Thúy
Chủ nhiệm bộ môn
Th.S Nguyễn Quốc Thắng
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2013
Giáo viên hướng dẫn
Th.S Trần Cẩm Thúy
ii
Đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn các thầy cô hiện là giảng viên khoa
Công nghệ Hóa học – Trường Đại học Công Nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh đã
nhiệt tình giảng dạy cho chúng em trong những năm còn ngồi trên ghế nhà trường.
Em cũng gửi lời cảm ơn chân thành đến cô ThS. Trần Cẩm Thúy đã nhiệt tình
hướng dẫn, giúp đỡ cho chúng em hoàn thành bài luận văn tốt nghiệp.
Tuy nhiên, do thời gian có giới hạn và kiến thức còn nhiều hạn chế nên
quyển luận văn không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong Thầy Cô thông cảm.
Sự góp ý cùng những lời nhận xét của Thầy Cô sẽ giúp cho quyển luận văn này
được hoàn thiện hơn.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến các thầy, các
cô. Kính chúc quý thầy, cô luôn dồi dào sức khỏe, vững bước trên con đường sự
nghiệp giáo dục, luôn luôn là người lái đò truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm cho
tất cả sinh viên chúng em, để chúng em vững bước tiến vào tương lai.
Em xin chân thành cảm ơn!
iii
Phần đánh giá:
Ý thức thực hiện:
Nội dung thực hiện:
Hình thức trình bày:
Tổng hợp kết quả:
Điểm bằng số: Điểm bằng chữ:
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2013
Giáo viên hướng dẫn
iv
Phần đánh giá:
Ý thức thực hiện:
Nội dung thực hiện:
Hình thức trình bày:
Tổng hợp kết quả:
Điểm bằng số: Điểm bằng chữ:
Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2013
Giáo viên phản biện
v
LỜI NÓI ĐẦU xiv
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1
1.1. Tổng quan về không khí 1
1.1.1. Thành phần hóa học của không khí 1
1.1.2. Các thông số vật lý đặc trưng của không khí 2
1.2. Tổng quan về ô nhiễm không khí 3
1.2.1. Định nghĩa ô nhiễm không khí 3
1.2.2. Tác nhân gây ô nhiễm không khí 3
1.2.3. Các nguồn phát sinh ra chất gây ô nhiễm 4
1.2.4. Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí đối với con người 6
1.2.5. Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí đối với động thực vật 11
1.2.6. Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí đến toàn cầu 11
1.3. Các thông số đánh giá chất lượng không khí 12
1.4. Tổng quan về khí lưu huỳnh đioxit (SO
2
) 13
1.4.1. Tính chất vật lý 13
1.4.2. Tính chất hóa học 13
1.4.3. Ứng dụng 13
1.4.4. Điều chế 14
1.4.5. Nguồn phát thải SO
2
trong không khí 14
1.4.6. Ảnh hưởng của SO
2
14
1.5. Các phương pháp xác định SO
2
trong không khí 16
vi
1.5.1. Các phương pháp chủ động 16
1.5.2. Các phương pháp tự động 19
1.5.3. Phương pháp thụ động 20
1.5.4. Xác định nồng độ SO
2
bằng ống phát hiện nhanh kitagawa 20
1.6. Giới thiệu về phương pháp trắc quang 21
1.6.1. Tổng quan về phương pháp trắc quang 21
1.6.2. Các phương pháp định lượng trong trắc quang 24
1.6.3. Ưu điểm, nhược điểm của phương pháp 27
1.7. Lấy mẫu và bảo quản mẫu khí 29
1.7.1. Các phương pháp lấy mẫu khí 29
1.7.2. Vị trí lấy mẫu 30
1.7.4. Hướng dẫn công việc sử dụng máy lấy mẫu khí cá nhân 31
1.7.5. Bảo quản và vận chuyển mẫu 34
CHƢƠNG 2: THỰC NGHIỆM 36
2.1. Mục tiêu nghiên cứu 36
2.2. Nguyên tắc 37
2.3. Hóa chất – Thiết bị 37
2.3.1. Hóa chất – cách pha hóa chất 37
2.3.2. Dụng cụ - thiết bị 40
2.4. Các yếu tố khảo sát 41
2.4.1. Xác định lại nồng độ của Na
2
S
2
O
3
0,1N 41
2.4.2. Xác định lại nồng độ của chất chuẩn gốc Na
2
S
2
O
5
42
2.4.3. Khảo sát phổ hấp thu của phức màu tạo bởi SO
2
và thuốc thử Pararosanilin .
42
vii
2.4.4. Khảo sát ảnh hưởng của pH đến quá trình tạo phức 43
2.4.5. Khảo sát ảnh hưởng của thể tích axit sunfamic 44
2.4.6. Khảo sát ảnh hưởng của thể tích formandehit 45
2.4.7. Khảo sát ảnh hưởng của thể tích thuốc thử pararosanilin 46
2.4.8. Khảo sát bền màu theo thời gian của phức tạo bởi SO
2
và Pararosanilin 47
2.4.9. Khảo sát khoảng tuyến tính 48
2.4.10. Xây dựng đường chuẩn 49
2.4.11. Khảo sát giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng 49
2.4.12. Khảo sát độ không đảm bảo đo 50
2.5. Lấy mẫu và phân tích SO
2
tại các nút giao thông trên địa bàn Tp.HCM 54
2.5.1. Khảo sát hiệu suất thu hồi của cách lấy mẫu 54
2.5.2. Khảo sát hiệu suất thu hồi của mẫu 55
2.5.3. Lấy mẫu phân tích tại các nút giao thông 55
2.5.4. Xác định SO
2
bằng ống phát hiện nhanh kitagawa số 147096 56
2.5.5. So sánh phương pháp phân tích SO
2
bằng phương pháp trắc quang và ống
phát hiện nhanh kitagawa 58
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 59
3.1. Kết quả khảo sát và tối ưu hóa quy trình 59
3.1.1. Kết quả xác định lại nồng độ Na
2
S
2
O
3
0,1N 59
3.1.2. Kết quả xác định lại nồng độ Na
2
S
2
O
5
60
3.1.3. Kết quả khảo sát phổ hấp thu của phức màu tạo bởi SO
2
và thuốc thử
Pararosanilin 61
3.1.4. Kết quả khảo sát pH tối ưu cho phản ứng tạo phức 61
3.1.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của axit sunfamic đến phức màu 63
viii
3.1.6. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của HCHO đến phức màu 64
3.1.7. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thể tích thuốc thử pararosanilin đến phức
màu 65
3.1.8. Kết quả khảo sát thời gian bền màu của phức 66
3.1.9. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính 67
3.1.10. Xây dựng đường chuẩn 68
3.1.11. Kết quả khảo sát giới hạn phát hiện, giới hạn định lượng 69
3.1.12. Kết quả khảo sát độ không đảm bảo đo 70
3.1.13. Kết quả khảo sát hiệu suất thu hồi của cách lấy mẫu 74
3.1.14. Kết quả khảo sát hiệu suất thu hồi của mẫu 75
3.1.15. Kết quả lấy mẫu và phân tích các nút giao thông trên địa bàn Tp.HCM 75
3.1.16. Kết quả phân tích SO
2
bằng ống phát hiện nhanh tại 5 điểm giao thông 77
3.2. So sánh hai phương pháp 78
3.3. Đánh giá tác động ô nhiễm khí SO
2
tại các nút giao thông trên địa bàn
Tp.HCM 80
3.3.1. Sử dụng biểu đồ kiểm soát trong đánh giá ô nhiễm khí SO
2
80
3.3.2. Đánh giá tác động SO
2
trong không khí tại các nút giao thông theo Quy
chuẩn Việt Nam 005-2005 82
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO 86
ix
Bảng 1.1. Thành phần các chất trong không khí khô chưa bị ô nhiễm 2
Bảng 1.2. Các tác nhân gây ô nhiễm trong không khí 3
Bảng 1.3. Tóm tắt tiêu chuẩn chung về chất lượng không khí của EU 4
Bảng 1.4. Giới hạn ô nhiễm SO
2
đối với người 6
Bảng 1.5. Giới hạn mức độ ô nhiễm H
2
S đối với con người 7
Bảng 1.6. Giới hạn ô nhiễm NO
2
đối với người 7
Bảng 1.7. Giới hạn ô nhiễm của NH
3
đối với con người 8
Bảng 1.8. Mức độ gây độc của CO phụ thuộc vào nồng độ Hb.CO trong máu 8
Bảng 1.9. Ảnh hưởng của CO
2
lên sức khỏe con người 9
Bảng 1.10. Bảng mức độ độc hại của khí clo, HCl với con người 9
Bảng 1.11. Giá trị giới hạn các hóa chất trong không khí vùng làm việc (TCVN
3733 : 2002/QĐ – BYT) 12
Bảng 1.12. Nồng độ tối đa cho phép của một số chất độc hại trong không khí xung
quanh (QCVN 05 & 06 : 2009/ BTNMT) 12
Bảng 1.13. Giới hạn ô nhiễm SO
2
đối với người 15
Bảng 1.14. Giới hạn ô nhiễm SO
2
đối với thực vật 15
Bảng 1.15. Các loại nguồn sáng sử dụng trong máy quang phổ 26
Bảng 1.16. Điều kiện bảo quản mẫu 34
Bảng 2.1. Quy trình tiến hành khảo sát bước sóng tối ưu 43
Bảng 2.2. Quy trình tiến hành khảo sát pH tối ưu 44
Bảng 2.3. Quy trình khảo sát ảnh hưởng nồng độ axit sunfamic 45
Bảng 2.4. Quy trình khảo sát ảnh hưởng nồng độ HCHO 46
x
Bảng 2.5. Quy trình khảo sát ảnh hưởng thể tích thuốc thử pararosanilin 47
Bảng 2.6. Quy trình khảo sát thời gian bền màu của phức 48
Bảng 2.7. Cách tính độ không đảm bảo đo của chuẩn gốc Na
2
S
2
O
5
51
Bảng 3.1. Kết quả xác định lại nồng độ Na
2
S
2
O
3
0,1N 59
Bảng 3.2. Kết quả xác định lại nồng độ SO
2
trong Na
2
S
2
O
5
60
Bảng 3.3. Kết quả khảo sát môi trường pH cho phản ứng tạo phức màu 61
Bảng 3.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng pH trong môi trường axit 62
Bảng 3.5. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của thể tích axit sunfamic đến phức 63
Bảng 3.6. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của HCHO đến phức màu 64
Bảng 3.7. Kết quả khảo sát ảnh hưởng thuốc thử pararosanilin đến phức màu 65
Bảng 3.8. Kết quả khảo sát độ bền màu của phức theo thời gian 66
Bảng 3.9. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính 67
Bảng 3.10. Kết quả khảo sát hệ số tương quan trên từng khoảng nồng độ 68
Bảng 3.11. Số liệu xây dựng đường chuẩn 69
Bảng 3.12. Kết quả khảo sát LOD và LOQ 69
Bảng 3.13. Kết quả tính toán LOD, LOQ 70
Bảng 3.14. Bảng kết quả tổng hợp sai số dụng cụ 70
Bảng 3.15. Tổng hợp kết quả sai số do nồng độ chất chuẩn 71
Bảng 3.16. Tổng hợp kết quả sai số đường chuẩn 72
Bảng 3.17. Tổng hợp kết quả sai số do quy trình 72
Bảng 3.18. Tổng hợp kết quả sai số do lấy mẫu 73
Bảng 3.19. Tổng hợp kết quả độ không đảm bảo đo 73
Bảng 3.20. Kết quả khảo sát hiệu suất thu hồi của cách lấy mẫu 74
Bảng 3.21. Kết quả khảo sát hiệu suất thu hồi của mẫu 75
xi
Bảng 3.22. Địa điểm lấy mẫu 75
Bảng 3.23. Hồ sơ lấy mẫu 76
Bảng 3.24. Kết quả phân tích mẫu 76
Bảng 3.25. Địa điểm lấy mẫu 77
Bảng 3.26. Hồ sơ lấy mẫu 78
Bảng 3.27. Kết quả phân tích mẫu 78
Bảng 3.28. Các thông số biểu đồ kiểm soát quy trình xác định khí SO
2
bằng phương
pháp tetracloromercurat (TCM)/pararosanilin 81
xii
ÌNH
Hình 1.1. Ảnh hưởng của ô nhiếm không khí với môi trường 11
Hình 1.2. Năng lượng các miền phổ 21
Hình 1.3. Sự khác nhau giữa A = f(C) và T = f(C) 24
Hình 1.4. Đồ thị phương pháp thêm chuẩn 26
Hình 1.5. Ống hấp thu 30
Hình 1.6. Máy lấy mẫu khí cá nhân BUCK VSS-5 31
Hình 3.1. Đồ thị kết quả khảo sát phổ hấp thu của phức 61
Hình 3.2. Đồ thị ảnh hưởng của pH đến phản ứng tạo phức 62
Hình 3.3. Đồ thị kết quả khảo sát thể tích axit sunfamic 63
Hình 3.4. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của HCHO 64
Hình 3.5. Ảnh hưởng của thể tích thuốc thử đến phản ứng tạo phức 65
Hình 3.6. Độ bền màu của phức SO
2
với pararosanilin 66
Hình 3.7. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính 67
Hình 3.8. Khoảng nồng độ tuyến tính 68
Hình 3.9. Đường chuẩn 69
Hình 3.10. Biều đồ kiểm soát quy trình xác định SO
2
tại các nút giao thông 81
Hình 3.11. Kết quả phân tích SO
2
tại các nút giao thông 82
xiii
TCVN: Tiêu Chuẩn Việt Nam
QCVN: Quy Chuẩn Việt Nam
Tp.HCM: Thành phố Hồ Chí Minh
ĐKĐBĐ: Độ không đảm bảo đo
xiv
Hiện nay, do sự phát triển của các ngành công nghiệp và đô thị hóa tạo ra
các sản phẩm phục vụ con người, đồng thời cũng tạo ra một lượng chất thải vô
cùng lớn làm phá vỡ cân bằng sinh thái gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Trong các loại ô nhiễm, ô nhiễm không khí ảnh hưởng trực tiếp đến con
người, động vật, thực vật và các công trình xây dựng. Sức khỏe và tuổi thọ con
người phụ thuộc rất nhiều vào độ trong sạch của môi trường. Vì vậy, trong những
năm gần đây ô nhiễm không khí đang là vấn đề quan tâm không chỉ của nhà
nước mà còn là của toàn xã hội bởi mức độ nguy hại đã lên đến mức báo động .
Ô nhiễm không khí gồm các chất khí vô cơ, hữu cơ, bụi và tiếng ồn được
phát thải từ công nghiệp, giao thông vận tải. Trong đó, SO
2
là chất khí rất được
quan tâm, vì là một khí độc hại không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe con người mà
còn gây ra mưa axit, phá hoại các công trình xây dựng. SO
2
trong không khí được
sinh ra từ các ngành công nghiệp sản xuất, khói xe đặc biệt là các phương tiện sử
dụng dầu diesel và sinh hoạt. Đứng trên góc nhìn của các kỹ thuật viên phân tích
tương lai, em đã chọn đề tài: “KHẢO SÁT VÀ TỐI ƯU HÓA QUY TRÌNH XÁC
ĐỊNH SO
2
TRONG KHÔNG KHÍ. ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG Ô NHIỄM KHÍ SO
2
TẠI CÁC NÚT GIAO THÔNG TRÊN ĐỊA BÀN Tp.HCM” để nghiên cứu và thực
nghiệm từ đó, góp phần xây dựng một phương pháp tối ưu, phù hợp với điều kiện
của nước ta trong việc xác định nồng độ khối lượng của khí SO
2
.
Trong quá trình thực hiện đề tài, do kiến thức còn hạn hẹp và thời gian
ngắn nên bài báo cáo không thể tránh nhiều thiếu soát. Em rất mong nhận được sự
đóng góp của quý thầy cô để bài báo cáo được hoàn thiện hơn.
1
:
1.1. Tổng quan về không khí
Không khí là một trong các yếu tố quan trọng trong sự sinh trưởng và phát
triển của các loài thực vật, động vật và con người. Sức khỏe, cảm hứng của chúng
ta, sự sống của thực vật và động vật phụ thuộc rất nhiều vào: thành phần hỗn hợp
không khí, độ trong sạch và đặc tính hóa lý của không khí.
Ngày nay, sự phát triển không ngừng của các khu công nghiệp, giao thông
vận tải,… làm cho môi trường không khí bị ảnh hưởng nghiêm trọng, chất lượng
không khí bị giảm sút. Một trong những biện pháp để kiểm soát chất lượng không
khí là thường xuyên khảo sát, theo dõi những biến động nhằm phát hiện kịp thời và
đưa ra các biện pháp phòng ngừa các sự cố ô nhiễm môi trường có thể xảy ra.
Chất lượng không khí có thể được biểu diễn dưới dạng nồng độ của các
hợp chất vô cơ (NO
x
, CO
x
, SO
x
,…) hay các hợp chất hữu cơ (VOCs, PAHs….)
cùng với các đặc tính vật lý của không khí (độ ẩm, nhiệt độ,…). Các thông số vật lý,
hóa học của không khí có thể được xác định bằng các phương pháp phân tích khác
nhau tại hiện trường hay đưa về phòng thí nghiệm với sự hỗ trợ của các công cụ
phân tích hiện đại như: Trắc quang, sắc ký…
1.1.1. Thành phần hóa học của không khí
Không khí là hỗn hợp của không khí khô và hơi nước. Không khí khô bao
gồm các nguyên tố chính là: Nitơ, oxy,… Không khí ẩm không chỉ có các nguyên tố
trên mà còn chứa hơi nước. Không khí mà chúng ta đang hít thở là không khí ẩm.
Tùy vào lượng hơi nước có trong không khí mà ta chia không khí ẩm ra thành hai
loại: Không khí ẩm bảo hòa và không khí ẩm chưa bão hòa. Lượng hơi nước trong
không khí có ảnh hưởng rất lớn đến vấn đề ô nhiễm môi trường vì nước là môi
trường phản ứng hóa học của các chất gây ô nhiễm, đặc biệt là các chất có tính háo
nước dễ tạo thành axit như SO
2
, NO
2
… là nguyên nhân gây ra các cơn mưa axit.
2
Bảng 1.1. Thành phần các chất trong không khí khô chưa bị ô nhiễm
Tên chất
Công thức phân tử
Tỷ lệ theo thể tích
Tổng trọng lượng
trong khí quyển
(Triệu tấn)
Nitơ
N
2
78,09
3.850.000.000
Oxy
O
2
20,91
1.180.000.000
Argon
Ar
0,93
65.000.000
Cacbon đioxit
CO
2
0,032
2.500.000
Neon
Ne
18 ppm
64.000
Heli
He
5,2 ppm
3.700
Metan
CH
4
1,3 ppm
3.700
Kripton
Kr
1,0 ppm
15.000
Hyđro
H
2
0,5 ppm
180
Nitơ oxit
NO
x
0,25 ppm
1.900
Carbonmonoxit
CO
0,10 ppm
500
Ozon
O
3
0,02 ppm
200
Sunfua đioxit
SO
2
0,001 ppm
11
Nitơ đioxit
NO
2
0,001 ppm
8
(Chú thích: 1ppm = 0,0001% thể tích, 1ppm = m/22,4 mg/m
3
)
1.1.2. Các thông số vật lý đặc trƣng của không khí
- Nhiệt độ: Là đại lượng chỉ mức nóng lạnh của một vật. Đơn vị đo nhiệt độ
là Xenziut (
0
C) và nhiệt độ tuyệt đối Kenvin (
0
K).
T (
0
K) = t (
0
C) + 273,15
- Áp suất: Là lực tác dụng lên một đơn vị diện tích theo phương vuông góc
với phương của lực. Áp suất do không khí ngoài trời gây nên gọi là áp suất
khí quyển. Đơn vị của áp suất thường là atm, mmHg.
- Độ ẩm tuyệt đối: Là lượng hơi nước trong 1 m
3
không khí. Đơn vị là kg/m
3
.
3
- Độ ẩm tương đối: Là tỉ số độ ẩm tuyệt đối của không khí và độ ẩm tuyệt
đối cực đại mà không khí ẩm có thể có được trong trạng thái ấy.
1.2. Tổng quan về ô nhiễm không khí
1.2.1. Định nghĩa ô nhiễm không khí
Ô nhiễm không khí là hiện tượng làm cho không khí sạch bị thay đổi thành
phần, tính chất hóa lý do bất kỳ nguyên nhân nào mà có nguy cơ gây hại tới sự sinh
trưởng và phát triển của các loài thực vật, động vật, cảm quan môi trường và ảnh
hưởng đến sức khỏe của con người.
Vần đề ô nhiễm không khí có thể được chia thành ba phần cơ bản sau:
- Nguồn phát sinh chất gây ô nhiễm là nguồn thải các chất gây ô nhiễm:
khói thải từ các ống khói của nhà máy, xí nghiệp, xe cộ….
- Khí quyển là môi trường trung gian tham gia vào các quá trình phát tán,
lan truyền của các chất gây ô nhiễm.
- Bộ phận tiếp nhận là thực vật, động vật, con người hay các công trình xây
dựng, các đồ vật chịu tác hại của ô nhiễm không khí.
1.2.2. Tác nhân gây ô nhiễm không khí
Bảng 1.2. Các tác nhân gây ô nhiễm trong không khí
Các chất vô cơ
- Các khí: CO, CO
2
, NO
2
, Cl
2
, Br
2
. H
2
S…
- Các hơi kim loại: Hg, Pb, Cd, Mn, Cr…
- Các bụi silic, amiăng, xi măng, bột thủy tinh….
Các chất hữu cơ
- Một số hợp chất hydro cacbua dạng khí, andehit, ancol,
PAHs, axeton…
- Các hợp chất cơ kim, cơ nguyên tố của Pb, Hg, halogen….
- Các hợp chất hữu cơ lơ lửng (PAHs), các bụi rắn, nhỏ, mịn.
Các khói và bụi
- Các hạt lơ lửng: PM
10
, PM
2,5
, các bụi có khả năng sa lắng
4
Bảng 1.3. Tóm tắt tiêu chuẩn chung về chất lượng không khí của EU
Chất ô nhiễm
Nồng độ
(µg/m
3
)
Thời gian
tiếp xúc
Tính pháp lý
Giá trị giới hạn có hiệu lực từ
Sunfua đioxit
(SO
2
)
350
1 giờ
Ngày 1/1/2005
125
24 giờ
Ngày 1/1/2005
Nitơ đioxit
(NO
2
)
200
1 giờ
Ngày 1/1/2010
40
1 năm
Ngày1/1/2010
PM
10
50
24 giờ
Ngày 1/1/2005
40
1 năm
Ngày 1/1/2005
Chì (Pb)
0,5
1 năm
Ngày 1/1/2005
Cacbon oxit
10
8h/ngày
Ngày 1/1/2005
Benzen (C
6
H
6
)
0,5
1 năm
Ngày 1/1/2010
Ozon (O
3
)
120
8h/ngày
Ngày 1/1/2010
Arsenic (As)
6.10
-3
1 năm
Ngày 1/1/2012
Cadimi(Cd)
5.10
-3
1 năm
Ngày 1/1/2012
Niken (Ni)
20.10
-3
1 năm
Ngày 1/1/2012
PAHs
1.10
-3
1 năm
Ngày 1/1/2012
1.2.3. Các nguồn phát sinh ra chất gây ô nhiễm
1.2.3.1. Nguồn tự nhiên
Tổng hợp các yếu tố thiên nhiên gây ô nhiễm không khí như: các khí,bụi
thoát ra từ các hoạt động của núi lửa, động đất, bão cát hay do sự phân hủy sinh học
của các chất trong tự nhiên.
- Núi lửa: hoạt động của núi lửa phun ra những nham thạch nóng và nhiều
khói bụi giàu sunfua, lưu huỳnh, mêtan và những loại khí khác gây ô nhiễm
không khí, sau đó là gây độc trên một khu vực rộng lớn.
5
- Cháy rừng: xảy ra do sấm chớp hay cọ sát giữa thảm thực vật khô. Các
đám cháy này thường lan truyền rộng, phát thải nhiều bụi và khí CO,
SO
2
,… không chỉ gây ô nhiễm không khí mà còn tàn phá hệ sinh thái.
- Bão bụi: gây nên do bão, mưa bào mòn đất sa mạc, đất trồng và gió mạnh
thổi tung lên thành bụi, mang bụi đi khắp nơi, gây ô nhiễm không khí.
- Phân giải yếm khí các hợp chất hữu cơ tự nhiên ở vùng đầm lầy, sông,
rạch, ao, hồ: sinh ra nhiều chất ô nhiễm như: CH
4
, H
2
S, vi trùng, vi nhiễm
yếm khí,… gây ô nhiễm không khí, đất, nước.
- Đại dương: Quá trình bốc hơi nước biển có kéo theo một lượng muối bị gió
đưa vào đất liền, sinh ra bụi muối.
1.2.3.2. Nguồn nhân tạo
Ô nhiễm do con người tạo nên từ các hoạt động sản xuất công nghiệp, nông
nghiệp, giao thông vận tải hay các hoạt động sinh hoạt hằng ngày.
- Sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp: Đây là nguồn gây ô nhiễm
lớn nhất do con người tạo nên. Ô nhiễm công nghiệp do hai quá trình: đốt
nhiên liệu và bốc hơi, rò rỉ trên dây chuyền sản xuất hay các đường ống
dẫn. Trong đó, quá trình đốt nhiên liệu thải ra nhiều khói, bụi, chất độc
(SO
x,
NO
x,
CO
x
,…) qua ống khói nhà máy đi vào không khí gây ô nhiễm.
- Giao thông vận tải: Đây là nguồn gây ô nhiễm lớn đối với không khí đặc
biệt ở khu đô thị và khu đông dân cư do khí thải từ xe ô tô, xe máy, tàu
thủy, tàu hỏa, máy bay…Các quá trình này tạo ra các khí gây ô nhiễm do
quá trình đốt nhiên liệu động cơ: CO, CO
2
, SO
2
, NO
x
, Pb, CH
4
….
- Nông nghiệp: việc sử dụng các loại thuốc bảo vệ thực vật, thuốc trừ sâu:
clo hữu cơ, photpho hữu cơ, DDT, đioxin,… không chỉ ô nhiễm đất, nước
mà còn ô nhiễm không khí.
- Sinh hoạt: do các hoạt động đốt nhiên liệu phục vụ cho sinh hoạt và giải trí.
Các tác nhân gây ô nhiễm không khí chủ yếu là: CO
x
, bụi, mùi hôi…
6
1.2.4. Ảnh hƣởng của ô nhiễm không khí đối với con ngƣời
1.2.4.1. Tác hại của bụi
Ảnh hưởng của bụi đến sức khỏe phụ thuộc vào tính chất hóa học, nồng
độ, kích thước hạt và thời gian tiếp xúc với bụi. Những hạt bụi có đường kính khí
đ
ộng học dưới 5µm, có thể xâm nhập sâu đến tận các phế nang, gây các bệnh
ở
đường hô hấp, tim mạch, tiêu hóa, mắt, da, ung th
ư
Bụi vào phổi gây kích thích
cơ học, xơ hóa phổi làm khó thở, ho và khạc đờm, ho ra máu, đau ngực.
Bụi đất đá: không gây ra các phản ứng phụ, không có tính gây độc. Kích
thước lớn nặng, ít có khả năng đi vào phế nang phổi, ít ảnh hưởng đến sức khỏe.
Bụi than: thành phần chủ yếu là hydrocacbon đa vòng có độc tính cao, có
khả năng gây ung thư, phần lớn bụi than có kích thước lớn hơn 5µm bị các dịch
nhầy ở các tuyến phế quản và các lông giữ lại.
TCVN 2005 qui định bụi tổng cộng trong không khí là 0,5 mg/m
3
.
1.2.4.2. Tác hại của SO
2
SO
2
vào cơ thể qua đường hô hấp và tiếp xúc với niêm mạc ẩm ướt hình
thành các axit H
2
SO
3
, H
2
SO
4
phân tán trong tuần hoàn máu. Độc tính chung của
SO
2
là gây rối loạn chuyển hóa protein, đường; thiếu vitamin B và C; ức chế enzym
oxydaza và nếu nhiễm qua da làm giảm dự trữ kiềm trong máu.
Tiêu chuẩn của Bộ Y Tế Việt Nam, nồng độ tối đa cho một lần nhiễm SO
2
và SO
3
tương ứng là 0,5 và 0,3 mg/m
3
.
Bảng 1.4. Giới hạn ô nhiễm SO
2
đối với người
Nồng độ (mg/m
3
)
Mức độ ô nhiễm
20 – 30
Giới hạn của độc tính
50
Tác hại đến đường hô hấp, ho
130 – 260
Gây nguy hiểm sau khi hít thở từ 30 – 60 phút
260 – 1000
Gây tử vong sau khi hít thở từ 30 – 60 phút
7
1.2.4.3. Tác hại của H
2
S
H
2
S có tác dụng nhiễm độc toàn thân. Khí này ức chế men hô hấp Warburg
có thể gây ra tử vong. H
2
S có tác dụng kích thích tại chỗ lên niêm mạc vì tiếp xúc
ẩm hình thành các loại sunfua xâm nhập vào hệ tuần hoàn, hệ thần kinh.
Bảng 1.5. Giới hạn mức độ ô nhiễm H
2
S đối với con người
Nồng độ (ppm)
Tác hại
0,24 – 0,36
Tác động lên mắt và hô hấp.
150
Tác động lên bộ máy hô hấp và màng nhầy.
500
Bị tiêu chảy và viêm cuống phổi sau khi hít khoảng 15 phút
700 – 900
H
2
S xuyên qua màng túi phổi, xâm nhập vào máu, gây tử vong.
1.2.4.4. Tác hại của NO
x
Khí NO tác dụng mạnh với Hemoglobin trong hồng cầu (NO tác dụng
nhanh hơn CO gấp 1500 lần), tuy nhiên trong khí quyển nồng độ của NO không đủ
để xâm nhập vào tuần hoàn máu.
Theo Tiêu chuẩn của Bộ Y Tế Việt Nam, nồng độ tối đa cho một lần nhiễm
NO
2
là 0,085 mg/m
3
.
Bảng 1.6. Giới hạn ô nhiễm NO
2
đối với người
Nồng độ (ppm)
Mức độ ô nhiễm
0,06
Gây bệnh phổi lâu dài nếu tiếp xúc lâu dài
5
Gây tác hại đến bộ máy hô hấp sau vài phút tiếp xúc
15 – 50
Gây nguy hiểm cho phổi, tim, gan sau vài giờ tiếp xúc
100
Làm chết người sau vài phút tiếp xúc
1.2.4.5. Tác hại của NH
3
NH
3
là khí độc có khả năng kích thích mạnh lên đường hô hấp và niêm mạc
ẩm ướt, gây bỏng rát, do kiềm hóa cùng với tỏa nhiệt. Tiếp xúc với NH
3
trong thời
gian lâu dài ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ thần kinh và tử vong.
8
Bảng 1.7. Giới hạn ô nhiễm của NH
3
đối với con người
Nồng độ (mg/m
3
)
Tác hại
20 – 40
Ngưỡng chịu đựng đối với NH
3
.
100
Tiếp xúc trong thời gian ngắn sẽ không ảnh hưởng.
1500 – 2000
Tiếp xúc trong 30 phút, nguy hiểm tới tính mạng.
1.2.4.6. Tác hại của HF
HF sinh ra do hoạt động của núi lửa hay các nhà máy luyện nhôm, thép,
hóa chất. Không khí bị nhiễm HF gây hại đối với con người. Khi hít phải một lượng
nhỏ HF thì họng và phế quản bị kích thích gây khó nuốt, ho, tức ngực và khó thở.
Khi hít phải hơi HF có nồng độ khoảng 1/1500 sẽ gây tổn thương niêm mạc và
phổi. Hít phải một lượng lớn HF sẽ gây khó thở dữ dội, suy tim, hoại phổi và có thể
tử vong. Tiếp xúc lâu dài với hơi florua sẽ bị tổn thương xương, răng và dây chằng.
1.2.4.7. Tác hại của CO
Oxit cacbon (CO) kết hợp với hemoglobin (Hb) trong máu thành hợp chất
bền vững là cacboxy hemoglobin (HbCO) làm cho máu giảm khả năng vận chuyển
ôxy dẫn đến thiếu ôxy trong máu rồi thiếu ôxy ở các cơ quan và dẫn đến tử vong.
Bảng 1.8. Mức độ gây độc của CO phụ thuộc vào nồng độ Hb.CO trong máu
Nồng độ CO trong
không khí (ppm)
Nồng độ Hb.CO trong
máu (phần đơn vị)
Mức gây độc
50
0,07
Gây độc nhẹ
100
0,12
Nhiễm độc vừa và chóng mặt
250
0,25
Nhiễm độc nặng và chóng mặt
500
0,45
Buồn nôn, nôn, trụy tim mạch
1.000
0,60
Hôn mê
10.000
0,95
Tử vong
9
1.2.4.8. Tác hại của CO
2
CO
2
trong không khí chiếm tỉ lệ thích hợp sẽ có tác dụng kích thích trung
tâm hô hấp làm thúc đẩy quá trình hô hấp của sinh vật. Tuy vậy, với nồng độ lớn
CO
2
cũng gây ảnh hưởng đến sức khỏe của con người. Ảnh hưởng của CO
2
chủ yếu
là gây ngạt, mất tri giác, tim đập nhanh.
Bảng 1.9. Ảnh hưởng của CO
2
lên sức khỏe con người
Nồng độ (%)
Tác hại
0,5
Khó chịu về hô hấp.
1,5
Không thể làm việc được.
3 – 6
Có thể nguy hiểm đến tính mạng.
8 – 10
Nhức đầu, rối loạn thị giác, mất tri giác, ngạt thở.
10 – 30
Ngạt thở ngay, thở chậm, tim đập yếu.
35
Chết người.
1.2.4.9. Tác hại của khí clo và hơi HCl
Khí clo là một chất cực độc ở bất kỳ nồng độ nào, có thể gây hại lên đoạn
trên của hô hấp. Tiếp xúc lâu dài sẽ bị xanh xao, vàng vọt và có thể tử vong.
Hơi HCl có tác hại đến đường hô hấp và niêm mạc mắt. Hít phải hơi HCl
có thể bị nhiễm độc, tác dụng kích thích cục bộ, gây bỏng, sưng tấy, tụ máu, có thể
phổi bị mọng nước. Tiếp xúc lâu dài với hơi HCl sẽ bị co thắt phế quản, viêm phế
quản kích thích và phù phổi.
Bảng 1.10. Bảng mức độ độc hại của khí clo, HCl với con người
Nồng độ (mg/m
3
)
Tác hại
3,2
Có thể chịu được trong thời gian dài.
30
Phù, viêm phế quản sau khi tiếp xúc 60 phút.
3200
Ngạt thở trong thời gian ngắn.
