khảo sát hàm lượng so2, no2 và bụi trong không khí tại thành phố cần thơ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN
BỘ MÔN HÓA HỌC







CHÂU QUỐC HÙNG
BÙI THÚY VY



KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG SO
2
, NO
2
VÀ BỤI TRONG
KHÔNG KHÍ TẠI THÀNH PHỐ CẦN THƠ




LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CỬ NHÂN HÓA HỌC

CẦN THƠ – 2013
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN
BỘ MÔN HÓA HỌC







CHÂU QUỐC HÙNG
BÙI THÚY VY




KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG SO
2
, NO
2
VÀ BỤI TRONG
KHÔNG KHÍ TẠI THÀNH PHỐ CẦN THƠ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CỬ NHÂN HÓA HỌC

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
Ths. NGUYỄN THỊ DIỆP CHI







CẦN THƠ - 2013
LỜI CẢM ƠN



Trong suốt bốn năm Đại học và bốn tháng làm đề tài luận văn tốt nghiệp,
chúng em đã học hỏi, tiếp thu và bổ sung rất nhiều khiến thức và kinh nghiệm
cũng như kỹ năng làm việc sau này. Để đạt được những điều đó, chúng em xin
chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình cùng những đóng góp và động viên
quý báu của:
Toàn thể quý Thầy Cô của Bộ môn Hóa - khoa Khoa Học Tự Nhiên.
Đặc biệt, chúng em xin chân thành cảm ơn Cô Nguyễn Thị Diệp Chi- Bộ
Môn Hóa- Khoa Khoa Học Tự Nhiên đã tận tình hướng dẫn chúng em trong
suốt thời gian làm đề tài luận văn tốt nghiệp.
Chúng em xin cảm ơn anh Nguyễn Khánh Luân và chị Đặng Thúy An
trong Trung Tâm Quan Trắc Môi trường Thành Phố Cần Thơ đã tạo mọi điều
kiện thuận lợi cho chúng em hoàn thành tốt đề tài này.
Cuối cùng chúng em xin gửi lời cảm ơn đặc biệt đến gia đình. Ba Mẹ đã
tạo mọi điều kiền thuận lợi nhất, cho con hưởng những điều tốt đẹp nhất, sự

an ủi động viên từ Ba Mẹ là nguồn động viên lớn nhất của con giúp con vượt
qua mọi khó khăn, thử thách.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA HỌC TỰ NHIÊN Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN HÓA HỌC 

Cần Thơ, ngày……tháng… năm 2013

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Cán bộ hướng dẫn: Th.S Nguyễn Thị Diệp Chi
Kỹ sư Nguyễn Khánh Luân
Kỹ sư Đặng Thúy An
Tên đề tài
Khảo sát hàm lượng SO
2
, NO
2
và bụi trong không khí
tại Thành Phố Cần Thơ


Sinh viên thực hiện: Châu Quốc Hùng MSSV: 2102247
Bùi Thúy Vy MSSV: 2102317


Lớp: Hóa Học Khóa: 36
Nội dung nhận xét:
a. Nhận xét về hình thức luận văn tốt nghiệp:

b. Nhận xét về nội dung luận văn tốt nghiệp:
 Đánh giá nội dung thực hiện đề tài:




 Những vấn đề còn hạn chế:




c. Nhận xét đối với sinh viên tham gia thực hiện đề tài:




d. Kết luận, đề nghị




Điểm đánh giá………………………………………………………………
Cần Thơ, ngày……tháng…….năm 2013
Cán bộ hướng dẫn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
KHOA HỌC TỰ NHIÊN Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
BỘ MÔN HÓA HỌC 

Cần Thơ, ngày……tháng… năm 2013



NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN
Cán bộ phản biện:…………………………………………………………
……………………………………………………………
Tên đề tài
Khảo sát hàm lượng SO
2
, NO
2
và bụi trong không khí
tại Thành Phố Cần Thơ


Sinh viên thực hiện: Châu Quốc Hùng MSSV: 2102247
Bùi Thúy Vy MSSV: 2102317


Lớp: Hóa Học Khóa: 36

a. Nhận xét về hình thức luận văn tốt nghiệp:





b. Nhận xét về nội dung luận văn tốt nghiệp:

 Đánh giá nội dung thực hiện đề tài:





 Những vấn đề còn hạn chế:




c. Nhận xét đối với sinh viên tham gia thực hiện đề tài:




d. Kết luận, đề nghị và điểm:




Cần Thơ, ngày… tháng……năm 2013.
Cán bộ phản biện
TÓM TẮT
Đề tài được thực hiện với mục đích khảo sát vài chỉ tiêu quan trọng
nhằm đánh giá chất lượng không khí ở Thành phố Cần Thơ. SO
2
, NO
2
và bụi

là những chỉ tiêu cần thiết được khảo sát dựa trên những phương pháp thử theo
TCVN và QCVN. Cuộc khảo sát này diễn ra ở một vài nơi như các KCN, các
tuyến đường có mật độ xe cộ thông cao và khu vực nông thôn. Kết quả cho
thấy, ở một số khu vực hàm lượng SO
2
và NO
2
trong không khí vượt giới hạn
cho phép và hàm lượng bụi trong không khí ở toàn Thành phố Cần Thơ đều
vượt mức cho phép. Do đó, đề tài này đã cho thấy rằng chất lượng không khí ở
Thành phố Cần Thơ đã có dấu hiệu suy giảm.
ABSTRACT
The study is performed to investigate some of important parameters of
the air quality in Can Tho city. SO
2
, NO
2
, and dust are needed to survey which
are according to Vietnam Standards and National Technical Regulation. This
survey is carried out in different places including industrial zones, main roads
with many kinds of transportation movements, and rural areas. The result
indicates that some places, SO
2
, NO
2
content in air is was exceeded the
allowed limitation, and dust content in air in Can Tho city was, too. It can be
concluded that the air quality is decreasing
MỤC LỤC

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN i
NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN iii
LỜI CẢM ƠN v
TÓM TẮT vi
LỜI CAM ĐOAN vii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii
DANH MỤC BẢNG ixx
DANH MỤC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ x

CHƯƠNG 1: PHẦN MỞ ĐẦU
Error! Bookmark not defined.
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Error! Bookmark
not defined.
1.2 MỤC TIÊU CỤ THỂ
Error! Bookmark not
defined.
CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
Error! Bookmark not defined.
2.1 TỔNG QUAN VỀ SO
2
(SulfurDioxide)
Error! Bookmark not defined.
2.1.1 Giới thiệu sơ lược về SO
2

Error! Bookmark not defined.
2.1.2 Tính chất vật lý
Error! Bookmark not
defined.

2.1.3 Tính chất hóa học
Error! Bookmark not
defined.
2.1.4 Ứng dụng
Error!
Bookmark not defined.
2.1.5 Sự hình thành SO2 trong không khí
Error! Bookmark not defined.
2.1.6 Ảnh hưởng của khí SO
2
đến sức khỏe con người, động vật, thực vật

Error! Bookmark not defined.
2.2 TỔNG QUAN VỀ NO
2
( Nitrogen Dioxide)
Error! Bookmark not defined.
2.2.1 Giới thiệu sơ lược về NO
2

Error! Bookmark not defined.
2.2.2 Tính chất vật lý
Error! Bookmark not
defined.
2.2.3 Tính chất hóa học
Error! Bookmark not defined.
2.2.4 Ứng dụng
Error!
Bookmark not defined.
2.2.5 Sự hình thành NO

2
trong không khí
Error! Bookmark not defined.
2.2.6 Ảnh hưởng của NO
2
đến sức khỏe con người, động vật, thực vật
Error! Bookmark not defined.
2.2.7 Một số ảnh hưởng toàn cầu quan trọng của khí SO
2
và NO
2

Error! Bookmark not defined.
2.2.7.1 Sương mù quang hóa (Photochemical smog)
Error! Bookmark not defined.
2.2.7.2 Mưa axit ( Acid rain)
Error! Bookmark not defined.
2.2.8 Cách giảm bớt phát thải khí SO
2
và NO
x

Error! Bookmark not defined.
2.3 BỤI
Error!
Bookmark not defined.
2.3.1 Bụi là gì?
Error!
Bookmark not defined.
2.3.2 Nguồn gốc và cấu tạo của bụi

Error! Bookmark not defined.
2.3.3 Phân loại bụi
Error! Bookmark
not defined.
2.3.3.1 Bụi lơ lửng tổng số
(TSP) Error! Bookmark not
defined.
2.3.3.2 Bụi PM
10

Error! Bookmark
not defined.
2.3.3.3 Bụi PM
2,5

Error! Bookmark
not defined.
2.3.4 Ảnh hưởng của bụi đến sức khỏe con người, động vật, thựcvật
Error! Bookmark not defined.
2.3.5 Sự ô nhiễm bụi trong không khí tại các đô thị ở nước ta
Error! Bookmark not defined.
2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SO
2
, NO
2
VÀ BỤI (TSP) TRONG
KHÔNG KHÍ XUNG QUANH
Error! Bookmark not defined.
2.4.1 Xác định nồng độ khối lượng khí SO
2

Error! Bookmark not defined.
2.4.1.1 Phương pháp Tetracloromercurat (TCM)/Pararosanilin (TCVN
5971-1995)
Error!
Bookmark not defined.
2.4.1.2 Phương pháp trắc quang dùng Thorin (TCVN 5978-1995)
Error! Bookmark not defined.
2.4.1.3 Phương pháp sắc ký ion (TCVN 6750-2000)
Error! Bookmark not defined.
2.4.1.4 Phương pháp huỳnh quang cực tím (TCVN 7726-2007)
Error! Bookmark not defined.
2.4.2 Các phương pháp xác định nồng độ khối lượng của NO
2
trong
không khí xung quanh
Error! Bookmark not
defined.
2.4.2.1 Phương pháp Griess- Saltzman cải biên (TCVN 6137-2009)
[7][8]

E
rror! Bookmark not defined.
2.4.2.2 Phương pháp phát quang hóa học(TCVN 6138-1996)
Error! Bookmark not defined.
2.4.2.3 Phương pháp trắc quang dùng naphtyletylendiamin (NEDA)
(TCVN 7172-2002)
Error! Bookmark not defined.
2.4.3 Phương pháp xác định hàm lưọng bụi trong không khí xung quanh
(TCVN 5067-1995)

Error! Bookmark
not defined.
2.4.3.1 Phạm vi áp dụng
Error! Bookmark not
defined.
2.4.3.2 Nguyên tắc
Error! Bookmark
not defined.
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM
Error! Bookmark not defined.
3.1 ĐỊA ĐIỂM, THỜI GIAN VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Error! Bookmark not defined.
3.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Error! Bookmark not defined.
3.2.1 Chuẩn bị mẫu
Error! Bookmark not
defined.
3.2.1.1 Vị trí lấy mẫu
Error! Bookmark not
defined.
3.2.1.2 Phương pháp thu mẫu
Error! Bookmark not defined.
3.2.2 Phương pháp phân tích
Error! Bookmark not
defined.
3.2.3 Phương pháp xử lý số liệu
Error! Bookmark not defined.
3.3 Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm
Error! Bookmark not defined.
3.3.1 Thiết bị

Error!
Bookmark not defined.
3.3.2 Dụng cụ phân tích
Error! Bookmark not
defined.
3.4 Hoạch định thí nghiệm
Error! Bookmark not defined.
3.4.1 Phân tích khí SO
2

Error! Bookmark not
defined.
3.4.1.1 Theo phương pháp Tetracloromercurat(TCM)/Pararosanilin
(TCVN 5971-
1995) Error!
Bookmark not defined.
3.4.2 Phân tích NO
2

Error! Bookmark
not defined.
3.4.2.1 Theo phương pháp Griess -Saltzman cải biên (TCVN
6137:2009)
Error!
Bookmark not defined.
3.4.3 Phân tích bụi
Error! Bookmark
not defined.
3.4.3.1 Theo phương pháp khối lượng (TCVN
5067:1995) Error! Bookmark not defined.

CHƯƠNG 4: THẢO LUẬN KẾT QUẢ
Error! Bookmark not defined.
4.1 KẾT QUẢ KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG SO
2

Error! Bookmark not defined.
4.2 KẾT QUẢ KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG NO
2

Error! Bookmark not defined.
4.3 KẾT QUA KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG BỤI
Error! Bookmark not defined.
CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Error! Bookmark not defined.
5.1 KẾT LUẬN
Error! Bookmark
not defined.
5.2 KIẾN NGHỊ
Error! Bookmark
not defined.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Error! Bookmark not
defined.
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Độ pH ảnh hưởng đến sinh vật 10
Bảng 2: Các phương pháp phân tích 24
Bảng 3:Đường chuẩn hấp thụ khí SO
2
theo phương pháp tetracloromercurat
(TCM)/Pararosanilin) (TCVN 5971:1995) 29

Bảng 4: Đường chuẩn hấp thụ khí NO
2
31
Bảng 5: Hàm lượng SO
2
ở các huyện thuộc Tp.Cần Thơ 35
Bảng 6: Hàm lượng SO
2
ở các Quận trong nội thành Tp.Cần Thơ 36
Bảng 7: Hàm lượng SO
2
ở các Khu công nghiệp thuộc Tp.Cần Thơ 37
Bảng 8: Hàm lượng NO
2
ở các huyện thuộc Tp.Cần Thơ 38
Bảng 9: Hàm lượng NO
2
của các Quận trong nội thành Tp.Cần Thơ 39
Bảng 10: Hàm lượng NO
2
ở các Khu công nghiệp thuộc Tp.Cần Thơ 40
Bảng 11: Hàm lượng Bụi ở các huyện thuộc Tp.Cần Thơ 41
Bảng 12: Hàm lượng Bụi ở các Quận trong nội thành Tp.Cần Thơ 42
Bảng 13: Hàm lượng Bụi ở các Khu công nghiệp thuộc Tp.Cần Thơ 43
Bảng 14:Nồng độ SO
2
, NO
2
, bụi tại các tuyến đường chính Quận Ninh Kiều
đơn vị (µg/m

3
) 44
DANH MỤC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ

Hình 1: Công thức phân tử SO
2
2
Hình 2: Công thức phân tử NO
2
4
Hình 3: Chu trình chuyển hóa khí NO
x
hình thành sương mù quang hóa 9
Hình 4:Một cánh rừng thông của Czech bị hủy hoại bởi mưa axit 10
Biểu đồ 1: Diễn biến nồng độ bụi PM
10
trung bình năm trong không khí xung
quanh một số đô thị từ năm 2005 đến 2009. 15
Hình 5: Sơ đồ nguyên lý hoạt động máy phát huỳnh quang cực tím 19
Hình 6:Máy so màu UV-VIS DR3900 25
Hình 7: Máy thu mẫu khí 25
Hình 8: Máy thu mẫu bụi hãng SIBATA-Nhật Bản 25
Hình 9: Đường chuẩn độ hấp thu SO
2
29
Hình 10: Đường chuẩn độ hấp thu NO
2
32
Hình 11: Đồ thị biểu diễn nồng độ SO
2

tại

khu vực nông thôn 35
Hình 12: Đồ thị biểu diễn nồng độ SO
2
tại các Quận trong nội thành Tp.Cần
Thơ 36
Hình 13: Đồ thị biểu diễn nồng độ SO
2
tại các Khu công nghiệp 37
Hình 14: Đồ thị biểu diễn nồng độ NO
2
tại

khu vực nông thôn 38
Hình 15: Đồ thị biểu diễn nồng độ NO
2
tại các Quận trong nội thành Tp.Cần
Thơ 39
Hình 16: Đồ thị biểu diễn nồng độ NO
2
tại các Khu công nghiệp 40
Hình 17: Đồ thị biểu diễn nồng độ bụi tại

khu vực nông thôn 41
Hình 18: Đồ thị biểu diễn nồng độ bụi tại các Quận trong nội thành Tp.Cần
Thơ 42
Hình 19: Đồ thị biểu diễn nồng độ bụi

tại các Khu công nghiệp 43

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BTNMT: Bộ Tài nguyên Môi Trường
ONKK: Ô nhiễm không khí
Tp.Cần Thơ: Thành phố Cần Thơ
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
QCVN: Quy chuẩn Việt Nam
KCN: Khu công nghiệp
BVMT: Bảo vệ môi trường
DD: Dung dịch
Luận văn tốt nghiệp – Hóa học

1
CHƯƠNG 1: PHẦN MỞ ĐẦU

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Thành phố Cần Thơ là một trong những vùng kinh tế trọng điểm ở nước
ta, do vị trí địa lý và điều kiện giao thông thuận lợi đã giúp cho các ngành kinh
tế ở Cần Thơ ngày càng phát triển. Trong đó, ngành công nghiệp đang ngày
càng được quan tâm và có những bước phát triển rõ rệt với nhiều khu công
nghiệp, các nhà máy và nhiều nhóm ngành công nghiệp mới phát triển.

Tuy nhiên, cùng với việc tăng trưởng đồng bộ của các ngành công
nghiệp thì vấn đề ô nhiễm môi trường chưa được quan tâm đúng mức nguyên
nhân là do các chất thải thải ra từ các ngành công nghiêp này. Một trong số đó
là vấn đề ô nhiểm không khí, môi trường không khí ô nhiễm sẽ tác động xấu
đến sức khỏe con người. Chất lượng không khí có thể bị ảnh hưởng do các khí
gây ô nhiễm thải ra từ các khu công nghiệp, các nhà máy hay mật độ lưu thông
của các phương tiện giao thông cũng góp phần tạo ra các khí thải thải vào môi

trường không khí

Xuất phát từ tình hình đó, đề tài “Khảo sát hàm lượng của SO
2
, NO
2
và
bụi trong không khí tại thành phố Cần Thơ” được thực hiện tại Trung tâm
quan trắc môi trường thành phố nhằm khảo sát hiện trạng môi trường không
khí xung quanh Tp.Cần Thơ. Kết quả của đề tài giúp các cơ quan chức năng
có thêm dữ liệu về diễn biến mức độ ô nhiễm không khí nhằm đề xuất những
biện pháp thích hợp để giảm thiểu tình trạng ô nhiễm môi trường không khí
này.

1.2 MỤC TIÊU CỤ THỂ
Đề tài hướng đến các mục tiêu sau:
Thử nghiệm các phương pháp xác định hàm lượng SO
2
, NO
2
và bụi theo
TCVN và QCVN 05:2009/BTNMT.
Khảo sát hàm lượng SO
2
, NO
2
và bụi(TSP) trong không khí tại Tp.Cần
Thơ từ 01/08/2013 đến 15/11/2013.
Đánh giá mức độ ô nhiễm SO
2

, NO
2
và bụi trong không khí tại Tp.Cần
Thơ theo TCVN 5971-1995, TCVN 6137-2009, TCVN 5067-1995 và QCVN
05:2009/BTNMT.







Luận văn tốt nghiệp - Hóa học

2


CHƯƠNG 2: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU

Sự có mặt của nhiều chất độc hại trong không khí làm cho môi trường
không khí bị ô nhiễm và có tác đông xấu đối với con người, động vật và thực
vật. Đề tài sẽ xét về ba chỉ tiêu là SO
2
, NO
2
và bụi, nó cũng là ba chỉ tiêu quan
trọng phản ánh phần nào chất lượng môi trường không khí.

2.1 TỔNG QUAN VỀ SO
2

(SulfurDioxide)
[13][14][19]

2.1.1 Giới thiệu sơ lược về SO
2

Lưu huỳnh đioxit (hay còn gọi anhiđrit sunfurơ hay lưu huỳnh (IV) oxit
hay đơn giản là khí sunfurơ) là một hợp chất hóa học có công thức phân tử
(CTPT) là SO
2
, một chất khí trong nhóm SO
x
.
Khối lượng phân tử: 64.054 g.mol
-1
.








Hình 1: Công thức phân tử SO
2


2.1.2 Tính chất vật lý
[13][19]

-SO
2
là một khí vô cơ không màu, không cháy, mùi hắc đặc trưng, nặng
hơn không khí.
- Là khí độc, khó cháy nổ, ngửi nhiều gây khó thở, viêm đường hô hấp.
- Hóa lỏng ở 10
0
C.
- Tan nhiều trong nước( ở 20
0
C, 1 thể tích nước hòa tan được 40 thể tích
khí SO
2
).
2.1.3 Tính chất hóa học
[13][14]
SO
2
là một oxit axit, tan trong nước tạo thành dung dịch axit yếu H
2
SO
3

SO
2
+ H
2
O → H
2
SO

3
SO
2
là chất khử khi tác dụng một chất oxi hóa mạnh
Phản ứng làm mất màu nước Brom và kali permanranat
SO
2
+ Br
2
+ 2H
2
O → 2HBr + H
2
SO
4
SO
2
+ 2KMnO
4
+ 2H
2
O → K
2
SO
4
+ 2MnSO
4
+ 2 H
2
SO

4

SO
2
là chất oxi hóa khi tác dụng với chất khử mạnh hơn
Luận văn tốt nghiệp - Hóa học

3


SO
2
+ 2H
2
S → 3S + 2H
2
O
SO
2
+ 2Mg → S + 2MgO
2.1.4 Ứng dụng
[13]

Mặc dù SO
2
là một chất khí gây hại nhưng SO
2
vẫn có rất nhiều ứng
dụng thực tiễn trong đời sống. Trong đó, việc sản xuất axit sunfuric từ SO
2

là
ứng dụng quan trọng nhất một sản phẩm quan trọng trong công nghệ hóa học.
Ngoài ra, dựa vào tính tẩy màu mạnh của SO
2
nó cũng thường được sử dụng
để tẩy trắng giấy, bột giấy trong công nghiệp làm giấy, tẩy trắng đường trong
quá trình sản xuất đường và do có tính oxy hóa mạnh SO
2
còn sử dụng trong
các kho chứa để chống nấm mốc cho các loại lương thực, thực phẩm,
2.1.5 Sự hình thành SO2 trong không khí
Khoảng 99% SO
2
thải vào không khí là do hoạt động của con người, chủ
yếu là do sự đốt cháy nhiên liệu hóa thạch có chứa lưu huỳnh - chủ yếu là than
và dầu. Than đá và dầu FO (fuel oil) chứa một lượng đáng kể SO
2
. Than đá có
thể chứa 5% và dầu nặng 3% lưu huỳnh. Luyện kim và điều chế axit sunfuric
cũng có vai trò thải ra lưu huỳnh. Một phần nhỏ SO
2
được hình thành trong tự
nhiên chủ yếu là do các hoạt động của núi lửa.
SO
2
oxi hóa chậm trong không khí sạch tạo thành SO
3
và hòa tan trong
nước (11.3 g/100 mL ở 20
0

C) thành dung dịch H
2
SO
4
yếu
[20]
. Khi lượng SO
2

thải vào không khí ở nồng độ cao biến đổi thành SO
3
và tạo axit sunfuric, đây
nguyên nhân chính (chiếm 80% thể tích) gây mưa axit ở nhiều vùng trên thế
giới.
2.1.6 Ảnh hưởng của khí SO
2
đến sức khỏe con người, động vật, thực
vật
[17][18]

Khi nồng độ SO
2
trong không khí tăng đến mức 5 phần triệu (5 ppm) thì
sẽ gây ảnh hưởng có hại đến sức khỏe con người:
Khí SO
2
tiếp xúc qua da làm giảm dự trữ kiềm trong máu, đào thải
ammoniac ra nước tiểu và kiềm ra nước bọt
SO
2

là một loại khí có mùi sốc và khi nồng độ SO
2
trong không khí đạt
mức 8,13 mg/m
3
thì ta sẽ phát hiện được mùi này

Giới hạn gây độc tính của SO
2
là 20-30 mg/m
3
.

Giới hạn gây kích thích hô hấp, ho là 50 mg/m
3
.

Giới hạn gây nguy hiểm sau khi hít thở được 30-60 phút là từ 130-260
mg/m
3
.
Giới hạn gây tử vong nhanh từ 30-60 phút là 1000-1300 mg/m
3
.
Luận văn tốt nghiệp - Hóa học

4


Khí SO

2
xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp hoặc hoà tan với nước
bọt, từ đó qua đường tiêu hoá để ngấm vào máu. SO
2
có thể kết hợp với các
hạt nước nhỏ hoặc bụi ẩm để tham gia vào quá trình tạo các hạt axit H
2
SO
4

nhỏ li ti, xâm nhập qua phổi vào hệ thống bạch huyết. Trong máu, SO
2
tham
gia nhiều phản ứng để làm giảm dự trữ kiềm trong máu gây rối loạn chuyển
hoá đường và prôtein, gây thiếu vitamin B và C và tạo methemoglobine để
chuyển Fe
2+
(hoà tan) thành Fe
3+
(kết tủa) gây tắc nghẽn mạch máu cũng như
làm giảm khả năng vận chuyển oxy của hồng cầu, gây co hẹp dây thanh quản,
khó thở
[18][19]
.
Ngoài ra khí SO
2
là nguyên nhân chính gây ra mưa axit, các cơn mưa này
axit hóa đất, hồ, suối, ăn mòn nhanh của các tòa nhà và đài kỷ niệm, và làm
giảm tầm nhìn. Lưu huỳnh điôxit cũng là một tiền chất chính của hạt bồ hóng,
trong đó đặt ra một mối đe dọa sức khỏe đáng kể.

Vì vậy để phòng tránh những tác hại do sự nhiễm khí SO
2
gây ra thì tại
những khu vực đun nấu có sử dụng các loại nhiên liệu sản sinh ra SO
2
như
than đá cần phải đặt bếp ở nơi thông thoáng và cải tiến bếp đun để có thể cháy
triệt để nhiên liệu. Đặc biệt lưu ý đến nơi cư trú thuộc khu vực chịu ảnh hưởng
của khói các nhà máy nhiệt điện dùng than đá hoặc dầu, khí, các lò gạch, lò
gốm thủ công. Những vùng chịu tác động của khói lò các cơ sở sản xuất này là
những nơi cư trú nguy hiểm.

2.2 TỔNG QUAN VỀ NO
2
( Nitrogen Dioxide)

2.2.1 Giới thiệu sơ lược về NO
2
[16]

Nitơ đioxit là hợp chất hóa học có công thức phân tử (CTPT) là NO
2,
một
chất khí trong nhóm NO
x
.
Nitơ đioxit có khối lượng phân tử là 46,0055 g.mol
-1
.

Hình 2: Công thức phân tử NO
2




Luận văn tốt nghiệp - Hóa học

5


2.2.2 Tính chất vật lý
[16]

Ở nhiệt độ thường, khí NO
2
có màu nâu đỏ, nặng hơn không khí, mùi
khó chịu và độc.
Dễ hóa lỏng ở 21,1
0
C và dễ đông đặc ở -11,2
0
C, dễ tan trong nước.

Ở trạng thái rắn và lỏng, tồn tại ở dạng đime N
2
O
4
, không màu, có tính
nghịch từ; ở nhiệt độ 21 – 135
0
C, tồn tại ở dạng hỗn hợp NO
2
và N
2
O
4
; trên
135
0
C, ở dạng monome; tác dụng với nước tạo thành axit nitrơ (HNO
2
) và axit
nitric (HNO
3
), tác dụng với dung dịch kiềm tạo thành muối nitrit và muối
nitrat. Khí NO
2
vừa có tính oxi hóa vừa có tính khử. Là sản phẩm trung gian
trong sản xuất axit nitric (HNO
3
) từ amoniac (NH
3
).

2.2.3 Tính chất hóa học
[16]

NO
2
tồn tại trong trạng thái cân bằng với màu khí đinitơ tetroxide (N
2
O
4
)
2 NO
2
N
2
O
4
Nếu nhiệt độ nhỏ hơn -11
0
C thì chất ở trạng thái rắn.
Nếu nhiệt độ từ -11
0
C đến 140
0
C thì sẽ tồn tại ở dạng hỗn hợp 2 khí NO
2

và N
2
O

4
có màu nâu nhạt.
Nếu nhiệt độ = 140
0
C thì chỉ tồn tại khí NO
2
có màu nâu đỏ.
Ở 150
0
C, NO
2
phân hủy giải phóng oxy thông qua quá trình thu nhiệt
(ΔH = 114 kJ / mol):
2NO
2
→ 2 NO + O
2

Nitơ đioxit là một chất oxy hóa mạnh. Do đó, nó dễ cháy, có thể phát nổ,
với nhiều hợp chất, chẳng hạn như các hydrocacbon, kim loại, H
2
, CO, SO
2
.
2Cu +NO
2
→ Cu
2
O + NO
7H

2
+ 2 NO
2
→ 2NH
3
+ 4H
2
O
CO + NO
2
→ CO
2
+ NO
SO
2
+ NO
2
→ SO
3
+ NO
Nitơ đioxit là một chất khử (H
2
O
2,
O
3,
O
2
, halogen)
H

2
O
2
+ 2NO
2
→ 2HNO
3
Luận văn tốt nghiệp - Hóa học

6


O
3
+ 2NO
2
→ N
2
O
5
+ O
2
Phản ứng thủy phân tạo axit nitric và axit nitrơ
2 NO
2


+ H
2
O → HNO

2
+ HNO
3

Chuyển đổi thành nitrat
NO
2
được sử dụng để tạo ra muối khan nitrat từ oxit kim loại (MO)
MO + 3 NO
2
→ 2 M (NO
3
)
2
+ NO
2.2.4 Ứng dụng
Trong công nghiệp, NO
2
thường được sử dụng để điều chế axit nitric.
4 NO
2
+ 2 H
2
O + O
2
→ 4HNO
3

NO
2

cũng thường được sử dụng trong tổng hợp hữu cơ.
NO
2
cũng được dùng làm chất xúc tác cho một số phản ứng oxi hóa.

2.2.5 Sự hình thành NO
2
trong không khí
[17][19]

Nguồn gốc tự nhiên: chủ yếu do oxy hóa nitơ của không khí do sét, khí
núi lửa hoạt động của các vi sinh vật có trong đất.
Nguồn gốc nhân tạo: NO
2
là sản phẩm quan trọng của sự cháy ở nhiệt độ
cao trong các máy nổ xăng và dầu. Chúng là những chất có vai trò đáng kể
trong ô nhiễm không khí. NO
2
là một khí bền vững, màu vàng sậm, làm giảm
tầm nhìn và tạo nên màu nâu đặc trưng bao phủ vùng đô thị. Nó có độ hấp thụ
mạnh đối với tia cực tím tạo nên ô nhiễm quang hóa. NO
2
cũng góp phần tạo
mưa axit.

2.2.6 Ảnh hưởng của NO
2
đến sức khỏe con người, động vật, thực
vật
[19][20]

Oxit nitơ có nhiều dạng, do nitơ có 5 hoá trị từ 1 đến 5. Do ôxy hoá
không hoàn toàn nên nhiều dạng oxit nitơ có hoá trị khác nhau hay đi cùng
nhau, được gọi chung là NO
x
. Trong đó, NO
2
có độc tính cao nhất.
Khi con người tiếp xúc lâu với khí NO
2
ở 0,06 ppm sẽ gia tăng các bệnh
về đường hô hấp. Người ta nhận biết được mùi của NO
2
khi trong không khí
có chứa NO
2
với nồng độ lớn hơn hoặc bằng 0,12 ppm. Với nồng độ ở 5 ppm,
NO
2
gây tác hại cho bộ máy hô hấp sau vài phút và ở nồng độ từ 1,5 đến 50
ppm. Ngoài ra khí NO
2
sẽ gây nguy hại cho tim, phổi trong vài giờ.
Luận văn tốt nghiệp - Hóa học

7


Khí NO
2

gây kích thích màng phổi dẫn đến triệu chứng khí thủng (phù
phổi) ở nồng độ 1 ppm do tạo thành axit HNO
2
và HNO
3
khi NO
2
tiếp xúc với
bề mặt ẩm của phổi. Phổi sưng tấy dẫn đến tử vong trong thời gian ngắn và
nồng độ NO
2
trong không khí chiếm 1% có thể gây tử vong trong vài phút.
Vì vậy, để tránh nhiễm độc khí NO
2
con người cần tránh xa những vùng
xả khói của các nhà máy hóa chất. Mặc khác, các tuyến giao thông đông xe cộ
là nguồn ô nhiễm quan trọng nhất của NO
x
và kể cả nhiều loại khí độc hại đã
kể trên. Kiểm soát khí xả động cơ và không cư trú dọc theo các tuyến giao
thông chính nhiều xe cơ giới là giải pháp tốt nhất để tránh tác hại của NO
x
.
Tuy nhiên cả ba điểm này rất khó thực hiện trong hoàn cảnh nước ta hiện nay.

2.2.7 Một số ảnh hưởng toàn cầu quan trọng của khí SO
2
và NO
2

Sự gia tăng quá mức về nồng độ khí thải SO
2
và NO
2
ra môi trường
không khí từ các hoạt động của con người đã tạo ra nhiều ảnh hưởng vô cùng
nghiêm trọng kết quả là xuất hiện nhiều hiện tượng biến đổi trong tự nhiên
như hiện tượng mưa axit và sương mù quang hóa.

2.2.7.1 Sương mù quang hóa (Photochemical smog)
[8]

Sương mù hình thành trong điều kiện khí hậu ở những nước hay thành
phố có nền công nghiệp phát triển - tức ở đó không khí đã bị ô nhiễm nặng.
Nó thường tồn tại trong những khoảng thời gian dài ở những thành phố có dân
cư tập trung cao hay khu vực đô thị như các thành phố London, New York,
Los Angeles, Mexico, Houston, Toronto, Athens, Beijing, Hong Kong,
Randstad hay vùng Rurh và nó có thể đạt đến mức nguy hiểm.

Sương mù quang hóa làm giảm tầm nhìn, gây nên những tác động có hại
đối với sức khỏe của con người, gây hại cho cây trồng và làm hao mòn nhiều
loại vật liệu.
Ở con người gây ra nhiều bệnh lý: hen suyễn, viêm phế quản, ho và tức
ngực, làm tăng sự nhạy cảm đối với các lây nhiễm về đường hô hấp

và làm
giảm chức năng của phổi.
Một số dữ liệu thống kê cho thấy
London: vào khoảng thế kỷ 19 được xem là thời kỳ mãnh liệt của sương
mù và với tên gọi là: “súp đậu”. Đỉnh điểm là vào năm 1952, sương mù đã làm

tối sầm cả con đường của London và giết chết khỏang 4000 người trong thời
gian ngắn là 4 ngày và hơn 8000 người chết nữa cũng đã chịu ảnh hưởng của
nó trong những tuần, tháng tiếp theo.

Hoa Kỳ: từ ngày 30 đến 31 tháng 10 năm 1948, tại thị trấn Donora
Pennsylvania: 20 người chết, 600 người phải nhập viện, hàng ngàn người chịu
ảnh hưởng. Tháng 10 năm 1953 tại New York sương mù đã giết khoảng từ
Luận văn tốt nghiệp - Hóa học

8


170 đến 260 người. Tháng 9 năm 1954 ở Los Angeles: lượng sương dày đã
làm đóng cửa các trường học, các họat động công nghiệp bị ngưng lại trong cả
tháng. Cũng tại New York, năm 1963 có 200 người chết và năm 1966 là 169
người chết vì ảnh hưởng của sương mù.

Các cây trồng cũng như những loài thực vật nhạy cảm khác thì bị gây hại
nhiều hơn là sức khỏe của con nguời. Những lá cây trong khu vực có sương
mù quang hóa xuất hiện những đốm màu nâu trên bề mặt lá sau đó chuyển
sang màu vàng. Ngoài ra còn làm giảm sự phát triển, khả năng sinh sản và quá
trình sinh sản của những loài thực vật. Nó có thể gây ra sự mất khả năng tự vệ
trước các lọai côn trùng cũng như bệnh tật và thậm chí còn gây chết cây.
Vậy hiện tượng sương mùa quang hóa là gì ? Cơ chế hình thành chúng
như thế nào?
[8]

Sương mù quang hóa là hiện tượng tạo thành lớp không khí mờ đục kể từ
mặt đát ở các vùng đô thị có sử dụng các động cơ đốt trong hoặc đốt cháy than
đá giàu lưu huỳnh.

Các hợp chất hydrocarbon và các NO
x
trong khí quyển hình thành các
hợp chất ô nhiễm thứ cấp như formaldehyde, aldehyd và peroxyacetylnitrate
(PAN). Tập hợp những hợp chất trên hình thành nên khói mù quang hóa.
Sự quang phân của NO
2
khởi đầu cho sự hình thành sương mù quang
hóa, NO dạng chiếm ưu thế (về lượng) của NO
x
, phản ứng với O
2
để tạo thành
NO
2
. Lượng nhỏ NO
2
này gây ra các phản ứng tiếp theo thông qua sự phân
hủy của nó, hình thành nên chu trình quang phân NO
2
.

NO
2
+ hv → NO + O

O + O
2
+ M → O
3

+ M
M là một phân tử thứ ba (thông thường là O
2
hay N
2
vì chúng có nhiều
trong không khí) hấp thụ năng lượng thừa từ phản ứng để ngăn chặn phản ứng
phân hủy O
3
thành O và O
2
.Ozon sinh ra phản ứng với phân tử NO để tái sản
sinh ra NO
2
và phân tử O
2
.

NO(g) + O
3
(g) → NO
2
(g) + O
2
(g)

Phản ứng của hidrocacbon với NO và O
2
sản sinh ra NO
2

cũng xảy ra
dưới ánh sáng mặt trời, làm tăng tỉ lệ giữa NO
2
và NO.
Khí NO
2
, O
2
và hydrocarbon phản ứng với nhau dưới điều kiện ánh sáng
mặt trời sản sinh ra peroxyacetylnitrate (CH
3
CO-OO-NO
2
).

NO
2
(g) + O
2
(g) + hydrocarbons → CH
3
CO-OO-NO
2
(g)
Luận văn tốt nghiệp - Hóa học

9

Hình 3: Chu trình chuyển hóa khí NO
x
hình thành sương mù quang hóa

2.2.7.2 Mưa axit ( Acid rain)
[8] [17] [19]
Mưa axit được phát hiện ra đầu tiên năm 1948 tại Thuỵ Điển nơi có rất
nhiều mỏ than. Đến năm 1960 thì các nhà khoa học mới bắt đầu quan sát và
nghiên cứu về hiện tượng này. Và thuật ngữ “mưa axit” được đặt ra bởi Robert
Angus Smith vào năm 1972.
Khí SO

2
và NO
2
là hai nhân tố chính gây nên mưa axit. Có nhiều khái
niệm về mưa axit và chúng được biết đến là hiện tượng mưa mà nước mưa có
độ pH dưới 5,6. Ngoài khái niệm trên, mưa axit còn được biết tới như sự lắng
đọng axit (Acid deposition), được tạo ra bởi lượng khí thải SO
2
và NO
x
(chủ
yếu là và NO
2
) hậu quả của quá trình phát tiêu thụ nhiều than đá, dầu mỏ từ
các các nhà máy điện, ô tô và các trung tâm công nghiệp. Mưa axit cũng có thể
bắt nguồn từ núi lửa, cháy rừng hay sấm sét khi mà khí SO
2
và NO
x
kết hợp
với hơi nước trong khí quyển và tạo thành axit dưới 2 dạng : khô như khí gas
và ướt như mưa axit, tuyết, sương mù.
Thông thường, mưa axit có pH dao động trong khoảng từ 4,3 đến 5,0.
Sự tham gia của khí SO
2
và NO
2

trong quá trình hình thành mưa axit
Khí SO

2
S + O
2
→ SO
2
SO
2
+ OH· → HOSO
2
HOSO
2
· + O
2
→ HO
2
· + SO
3