THUYẾT TRÌNH SỰ HIỆN DIỆN CỦA ACID NITROUS TẠI THÀNH PHỐ BẮC KINH (TRUNG QUỐC)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA MÔI TRƯỜNG
LỚP 10CMT

SỰ HIỆN DIỆN CỦA ACID NITROUS TẠI THÀNH PHỐ BẮC KINH (TRUNG
QUỐC)

GVHD:

Tô Thị Hiền

SVTH:Nguyễn Hữu Cường 1022040
Phạm Thị Ngọc Duyên 10220147
Thái Thị Tình 1022305


TỔNG QUAN

Nồng độ của acid nitrous (HONO) được đo vào mùa đông và mùa hè năm 2007 tại Bắc Kinh (Trung
Quốc). Các kết quả đã được khảo sát theo sự thay đổi của mùa, ngày đêm và các hiệu ứng khí
tượng.
Nồng độ HONO trung bình hàng ngày khoảng 0,03-2,91 ppb và không có sự thay đổi rõ rệt giữa mùa
đông và mùa hè. Các xu hướng thời gian dường như bị ảnh hưởng phần lớn bởi điều kiện khí
tượng.
Các oxid nitrogen là tiền thân chính của HONO và giá trị HONO/NO 2 cao hơn so với phát thải trực
tiếp (<1%), cho thấy sự phổ biến của quá trình hình thành HONO thứ cấp từ phát thải trực tiếp trong
cả hai mùa.


Giới thiệu

•

Thí nghiệm

•

Kết quả và thảo luận

•

Kết luận

•

4

3

2

1

MỤC LỤC


GIỚI THIỆU

Acid nitrous (HONO) có vai trò quan trọng trong tầng đối lưu. Là nguồn tạo gốc OH
tự do trong tầng đối lưu nhờ phản ứng phân ly quang hóa:
HONO + hν → OH + NO

Sự phân ly quang hóa HONO diễn ra suốt thời gian ban ngày, với gần 60% tổng
lượng HONO cả ngày.


HONO từ phân ly quang hóa chiếm khoảng 500 - 600 ppt/h tại nông thôn và 90 ppt/h
tại vùng cực (Kleffmann và cộng sự, 2005; Acker và cộng sự,. 2006b; Villena và
cộng sự, 2011)

HONO ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp đến sức khỏe con người, đặc
biệt là trong môi trường trong nhà sử dụng bếp gas, lò đốt nhưng
không sử dụng quạt thông gió (Febo và Perrino, Vecera và Dasgupta)


Cơ chế hình thành HONO trong khí quyển
(Calvert và cộng sự, 1994; Bejan và cộng sự,
2006 ; Kleffmann, 2007).

Phát thải trực

Phản ứng

Phản ứng

tiếp

đồng pha

khác pha

Phản ứng
phân ly
quang hóa


Phát thải trực tiếp: Công nghiệp, đốt than, giao thông... Tỷ lệ phát thải HNO 2 /NOx = 0,3-0,8%.

Trong khí quyển, phản ứng khí đồng pha:
NO + OH -- > HONO với tốc độ rất chậm.
Nồng độ NO cao thì sản sinh ra lượng HONO lớn, tuy nhiên còn cạnh tranh với phản ứng quang
hóa của NO2 và nước: NO2 + hν(λ > 420 nm) → NO*

NO2* + H2O → OH + HONO

Phản ứng khác pha trong khí quyển: là quá trình thủy phân NO 2 trên bề mặt ẩm ướt:
2NO2 + H2Oads → HONO + HNO2
NO2 + redads → HONO(g) + oxads

Phân ly quang hóa HNO3/NO3 :
HNO3/NO3 + hν → HONO/NO2 + O, ở bước sóng khoảng
300nm.


THÍ NGHIỆM
 Địa điểm lấy mẫu và đo đạc: khuôn viên trường Đại học Bắc Kinh (PKU), thuộc phía
tây bắc thành phố Bắc Kinh (39°99'N, 116°28'E)

 Thời gian thực hiện: 23/1 đến 14/2, mùa đông năm 2007 và 2/8 đến 31/8, mùa hè
năm 2007

 HONO trong không khí được đo bằng 2 denuder hình khuyên, phủ 1% Na CO cộng
2 3
thêm 1% glycerol (tỉ lệ ethanol/H2O là 1:1), đo trong 24h.

 Những mẫu không khí đo trong 2h, cũng được thực hiện ngày 09-10/2 vào mùa đông,
và 17-21/8 vào mùa hè.

 Tuy nhiên, dữ liệu lúc 10:00-12:00 ngày 9/2 và lúc 22:00-24:00 ngày 19/8 gặp sự cố,
nên không phân tích được.


 Phương pháp lấy mẫu Denuder: Tốc độ dòng khí lấy mẫu 15 lít/phút.
 Sau khi lấy mẫu, các denuder và giấy lọc được trích xuất và mẫu được phân
tích trong vòng 24 giờ tại các phòng thí nghiệm PKU bằng phương pháp Sắc ký
ion (IC) (Dionex DX 120 kết nối với mẫu tự động DX AS50 cho anion và DX
ICS90 kết nối với mẫu tự động DX AS40 cho cation).

 Trên hệ thống Denuder, HNO3 được loại bỏ bằng denuder tráng natri florua để
tránh số lượng nitrat gây nhiễu trong đo HONO.


 Các chất ô nhiễm dạng khí, như NO, NO , NO , ozone (O ) và CO, được đo với
2
x
3
thời gian là 5 phút bằng thiết bị phân tích thương mại ECOTECH Ltd.

 Đặc biệt NO, NO và NO được đo bằng chất hoá học phân tích phát quang
2
x

(EC9841A), O3 và CO được đo bằng tia UV, phân tích hấp thụ (EC9810) phân
tích bằng tia hồng ngoại (NDIR) và máy phân tích (EC9830).

 Bụi PM2.5 được thu vào giấy lọc Teflon với tốc độ 16,7L/min, thời gian 1 giờ.
 Ngoài ra, các thông số khí tượng: tốc độ, hướng gió, ấp suất, nhiệt độ, độ ẩm,
lượng mưa, bức xạ tia cực tím được đo bằng trạm khí tượng tự động
LASTEM(LSI - LASTEM, M7115).


KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

Thay đổi theo
mùa
Thay đổi trong
ngày

Mùa đông

Mùa hè


THAY ĐỔI THEO MÙA
Bảng 1: Thống kê tóm tắt HONO, NO2, CO và nồng độ HNO3, tỷ lệ HONO/NO2, và các thông số khí tượng
như nhiệt độ (T), độ ẩm tương đối (RH), bức xạ tia cực tím (UV) và tốc độ gió (WS) trong thời gian mùa
đông (23/1 và 14/2/2007) trong 24 giờ tại Bắc Kinh.


Hình 1. Xu hướng theo thời gian của HONO, HNO 3, HONO/NO2, CO, NO2, PM2.5, T, RH, tia cực tím, WS và
WD và phóng xạ tự nhiên trong mùa đông được thực hiện trong 24 giờ.

Bảng 2: Thống kê tóm tắt HONO, NO2, CO và nồng độ HNO3, tỷ lệ HONO/NO2, và các thông số khí tượng
như nhiệt độ (T), độ ẩm tương đối (RH), bức xạ tia cực tím (UV) và tốc độ gió (WS) trong thời gian mùa
hè (23/1 và 14/2/2007) trong 24 giờ tại Bắc Kinh.


Hình 2. Xu hướng theo thời gian của HONO, HNO 3, HONO/NO2, CO, NO2, PM2.5, T, RH, tia cực tím, WS
và WD và phóng xạ tự nhiên trong mùa hè được thực hiện trong 24 giờ.


Không có sự khác biệt

(p = 0,10)

•

trong các biến thể thời gian của
HONO giữa thời gian mùa đông và

Mùa đông: HONO dao động từ 0,30 ppb đến 2,67 ppb, với giá trị
trung bình 1,04 ppb.

•

mùa hè tại Bắc Kinh

Mùa hè: HONO dao động từ 0,44 ppb đến 2,91 ppb, với giá trị
trung bình là 1,45 ppb.

•

•

Mùa đông được đặc trưng bởi tốc độ gió cao.
Nồng độ HONO, CO và NO2 ngày 29/1 (2,06 ppb, 2.52 ppm
và 73,76 ppb) cao hơn so ngày 31/1 (0,05 ppb, 0,5 ppm và
18,28 ppb) và ngày 13/2

Xu hướng chung về điều kiện thời

(1,44 ppb, 2.46 ppm và 29,45

ppb). Là do ảnh hưởng của khí thải từ giao thông

gian đo HONO quy định bởi tia UV
trong mùa đông và mùa hè.

•
•

Tốc độ gió vào mùa hè thấp hơn
Lượng HONO nhỏ có thể được phát ra trực tiếp trong bầu khí
quyển bởi các quá trình đốt cháy như xe cộ và đốt sinh khối.




Vì không có sự khác biệt nồng độ giữa mùa hè và mùa đông nên mối tương quan giữa các
yếu tố không khác nhau.

 Mối tương quan tuyến tính giữa HONO và CO là 0.28, (p = 0,01) vào mùa đông và

0,47 (p<0.001) vào mùa hè.

 Mối tương quan tuyến tính giữa HONO và NO2 đã được quan sát trong mùa đông (R2
= 0.40, p = 0,003) và mùa hè (R2 = 0,37, p = 0,006), chỉ ra rằng NO 2 là tiền thân
của HONO.

 Mối tương quan tuyến tính giữa HONO và PM2.5 0.40 (p<0.001).

CO
CO và
và Nox
Nox tăng
tăng do
do phát
phát thải
thải từ
từ
giao
giao thông
thông

CO
CO tăng
tăng nên
nên

CO
CO và
và Nox
Nox là

là

nồng
nồng độ
độ

tiền
tiền thân
thân của
của

HONO
HONO tăng
tăng

HONO
HONO

Giao
Giao thông
thông
liên
liên quan
quan đến
đến
sự
sự hình
hình thành
thành
HONO

HONO


Mối tương quan giữa HONO/NO2 và RH

R2 = 0,23, p = 0,02 vào mùa
đông

Độ ẩm

HONO tăng theo phản

vào mùa

ứng:

đông cao

NO2 + H2O → HONO


Nồng độ HONO tại Bắc Kinh bị ảnh hưởng bởi

Phát thải trực tiếp vào giờ cao
điểm buổi sáng

Chuyển đổi hóa học NO2
thành HONO

Điều kiện thời tiết

Quá trình phân ly quang hóa
vào ban ngày của HONO sau
khi mặt trời mọc


SỰ THAY ĐỔI TRONG NGÀY
Bảng 3: Thống kê tóm tắt HONO, HNO3, NO2, NO, CO, O3 nồng độ, tỷ lệ HONO/NO2 và nhiệt độ (T), độ
ẩm tương đối (RH), bức xạ tia cực tím (UV), và tốc độ gió (WS) vào mùa đông (09-10/2 năm 2007)
trong 2 giờ tại Bắc Kinh.


Hình 3. Xu hướng ngày đêm của HONO, HNO3, CO, NO, NO2, O3, HONO/NO2, T, RH, tia cực tím, WS và
WD vào mùa đông trong 2 giờ tại Bắc Kinh.


Bảng 4: Thống kê tóm tắt của nồng độ HONO, HNO 3, NO2, NO, CO, O3 và PM2.5, tỷ lệ HONO /NO2 và nhiệt
độ (T), độ ẩm tương đối (RH), bức xạ tia cực tím (UV) và tốc độ gió (WS) và phóng xạ tự nhiên vào mùa hè
(17-21/8 năm 2007) trong 2 giờ tại Bắc Kinh


Hình 4. Xu hướng ngày đêm của HONO, HNO3, CO, NO, NO2, O3, HONO/NO2, T, RH, tia cực tím, WS và
WD vào mùa hè trong 2 giờ tại Bắc Kinh.


HONO vào ban đêm nhiều hơn.
Ban ngày HONO bị phân ly quang hóa dưới tác động của tia cực tím,
bức xạ và nhiệt độ cao hơn ban đêm

Ban đêm RH tăng làm HONO cũng tăng

Nồng độ HONO giữa ngày và đêm thay đổi rõ ràng nhất vào mùa hè.


KẾT LUẬN

Nồng độ HONO cho thấy sự thay đổi theo mùa là không đáng kể. Khuynh hướng HONO bị ảnh
hưởng bởi các thông số khí tượng, chẳng hạn như bức xạ tia cực tím và RH, và chủ yếu chi phối bởi
cơ chế hóa học

Nồng độ HONO biến đổi trong 1 ngày rất rõ ràng vào mùa hè. Và nồng độ HONO cao vào ban đêm
và thấp vào ban ngày.

Trong mùa đông, các sự thay đổi HONO trong 1 ngày là do điều kiện thời tiết (như tia cực tím bức
xạ và tốc độ gió), phản ứng đồng pha và dị pha, lượng phát thải trực tiếp vào giờ cao điểm buổi
sáng, và bắt đầu phân ly quang hóa HONO sau khi mặt trời mọc.