Giáo án điện tử môn Hóa Học: Các chất ô nhiễm hữu cơ

LOGO

Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh
Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
Khoa Mơi trường
Bộ mơn: Hóa Mơi Trường

Inorganic Air Pollutants
Giảng viên:
Thực hiện:
Lớp:

Ts. Tơ Thị Hiền
Nhóm 12
09KMT


Danh sách nhóm 12
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.

Lê Thị Phương Dung
Nguyễn Thị Quỳnh Giao

Phạm Thị Bích Hiếu
Bùi Nguyễn Hồng Lộc
Phan Thị Thảo Ngun
Lê Văn Nhật
Lê Nguyễn Quỳnh Như
Huỳnh Văn Ninh
Nguyễn Thị Cẩm Phi
Đinh Trần Giang Sơn

0917037
0917064
0917096
0917185
0917224
0917229
0917235
0917237
0917243
0917280


Mở đầu:
Các chất vơ cơ
gây ơ nhiễm
khơng khí
(Inorganic Air
Pollutants)
Chất vơ cơ gây ơ
nhiễm dạng hạt.
VD:

• Tro bay
• Amiang
• Các oxide kim
loại...

Chất vơ cơ gây ơ
nhiễm dạng khí.
VD: Những Oxide
của cacbon, lưu
huỳnh và nitơ...


I.

Các hạt vơ cơ gây ơ nhiễm trong
khí quyển.
Particles
in the atmosphere

 Sơ lược về các hạt vơ cơ trong khí quyển
 Q trình hình thành các hạt vơ cơ

The Composition of
Inorganic Particles

 Tro bay (Fly ash)
 Amiang (Asbestos)
 Kim loại độc hại (Toxic Metals)
 Phần tử phóng xạ (Radioactive Particles)

Effects of particles
Control of particulate
emissions

 Đối với sức khỏe con người
 Đối với mơi trường
 Lắng đọng và qn tính (Sedimentation
and Inertia)
 Lọc hạt (Particle filtration)
 Máy lọc khí (Scrubbers)


1. Particles in the atmosphere

 Sơ lược về các hạt vơ 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 vơ cơ
 Các oxit kim loại: q trình đốt cháy nhiên liệu có chứa kim

loại.
VD:
3FeS2 + 8O2 →Fe3O4 +6SO2
 Sương mù quang hóa: Q trình oxi hóa SO2 thành H2SO4,
chất hút ẩm tích tụ trong hơi nước để hình thành các giọt chất
lỏng nhỏ.
2SO2 + O2 + 2H2O → 2H2SO4
 Quá trình tạo thành muối:
H2SO4 (droplet) + 2NH3 (gas) → (NH4)2SO4 (droplet)
* Dưới điều kiện độ ẩm thấp, nước bị mất đi thì những giọt
và sol khí muối dạng rắn được hình thành.


2. The Composition of Inorganic
Particles

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 có thể bay tự do trong khơng khí,
gây ơ nhiễm mơi trường, ảnh hưởng
khơng 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 là tên của các
nhóm khống silicat
dạng sợi, tiêu biểu là
nhóm xecpentin, có
cơng thức gần đúng
là Mg3P(Si 2O5)(OH)4.

 Amiang (Asbestos):
Amiang có sức căng bền, linh động và

khó bốc cháy.
Ứng dụng nhiều trong vật liệu xây
dựng.
Tác hại: gây ơ nhiễm khơng khí bởi vì
ảnh hưởng đến sức khỏe (viêm phổi, u trung
biểu mô, viêm da...)
Amiang xanh bị cấm bn bán, trao
đổi trên tồn thế giới. Chỉ có amiang trắng
(dạng sợi xoắn, mềm) không gây ảnh hưởng
đến sức khoẻ con người trong điều kiện kiểm
soát.


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 q trình tích tụ trong chuỗi thức ăn.
 Beri (Be): Là nguyên tố có độc tính lớn.
Hiện tại ơ nhiễm Be chưa cao. Nhưng vì nhiều ứng dụng,
nên ơ nhiễm Be có thể tăng trong tương lai. => Cần có quy chuẩn
về giới hạn thấp nhất của Be trong khí quyển.


2. The Composition of Inorganic

Particles

PbCl2 +
PbBr2

ống xả
khói

Pb(C2H5)4 +
O2

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.

Khí quyển
PbCl2 +
PbBr2

Trong
đất

Thực
phẩm

Con
người

Lưu trình của chì (Pb) trong xăng đi vào cơ thể người gây độc hại


2. The Composition of Inorganic
Particles
 Phần tử phóng xạ (Radioactive Particles):
Nguồn phóng xạ hạt nhân đáng kể trong
khí quyển là radon (222Rn và 220Rn).
Các dạng khác: 7Be, 10Be, 14C,...
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 sốt 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 q trình hơ 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 tồn
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 khơng đồng
nhất.
Hạt nhân của hơi nước trong quá
trình ngưng tụ
=> ảnh hưởng đến các hiện tượng
thời tiết và sự ơ nhiễm khơng khí.


4. Control of particulate
emissions
Việc loại bỏ các hạt từ dòng khí là cách phổ biến nhất
để kiểm sốt ơ nhiễm khơng khí.
Sự chọn lọc các hệ thống loại bỏ các hạt trong dịng
khí ơ 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

Biểu đồ tĩnh điện học
của các chất lắng đọng


II. Chất khí vơ cơ trong khí
quyển
Các Oxide của
Carbon
SO2 và vịng tuần hồn
Lưu huỳnh
Hợp chất
Nitrogen
Các khí
quan trọng khác

 CO

CO2 và ấm lên tồn cầu
 Vịng tuần hồn Lưu huỳnh

 SO2
 Các phản ứng của NOx
 Tác hại và cách kiểm soát
 Mưa Acid
 F2, Cl2 và các hợp chất
 H2S, COS, CS2


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 khơng khí
là sản phẩm trung gian của q trình oxi hóa methane
bởi gốc hydroxyl.


1. Các Oxide của Carbon:
a. CO
 Kiểm soát phát thải CO (tập trung vào ô tô) :
 Khi tỉ lệ hỗn hợp khơng khí - nhiên liệu > 16:1 → khí thải ra
từ động cơ đốt trong hầu như khơng có CO.
 Ơtơ hiện đại sử dụng hệ thống phản ứng thốt 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. → CO2 + H
Ngồi ra cịn có sự đóng góp tích cực của VSV để loại bỏ CO


b. CO2 và ấm lên toàn cầu


b. CO2 và ấm lên toàn cầu
 CO2 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 CO2 hấp thụ tia hồng ngoại, góp
phần làm ấm lên tồn cầu.
 CO2 tăng trung bình 1 ppm/năm:
nồng độ CO2 trong khí quyển thời
kỳ tiền cơng nghiệp là 260 ppm,
hiện nay khoảng 360 ppm, dự báo
giữa thế kỉ tiếp theo là 600 ppm.


b. CO2 và ấm lên toàn cầu

Gia tăng nồng
độ CO2 trong
khí quyển trong
những năm
gần đây ở Bắc

bán cầu (minh
họa theo mùa).


2.a. Vịng tuần hồn Lưu
huỳnh


b. Sulfur Dioxide (SO2 )
 Phản ứng của SO2 trong khí quyển:
 Các nhân tố như nhiệt độ, độ ẩm, cường độ ánh sáng,
lưu thơng của khí quyển, và tính chất bề mặt hạt vật
chất, ảnh hưởng đến các phản ứng hóa học của SO2.
 Phần lớn SO2 trong khí quyển sẽ bị ơxi hóa thành acid
sunfuric và muối sunfat, đặc biệt là ammonium sulfate
và ammonium sulfate hydro.
½ O2 + SO2
H2SO4
NH3 + SO2 + H2O

NH4+ + HSO3-