ƯỜ
Ạ Ọ
Ồ
Ứ
TR
NG Đ I H C H NG Đ C
Ọ Ự
KHOA KHOA H C T NHIÊN
Ơ Ở
ƯỜ
C S HÓA MÔI TR
NG
TH.S NGÔ XUÂN L
NGƯƠ
Thanh Hóa, năm 2006
Ứ
Ầ
Ấ
PH N TH NH T
Ọ
ƯỜ
HOÁ H C MÔI TR
NG
ươ
Ch
ng II:
ọ ủ
ể
Hoá h c c a khí quy n
ể
ọ ủ ng II: Hoá h c c a khí quy n
ấ ậ
ề
ố
ầ
ợ ấ ố ư
ầ
ệ ừ
ầ ầ
ệ
ầ
bao quanh trái đ t. Chia làm 2 ph n ph n và các t ng
ấ t còn ph n ngoài: đi n t
ừ
ươ Ch ể ủ I. C u trúc c a khí quy n. Là t p h p r t nhi u các nguyên t ư trong: t ng đ i l u, bình l u, trung gian, nhi ở ớ ạ ượ đ
ộ
ỗ
ơ ướ
ậ ự
ở
ế ị ự c sinh ra do s chênh l ch T0
ạ các vùng khác nhau.
ầ
ặ
c tuân theo vòng tu n hoàn n ự
ễ
ạ
ố ư
ể
ệ
ấ
ấ 400C, quy t đ nh khí h u trái đ t có s a xao tr n m nh dòng h n ệ ướ ự c t nhiên các ch t b n ho c ô ị ẫ ườ ễ i d dàng b xáo tr n và pha l n ầ ấ ở ỉ ấ t T0 th p nh t ấ
ấ ẩ ộ đ nh t ng đ i l u. ở ự
ớ ầ
ượ
ừ
c phân cách b i l p t m d ng ố ư ầ 1. T ng đ i l u: 11km, 50 (cid:0) 0 (cid:0) ợ h p khí và các đám mây h i n ơ ướ ầ Thành ph n h i n ở nhiên và con ng nhi m sinh ra b i các ho t dong t ự ả ầ T0 khí quy n g n MĐ cao nh t do s to nhi ư ở ớ ạ Đ c ngăn cách v i t ng bình l u b i l p t m d ng đánh d u b i s PT T0
ồ ạ ủ
ầ
ờ
ư ầ 2. T ng bình l u 50km; 50 (cid:0) 11 (cid:0)
ộ
ể
ố
ử ủ ế 20C , thành ph n ch y u là 03 th i gian t n t i c a các phân t ự ả ứ ầ ừ ể đi m cu i > đi m đ u do có s ph n ng
ử
ả
khí khá lâu do ít s xáo tr n có s tăng T0 t ạ 03 h p th tia t
ự ệ t. ớ ạ
ụ
ự ấ ngo i, to nhi 3. T ng trung gian (sau l p t m d ng) 50 (cid:0)
ụ ầ 85km, 92 (cid:0)
20C (nhi
ngo i c a 03 y u đi, thành
ủ ế
ừ ệ ộ ả t đ gi m) do h p th tia t ớ ạ
ấ ượ
ừ
ế ể ủ
ở ự
ử ấ
ạ ủ c đánh d u b i s phát tri n c a
ầ ph n ch y u N0+, 02+ , 02, N2 l p t m d ng đ ệ ộ t đ . nhi
ệ ộ
ướ
ụ
ữ
ả ứ
ậ
ồ ạ
ạ ị
ề
ờ ầ ử
ệ ừ
ụ
i nhi u h t b ion hoá ph n x l
ể ứ ạ ặ t đ phát tri n vì d i tác d ng tia b c x m tj tr i nh ng ồ ạ ướ ạ i d i d ng ion hoá. Vì v y nó còn có tên "t ng ion ạ ạ ạ ả ngo i
ấ sau khi h p th tia t
i sóng đi n t
ầ ệ 4. T ng nhi t 85 (cid:0) 110km, 92 (cid:0) 12000C, nhi ả ph n ng ion hoá x y ra. Các khí t n t hoá". Còn t n t ặ ờ m t tr i.
ầ
5. T ng đi n t
ệ ừ :
ấ ở ộ
ồ ạ ự
Bao quanh trái đ t
đ cao 100
1000 km t n t
ặ i s có m t các ion
ặ
ử
ử
ể ượ
800km ho c ặ (cid:0) ầ ộ
ho c 0 nguyên t
, He nguyên t
, H+, He+; m t ph n hyđrô có th đ
c tách ra đi vào vũ
ặ ờ
ụ
ụ
ụ
ể
ả
ặ
ấ
tr . M t khác các dòng plasma do m t tr i th i ra và b i vũ tr đi vào khí quy n trái đ t.
(cid:0)
ầ
ấ ủ
ế
ạ ố ợ
ầ
ể II. Thành ph n và tính ch t c a khí quy n. ế ạ ở ạ Bên c nh N2, 02 còn có C02, Ar và 1 lo t d ng v t chi m 0,0002%V Kh i l ng ph n md KK: 28,97kg/kmd ở
ẩ
ả
ầ
ể
T0 200C đã b o hoà H: KK m. có 13,7g H20/m3,thành ph n H2O phát tri n theo ị
ả
ộ
ị
ị
v trí đ a lý, đ a hình, dao đ ng trong kho ng 10,5
15g/kg KK.
(cid:0)
ộ
ử ụ
ượ
ừ
ng
ể
ế
ể
ậ
ổ
ỷ
ự
Do tác đ ng s d ng b a bãi năng l Do bi n đ i các PT v n chuy n và phân hu => TP khí quy n khu v c có th doa
ị
i các hình th c, l ng, tích, t
ấ
ụ ướ
ể ụ ấ ụ khô, h p th ư ư ơ t nh m a r i,mây
ụ ư
ơ ộ
ư
ể ả ứ ắ ộ đ ng quanh gia tr TB. Có th x y ra d ỏ ắ ơ khi hay h i vào pha r n, pha l ng, c a b m t trái đ t, tích t ế ủ các PT k t t a ng ng t
ướ ủ ề ặ ấ nh các ch t khí h i đ c.
ể ầ Thành ph n khí quy n
Thành ph nầ
khí quy nể
ạ ụ ườ
ả
i d ng không ph i khí. Các h t b i đ
ng kính 10
ạ
ướ
ỳ ẽ
ễ
ờ nhiên và nhân t o, th i gian thu c trong khí ỳ ấ ở
ộ ố ộ ắ ữ
ụ ở ề ặ
vài giây đ n hàng năm tu theo kích th ấ ị
ắ ố
ễ
ể
c nghĩa là tu theo t c đ l ng. ấ b m t trái đ t tr thành nh ng ch t gây ạ
ể ồ ạ ạ Ngoài ra trong khí quy n t n t 6 (cid:0) ự 101mm sinh ra trong các quá trình t ế ể ừ quy n t ữ Nh ng ch t ô nhi m sau khi l ng s tích t ồ ô nhi m đ a quy n. Ngu n g c sinh ra các h t.
ồ
t: 50
ể
ủ
(cid:0)
ố ổ
ừ ộ
ế
ợ
ệ ấ ờ ế ụ ể 100 tri u t n/năm; *Ngu n thiên nhiên: đ t, b i vào khí quy n do th i ti ụ ộ ị ễ ử ạ ộ r ng, bi n: 300tri u t n/năm. Do ho t đ ng núi l a gây ô nhi m c c b đ a ấ ừ ố ẩ H2S, mu i N03 t ng 25 150 t n/năm. S n ph m c a các khí mu i S042 t 200 tri u ệ ấ ữ ơ ừ ấ
ch t có liên k t CH, t ng toàn b 75
ấ ệ ấ ụ ở ừ b i ả ươ ph NOx, các h p ch t h u c t ấ t n/năm;
(cid:0)
ẩ
ả
ả
ạ
ố
ồ
ố *Ngu n nhân t o. S n ph m khí th i mu i S04 theo S02 bay lên mu i N03 theo
ổ
ượ
ng 175
ệ
ườ
ỏ ơ
ệ ấ 335 tri u t n/năm. ượ
ớ ộ
ng kính nh h n 1m đ
(cid:0)
N0x bay lên, các cácbua hyđrô.. , t ng l ạ t các h t có đ ư ở
ồ ạ ấ
đây t n t
i r t lâu 0,5
5 năm. Còn
t ng đ i l u t n t
i
ế c khuy ch tán t ở ầ ể
i đ cao 18 km và ố ư ồ ạ ế ự ẫ
ự ẫ ụ ủ
ờ ế
ể
ố
ặ Đ c bi ầ ộ thu c trên t ng bình l u. trong 0,01 (cid:0) tri n th i ti
0,1 năm. Chúng là nguyên nhân s v n đ c c a khí quy n d n đ n s phát t, bão, l c
(cid:0)
ả ứ
ể
ả
ượ
ế
ượ
ủ
ữ
ả ấ
III. Ph n ng quang hoá trong khí quy n . ả ứ Ph n ng quang hoá là ph n ng x y ra trong đó năng l ng c a nh ng tia sáng nhìn th y đ
ả ứ ng là năng l ở ạ
ư
ậ
ả ứ ậ
ấ ượ ủ
ượ
tr ng thái đ a vào nh n năng l
ạ
ở
ng c a các foton và v n chuy n t ế ợ
ử
ễ
ầ t cho ph n ng c n thi ả c. Khi ph n ng x y ra các ch t ể ừ ạ tr ng thái ử ạ t o nguyên t
đó chúng d dàng k t h p phân t
ớ
ứ đang ơ ả c b n sang tr ng thái kích thích, ấ nên ch t m i.
ố ớ
ấ
ỗ
ề
ạ
Đ i v i m i ch t ch t n t
i m t tr ng thái c b n song nó nhi u tr ng thái
ậ ượ
ỳ kích thích tu theo năng l
ơ ả c.
ỉ ồ ạ ộ ạ ượ ng mà chúng nh n đ ả
ắ ơ ả
ả ứ
Ph n ng quang hoá x y ra theo nguyên t c c b n sau:
ả
ườ
ng đi.
ỉ
ỗ
ể
ấ ạ
ụ ở ớ
ộ
ặ mà nó g p trên đ ấ ở duy nh t
quá trình quang
ử
, phân t
ấ
ớ
ử Các Foton có kh năng h p th b i các phân t ầ ử M i foton ch có th ho t tính v i m t ph n t ầ hoá đ u tiên ấ ử ả ở ạ Sau khi h p thu foton các nguyên t ph i tr ng thái kích thích. ạ ả ứ ấ ở ạ tr ng thái kích thích tham gia ph n ng t o thành ch t m i Các ch t ụ ệ ố ấ H s h p th quang hoá:
Số phần tử bị kích động
(cid:0)
=
Số phần tử hấp thụ năng lượng
ả ứ
ả
ượ
ư
ả
ư ả ứ ế N u các ph n ng quang hoá x y ra nh ph n ng phân ly quang hoá thì quá trình trao ổ đ i năng l
ng x y ra nh sau
h(cid:0) A + B
ố ộ
ủ
ử
ả ủ
ư
ờ
ị
= ngh ch đ o c a th i gian l u hay
ủ
ử
ể
ờ
ố
ộ J. T c đ phân ly quang hoá c a m t phân t trong khí quy n. th i gian s ng c a phân t
Q((cid:0) ). (cid:0) ((cid:0) ) (cid:0)
((cid:0) ) d(cid:0)
ố ộ ủ ả ứ AB (cid:0) T c đ c a ph n ng dNAB/dt = JAB.NAB
1 J = = (cid:0) (cid:0)
Q. C ng đ NL MT
ụ
(cid:0)
ọ ở ầ
ố ư
ườ ộ ề ặ ấ : b m t h p th ụ ệ ố ấ : h s h p th quang h c
t ng đ i l u
(cid:0)
ướ
c sóng
360nm
(cid:0)
420nm
03 0 + 02 b J (s1) = 4,5.104, t = 2000s ướ c sóng N02 > N0 + 0 b J = 8.103, T = 125s HN02 > N0 + 0H (CH20)2 > H2 + C0
2,8.103 5,4.105
350s 20.000s
ớ
ướ
ượ
: Năng l ơ ớ
ng MT đi t ượ ầ
ấ i trái đ t có b ế ể
c sóng 200 < lamda < 800nm thì năng ỡ
ử ủ
ữ
(cid:0)
ậ Nh n xét ượ l
ng nàyl n h n năng l
ế t đ phá v liên k t gi a các phân t
c a các
c c n thi
ố ớ
nguyên t
v i nhau.
ế ồ ạ
ầ
ể
ề
ả
ả
H u h t các liên k t t n t
i trong khí quy n đ u có kh năng tham gia ph n
ứ
ế ng quang hoá.
ư ả
ầ
ng c a vòng tu n hoàn ngày và đêm cũng nh nh h ườ
ưở ng c a đ a ủ
ế ớ
ộ ủ
ậ
ủ ị ấ ả
ị ề
ả
ề ỉ ả
ề ở ầ
ư
ưở ả Do nh h i các v trí khác nhau c a trái đ t là hình và khí h u mà c ề không đ u. Do đó các ph n ng quang hoá x y ra không đ u theo chi u cao và kho ng cách (ch x y ra nhi u
ủ ng đ c a ánh sáng chi u t ả ứ t ng bình l u)
ỉ ả
ể
ả
ướ
ả ứ ệ ố
ọ
n
ứ
ấ
ả
Ph n ng quang hoá không ch x y ra trong khí quy n mà còn x y ra trong c và h th ng sinh h c. Trong thiên nhiên ch a 1 l
ượ ồ
ả ứ
ư
ấ
ớ
ọ ớ ng l n các ch t hoá h c có kh năng tham gia ố ộ ộ ph n ng quang hoá nh ng do có n ng đ quá th p nên t c đ quá trình không l n.
ả ứ
ọ
ộ ủ
ồ
ườ
ể ỏ
ể ọ IV. Ph n ng hoá h c trong khí quy n. ườ Trong khí quy n ph n ng hoá h c th ầ
ng khó x y ra do n ng đ c a các ộ
ế
ấ
ớ
ả ả ứ ể ng là do thành ph n khí quy n v i m t ch t sinh ra do k t
ấ ả ự ế
ả ứ
ễ ả
ỏ
ng yêu c u trong ph n ng này nh nên ph n ng d x y ra. ả ứ
ầ ả ứ
ượ ặ
ả ậ
b c 1
ộ
ớ
ồ ả ứ
ộ ấ
ể
ể
ổ
ồ
ch t tham gia quá nh , th qu tr c ti p quang hoá. ố VD: Các g c H+, 0, 0H, 02 ả ứ Vì năng l ọ ể Đ c đi m ph n ng hoá h c: ph n ng gi A + X > R V= k.NA.NX v i N là n ng đ Do n ng đ ch t tham gia ph n ng trong khí quy n là không đ i nên có th coi là
ả ứ
ậ
ph n ng b c 1: V = K'.NX
ề ấ ử
ả ứ
ể
ế
ế
ấ
ớ
ớ
N u ph n ng ti n hành song song v i A là ch t trong khí quy n v i nhi u c u t
X
ki NX
ả ứ
ố ư
ộ ố
ể ầ
ọ ả 5.1015
5.1017
2.104
2.1011 2.101 2.1014
ườ
ấ
ả
A = (cid:0) M t s ph n ng hoá h c x y ra trong khí quy n t ng đ i l u 02 + 0 03 C0 + 0 C03 S02 + 0 S03 N0 + 0H HN03 N02 +0H HN03 03 + N0 N02 = 03 N02 + S02 N0 + S03 6.1024 ọ ự ả ứ Nhìn chung các ph n ng hoá h c t
nhiên trong môi tr
ng r t khó x y ra
ợ ủ ả ứ ấ ủ
ấ ị
ế d ng O và gi ố ư ầ ồ ạ ở ạ i
V. Ph n ng c a oxy và các h p ch t c a ôxy 1. ôxy. ọ Trong t ng đ i l u oxy chi m v trí r t quan tr ng. Trong khí ả ể i phóng ôxit sinh ra do quá trình quy n O2 t n t cháy.
ỷ ể ộ ở ạ ế d ng liên k t H20
ộ ở ạ ắ Trong thu quy n O2 thu c ể Trong đ a quy n O2 thu c d ng oxít r n, silicat, Ca, Mg,
ị CaCO3, MgCO3 SiO2.
ư ố ấ ộ ề ặ t ng bình l u O3 phân b r t r ng trên b m t trái đ t. Nó
ở ầ ụ ỷ ấ ữ ơ ự
ấ có tác d ng trong quá trình cháy, phân hu ch t h u c khí t nhiên.
C + O2 CO (CO2) CH4 +2O2 CO2 + 2H2O
ữ ả ứ ợ ủ ự
ư
ở ầ
ử ấ
ử
ặ
i d ng phân t
(phân t
ử
t ng bình l u: ồ ạ ướ ạ i d O2 t n t ạ ngo i đã phân ly ôxy thành các nguyên t
ứ ạ ứ b c x t
r t ít) ion, 0H, H02. M t khác các tia ạ và sau đó t o thành O3
ụ ả ứ Đây là nh ng ph n ng tiêu th oxy ữ Nh ng ph n ng sinh ra oxy: các quá trình quang h p c a th c v tậ
ả ứ ả
ạ ng 02 gi m ư ượ ủ ầ
ụ ạ ọ ệ ứ ạ ố ớ ơ ể ố ư ả
ế
đ cao 20 đ n 30km. [03] = 101V ơ ế ạ ể ả ở ầ ư 2. Do các ph n ng phân ly quang hoá nên l m nh và sinh ra 03. 03 là d ng quan tr ng c a t ng bình l u, có tác d ng nh màng b o v b c x đ i v i c th s ng trên trái đ t.ấ ở ộ C ch t o thành 03 có th x y ra t ng bình l u
ượ ỏ ng: M tách kh i 03 M đóng vai trò
ả ượ
(cid:0)
(cid:0) i năng l ng d th a t ụ ạ ầ ế ỏ
ầ ụ Tác d ng gi ư ừ ừ ả ứ ấ ụ ầ ph n ng ban đ u kích thích cho h p th năng l ạ ở ử ấ ả ứ = 220 ph n ng sau. 03 h p th m nh tia t các sóng ngo i ặ ố ạ ử ỉ 90nm do đó ch có 1 ph n nh tia t ngo i chi u xu ng m t ố ư ấ đ t và t ng đ i l u.
ừ ầ ế
ố ư ặ ọ ớ ầ
ượ ạ ề ướ ự ử ả ứ ỏ ở ầ t ng bình t ng đ i l u [03] nh , sinh ra do 03 khu ch tán t ộ ố ả ứ ư l u sang. ho c 1 vài ph n ng hoá h c v i m t s thành ph n ơ ế ỷ c t o thành và phân hu theo c ch kh trong khí: 03 đ ph n ng dây chuy n d ặ ủ i s có m t c a C0, N0x.
(cid:0) ụ ấ ả ở
(cid:0) ể ắ = 190nm), < 242nm H + 0H
ữ ặ ọ ướ 3. N c H20 ử Phân t H20 có kh năng h p th ánh sáng ( vùng sóng ng n này H20 có th phân ly H20 M t khác do nh ng ph n ng hoá h c: H20 H2 + 0.
ả ứ 0 + 0' 02
ầ ả ủ ấ
ầ ạ ộ
(cid:0) ề ờ ỳ ơ i thích ban đ u v th i k s khai c a trái đ t ệ ấ O đ u tiên xu t hi n là do m t lo t các ờ ỳ ử ủ 02
ằ Đây là các gi ữ khi nh ng nguyên t ạ ả ứ ph n ng phân ly c a H20 t o thành. Th i k đó có 0,1% ệ hi n nay. ơ ế C ch khác cho r ng 02 sinh ra t ừ ướ n c
ằ ệ ớ
ố
ầ ớ ự ấ ồ ấ ặ nhiên ho c nhân t o
ố ư 0H + 0H H2 + 02 ố Cho r ng H20 có vai trò l n do vi c phân ly ra các g c ạ ủ ế ị hyđroxyl 0H, chính g c này quy t đ nh tính ch t hoá ho c c a ạ ở ố ph n l n các ch t có ngu n g c do t ầ t ng đ i l u.
ả ứ ủ ụ ớ
ố ộ ố ự M t s ph n ng sinh ra do s phân ly c a H20 tác d ng v i ấ ợ h p ch t sinh ra các kh i quang hoá.
ấ ợ
ả ứ ầ ạ ộ ư ạ
ử ề ả ử ủ ni t
ủ ử ơ VI. Ph n ng các h p ch t ni t . ể ủ Là thành ph n chính c a khí quy n nh ng không ho t đ ng m nh ớ ế ủ ằ ượ b ng oxy do năng l ng liên k t c a N2 l n (EN N = 942kJ/mol) ọ ủ ơ ả x y ra do quá trình phân ly quang h c c a c a ni t các phân t ắ (cid:0) < 169nm) đ u x y ra ở ầ ơ ở ướ t ng c sóng ng n ( b phân t bình l u.ư ụ ướ D i tác d ng c a tia t ắ ngo i sóng ng n
ạ N2 hv N2+ + e N2+ + 02 N0+ + N0 N0+ + e N0 ử
ủ ế ọ ộ kích đ ng) ế ơ chi m vai trò quan tr ng ch y u
ơ
ủ ế ả ệ ấ (N2+, N0+ các phân t ể Trong khí quy n các oxit ni t các oxit nitr N0x (ch y u N0, N02) N0: xu t hi n do 2 kh năng.
ưở ủ i nh h
ng c a các đi n ả ệ ộ nhi ể ướ ả ả ứ t đ cao, ph n ng x y ra
ơ ớ v i oxy d + Do quá trình 0xy hoá nit ở ệ ượ ạ ộ tích ho t đ ng do nhi ng t l ề ạ theo chi u t o N0: N2 + 02 = N0
ạ ộ
ả ủ ế c khuy ch tán lên t ng bình l u h p th tia
ư ấ ộ ử ở ử ừ ế k t qu c a quá trình ho t đ ng vi sinh kh N20 sinh ra t ụ ầ ượ hyđrat chúng đ ặ ắ oxy kích đ ng. sóng ng n ho c phân ly b i phân t
ố ạ
ộ ờ ủ ế
ụ ấ
ấ ề ủ ớ ị ứ < 395nm m i b phân ỉ ở (cid:0)
ộ ị
ư ờ ặ ẽ N02 khí có m t các g c có tính oxh m nh R02, H02, 03 thì N0 s ả ứ tham gia ph n ng. N0 + 03 N02 + 02 T = 55s N0 + H02 N02 + 0H = 1250s ả ứ Th i gian thu c N0 c a ph n ng này là 0,5s. Quá trình k t thúc ạ ớ khi N0 tác d ng v i ch t nào t o axit. N0 + 0H HN02 N02 r t b n c a phán ng quang hoá ch hu ỷ N02 (cid:0) < 395nm N0 + 0 (ôxy b kích đ ng) ụ (cid:0) ấ Khi h p th < 395nm th i gian l u N02; 125s
ả ứ ỷ
ố ộ ủ ở ầ ư
ư ủ ầ ả ứ ườ ộ ậ ồ
ể ấ ả ứ => N0x tham gia các ph n ng phân hu 0zôn và ph ng quang ậ ng ch m do t ng bình l u nh ng t c đ c achúng th hoá khác quá trình di chuy n khí c a t ng này ch m và n ng đ tia khí tham gia ph n ng th p.
ạ ươ ứ ặ ng ng ho c là
ả ứ ợ ọ ế Ph n ng k t thúc khi N0x t o thành các axit t ấ ữ ơ ủ các h p ch t h u c c a oxit nit còn g i khói quang hoá.
ơ N02 + 0H HN03 N02 + H02 H02 N02 N02+ RCOO RCOONO2
ơ ồ ầ ả ứ ế
ả ứ S đ tu n hoàn liên k t các ph n ng ơ Các ph n ng vô c .
ư ư
ạ ượ ượ thành m a axit ằ 3N02 + H20 2HN03 + N0 N205 + H20 2HN03 ụ HN03 có tính ăn mòn m nh, ng ng t ng N0x đ Hàng năm l ấ c sinh ra và m t đi cân b ng.
ủ ả ứ
ứ
ố ợ ả ứ ể
ả ứ VII. Ph n ng c a S02 ệ S02 sinh ra do quá trình đ t nhiên li u có ch a S và các quá trình ấ ủ SXCN có liên quan các h p ch t c a S. S02 có tham gia các ph n ng trong khí quy n (1) ph n ng quang hoá
S02 + hv 200 350nm S02
ọ ớ ả ứ ả ứ ố (2) ph n ng hoá h c v i các g c sinh ra do ph n ng quang hoá
ố ữ ơ
S02 + H02 S03 + 0H S02 + R02 S03 = R0 R: g c h u c S02 +0H + M H0S02 + M H0S02 + 02 H0S0202 H0S0202 + N0 H0S020 + N02
ớ ự ạ ọ ọ ướ t o sunfat v i s có m t ặ c t n
ạ ả ứ ặ
‑
(3) ph n ng hoá h c trong gi ố NH3 ho c mu i kim lo i. S02 + H20 + 2NH3 2NH+4 + S03 S03 + H20 H2S04 H2S04 + 2NH3 (NH4)2S04 Me2+ + H2S04 MeS04 + H2 ế ợ ể
ầ ử ắ ề ặ ạ ắ ạ r n trong khí quy n. ắ ả ứ ị ấ ụ (4) Ph n ng k t h p các ph n t S02 b h p th trên b m t h t r n t o S02 r n.
ủ ủ ế ả ứ
ợ ợ ồ ố ừ ấ ữ ơ các quá trình cháy các h p
ủ ặ ả
ệ ặ
ầ VIII. Ph n ng c a các h p ch t h u c , ch y u C0, C02, CH4 , C0, C02 có ngu n g c t ấ ch t cacbon. ự Trong t ễ ở ồ ả ậ v t có kh năng gây ô nhi m ế ồ h ng c u gây hi n t
ệ ượ ộ ỡ ồ ộ
ấ ủ ộ ẩ nhiên ho c s n ph m c a quá trình hô h p c a đ ng ụ ộ n ng đ cao đ c bi t CO tác d ng ng thi u O2 l u thông trong máu. ồ ọ ế ư ấ ư ơ ả ứ
ữ ơ ế ể ạ i
ấ ữ ơ Ví d : Có kho ng 500 h p ch t h u c có trong không khí
CH4 có n ng đ c 1 ppm, còn ch t h u c khác n ng đ có ầ ỉ ph n t . CH4 sinh ra do các quá trình ph n ng sinh h c y m khí ườ ộ và m t lo t liên k t h u c khác có trong khí quy n do con ng gây nên. ụ ư ợ ả ấ ơ ị ợ ạ s ch nh h p ch t RH no, không no, th m, d vòng... v
ể ế ẩ ổ
ế ề ả C0 sinh ra trong khí quy n chi m 90% s n ph m chu i quá trình ạ ư ôxyhoa ti p theo nh ng C0 không b n , l ụ i tác d ng 0H.
C0 + 0H H + C02 ể ủ ẩ ả ỗ
ế C02 sinh ra trong khí quy n cũng là s n ph m c a chu i quá trình oxit ti p theo
ộ ố ố ự ể do, ozon,
ả ứ ố ể ạ ả ẩ Metan có th tham gia ph n ng m t s g c t N0x đ t o s n ph m khác, cu i cùng sinh C0, C02
ớ ố
ả ứ
ủ ế
ủ
2. Ph n ng c a alkel : Ch y u tham gia v i g c 0H là chính
ớ ợ
ấ ữ ơ ạ ủ ế 3.V i các h p ch t h u c m ch vòng OH đóng vai trò là ch y u.
ấ ễ ể
ụ
ầ ử ặ ỏ
ặ ắ ho c l ng ho c r n có kích ơ ử l ng trong khí ộ ố ộ ắ ụ
ơ ử l ng phân tán trong không
ạ
ụ ậ có kh năng v n
ể
ấ ợ c chia làm 3 lo i: ả ạ ỏ ỗ c tác kh i h n h p
khí và các h t này ượ ặ ỏ ệ ờ ấ ư ữ IX. Các ch t ô nhi m khí quy n 1. B i và Sol khí (acrosol) ệ ụ a. Khái ni m: B i là các ph n t ầ ướ ừ ế vài ph n trăm nm đ n vài trăm nm l c t th ọ ủ ổ ể quy n tu i th c a chúng trong không khí ph thu c t c đ l ng ướ ủ ư ờ c c a nó ( th i gian l u trong không khí) và kích th ầ ử ợ ỗ khí l Sol khí là h n h p các ph n t ướ ạ ướ ằ c b ng kích th khí có kích th c h t keo ( 1micromet) ượ ạ ụ ể b. Trong khí quy n các h t b i và Sol khí đ ư ạ ữ D < 0,3 micromet : là nh ng h t nhân ng ng t ầ ử ư ữ chuy n trong không khí nh nh ng ph n t ườ ụ ng đ xu t hi n do quá trình ng ng t và th ầ ử ắ ụ khí nh h p ph vào nh ng ph n t r n ho c l ng.
ạ ế ệ
ữ
ơ ộ ậ ể ể
ờ ư ấ ỏ ơ ộ c l n h n thì th i gian l u trong khí
ả
ể ủ ữ ướ ệ ả 0,3 micromet < D < 3 micromet: lo i này xu t hi n do k t qu ế ợ ủ ủ c a quá trình k t h p c a nh ng Sol khí nh h n chúng tuân theo ủ ở ạ qui lu t chuy n đ ng c a các h t (chuy n đ ng Braon ). Khi tr ơ ướ ớ ạ thành các h t có kích th quy n c a chúng gi m nhanh. ạ - Nh ng h t có kích th c D>3 micromet là nh ng h t xu t hi n
ơ ọ ủ
ạ ạ ớ ả ứ ữ ữ ằ ữ ạ c tách ra kh i không khí b ng ph n ng
ỏ ọ ườ ầ ư ạ i ta phân lo i chính nh
ấ do quá trình phân tán và phân ly c h c c a nh ng h t l n. ượ Nh ng h t này đ ỳ ắ l ng tu theo thành ph n hoá h c ng sau: ụ ầ
ứ ặ ơ * B i và sol khí có thành ph n vô c . ả ứ Hình thành do ph n ng oxyhoá các qu ng, than có ch a Fe
ơ ụ b i vô c
FeS2 + 02 > S02 + Fe203 CaC02 > C02 + Ca0
ộ ố ợ
ấ ủ
ố
ở
M t s h p ch t c a chì và halogen sinh ra do quá trình đ t xăng
chì: Pb
ồ ừ ể ắ Các ch t h u c sinh ra trong khí quy n b t ngu n t quá
ự ậ ạ ạ ấ ữ ơ ệ
ủ ộ ạ ướ ớ ả ứ trình cháy nhiên li u và các ph n ng c a th c v t t o ra các h t ể có kích th c l n trong khí quy n gây đ c h i cho mình.
VD: pdyoyclic aromantic hiđrocacbon (PAH)
ơ ạ ể
ụ
ợ
ụ ấ ư
ượ ấ > PAH ụ ầ ạ c h p th trên các mô trong (g n còn l i trong quá trình
ể ệ
ướ ụ ơ ề c 01, đ n 20um. Do b
ế ể ư ấ ư ủ ồ ấ ớ ề
ử ữ ơ ạ ộ h u c (PAH) và các oxit kim lo i (Cr, Mn...) => đ c tính
ề ụ ạ ạ ấ
ư ư ấ ộ Các PH th m, m ch vòng, r t đ c, có th gây ung th nh ư ấ ữ ơ ặ benfopyren ho c các ch t h u c sinh ra trong quá trình ng ng t các h p ch t hiđrocacbon cao. C10H22 ng ng t PAH đ ạ ố đ t nhiên li u). Chúng bám vào các m ng grafit có th có 1000 ạ trên 1 m ng kích th vòng th m ng ng t ặ m t riêng c a b hóng r t l n nên chúng có th ch a r t nhi u phân t ấ ủ ồ c a b hóng tăng lên r t nhi u. ấ ữ ơ ấ ữ Nh ng ch t h u c h p ph vào các ch t mang t o nên các h t ễ ữ ơ ụ ữ ơ h u c , b i h u c ... gây ô nhi m
ạ ụ ự ậ
ả ẩ ạ ạ ụ ư ấ ọ hoa, các lo i vi khu n trong các h t b i có kh năng
ườ ủ ụ ng.
ệ ừ ể ặ
ế ớ ng c a b i và sol khí t ế ớ ườ ươ ả ạ
ườ ủ ế ng môi tr
ượ ng đi c a các tia năng l ả
ớ i môi tr trong khí quy n ho c ng đi n t ờ ầ ả ng mù > gi m t m nhìn xa, c n tr ấ ng đ n trái đ t ả ạ ụ ằ ụ ị ể ư ư ấ d th trong quá trình ng ng t ấ b ng đá, gi
ả ứ ể ả ọ
ả ứ ủ ạ ộ ố ng trung hoà trong gi ọ ướ t n
ả ứ ạ + Ngoài ra còn có các lo i b i sinh h c: vi sinh, th c v t nh ph n ử hoa, bao t ụ ớ ấ h p th l n. ưở ả c. nh h ụ B i và sol khí liên k t v i tr liên k t v i nhau t o thành s ườ đ ụ ở Làm tăng T0 trái đ t do c n tr các quá trình ph n x và h p th ọ t Là nhân ng ng t c.ướ n Tham gia vào m t s ph n ng hoá h c trong khí quy n: ph n ứ c, ph n ng xúc tác c a các h t oxit kim lo i, ph n ng oxh, quang hoá.
ạ ụ ụ
ố ộ ắ ườ ụ ộ ố ộ ắ ể ng càng phát tri n => t c đ l ng
ổ ọ ủ Tu i th c a các h t b i, sol khí ph thu c t c đ l ng => ph + ướ ủ kích th c c a nó. (kích th ọ ả ổ tăng => tu i th gi m)
ướ
ơ ể ắ ậ ổ ỏ ố ậ ấ ụ ạ
ấ ộ ấ ụ ứ ễ c nh => xâm nh p vào c th ê và v t vì có B i có kích th ỏ ch a ch t đ c => gây r i lo n hô h p, h ng m t, b i ph i, viên nhi m hô h p.
ạ ấ
ố ầ ấ ể ấ
ộ ớ
ữ ớ ồ ấ ẻ ườ ộ
ự ậ ư ế ứ ng đ n công trình XD... đ i s ng th c v t.. có th làm gi m
ỏ ở ế ậ
ử ả ứ ộ ầ ớ ặ ể ớ
ớ ộ ơ ợ ơ ễ 2. Các ch t ô nhi m d ng khí và h i Là nh ng ch t khí v n có trong thành ph n khí quy n nay xu t ệ ặ ơ ể hi n v i n ng đ l n h n ho c ch a có trong TP khí quy n. ậ ả ữ Nh ng ch t này gây tác đ ng đ n s c kho ng i, v t nh ả ể ờ ố ưở h ể ụ ĐK khí h u kích th c nh c phân t khí, có th ph thu c lâu trong khí quy n ho c tham gia ph n ng v i các thành ph n khác ấ ạ t o ra các h p ch t m i đ c h n.
ể ễ ấ ố ạ VD: S02 + 02Fe0 S03 S03 + H20 H2S04 (h) ồ Các ch t gây ô nhi m đi n hình ngu n g c và các t i
ấ
ế ể ữ ễ
ộ ư ễ ơ
ư
ọ ạ ơ ở ộ ị ư ớ m t đ a
ể ố ươ ầ ủ ễ ả 3. M t vài nh toàn c u c a ch t gây ô nhi m khí quy n ườ ị ng b ô nhi m S02 và N02 thì nh ng oxit a. M a axit: n u môi tr ướ ạ c t o thành axit. Các h i axit trong khí này d hoà tan trong n ơ ụ ạ ạ thành gi quy n g p l nh nh ng t t đi theo các đám mây và r i ư ấ xu ng trái đ t cùng v i m a => t o c n m a axit ph ng nào đó.
ư ệ M a axit làm tăng tính axit c a đ t, hu di
ườ ậ
ẽ
ỷ ệ ủ ấ ộ t ru ng, làm thi t ậ ố ặ ạ ệ ộ ạ i và v t (đ c bi t đ ng v t s ng h i mùa màng, gây h i cho ng ư ầ ố ử ưở ả ướ ướ c), nh h d ng các công trình nhà c a, c u c ng: M a i n ạ ặ ấ ộ ả axit => PH đ t => kh năng hoà tan kim lo i n ng, đ c tăng => ộ ộ ứ ườ i, gia súc làm th c ăn s ng đ c. cây hút => ng ệ ứ
ượ ể b. Hi u ng nhà kính (green house of fect) ủ ế * Nguyên nh n ch y u là do C02 l ng C02 trong khí quy n
ậ chia làm 2 ph n.ầ
ướ c
ấ 50% đi vào khí quy n t o l p khí bao b c trái đ t. Có
50% dùng cho quang h p và hoà tan trong n (cid:0) ọ ệ ụ ữ ị ấ ậ ả ổ T0 c a trái đ t, đ m b o n đ nh khí h u cung c p
ợ ể ạ ớ ấ ả ợ ủ ủ nhi m v gi C02 cho quá trình quang h p c a TV.
ự ổ t c a trái đ t do:
ắ ữ c môi tr
ệ ủ ấ ứ ạ ườ ượ ng (sóng ng n) và nh ng tia b c x ấ t c a trái đ t (sóng dài).
ấ ắ ầ ấ ụ
đó i nhi
ệ ở t ỏ ữ ạ l ớ ổ
ượ ụ ề ị
ị ấ ề ặ ụ ẽ ả ệ ệ
ả ưở ễ ệ ệ ng
ệ ử ụ ườ ủ ứ ệ ố i = cách đ t nhiên li u ch a
ị S n đ nh nhi Các tia năng l ệ ủ nhi ớ L p C02 cho các tia ng n vào trái đ t, h p th 1 ph n các tia dài và gi ớ ị ng C02 tăng l p C02 Khi l p C02 m ng, CB khá n đ nh. khi l ơ ữ ỡ ầ d y lên. CB b phá v , các tia dài b h p th nhi u h n n a, quá ấ ọ ấ trình h p th s to nhi t làm b m t trái đ t nóng lên g i hi u ứ ng nhà kính ừ ự t do cháy r ng, công nghi p ... cũng nh S ô nhi m nhi ế ự ủ ấ đ n s tăng T0 c a trái đ t. ể ượ ng C02 trong khí quy n tăng L Do vi c s d ng E c a con ng cacbon (80%)
-
ả ạ ạ
C + 02 => C02 ừ ầ ề Do n n phá r ng làm di n tích cây xanh trên TG gi m m nh => ượ l ệ ng C02 c n cho quang h p không nhi u.
ớ ả
ậ ủ ủ ự
ả ứ ượ ấ
ỉ
ấ ữ ơ ướ ề ng nhi u ch t tăng ướ ơ ề c nhi u h n ề c nhi u h n
ỷ ượ
ệ ộ ố ộ ủ ố ợ Khi T0 TG tăng => quá trình hoà tan C02 trong n c gi m ấ ả * H u qu : khi T0 c a trái đ t tăng kéo theo d PT c a các quá trình sinh hoá lý. ố ộ Tăng đ c đ ph n ng > hàn l ố Fe g , mu i hoà tan trong n ơ Ch t h u c trong n ể ề ằ Cân b ng thu quy n và khí quy n PT ng H20 tăng; hi n nay tăng 0,440C Băng tan > l ự ậ T0 tăng => PT Đk s ng c a m t s đ ng th c v t
ố ượ ệ ạ ng đ t nhiên li u t o C02
ỗ ủ
ỷ th ng. ả ứ ắ ồ ầ ố ớ
ộ ủ
ắ ở ầ ấ ọ ờ ư t ng bình l u hình thành 1 ườ ạ ủ ngo i c a môi tr ng.
ọ
ụ c h p th và gi ằ ữ ạ l i
ả ỏ
ầ ớ ở ầ ạ ử
t ng ozôn. T i nh ng đi m l p 03 m ng đi gây ra th m ấ ngo i chi u xu ng trái đ t tăng gây b nh cho ở ắ ự
ệ ự B c c c và nam c c có ỗ ủ th ng
ả ụ * Kh c ph c; gi m l Tr ng cây xanh c. T ng ozôn và l ụ Đ i v i ozôn có 2 ph n ng sinh và phân hu nên th i gian ph ở ầ ố ư thu c c a 03 ng n ( t ng đ i l u). ứ ạ ử ỏ ầ t ng ozon bao b c trái đ t kh i tia b c x t ằ ể ữ cân b ng sinh thái và cân b ng khí Đóng vai trò quan tr ng đ gi ạ ượ ấ ứ ạ ử ấ ậ ủ ngo i đ h u c a trái đ t vì tia b c x t ớ ể ữ ạ ph n l n ạ ố ế ấ ho trái đ t do tia t ệ ườ ự ậ ộ i. Hi n nay đ ng th c v t và con ng ọ ỗ ủ ả ự ữ th ng ozôn nguyên nhân l nh ng khu v c [03] gi m g i l ozzon.
ợ ấ
ạ
ấ ơ ố ớ ả ử ụ ư
ể ư ạ
ử ầ ư ướ t ng bình l u d ậ ạ ngo i.
ớ
ề
ử
ả ứ
ử
ạ
Cl có th ph n ng dây chuy n v i 100000 phân t
03 t o
ấ ử ụ Do s d ng ch t (FM) là h p ch t do plo cacbua hyđro Cl2FCH là ả ạ chát t i l nh dùng cho CN làm l nh. Freon là ch t tr đ i v i hoá ọ ọ ườ h c, lý h c thông th ng nh ng trong quá trình s d ng th i vào ế ố ư khí quy n lên t ng đ i l u khuy c tán ch m ch p lên bình b u. ụ ở ầ i tác d ng tia t Cl2FCH hv Cl + ClFCH Cl + 03 ClO + 02 Cl0 + 0 Cl + 02
ử ặ ọ
ộ M t phân t 02 Các khí Cl2, HCl sinh ra trong quá trình hoá h c ho c núi l a cũng là nguyên nhân tr c ti p gây l Cl2 hv Cl + Cl Cl + 03 Cl0 + Cl HCl + 0H H20 + Cl
ự ế ỗ ủ th ng ozôn.
ầ
ự ạ
ỉ ế ặ ủ ư Trong t ng bình l u ề ả ứ Ch k t thúc ph n ng dây chuy n khi t o chlorin nitrat do s có m t c a N02.
ấ ề ợ
Cl + Ch4 HCl + Ch3 Ch3 + Ch3 C2H6 Cl0 + N02 Cl 0 N (h p ch t b n) N0 + 03 02 + N02 N02 + 03 N02 + 0
ả ự ư ầ
Nguyên nhân sinh N0x do các máy bay ph n l c trên t ng bình l u ả th i ra.
