Bài giảng Môi trường không khí: Chương 1

Đại học Khoa học tự nhiên Tp. HCM Khoa Môi trường Bộ môn Công nghệ Môi trường

Chương I:

GIỚI THIỆU CHUNG

Giảng viên: ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

Tháng 8-2015

1. Đặc điểm của khí quyển

2. Thành phần không khí sạch

3. Định nghĩa ô nhiễm không khí

4. Nguồn ô nhiễm không khí

5. Chất ô nhiễm không khí

6. Tác động của sự ô nhiễm không khí

7. Tiêu chuẩn chất lượng môi trường không khí xung quanh và khí thải

ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

The atmosphere of Earth is the layer

of gases surrounding the planet Earth that

is retained by Earth's gravity.

The atmosphere protects life on Earth by

absorbing ultraviolet solar radiation,

warming the surface through heat retention

(greenhouse effect), and

reducing temperature extremes

between day and night (thediurnal

temperature variation)

Ecosystem services

 Blocks UV radiation

 Moderates the climate

 Redistributes water in the hydrologic

cycle

ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

THÀNH PHẦN KHÔNG KHÍ SẠCH

Volume(A) Formula in ppmv(B) N2 O2 Ar

780,840 209,460 9,340 397 18.18 5.24 1.79

0.001%–5%(D)

in % 78.084 20.946 0.9340 0.0397 0.001818 0.000524 0.000179

Gas Name Nitrogen Oxygen Argon Carbon dioxide CO2 Ne Neon He Helium Methane CH4 Not included in above dry atmosphere: Water vapor(C) 10–50,000(D) H2O notes: (A) volume fraction is equal to mole fraction for ideal gas only,

(B) ppmv: parts per million by volume (C) Water vapor is about 0.25% by mass over full atmosphere (D) Water vapor strongly varies locally

also see volume (thermodynamics)

ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

ĐỊNH NGHĨA Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ

Air pollution One or more chemicals or substances in high enough concentrations in the air to harm humans, other animals, vegetation, or materials. Such chemicals or physical conditions (such as excess heat or noise) are called air pollutants - US.EPA

PAN

Secondary

O3 Bụi H2S Pb CO2

CO HCHO NO2

H2SO4 C6H6 NO Primary

NH3

CH4

CFC

ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

SO2

ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

NGUỒN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ

Tự nhiên Nhân tạo

NGUỒN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ

Pollutants

Sources

Suspended particulate Matter

Automobile, power plants, boilers, industries requiring crushing and grinding such as quarry, cement

Chlorine

Chlor – alkali plants

Flouride

Fertilizer, aluminium refining

Sulphur dioxide

Power plants, boilers, sulphuric acid manufacture, ore refining, petroleum refining

Lead

Ore refining, battery manufacturing, automobiles

Automobiles, power plants, nitric acid manufacture, also a secondary pollutant

Oxides of nitrogen (NO, NO2 – NOx) Peroxyacetyle nitrate, PAN

Secondary pollutant

Formaldehyde

Secondary pollutant

Ozone

Secondary pollutant

Carbon monoxide

Automobiles

Hydrogen sulphide

Pulp and paper, petroleum refining

Hydrocarbons

Automobiles, petroleum refining

Ammonia

Fertilizer plant

ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

NGUỒN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ

TÁC ĐỘNG CỦA ONKK TÁC ĐỘNG CỦA ONKK ĐẾN SỨC KHỎE CON NGƯỜI

 Bụi

 Thành phần hóa học, thời gian tiếp xúc là các yếu tố ảnh hưởng đến các cơ

quan nội tạng.

 Mức độ bụi trong bộ máy hô hấp phụ thuộc vào kích thước, hình dạng, mật

độ hạt bụi và cá nhân từng người.

 Bụi vào phổi gây kích thích cơ học, xơ hóa phổi dẫn đến các bệnh về hô

hấp như khó thở, ho và khạc đờm, ho ra máu, đau ngực …

 Bụi đất đá không gây ra các phản ứng phụ: tính trơ, không gây độc. Kích

thước lớn (bụi thô), 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 (VD: 3,4-

benzenpyrene), có độc tính cao, có khả năng gây ung thư, phần lớn bụi

than có kích thước lớn hơn 5 mm bị các dịch nhầy ở các tuyến phế quản và

các lông giữ lại. Chỉ có các hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 5 mm vào được

phế nang

ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

TÁC ĐỘNG CỦA ONKK TÁC ĐỘNG CỦA ONKK ĐẾN SỨC KHỎE CON NGƯỜI

Tình hình bệnh nghề nghiệp liên quan đến ô nhiễm không khí công nghiệp

Bệnh bụi phổi Silic

23 344

Bệnh Số trường hợp

Bệnh bụi phổi Amiang 724

Bệnh bụi phổi bông 841

Bệnh viêm phế quản nghề nghiệp 5357

Cục Quản lý môi trường y tế, Bộ Y tế, 2008

Bệnh lao nghề nghiệp 445

ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

TÁC ĐỘNG CỦA ONKK TÁC ĐỘNG CỦA ONKK ĐẾN SỨC KHỎE CON NGƯỜI

372 NLĐ tại mỏ than Hà Tu, Quảng Ninh 367 NLĐ ở cty than Đèo Nai

115 NLĐ nghi bụi phổi 128 NLĐ nghi bụi phổi

10 NLĐ có vết mờ ở giữa phổi, hai bên phổi hoặc hạ đòn phổi do xơ hóa tổn thương phổi cũ

23 NLĐ bị viêm phế quản

19 NLĐ có vết mờ giữa phổi

2 NLĐ bị quai động mạch chủ giãn

TÁC ĐỘNG CỦA ONKK TÁC ĐỘNG CỦA ONKK ĐẾN SỨC KHỎE CON NGƯỜI

Ghi chú: Thống kê trên 650 người dân sống xung quanh khu vực Nhà máy xi măng Bỉm Sơn, 2011 Nguồn: Viện Khoa học Quản lý môi trường – TCMT, 12/2012

Số ca mắc bệnh tại vùng ảnh hưởng ô nhiễm và vùng đối chứng xung quanh khu vực Nhà máy xi măng Bỉm Sơn

ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

 SOx và NOx

 SOx, NOX là chất kích thích, khi tiếp xúc với niêm mạc ẩm ướt tạo thành acid (HNO3, H2SO3, H2SO4). Các chất khí trên vào cơ thể qua đường hô hấp hoặc hòa tan vào nước bọt rồi vào đường tiêu hoá, sau đó phân tán vào máu tuần hoàn.

 Kết hợp với bụi => bụi lơ lửng có tính acid, kích thước < 2-3µm sẽ vào tới phế

nang, bị đại thực bào phá hủy hoặc đưa đến hệ thống bạch huyết.

 SO2 nhiễm độc qua da làm giảm dự trữ kiềm trong máu, đào thải amoniac ra

nước tiểu và kiềm ra nước bọt.

 Độc tính chung của SO2 thể hiện ở rối loạn chuyển hóa protein và đường, thiếu

vitamin B và C, ức chế enzym oxydaza.

 Giới hạn phát hiện thấy bằng mũi SO2 từ 8 – 13 mg/m3.

 Giới hạn gây độc tính của SO2 là 20 – 30 mg/m3, giới hạn gây kích thích hô hấp,

ho là 50 mg/m3.

 Giới hạn gây nguy hiểm sau khi hít thở 30 – 60 phút là từ 130 đến 260 mg/m3

 Giới hạn gây tử vong nhanh (30’ – 1h) là 1.000-1 300mg/m3.

ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

TÁC ĐỘNG CỦA ONKK TÁC ĐỘNG CỦA ONKK ĐẾN SỨC KHỎE CON NGƯỜI

 Carbon monoxide (CO)

 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 tổ chức

Triệu chứng

Nồng độ ppm

50 Nhiễm độc nhẹ

100 Nhiễm độc vừa, chóng mặt

500

Buồn nôn, nôn, trụy

250 Nhiễm độc nặng, chóng mặt

1000 Hôn mê

10000 Tử vong

ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

TÁC ĐỘNG CỦA ONKK TÁC ĐỘNG CỦA ONKK ĐẾN SỨC KHỎE CON NGƯỜI

 HF

 HF sinh ra do quá trình sản xuất hóa chất (HF) và là một tác nhân ô

 Không khí bị ô nhiễm bởi HF và các hợp chất fluorua gây ảnh hưởng trực

tiếp đến đời sống sinh vật và sức khoẻ của người. Các hợp chất fluorua

nhiễm quan trọng khi nung gạch ngói, gốm sứ.

gây ra bệnh fluorosis trên hệ xương và răng.

ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

 NH3

 Độc tính của ammonia phụ thuộc vào nồng độ của chất này. Trong cơ thể

người và động vật có tồn tại một cơ chế giúp ngăn cản hiện tượng tích tụ

NH3 trong máu do trong máu NH3 sẽ chuyển thành carbamonyl phosphate

do có sự tác động của enzym tổng hợp carbamonyl phosphate synthetase

và ammonia sẽ đi vào chu trình urê của cơ thể để chuyển thành các amino

acid hoặc bị thải ra dưới dạng nước tiểu. Cá và các loài lưỡng cư không có

cơ chế này nhưng có thể thải NH3 dư thừa bằng cách bài tiết trực tiếp.

 NH3 hòa tan trong nước khi ở nồng độ cao sẽ gây độc cho các sinh vật thủy

sinh, kích thích và gây tổn thương da, niêm mạc, đặc biệt là mắt và hệ

thống hô hấp. Dung dịch ammonia loãng (dung dịch rửa kính, phòng thí

nghiệm,…) có khả năng bốc hơi làm kích thích niêm mạc. Khi cùng có mặt

các sản phẩm chứa Clo (thuốc tẩy), hơi ammonia có khả năng tạo ra

Chloramin độc hại có khả năng gây ung thư.

ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

Triệu chứng Thời hạn tiếp xúc

CNH3 (ppm) 50 Nhận biết mùi Lao động được trong 8 giờ

Tác dụng trên các đường hô Tiếp xúc trường hợp ngoại lệ,

hấp

hậu quả trong 60 phút

400

Tác dụng giới hạn trên thị Tiếp xúc trường hợp ngoại lệ,

700

giác hậu quả dưới 60 phút

Ho, co giật có thể chết Cấm tiếp xúc, hậu quả dưới 30

1.720

người phút

Co thắt do phản xạ họng, Cấm tiếp xúc, hậu quả sau vài

5000 đến

xuất huyết phổi, có thể dẫn phút

10.000

tới tử vong.

ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

 H2S

 Phát hiện dễ dàng nhờ vào mùi đặc trưng.

 Xâm nhập vào cơ thể qua phổi, H2S bị oxy hoá => sunfat, các hợp chất có độc tính thấp. Không tích lũy trong cơ thể. Khoảng 6% lượng khí hấp thụ sẽ được thải ra ngoài qua khí thở ra, phần còn lại sau khi chuyển hóa được bài tiết qua nước tiểu.

 Ở nồng độ thấp, H2S có kích thích lên mắt và đường hô hấp.

 Hít thở lượng lớn hỗn hợp khí H2S, mercaptan, ammonia… gây thiếu oxy đột

ngột, có thể dẫn đến tử vong do ngạt.

 Dấu hiệu nhiễm độc cấp tính: buồn nôn, rối loạn tiêu hóa, tiêu chảy, mũi họng khô và có mùi hôi, mắt có biểu hiện phù mi, viêm kết mạc nhãn cầu, tiết dịch mủ và giảm thị lực.

 Sunfua được tạo thành xâm nhập hệ tuần hoàn tác động đến các vùng cảm giác

– mạch, vùng sinh phản xạ của các thần kinh động mạch cảnh.

 Thường xuyên tiếp xúc với H2S ở nồng độ dưới mức gây độc cấp tính có thể gây nhiễm độc mãn tính. Các triệu chứng có thể là: suy nhược, rối loạn hệ thần kinh, hệ tiêu hóa, tính khí thất thường, khó tập trung, mất ngủ, viêm phế quản mãn tính…

ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

TÁC ĐỘNG CỦA ONKK TÁC ĐỘNG CỦA ONKK ĐẾN SỨC KHỎE CON NGƯỜI

 Ozone

 Gây cay mắt, ho, tức ngực

 ONKK gây ảnh hưởng đến trẻ em nhiều hơn so với người trưởng thành

 ONKK có thể hạn chế sự phát triển của phổi

 Trẻ em thở nhiều hơn so với người trưởng thành

 Trẻ em sống ở vùng ô nhiễm ozone cao có khả năng mắc bệnh hen suyễn

ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

TÁC ĐỘNG CỦA ONKK TÁC ĐỘNG CỦA ONKK ĐẾN SỨC KHỎE CON NGƯỜI

ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG VÀ ĐỘ BỀN VẬT LIỆU

 Làm gỉ kim loại.

 Mài mòn, phân huỷ chất sơn trên bề mặt

 Ăn mòn bêtông.

sản phẩm.

 Làm mất màu, hư hại tranh.

 Giảm độ bền của giấy, cao su, thuộc da.

 Làm giảm độ bền dẻo, mất màu sợi vải.

TÁC ĐỘNG CỦA ONKK

ẢNH HƯỞNG ĐẾN HỆ SINH THÁI

Gây chết cây 0.40

Không ảnh hưởng 4.20

Cây cối chậm phát triển 24.80

Phủ đầy bụi cây cối 70.80

Ghi chú: Thống kê trên 650 người dân sống xung quanh khu vực Nhà máy xi măng Bỉm Sơn, 2011 Nguồn: Viện Khoa học Quản lý môi trường – TCMT, 12/2012

Kết quả khảo sát về ảnh hưởng khói bụi từ nhà máy xi măng Bỉm Sơn đến cây cối, mùa màng

ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

Thực vật rất nhạy cảm đối với ô

ẢNH HƯỞNG ĐẾN HỆ SINH THÁI

- nhiễm không khí. SO2, NO2, O3, fluor, chì… gây hại - trực tiếp cho thực vật khi đi vào khí khổng, làm hư hại hệ thống giảm thoát nước và giảm khả năng kháng bệnh. Ngăn cản sự quang hợp và tăng - trưởng của thực vật; giảm sự hấp thu thức ăn, làm lá vàng và rụng sớm. Đa số cây ăn quả rất nhạy đối với - HF. Khi tiếp xúc với nồng độ HF lớn hơn 0.002 mg/m3 thì lá cây bị cháy đốm, rụng lá. - Mưa acid còn tác động gián tiếp lên thực vật và làm cây thiếu thức ăn như Ca và giết chết các vi sinh vật đất. Nó làm ion Al được giải phóng vào nước làm hại rễ cây (lông hút) và làm giảm hấp thu thức ăn và nước. - Ðối với động vật, nhất là vật nuôi, thì fluor gây nhiều tai họa hơn cả. Chúng bị nhiễm độc do hít trực tiếp và qua chuỗi thức ăn

ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

TÁC ĐỘNG CỦA ONKK PHOTOCHEMICAL SMOG – Sương khói quang hóa

TÁC ĐỘNG CỦA ONKK

ACID RAIN

ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

MỘT SỐ HIỂM HỌA ONKK

THẾ GIỚI

0Nghịch 3 9 1

8Hiện tượng 4 9 1

2Nghịch 5 nhiệt ở 9 1 London, Anh

nghịch nhiệt ở Monongah ela, Bỉ

nhiệt do khí thải công nghiệp ở Manse, Bỉ

9Không khí 6 ô nhiễm 9 1 bao phủ từ Chicago và Milwankee tới New Orleans và Philadelphi a

4Rò rỉ khí 8 MIC 9 1 (Methyl isocyanate) của liên hiệp sản xuất phân bón, Bhopal, Ấn Độ

MỘT SỐ HIỂM HỌA ONKK

THẾ GIỚI

MỘT SỐ HIỂM HỌA ONKK

THẾ GIỚI

MỘT SỐ HIỂM HỌA ONKK

VIỆT NAM

AQI: Air Quality Index (0 – 500)

• Computation of

the AQI

requires an air pollutant concentration over a

• Indicates whether pollutant levels in air may cause health concerns

specified averaging period, obtained from an air monitor or model. Taken

together, concentration and time represent the dose of the air pollutant.

Health effects corresponding to a given dose are established by

epidemiological research.

• Air pollutants vary in potency, and the function used to convert from air

pollutant concentration to AQI varies by pollutant.

• Air quality index values are typically grouped into ranges. Each range is

assigned a descriptor, a color code, and a standardized public health

advisory.

ThS. Nguyễn Thị Kim Anh

AQI

O3 (ppb)

PM2.5 (µg/m3)

PM10 (µg/m3)

CO (ppm)

SO2 (ppb)

NO2 (ppb)

Ilow -Ihigh Category

Clow - Chigh(avg)

MỘT SỐ HIỂM HỌA ONKK Clow - Chigh(avg)

Clow- Chigh(avg)

Clow - Chigh(avg)

Clow - Chigh(avg) VIỆT NAM

0-50

Good

0.0-12.0 (24-hr)

0-54 (24-hr)

0.0-4.4 (8-hr)

0-35 (1-hr)

0-53 (1-hr)

0-59 (8-hr)

51-100 Moderate

12.1-35.4 (24-hr)

55-154 (24-hr)

4.5-9.4 (8-hr)

36-75 (1-hr)

54-100 (1-hr)

60-75 (8-hr)

101-150

76-95 (8-hr)

125-164 (1-hr)

35.5-55.4 (24-hr)

155-254 (24-hr)

9.5-12.4 (8-hr)

76-185 (1-hr)

101-360 (1-hr)

Unhealthy for Sensitive Groups

151-200 Unhealthy

96-115 (8-hr)

165-204 (1-hr)

55.5-150.4 (24-hr)

255-354 (24-hr)

12.5-15.4 (8-hr)

186-304 (1-hr)

361-649 (1-hr)

201-300

116-374 (8-hr)

205-404 (1-hr)

150.5-250.4 (24-hr)

355-424 (24-hr)

15.5-30.4 (8-hr)

305-604 (24-hr)

650-1249 (1-hr)

Very Unhealthy

301-400 Hazardous

405-504 (1-hr)

250.5-350.4 (24-hr)

425-504 (24-hr)

30.5-40.4 (8-hr)

605-804 (24-hr)

1250-1649 (1-hr)

401-500

505-604 (1-hr)

350.5-500.4 (24-hr)

505-604 (24-hr)

40.5-50.4 (8-hr)

805-1004 (24-hr)

1650-2049 (1-hr)

Very Hazardous