Giáo trình bảo vệ môi trường - Phần 1 Bảo vệ khí quyển - Chương 1

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:6

Thêm vào BST

Báo xấu

111
lượt xem 19
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bản chất và những tính chất của các chất làm ô nhiễm môi trường tự nhiên 1.1. Mở đầu Vấn đề ô nhiễm môi tr-ờng sống của con ng-ời đã tồn tại vài thế kỉ (thí dụ, chúng ta đ-ợc biết sắc lệnh của Karl VI năm 1382 cấm thải “khói độc và hôi” ở Pari). Tuy nhiên, tr-ớc khi phát triển công nghiệp, sự ô nhiễm môi tr-ờng mang tính chất hạn chế về địa điểm và thời gian lan truyền cũng nh- về số l-ợng và tác hại của các chất ô nhiễm tới cơ thể sống....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình bảo vệ môi trường - Phần 1 Bảo vệ khí quyển - Chương 1

Tr−íc khi chuyÓn sang ph©n tÝch nh÷ng chÊt g©y nhiÔm 1. B¶o vÖ khÝ quyÓn khÝ quyÓn, chóng ta ®−a ra ®Þnh nghÜa thuËt ng÷ “« nhiÔm”. ¤ nhiÔm trong sinh th¸i ®−îc hiÓu lμ sù biÕn ®æi bÊt lîi cña m«i tr−êng, hoμn toμn hay mét phÇn do kÕt qu¶ ho¹t ®éng cña con ng−êi, trùc tiÕp hay gi¸n tiÕp lμm thay ®æi sù ph©n bè n¨ng l−îng ®i tíi, møc phãng x¹, c¸c tÝnh chÊt lý − hãa cña m«i tr−êng vμ ®iÒu kiÖn tån t¹i cña c¬ thÓ sèng. Ch−¬ng 1 Nh÷ng biÕn ®æi nμy cã thÓ ¶nh h−ëng tíi con ng−êi mét B¶n chÊt vμ nh÷ng tÝnh chÊt cña c¸c chÊt c¸ch trùc tiÕp hoÆc th«ng qua n−íc vμ c¸c s¶n phÈm dinh lμm « nhiÔm m«i tr−êng tù nhiªn d−ìng. Chóng còng cã thÓ t¸c ®éng tíi con ng−êi b»ng c¸ch lμm xÊu ®i c¸c tÝnh chÊt cña nh÷ng vËt mμ con ng−êi sö dông, ®iÒu kiÖn nghØ ng¬i vμ lμm viÖc. 1.1. Më ®Çu §øng ®Çu b¶ng trong sè c¸c nguån « nhiÔm m«i tr−êng lμ c¸c hy®r« cacbua kho¸ng (than, dÇu, khÝ), v× khi chóng ch¸y t¹o VÊn ®Ò « nhiÔm m«i tr−êng sèng cña con ng−êi ®· tån t¹i ra l−îng chÊt th¶i lín. MÆc dï sö dông hy®r« cacbua víi t− c¸ch vμi thÕ kØ (thÝ dô, chóng ta ®−îc biÕt s¾c lÖnh cña Karl VI n¨m lμ nhiªn liÖu kh«ng thÓ kh«ng thõa nhËn lμ b×nh th−êng, mμ 1382 cÊm th¶i “khãi ®éc vμ h«i” ë Pari). Tuy nhiªn, tr−íc khi cßn hîp lý, ng−êi ta ®èt c¸c kho¸ng chÊt kh«ng t¸i sinh chñ yÕu ph¸t triÓn c«ng nghiÖp, sù « nhiÔm m«i tr−êng mang tÝnh chÊt víi môc ®Ých lÊy n¨ng l−îng (thÝ dô, ë Ph¸p chØ 7 % dÇu mua vÒ h¹n chÕ vÒ ®Þa ®iÓm vμ thêi gian lan truyÒn còng nh− vÒ sè ®−îc dïng lμm nguyªn liÖu trong ngμnh hãa h÷u c¬). l−îng vμ t¸c h¹i cña c¸c chÊt « nhiÔm tíi c¬ thÓ sèng. T×nh h×nh XÐt vÒ t¸c ®éng cña chóng tíi c¬ thÓ con ng−êi, c¸c chÊt g©y ®· thay ®æi m¹nh do sù t¨ng tr−ëng s¶n xuÊt c«ng nghiÖp vμ « nhiÔm khÝ quyÓn ®−îc ph©n chia thμnh c¸c chÊt lý häc vμ c¸c d©n c− ë c¸c thμnh phè (®« thÞ hãa). D−íi d¹ng tæng qu¸t vÊn ®Ò chÊt hãa häc. C¸c chÊt lý häc bao gåm: a) c¸c nguyªn tè phãng lμ ë chç con ng−êi trong qu¸ tr×nh ho¹t ®éng kinh tÕ t¹o ra x¹, lμ nguån bøc x¹ ion hãa; b) « nhiÔm nhiÖt (lμm t¨ng nhiÖt nh÷ng chÊt th¶i, nh÷ng chÊt nμy kh«ng ®−îc ®−a vμo chu tr×nh ®é); c) tiÕng ån vμ rung tÇn thÊp (ngo¹i ©m). C¸c chÊt hãa häc tiÕp theo (do sù ch−a hoμn thiÖn cña c«ng nghÖ hiÖn thêi hoÆc bao gåm: a) c¸c chÊt dÉn xuÊt d¹ng khÝ cña cacbon vμ hy®r« do nh÷ng lËp luËn kinh tÕ). Thªm vμo ®ã ph¶i kÓ tíi sù gia t¨ng cacbua láng; b) c¸c chÊt tÈy röa; c) c¸c chÊt dÎo; d) thuèc b¶o vÖ tiªu dïng m¹nh vμ tËp qu¸n ngμy cμng phæ biÕn (ë c¸c n−íc ®éng thùc vËt vμ c¸c chÊt tæng hîp; e) c¸c chÊt dÉn xuÊt cña l−u c«ng nghiÖp ph¸t triÓn) vøt bá ®å vËt kh«ng chØ khi chóng h− huúnh; f) c¸c chÊt dÉn xuÊt cña nit¬; g) c¸c kim lo¹i nÆng; h) c¸c háng, mμ c¶ do mèt. Trong sè nh÷ng chÊt th¶i s¶n xuÊt vμ sinh hîp chÊt cña flo; i) t¹p chÊt r¾n; k) c¸c chÊt h÷u c¬. ho¹t con ng−êi, cã nhiÒu chÊt (kho¸ng vμ h÷u c¬) kh«ng chÞu ph©n hñy sinh häc (chÊt dÎo, thuèc b¶o vÖ ®éng thùc vËt, ®å XÐt vÒ ®iÒu kiÖn h×nh thμnh, tÊt c¶ c¸c chÊt g©y « nhiÔm gèm, kim lo¹i kh«ng rØ, ®ång vÞ phãng x¹ v.v...). khÝ quyÓn ph©n chia ra thμnh t¹p chÊt nguån gèc tù nhiªn vμ 35 36
nh©n t¹o (nh©n sinh). c¸c chÊt d¹ng khÝ («xit cacbon, ®i«xit vμ c¸c chÊt dÉn xuÊt kh¸c cña l−u huúnh, hy®r« cacbua, c¸c «xit nit¬, c¸c hîp chÊt h÷u c¬) T¹p chÊt nguån gèc tù nhiªn ®i vμo khÝ quyÓn do ho¹t ®éng b»ng kho¶ng 90 %, d¹ng r¾n (bôi, kim lo¹i nÆng, c¸c hîp chÊt nói löa, phong hãa ®Êt vμ ®¸, ch¸y rõng, chÕt thùc vËt, sãng kho¸ng vμ h÷u c¬, c¸c chÊt phãng x¹) − gÇn 10 %; khèi l−îng biÓn (®i kÌm bät sãng), ch¸y thiªn th¹ch. c¸c t¹p chÊt láng (axit sunphuric) nhá so víi khèi l−îng c¸c t¹p T¹p chÊt nguån gèc nh©n sinh ®−îc h×nh thμnh tr−íc hÕt chÊt khÝ vμ r¾n. Thùc ra, trong thμnh phÇn c¸c t¹p chÊt r¾n trong qu¸ tr×nh ®èt nhiªn liÖu kho¸ng (trong ®éng c¬ ®èt trong, thùc tÕ lu«n cã mÆt n−íc víi hμm l−îng cμng lín nÕu ®é Èm t¹i nhμ m¸y nhiÖt ®iÖn, trong hÖ thèng ®èt lß) còng nh− khi ®èt t−¬ng ®èi cña kh«ng khÝ cμng cao. ch¸y chÊt th¶i c«ng nghiÖp vμ sinh ho¹t, næ h¹t nh©n v.v... Khi ®èt ch¸y tÊt c¶ c¸c d¹ng nhiªn liÖu sÏ t¹o ra h¬i n−íc B¶ng 1.1. Khèi l−îng (tÊn/n¨m) chÊt « nhiÔm th¶i vμo khÝ quyÓn vμ ®i«xit cacbon vμ sau ®ã nhËp vμo khÝ quyÓn, chóng ®−îc chøa trong khÝ quyÓn trong ®iÒu kiÖn tù nhiªn vμ kh«ng cã t¸c ChÊt NhËp tù nhiªn ChÊt th¶i nh©n sinh h¹i víi con ng−êi. V× vËy, c¸c khÝ nμy kh«ng thuéc c¸c chÊt g©y − 3,5.108 ¤xit cacbon (CO) « nhiÔm khÝ quyÓn, mÆc dï phÇn lín chÊt th¶i nguån gèc nh©n 1,4.108 1,45. 108 §i«xit l−u huúnh (SO2) sinh thuéc lo¹i c¸c chÊt nμy. (1,5÷2,0).107 1,4.109 C¸c «xit nit¬ (NOx) (7,7÷22,0).1010 (9,6÷26,0).1010 S«n khÝ (c¸c h¹t r¾n) − 2,0.106 C¸c chÊt policlorvilyn, phreol − 1.2. ¤xit cacbon 2,0.109 ¤z«n (O3) 1,0.109 1,0.106 Hy®r« cacbua − 2,0.105 Ch× (Pb) ¤xit cacbon (CO) − t¹p chÊt phæ biÕn nhÊt vμ nhiÒu nhÊt − 5,0.103 Thñy ng©n (Hg) (vÒ khèi l−îng) trong khÝ quyÓn. Trong ®iÒu kiÖn tù nhiªn, hμm Cã thÓ h×nh dung vÒ sè l−îng vμ t−¬ng quan c¸c t¹p chÊt ®i l−îng CO trong khÝ quyÓn rÊt Ýt: chØ dao ®éng tõ vμi phÇn tr¨m vμo khÝ quyÓn víi nguån gèc tù nhiªn vμ nh©n sinh theo sè liÖu cña phÇn triÖu ®Õn 0,2 phÇn triÖu (ta nhí l¹i r»ng hμm l−îng b¶ng 1.1. ®i«xit cacbon trung b×nh b»ng 325 phÇn triÖu). Khèi l−îng chñ yÕu cña CO ®−îc t¹o thμnh trong qu¸ tr×nh ®èt ch¸y nhiªn liÖu Tæng l−îng chÊt th¶i c«ng nghiÖp thÕ giíi b»ng kho¶ng 600 kho¸ng. Trong ®ã c¸c ®éng c¬ ®èt trong lμ nguån chÝnh. ThÝ dô, tØ tÊn mét n¨m. Trong 100 n¨m gÇn ®©y nhËp vμo khÝ quyÓn ë Mü hμng ngμy « t« x¶ ra h¬n 120 triÖu tÊn khÝ nμy. L−îng CO 1,35 triÖu tÊn silic, 1,5 triÖu tÊn acsen, h¬n 1 triÖu tÊn niken vμ tèi ®a ®−îc t¹o thμnh trong κ nung nãng cña ®éng c¬ vμ trong kho¶ng ngÇn Êy c«ban, 0,6 triÖu tÊn thiÕc vμ ¨ngtimoan. tr−êng hîp t¸i trén hçn hîp. ThÓ tÝch «xit cacbon cã thÓ ®¹t tíi 10 % thÓ tÝch c¸c khÝ th¶i. Theo thμnh phÇn t¹p chÊt ®i vμo khÝ quyÓn, ng−êi ta chia ra thμnh c¸c t¹p chÊt d¹ng khÝ, d¹ng r¾n vμ d¹ng láng. TØ phÇn Tæng khèi l−îng CO bÞ th¶i vμo khÝ quyÓn ®−îc −íc l−îng 37 38
2SO 2 + O 2 → 2SO 3 + 185 kJ . (theo t×nh h×nh tíi n¨m 1988) b»ng kho¶ng 380 triÖu tÊn, trong ®ã tõ ch¸y x¨ng − gÇn 270 triÖu tÊn, than − 15 triÖu tÊn, cñi − Khi tiÕp xóc víi h¬i n−íc, sÏ t¹o thμnh axit sunphua 15 triÖu tÊn, chÊt th¶i c«ng nghiÖp − 35 triÖu tÊn vμ ch¸y rõng SO 2 + H 2 O = H 2 SO 3 + 76 kJ . − 15 triÖu tÊn. Trong khÝ quyÓn Èm vμ « nhiÔm cßn x¶y ra ph¶n øng Hμm l−îng CO ë nh÷ng thμnh phè lín dao ®éng tõ 1 ®Õn SO 2 + NO 2 + H 2 O → H 2 SO 4 + NO , 250 phÇn triÖu vμ trung b×nh gÇn 20 phÇn triÖu. Nång ®é tíi h¹n cho phÐp − ®ã lμ nång ®é x¸c ®Þnh chuÈn møc cña chÊt « dÉn tíi t¹o thμnh axit sunphuric (H2SO4). §i vμo khÝ quyÓn cßn nhiÔm t¹i ®ã nã ch−a cã t¸c ®éng xÊu ®¸ng kÓ tíi c¬ thÓ vμ ®iÒu cã mét hîp chÊt l−u huúnh n÷a − sunphua hy®r« (H2S), ph¸t kiÖn (chÊt l−îng) cuéc sèng cña con ng−êi. Ng−êi ta ph©n biÖt th¶i nguån gèc nh©n sinh cña chÊt nμy kh«ng lín; nã chñ yÕu nång ®é tíi h¹n cho phÐp mét lÇn vμ nång ®é tíi h¹n cho phÐp ®−îc sinh ra bëi vi khuÈn trong ®Êt mμu vμ trong m«i tr−êng ngμy ®Æc tr−ng cho møc ®é ¶nh h−ëng ng¾n h¹n (th−êng kh«ng biÓn (kho¶ng 100 triÖu tÊn/n¨m). qu¸ 20−30 phót) vμ ¶nh h−ëng l©u dμi cña chÊt ®ang xÐt tíi c¬ C¸c «xit l−u huúnh lμm t¨ng m¹nh sù ¨n mßn kim lo¹i thÓ con ng−êi. Hμm l−îng CO cao nhÊt (v−ît tréi h¬n nhiÒu so trong c¸c thμnh phè − 1,5−5 lÇn so víi ë n«ng th«n. T¹i mét víi nång ®é tíi h¹n cho phÐp) ®−îc quan s¸t thÊy trªn c¸c ®−êng trong nh÷ng thμnh phè cña Mü, sù gia t¨ng nång ®é SO2 lªn 3 phè vμ qu¶ng tr−êng thμnh phè víi giao th«ng xe h¬i nhén nhÞp, lÇn kÐo theo t¨ng tèc ®é ¨n mßn thiÕc lªn 4 lÇn. §Æc biÖt v¶i ®Æc biÖt trong c¸c mÉu khÝ x¶ cña xe. nilon rÊt nh¹y c¶m ®èi víi sù « nhiÔm khÝ quyÓn bëi chÊt nμy. 1.3. §i«xit l−u huúnh 1.4. C¸c hîp chÊt nit¬ §i«xit l−u huúnh hay khÝ sunphua (SO2) − chÊt thø hai (vÒ Mét l−îng lín «xit nit¬ NO vμ ®i«xit nit¬ NO2 ®−îc t¹o khèi l−îng) lμm « nhiÔm khÝ quyÓn. Nguyªn nh©n chÝnh (thùc thμnh trong qu¸ tr×nh ®èt ë nhiÖt ®é cao, tr−íc hÕt trong c¸c tÕ lμ nguyªn nh©n duy nhÊt) cña sù hiÖn diÖn SO2 trong khÝ ®éng c¬ ®èt trong dïng x¨ng vμ nhiªn liÖu ®iezen. quyÓn − viÖc sö dông nhiªn liÖu kho¸ng, tr−íc hÕt lμ than, v× §i«xit nit¬ − chÊt khÝ bÒn v÷ng mμu vμng, th−êng lμm cho nhiªn liÖu bÊt kú ®Òu chøa Ýt nhiÒu l−îng l−u huúnh (tõ mét vμi kh«ng khÝ thμnh phè cã s¾c n©u. D−íi ¶nh h−ëng cña bøc x¹ cùc phÇn cña phÇn tr¨m tíi 5−7 %). Theo c¸c −íc l−îng, hμng n¨m tÝm, NO2 bÞ ph¸ hñy, chuyÓn thμnh NO. Sù ph¸ hñy NO2 còng th¶i vμo líp khÝ quyÓn ®èi l−u gÇn 145 triÖu tÊn SO2, trong ®ã diÔn ra khi nhiÖt ®é cao h¬n 600 oC, ®iÒu nμy gi¶i thÝch hμm 70 % ®−îc t¹o thμnh khi ch¸y than vμ 16 % − ch¸y nhiªn liÖu l−îng NO cao so víi hμm l−îng NO2 trong khÝ x¶ « t«. §i«xit láng (®Æc biÖt lμ mazót). nit¬ t¹o thμnh trong kh«ng khÝ trong khi lan truyÒn c¸c khÝ x¶ Sù ph©n hñy SO2 trong khÝ quyÓn diÔn ra d−íi t¸c ®éng cña theo ph¶n øng bøc x¹ cùc tÝm, thμnh anhy®rit h−u huúnh (SO3) theo ph¶n øng 2 NO + O 2 → 2 NO 2 + 120 kJ . 39 40
Tæng khèi l−îng NO2 hμng n¨m th¶i vμo khÝ quyÓn trong trung b×nh trªn 1 km ®−êng x¶ th¶i ra 30 g «xit cacbon, 4 g «xit qu¸ tr×nh ho¹t ®éng con ng−êi ®−îc −íc l−îng lμ 15−20 triÖu nit¬ vμ 2 g hy®r« cacbua. tÊn, b»ng kho¶ng 0,1 khèi l−îng khÝ nμy t¹o thμnh b»ng con Cßn accroleum − chÊt rÊt ®éc vμ cã tÝnh kÝch thÝch, ®i vμo ®−êng tù nhiªn (nói löa, sÊm chíp, vi sinh vËt). khÝ quyÓn kh«ng nh÷ng t¹i nh÷ng nhμ m¸y s¶n xuÊt mμ c¶ tõ §i«xit nit¬ b¶o tån trong khÝ quyÓn trung b×nh 3 ngμy. Khi nh÷ng khÝ x¶ chøa c¸c s¶n phÈm cña nhiªn liÖu kh«ng ch¸y hÕt. t−¬ng t¸c víi h¬i n−íc, nã biÕn thμnh axit sunphuric vμ c¸c nitrat kh¸c. Nh÷ng chÊt sau cïng nμy trë l¹i ®Êt cïng víi gi¸ng 1.6. Nh÷ng t¹p chÊt r¾n (s«n khÝ) thñy, ®ã lμ v× sao mμ tuyÕt cã thuéc tÝnh bãn ph©n cho ®Êt. Gièng nh− trong tr−êng hîp c¸c chÊt g©y « nhiÔm d¹ng khÝ, thªm vμo c¸c s«n khÝ nguån gèc tù nhiªn − c¸c h¹t r¾n vμ láng 1.5. Hy®r« cacbua l¬ löng trong kh«ng khÝ, cßn cã mét l−îng lín s«n khÝ nguån gèc Nguån hy®r« cacbua tù nhiªn chñ yÕu lμ thùc vËt (1 tØ tÊn nh©n sinh. mét n¨m), cßn nguån nh©n sinh lμ giao th«ng « t« (®éng c¬ ®èt KÝch th−íc (b¸n kÝnh) c¸c h¹t r¾n quan tr¾c ®−îc trong khÝ trong vμ b×nh nhiªn liÖu cña « t«). ë Mü, trong sè 32 triÖu tÊn quyÓn dao ®éng trong ph¹m vi réng: tõ nh÷ng phÇn ngh×n, phÇn tr¨m cña μm ®Õn mét sè μm (trong b·o bôi kÝch th−íc c¸c hy®r« cacbua hμng n¨m th¶i vμo khÝ quyÓn, th× h¬n mét nöa lμ h¹t mang trong giã t¨ng lªn ®Õn 100 μm vμ h¬n). Tïy thuéc tõ ®éng c¬ ®èt trong (trong ®ã nhiªn liÖu bÞ ch¸y kh«ng hoμn toμn), gÇn 14 % tõ th¶i c«ng nghiÖp vμ gÇn 27 % tõ c¸c nguån kÝch th−íc, ng−êi ta chia c¸c h¹t s«n khÝ thμnh ba lo¹i: nhá hay vi m« (h¹t tinh) víi b¸n kÝnh r < 0,1 μm, trung b×nh (h¹t trung), cßn l¹i. Ngoμi ra, trong khi ch¸y kh«ng hoμn toμn cßn t¹o thμnh r = 0,1 − 1 μm vμ lín (h¹t th«), r > 1 μm. Trong sè c¸c s«n khÝ h¹t (tæng hîp) nh÷ng hy®r« cacbua vßng g©y −ng th−. §Æc biÖt nhiÒu hy®r« cacbua g©y ung th− (g©y khèi u phæi) cã chøa trong tinh, ng−êi ta t¸ch ra mét nhãm h¹t cã nh÷ng tÝnh chÊt hÊp thô cÆn khãi cña c¸c ®éng c¬ ®iªzen vμ c¸c hÖ thèng lß ®èt. MÆc dï n−íc. Ng−êi ta gäi nh÷ng h¹t nμy lμ c¸c nh©n ng−ng kÕt (chóng b»ng c¸ch ®iÒu chØnh tèt ®éng c¬, ®iÒu khiÓn xe khÐo lÐo cã thÓ lμ mÇm cña nh÷ng h¹t n−íc m©y vμ s−¬ng). NhiÒu khi c¸c h¹t gi¶m th¶i bít ®−îc phÇn nμo, nh−ng ®éng c¬ ®iªzen chiÕm mét nhá mang ®iÖn tÝch d−¬ng hay ©m. Trong tr−êng hîp nμy, trong nh÷ng vÞ trÝ ®Çu vÒ c¸c nguån « nhiÔm khÝ quyÓn b»ng c¸c chóng cã tªn lμ c¸c ion (nhÑ hoÆc nÆng). chÊt g©y ung th−. * Theo c¸c tÝnh chÊt lý − hãa, ng−êi ta chia s«n khÝ thμnh: Theo d÷ liÖu kh¶o s¸t ®Æc biÖt, mçi chiÕc « t« cña Mü vÒ bôi vμ xØ cÆn (c¸c h¹t r¾n), khãi (c¸c h¹t chøa nhiÒu n−íc) vμ giät (s−¬ng, m©y, gi¸ng thñy). Ta l−u ý r»ng trong ®iÒu kiÖn Chóng t«i mét lÇn n÷a l−u ý vÒ t¸c h¹i cña hót thuèc − sù tù nguyÖn lμm « nhiÔm c¬ thÓ thùc, c¸c h¹t bôi còng lu«n lu«n chøa n−íc ë møc ®é nμo ®ã, cßn * ng−êi nghiÖn, n¬i ë cña anh ta vμ nh÷ng n¬i c«ng céng bëi khãi thuèc mμ trong thμnh c¸c giät th× lu«n chøa nh©n ng−ng kÕt (sù thËt, khèi l−îng cña phÇn cã kh«ng Ýt chÊt g©y ung th−. V× lÝ do nμy, vÒ trung b×nh cø 2-3 phót cã 1 trong sè 1 nh©n rÊt nhá so víi khèi l−îng n−íc). Chóng ta sÏ kh«ng xÕp triÖu ng−êi chÕt v× hót thuèc (®Ó so s¸nh, cø 2−3 ngμy cã mét ng−êi chÕt bëi tai n¹n « t«, c¸c giät m©y, s−¬ng vμ gi¸ng thñy vμo lo¹i s«n khÝ (xem chóng 4-5 ngμy cã 1 ng−êi chÕt v× dïng r−îu). 41 42
lμ c¸c t¹p chÊt), v× chóng cã nguån gèc tù nhiªn. ChØ cã mét ®iÒu kiÖn thμnh t¹o c¸c chÊt khÝ tiÒn th©n cña chóng (kÓ c¶ sù phÇn kh«ng lín c¸c s«n khÝ nh©n sinh cã cÊu tróc láng (thÝ dô ph©n bè ®Þa lý th¶m thùc vËt vμ chÕ ®é ho¹t ®éng sèng cña nã) axit sunphuric). vμ sù ¶nh h−ëng c¸c ®iÒu kiÖn khÝ t−îng tíi sù ph©n bè s«n khÝ trong khÝ quyÓn. XÐt theo h×nh d¹ng h¹t, ng−êi ta qui −íc chia s«n khÝ Cacbon r¾n − ®ã lμ c¸c lo¹i xØ, b¸n kÝnh h¹t cña nã t¹i thêi thμnh: a) d¹ng h×nh cÇu, b) d¹ng ®a diÖn ®Òu, c) d¹ng tÊm máng ®iÓm thμnh t¹o gÇn b»ng 0,003−0,005 μm, cßn nång ®é rÊt biÕn (kÝch th−íc hai chiÒu lín h¬n nhiÒu so víi kÝch th−íc chiÒu thø ®éng − tõ 1 μg/m3 ë nh÷ng vïng ®Æc biÖt s¹ch ®Õn 10−30 μg/m3 ë ba), d) d¹ng kim, d¹ng t¬, l¨ng kÝnh, e) d¹ng tæ hîp phøc t¹p (chuçi dμi cã c¸c nh¸nh, táa tia). nh÷ng vïng nhiÒu bôi. Ngay sau khi thμnh t¹o, c¸c h¹t xØ liªn kÕt l¹i víi nhau thμnh bôi b«ng víi b¸n kÝnh vμi phÇn tr¨m μm, Chóng ta sÏ dõng l¹i xÐt chi tiÕt h¬n vÒ ®Æc tÝnh cña s«n chóng bÞ hÊp thô bëi nh÷ng h¹t cã b¶n chÊt kh¸c (thÝ dô, c¸c khÝ h¹t tinh, bëi v× ngoμi ¶nh h−ëng tíi c¬ thÓ ng−êi, nã gãp giät n−íc m−a) vμ bÞ lo¹i khái khÝ quyÓn sau mét kho¶ng thêi phÇn ®¸ng kÓ vμo sù hÊp thô bøc x¹ vμ nh− hÖ qu¶ lμm biÕn ®æi gian tõ vμi chôc giê tíi 1−2 tuÇn. Tæng khèi l−îng xØ trong khÝ chÕ ®é nhiÖt cña khÝ quyÓn. Sù thμnh t¹o c¸c h¹t s«n khÝ tinh quyÓn ®−îc −íc l−îng kho¶ng 5 triÖu tÊn, cßn tèc ®é gia nhËp − diÔn ra liªn tôc tõ c¸c t¹p chÊt d¹ng khÝ, th−êng sè l−îng chóng b»ng 103−104 trong 1 cm3, b¸n kÝnh lu«n nhá h¬n mét vμi phÇn gÇn 500 triÖu tÊn/n¨m. §Ó so s¸nh, chóng t«i dÉn ra −íc l−îng m−êi μm, nång ®é tÝnh b»ng mét sè μg trong 1 m3. Theo nh÷ng hμm l−îng toμn cÇu cña cacbon trong thμnh phÇn ®i«xit cacbon (kho¶ng 7 ⋅ 10 3 triÖu tÊn) vμ tèc ®é gia nhËp cña nã tõ c¸c nguån ®¸nh gi¸ hiÖn cã, khèi l−îng toμn cÇu c¸c s«n khÝ h¹t tinh vÒ trung b×nh b»ng kho¶ng 50 triÖu tÊn; tèc ®é thμnh t¹o chóng tù nhiªn ( 2 ⋅ 10 5 triÖu tÊn/n¨m) vμ nh©n sinh ( 5 ⋅ 10 3 triÖu tÊn/ b»ng kho¶ng 5 000 triÖu tÊn/n¨m (tøc mçi n¨m khèi l−îng s«n n¨m). Nh− vËy tèc ®é nhËp vμo khÝ quyÓn cña cacbon r¾n b»ng khÝ trong khÝ quyÓn t¹o míi gÇn 100 lÇn, nãi c¸ch kh¸c, tèc ®é kho¶ng 10 % tèc ®é th¶i cacbon d¹ng khÝ vμo khÝ quyÓn vμ t¨ng thμnh t¹o chóng kho¶ng hai lÇn v−ît tréi tèc ®é t¹o míi cña h¬i nhanh theo møc ®é t¨ng thÓ tÝch nhiªn liÖu ®−îc ®èt. n−íc trong khÝ quyÓn). Vai trß cña xØ trong khÝ quyÓn ®−îc x¸c ®Þnh kh«ng chØ bëi Tham gia trong qu¸ tr×nh thμnh t¹o s«n khÝ h¹t tinh tõ c¸c t¸c ®éng cã h¹i tíi con ng−êi, tr−íc hÕt lμ c¸c c¬ quan hÝt thë, chÊt khÝ nguån gèc tù nhiªn vμ nh©n t¹o ®i vμo khÝ quyÓn (NO2, mμ cßn bëi lÏ trong sè tÊt c¶ nh÷ng hîp phÇn cña s«n khÝ th× xØ SO2, c¸c s¶n phÈm ch¸y vμ thèi r÷a) cã: bøc x¹ MÆt Trêi vμ c¸c hÊp thô bøc x¹ MÆt Trêi vμ bøc x¹ tõ ®Êt m¹nh nhÊt, trong d¶i tia x¹ kh¸c, c¶ h¬i n−íc. Nh÷ng h¹t chÊt tan lín nhÊt (kho¶ng réng c¸c b−íc sãng (tõ 0,25 ®Õn 13 μm) vμ nhê ®ã cã ¶nh h−ëng 10 −1 μm) t¨ng lªn khi t¨ng ®é Èm t−¬ng ®èi ®Õn møc chóng trë nhiÒu tíi chÕ ®é nhiÖt cña khÝ quyÓn vμ cña mÆt ®Êt. C¸c −íc thμnh c¸c mÇm giät m©y vμ s−¬ng (tøc nh©n ng−ng kÕt). Nh÷ng l−îng cho thÊy r»ng nÕu nh− c¸c h¹t xØ l¾ng ®äng ®Òu ®Æn, th× h¹t nhá h¬n (tr−íc hÕt lμ cña c¸c chÊt kh«ng hßa tan) ®−îc b¶o mÆt ®Êt sÏ bÞ phñ bëi mét líp xØ dμy ®Õn 1 μm víi albe®« chØ tån d−íi d¹ng ban ®Çu, t¹o thμnh thμnh phÇn ®éc lËp cña s«n b»ng gÇn 2 %. Trong thùc tÕ, khèi l−îng xØ chÝnh bÞ röa tr«i bëi khÝ h¹t tinh. gi¸ng thñy r¬i xuèng mÆt ®Êt. Trong thμnh phÇn s«n khÝ, lu«n cã mÆt bèn nhãm chÊt: c¸c Tuy nhiªn, khi r¬i trªn th¶m tuyÕt hoÆc b¨ng, xØ ®−îc ph©n sunphat, c¸c hîp chÊt h÷u c¬, cacbon r¾n vμ n−íc, hμm l−îng bè trong toμn bÒ dμy vμ ®−îc gi÷ l¹i mét thêi gian dμi. V× lý do t−¬ng ®èi cña chóng dao ®éng trong ph¹m vi réng ph¶n ¸nh 43 44
®ã, albe®« cña tuyÕt gi¶m tíi 90 % trong tr−êng hîp ®é « nhiÔm nghiÖp liªn quan tíi khai th¸c vμ sö dông vËt liÖu x©y dùng trung b×nh vμ tíi 30 % trong tr−êng hîp « nhiÔm m¹nh (víi ®iÒu (®μo ph¸ vôn ®¸ t¹i c¸c má lé thiªn, s¶n xuÊt xi m¨ng v.v...). kiÖn albe®o b»ng 100 % trong ®iÒu kiÖn tuyÕt s¹ch), vËy nã ®Èy ThÝ dô, ë Ph¸p c¸c c«ng x−ëng xi mang th¶i gÇn 3 % s¶n phÈm nhanh qu¸ tr×nh tan tuyÕt. XØ còng ¶nh h−ëng nhiÒu tíi albe®« cña m×nh (kho¶ng 100 ngh×n tÊn bôi víi ®−êng kÝnh vμi chôc μm) vμ lμm gi¶m m¹nh ¸nh s¸ng MÆt Trêi bªn trªn vïng l·nh cña m©y. Hîp phÇn n−íc cña s«n khÝ h¹t tinh thùc tÕ kh«ng hÊp thô bøc x¹ ë kho¶ng b−íc sãng 0,25−13 μm vμ do ®ã kh«ng ¶nh thæ kÕ cËn. Ngμnh luyÖn kim mÇu lμ nguån « nhiÔm khÝ quyÓn h−ëng tíi chÕ ®é nhiÖt cña khÝ quyÓn. bëi c¸c h¹t thiÕc, ch×, ®ång vμ nh«m. Vai trß cña c¸c sunphat (c¸c hîp chÊt cña l−u huúnh) lín Trong bôi l¾ng ë gÇn nh÷ng trung t©m c«ng nghiÖp, quan h¬n, tr−íc hÕt lμ do c¸c h¹t lín nhÊt cña chóng lμ nh÷ng nh©n s¸t thÊy kh«ng Ýt c¸c kho¸ng chÊt kh¸c nhau: th¹ch anh, canxit, ng−ng kÕt quyÕt ®Þnh ®iÒu kiÖn h×nh thμnh vi cÊu tróc cña m©y th¹ch cao, feldspat, ami¨ng (chÊt nμy thËm chÝ víi nång ®é nhá vμ s−¬ng. Hμm l−îng cña c¸c sunphat trong khãi rÊt lín. Khãi h¬n nhiÒu so víi nång ®é c¸c kho¸ng chÊt kh¸c vÉn g©y t¸c h¹i lμ mét hiÖn t−îng phæ biÕn (®Æc biÖt trong c¸c thμnh phè) cã cho phæi). Bôi trong kh«ng khÝ c¸c khu c«ng nghiÖp vÒ trung ¶nh h−ëng ®¸ng kÓ tíi sù trao ®æi bøc x¹ vμ albe®« hμnh tinh. b×nh chøa 20 % «xit s¾t, 15 % c¸c silicat vμ 5 % xØ. Ngoμi ra cßn ph¶i kÓ thªm c¸c «xit phi kim lo¹i (mangan, vana®i, molip®en, Do l−îng ph¸t th¶i sunphat nguån gèc nh©n sinh t¨ng lªn acsen, ¨ngtimoan vμ ®Æc biÖt ®éc lμ selen vμ tellua) còng nh− trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, nªn tÝnh tÝch cùc sinh häc cña chóng c¸c ftorit. Xe « t«, ngμnh s¶n xuÊt thÐp vμ ®èt chÊt th¶i − nh÷ng t¨ng ®¸ng kÓ, kÐo theo sù nhiÔm ®éc ®èi víi thÕ giíi thùc vμ nguån chñ yÕu « nhiÔm khÝ quyÓn b»ng ch× − mét kim lo¹i cùc ®éng vËt (hiÖn t−îng ®−îc gäi lμ m−a axit). ®éc. Hμng n¨m mçi chiÕc « t« th¶i vμo khÝ quyÓn trung b×nh 1 Hîp phÇn h÷u c¬ cña s«n khÝ cã t¸c ®éng Ýt nhÊt (vÒ kg ch× d−íi d¹ng s«n khÝ (trong x¨ng cã bæ sung tetraetil ch× ph−¬ng diÖn hÊp thô bøc x¹ vμ ¶nh h−ëng tíi khÝ hËu). NhiÒu lμm chÊt chèng næ). Tõ n¨m 1950, l−îng ch× r¬i l¾ng xuèng b¨ng hîp chÊt h÷u c¬ trong thμnh phÇn cña s«n khÝ cã kho¶ng hÊp ë Grinlan®ia ®· t¨ng lªn rÊt nhiÒu − ®ã lμ hËu qu¶ t¨ng sè thô réng, nh−ng bao phñ c¸c kho¶ng hÊp thô cña h¬i n−íc hoÆc l−îng xe h¬i. ë nh÷ng thμnh phè lín cña nhiÒu n−íc trªn thÕ n»m trong vïng phæ víi c−êng ®é bøc x¹ rÊt nhá. giíi nång ®é ch× kh«ng hiÕm khi v−ît trªn 1 μg/m3 (cßn t¹i c¸c TØ phÇn cña c¸c ph¸t th¶i nh©n sinh trong tæng c¸n c©n s«n ng· t− vμ trong ®−êng hÇm 5−30 μg/m3), trong khi nång ®é tíi khÝ lμ ®¸ng kÓ ®èi víi tÊt c¶ c¸c hîp phÇn cña nã (víi cacbon r¾n h¹n cho phÐp b»ng 0,7 μg/m3. ThËt vËy, ë Chicago (Mü) t¹i phÇn ph¸t th¶i nh©n sinh v−ît tréi trªn ph¸t th¶i tù nhiªn, víi trung t©m thμnh phè nång ®é ch× trung b×nh lín h¬n 3,2 μg/m3, c¸c sunphat vμ chÊt h÷u c¬ − b»ng kho¶ng 25 % ph¸t th¶i tù t¹i c¸c vïng l©n cËn − kho¶ng 0,2 μg/m3. Thêi gian l−u l¹i trung nhiªn) vμ tØ phÇn nμy ®ang tiÕp tôc t¨ng víi thêi gian. b×nh trong khÝ quyÓn cña c¸c h¹t ch× (®−êng kÝnh tõ 0,05 tíi 5 Chóng t«i sÏ nªu ra nh÷ng chÊt kh¸c ®ang ®−îc ph¸t th¶i μm) lμ mét sè tuÇn, ®iÒu ®ã thuËn lîi cho ch× lan tíi c¸c vïng xa vμo khÝ quyÓn vμ cã t¸c h¹i tíi c¬ thÓ con ng−êi, giíi ®éng vËt vμ nguån (thÝ dô, tõ Mü tíi Grinlan®ia). HiÖn nay, toμn bé sinh thùc vËt. ThÊy r»ng tæng sè c¸c chÊt lμm « nhiÔm khÝ quyÓn cã quyÓn ®· bÞ nhiÔm ch× nguån gèc nh©n sinh. thÓ tÝnh ra tíi hμng tr¨m chÊt. Mét nguån « nhiÔm khÝ quyÓn quan träng lμ ngμnh c«ng 45 46