CHƯƠNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM KHÍ NO2 1.1 Tính chất, đặc điểm khí NO2 NO2 là chất khí màu nâu đỏ, có khả năng bao phủ lên vùng đô thị và làm giảm tầm nhìn của mắt thường. Đây là chất khí có độ hấp thụ mạnh đối với các tia cực tím tạo nên ô nhiễm quang hóa học. Hiện nay, trong môi trường tự nhiên khí NO và NO2 là hai loại oxit nitơ thường gặp. Chúng được sinh ra nhờ sự kết hợp giữa khí nitơ và oxy trong không khí kết hợp với nhau ở nhiệt độ cao.
Trong khí quyển, khí NO2 sẽ kết hợp với các gốc OH- trong không khí để tạo thành HNO3, khi trời mưa, NO2 và các phân tử HNO3 sẽ hòa vào nước mưa và làm giảm độ pH trong nước. NO2 là một trong nguyên nhân gây ô nhiễm không khí. Trong Ozon, NO2 có thể được sinh ra theo phản ứng oxy hóa NO: NO + O3 → O2 + NO2 Khí NO2 rất độc đối với sức khỏe con người. Nồng độ NO2 trong khoảng 50 – 100 ppm có thể gây viêm phổi.
Nồng độ NO2 trong khoảng 150 – 200 ppm sẽ gây phá hủy dây khí quản và gây tử vong nếu thời gian nhiễm độc kéo dài. Bên cạnh đó, nếu hàm lượng NO2 trong cơ thể cao gây hiện tượng thiếu oxy trong máu dẫn đến tình trạng choáng váng, thậm chí ngất đi. Trường hợp nhiễm độc khí NO2 nặng nếu không cứu chữa kịp thời có thể dẫn đến tử vong. NO2 được khuyến cáo là có khả năng gây ung thư ở người.
Đối với sinh vật, khí NO2 trong nước cao khiến tôm giảm ăn, dễ bị nhiễm bệnh phân trắng trên tôm, bệnh gan tụy,.thậm chí chết do khí độc. Đối với môi trường, NO2 dễ dàng tạo thành HNO3 trong khí quyển gây mưa axit khi gặp điều kiện thuận lợi.2 Nguồn gốc phát sinh khí NO2 trong không khí 1.1 Từ hoạt động giao thông Hoạt động giao thông vận tải được xem là một trong những nguồn phát thải khí NOx gây ô nhiễm lớn đối với môi trường không khí, đặc biệt ở các khu đô thị và khu vực đông dân cư. Cùng với sự phát triển của hệ thống cơ sở hạ tầng giao thông, tăng trưởng các phương tiện cơ giới và khối lượng vận tải hàng hóa, hành khách là sự phát thải khí NOx gây ONMT không khí. Khí NOx chủ yếu sinh ra từ quá trình đốt nhiên liệu động cơ.
Sự phát thải khí NO x của các phương tiện cơ giới đường bộ phụ thuộc rất nhiều vào chủng loại và chất lượng phương tiện, nhiên liệu, đường xá. Nhìn chung, xe có tải trọng càng lớn thì hệ số phát thải ô nhiễm càng cao, sử dụng nhiên liệu càng sạch thì hệ số phát thải ô nhiễm càng thấp. Tại Việt Nam hiện nay, sự gia tăng các phương tiện đặc biệt là ô tô và xe máy cùng với chất lượng các tuyến đường chưa đáp ứng nhu cầu là một trong những nguyên nhân chính gây ONMT không khí. Khí thải từ phương tiện giao thông vẫn đang là một trong những tác nhân lớn gây ONMT không khí.
Trong đó, xe máy chiếm tỷ trọng lớn trong sự phát thải các chất ô nhiễm CO, VOC, TSP, còn ô tô con và ô tô các loại chiếm tỷ trọng lớn trong sự phát thải SO 2, NO2. Lượng phát thải khí NOx tăng lên hàng năm cùng với sự phát triển về số lượng của các phương tiện giao thông đường bộ. Với tốc độ tăng trưởng hàng năm các loại xe ô tô đạt 12%, trong đó xe ô tô con có tốc độ tăng cao nhất là 17%/năm, xe tải khoảng 13%, xe máy tăng khoảng 15% kèm theo việc sử dụng nhiên liệu (chủ yếu là xăng, dầu diezen), cùng với chất lượng phương tiện còn hạn chế (xe cũ, không được bảo dưỡng thường xuyên) làm gia tăng đáng kể nồng độ khí NOx trong không khí. Bên cạnh đó, các tuyến đường chật hẹp, xuống cấp, thiếu quy hoạch đồng bộ, chưa đáp ứng nhu cầu đi lại cùng với ý thức tham gia giao thông của người dân chưa cao gây ùn tắc giao thông cũng là yếu tố đáng kể làm nghiêm trọng thêm vấn đề ONMT không khí, đặc biệt là tại các đô thị lớn như Hà Nội [2].2 Từ hoạt động sản xuất công nghiệp Hoạt động sản xuất công nghiệp với nhiều loại hình khác nhau được đánh giá là một trong những nguồn gây ONMT không khí đáng kể tại Việt Nam.
Khí NOx chủ yếu phát sinh từ quá trình khai thác và cung ứng nguyên vật liệu đầu vào, khí thải từ các công đoạn sản xuất như đốt nhiên liệu hóa thạch, khí thải lò hơi, hóa chất bay hơi… Nguồn ONKK từ hoạt động công nghiệp thường có nồng độ các chất độc hại cao, tập trung trong một vùng. Các nhóm ngành phát sinh nhiều khí NOx phải kể đến là các ngành có lò hơi, lò sấy, máy phát điện đốt nhiên liệu nhằm cung cấp hơi, điện, nhiệt; nhóm ngành nhiệt điện; nhóm ngành sản xuất các sản phẩm từ kim loại; nhóm ngành sản xuất hóa chất (sản xuất axit nitric, amoniac, sản xuất phân bón,.); nhóm ngành khai thác dầu thô, khí đốt; nhóm ngành khai thai sản xuất than và khoáng sản [3].3 Từ hoạt động xây dựng và dân sinh Khí NOx được sinh ra chủ yếu do các thiết bị xây dựng (máy xúc, máy ủi,.), các phương tiện vận chuyển vật liệu xây dựng. Đối với khu vực dân cư, ở các vùng nông thôn hay ngoại thành, nếu vẫn còn tồn tại hoạt động đun nấu sử dụng nhiên liệu than tổ ong, cũng có thể phát sinh khí NOx gây ô nhiễm cục bộ trong phạm vi hộ gia đình hoặc vài hộ xung quanh.4 Từ hoạt động nông nghiệp và làng nghề a) Hoạt động nông nghiệp: Hoạt động chăn nuôi ở nước ta hiện nay đang tồn tại ở hai loại hình: trang trại và hộ gia đình, trong đó loại hình chăn nuôi theo mô hình hộ gia đình đang là nguồn gây ô nhiễm khó kiểm soát đối với môi trường không khí tại các khu vực nông thôn. Theo thống kê mỗi năm ngành chăn nuôi gia súc, gia cầm thải ra khoảng 75 - 85 triệu tấn chất thải.
Trong quá trình chăn nuôi, khí NOx chiếm đến 65% lượng các khí thải. Luan van 7 Hiện nay, tại các vùng nông thôn, việc gia tăng số mùa vụ canh tác hàng năm cũng làm gia tăng lượng rơm rạ thải ra môi trường. Biện pháp chính được người dân sử dụng đối với lượng rơm rạ thải nói trên là đốt ngay trên đồng ruộng. Chính vì vậy, sau mỗi vụ thu hoạch, hoạt động đốt rơm rạ đã gây hiện tượng khói mù cho các vùng lân cận.
Việc đốt rơm rạ ngoài trời là quá trình đốt không kiểm soát, trong đó sản phẩm phát thải có cả khí NOx. Khi rơm rạ cháy không hết có thể tạo ra hợp chất Andehit và bụi mịn là những chất gây ảnh hưởng xấu tới sức khỏe con người. b) Làng nghề: ONMT không khí nói chung, ô nhiễm khí NOx nói riêng, tại các làng nghề có nguồn gốc chủ yếu từ việc sử dụng than làm nhiên liệu (phổ biến là than chất lượng thấp), sử dụng nguyên vật liệu và hóa chất trong dây chuyền công nghệ sản xuất. Tùy theo tính chất của từng loại làng nghề mà ONMT cũng khác nhau.
Các làng nghề chế biến lương thực, thực phẩm, chăn nuôi và giết mổ phát sinh ô nhiễm mùi do quá trình phân huỷ các chất hữu cơ trong nước thải và các chất hữu cơ trong chế phẩm thừa thải ra tạo nên khí NO2. Các làng nghề ươm tơ, dệt vải và thuộc da cũng thường bị ô nhiễm bởi khí NO2 [4].3 Hậu quả của ô nhiễm khí NOx đối với môi trường và sức khỏe con người Các oxit nitơ (NOx), bao gồm NO2 và NO là các khí vi lượng trong khí quyển với thời gian tồn tại ngắn, và chúng tham gia tích cực vào sự hình thành tầng đối lưu và các sol khí thứ cấp và do đó gây hại cho sức khỏe con người và ảnh hưởng đáng kể đến khí hậu toàn cầu.1 Sương mù quang hóa Sương mù quang hóa được định nghĩa là hỗn hợp các chất ô nhiễm gây ra bởi sự tương tác giữa các oxit nitơ (NOx) và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs) với bức xạ mặt trời. Nó có xu hướng xảy ra nhiều hơn vào mùa hè, vì khi đó lượng ánh sáng mặt trời chiếu xuống trái đất là lớn nhất. Sương mù quang hóa được đặc trưng bởi hàm lượng O 3 cao trong không khí.
Nồng độ ozon thấp ở tầng không khí gần mặt đất có thể làm cay mắt, mũi Luan van 8 và cổ họng. Khi sương mù tăng lên, nó có thể gây ra nhiều vấn đề về sức khỏe nghiêm trọng hơn như: - Hen suyễn, viêm phế quản, ho và tức ngực. - Làm tăng sự nhạy cảm đối với các lây nhiễm về đường hô hấp. - Làm giảm chức năng của phổi.2 Mưa axit NO2 và NOx tương tác với nước, oxy và các hóa chất khác trong khí quyển để tạo thành mưa axit (Hình 1.
Mưa axit có rất nhiều ảnh hưởng xấu tới môi trường thiên nhiên. Cụ thể như sau: - Mưa axit sẽ làm tăng độ chua trong đất khiến đất bị suy thoái, cây cối kém phát triển. Mưa axit sẽ làm giảm độ pH trong ao hồ. Điều này khiến các sinh vật sinh sống trong ao hồ suy yếu, thậm chí là chết.
- Mưa axit còn phản ứng hoá học với các vật liệu kim loại như sắt, đồng, kẽm…khiến chúng bị giảm tuổi thọ, phá hủy các công trình kiến trúc, xây dựng. Ngoài việc ảnh hưởng đến môi trường thiên nhiên, mưa axit còn tác động không nhỏ đến con người. Theo đó, con người có thể mắc các bệnh về đường hô hấp như ho gà, hen suyễn, nhức đầu, đau họng, đau mAắt… Luan van 9 Hình 1. Ô nhiễm không khí làm gia tăng mưa axit 1.3 Gia tăng hiệu ứng nhà kính Hiệu ứng nhà kính là hiện tượng các tia bức xạ sóng ngắn của Mặt Trời xuyên qua khí quyển đến mặt đất và phản xạ lại thành các bức xạ nhiệt sóng dài, sau đó bị thành phần khí quyển giữ lại làm khí quyển nóng lên.
Hiện tượng này giúp mặt đất giữ ở mức nhiệt trung bình khoảng 15°C, thay vì -18°C. Một trong những khí nhà kính được kể đến là NOx, bắt giữ lượng nhiệt gấp 270 lần so với CO2 chỉ cần một lượng nhỏ N2O thì nhiệt độ của Trái Đất tăng lên đáng kể. Trong khi đó lượng khí NOx đang tăng dần qua các năm, hằng năm khoảng 0.2 đến 3% làm cho nhiệt độ ngày càng tăng nhanh [5].