Giáo Trình Thí Nghiệm Xử Lý Khí Thải: Phân Tích Ô Nhiễm Không Khí

Giáo trình về thí nghiệm xử lý khí thải, biên soạn theo chương trình đào tạo chuẩn, hệ thống hóa kiến thức từ cơ bản đến nâng cao.

• Tác giả: Hoàng Thị Tuyết Nhung
• Trường học: Chưa xác định
• Chuyên ngành: Xử Lý Khí Thải
• Đề tài: Giáo Trình Thí Nghiệm Xử Lý Khí Thải: Phân Tích Ô Nhiễm Không Khí
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Chưa xác định

Mục lục chi tiết

• 1. PHẦN 1: LẤY MẪU VÀ PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ XUNG QUANH
• 1.1. BÀI 1: LẤY MẪU VÀ PHÂN TÍCH CHỈ TIÊU SULPHUR DIOXIDE (SO 2) TRONG KHÔNG KHÍ XUNG QUANH
• 1.2. BÀI 2: LẤY MẪU VÀ PHÂN TÍCH CHỈ TIÊU NITROGEN DIOXIDE (NO2) TRONG KHÔNG KHÍ XUNG QUANH
• 1.3. BÀI 3: LẤY MẪU VÀ XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG BỤI LƠ LỬNG (TSP) TRONG KHÔNG KHÍ XUNG QUANH
• 1.4. BÀI 4: LẤY MẪU VÀ XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG BỤI HÔ HẤP (PM10 VÀ PM2.5) TRONG KHÔNG KHÍ XUNG QUANH
• 2. PHẦN 2: ĐO ĐẠC VÀ PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU TRONG MÔI TRƯỜNG LÀM VIỆC
• 2.1. BÀI 5: ĐO ĐỘ CHIẾU SÁNG TRONG MÔI TRƯỜNG LÀM VIỆC (Theo QD- 3733-02-BYT)
• 2.2. BÀI 6: ĐO TIẾNG ỒN TRONG MÔI TRƯỜNG LÀM VIỆC (Theo QD-3733-02-BYT)
• 2.3. BÀI 7: LẤY MẪU VÀ PHÂN TÍCH CHỈ TIÊU CARBON DIOXIDE (CO 2) TRONG MÔI TRƯỜNG LÀM VIỆC
• 3. PHẦN 3: VẬN HÀNH MÔ HÌNH XỬ LÝ KHÍ THẢI
• 3.1. BÀI 8 : MÔ HÌNH BUỒNG LẮNG BỤI NHIỀU TẦNG
• 3.2. BÀI 9: MÔ HÌNH BUỒNG LẮNG VÁCH NGĂN
• 3.3. BÀI 10: MÔ HÌNH CYLONE
• 3.4. BÀI 11: MÔ HÌNH THU BỤI BẰNG TÚI VẢI
• 3.5. BÀI 12: MÔ HÌNH THÁP HẤP PHỤ
• 3.6. BÀI 13: MÔ HÌNH THÁP HẤP THỤ

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Thí Nghiệm Xử Lý Khí Thải

Giáo trình thí nghiệm xử lý khí thải là tài liệu quan trọng trong việc nghiên cứu và phân tích ô nhiễm không khí. Tài liệu này cung cấp các phương pháp lấy mẫu và phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm không khí, từ đó giúp đánh giá chất lượng môi trường. Việc hiểu rõ nội dung giáo trình sẽ giúp sinh viên và các nhà nghiên cứu có cái nhìn tổng quan về các phương pháp và tiêu chuẩn hiện hành trong lĩnh vực này.

1.1. Mục tiêu của giáo trình thí nghiệm xử lý khí thải

Mục tiêu chính của giáo trình là cung cấp kiến thức và kỹ năng cần thiết để thực hiện các thí nghiệm liên quan đến ô nhiễm không khí, từ đó nâng cao khả năng phân tích và đánh giá chất lượng không khí.

1.2. Các chỉ tiêu ô nhiễm không khí trong giáo trình

Giáo trình đề cập đến nhiều chỉ tiêu ô nhiễm không khí như Sulphur Dioxide (SO2), Nitrogen Dioxide (NO2), và bụi lơ lửng. Mỗi chỉ tiêu đều có phương pháp lấy mẫu và phân tích riêng biệt.

II. Vấn đề ô nhiễm không khí và thách thức hiện nay

Ô nhiễm không khí đang trở thành một trong những vấn đề nghiêm trọng nhất của môi trường hiện đại. Các nguồn ô nhiễm chủ yếu đến từ hoạt động công nghiệp, giao thông vận tải và sinh hoạt hàng ngày. Việc kiểm soát ô nhiễm không khí là một thách thức lớn đối với các nhà quản lý môi trường và cộng đồng.

2.1. Nguyên nhân chính gây ô nhiễm không khí

Các nguyên nhân chính gây ô nhiễm không khí bao gồm khí thải từ phương tiện giao thông, bụi từ xây dựng, và khí thải từ các nhà máy. Những yếu tố này không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe con người mà còn tác động tiêu cực đến hệ sinh thái.

2.2. Hệ quả của ô nhiễm không khí

Ô nhiễm không khí gây ra nhiều hệ quả nghiêm trọng như bệnh hô hấp, ung thư, và các vấn đề về tim mạch. Ngoài ra, nó còn ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống và môi trường sống của con người.

III. Phương pháp lấy mẫu và phân tích ô nhiễm không khí

Việc lấy mẫu và phân tích ô nhiễm không khí là bước quan trọng trong việc đánh giá chất lượng không khí. Có nhiều phương pháp khác nhau được áp dụng, tùy thuộc vào loại chất ô nhiễm và mục tiêu nghiên cứu.

3.1. Phương pháp lấy mẫu liên tục và gián đoạn

Phương pháp lấy mẫu liên tục sử dụng thiết bị cảm biến tự động để ghi nhận dữ liệu trong thời gian thực, trong khi phương pháp gián đoạn thu thập mẫu trong khoảng thời gian nhất định để phân tích sau.

3.2. Các thiết bị và dụng cụ cần thiết

Các thiết bị cần thiết cho việc lấy mẫu bao gồm ống hấp thụ, máy hút khí, và các dụng cụ phân tích như máy quang phổ. Việc sử dụng đúng thiết bị sẽ đảm bảo độ chính xác của kết quả phân tích.

IV. Ứng dụng thực tiễn của giáo trình trong nghiên cứu ô nhiễm

Giáo trình thí nghiệm xử lý khí thải không chỉ cung cấp kiến thức lý thuyết mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn trong nghiên cứu ô nhiễm không khí. Các phương pháp và kỹ thuật được trình bày trong giáo trình có thể được áp dụng để giải quyết các vấn đề ô nhiễm trong thực tế.

4.1. Nghiên cứu ô nhiễm không khí tại các khu công nghiệp

Các phương pháp trong giáo trình có thể được áp dụng để đánh giá mức độ ô nhiễm không khí tại các khu công nghiệp, từ đó đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm.

4.2. Đánh giá chất lượng không khí tại đô thị

Việc áp dụng giáo trình trong nghiên cứu chất lượng không khí tại các đô thị giúp xác định các nguồn ô nhiễm và đưa ra các giải pháp cải thiện chất lượng không khí cho cộng đồng.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu ô nhiễm không khí

Nghiên cứu ô nhiễm không khí là một lĩnh vực quan trọng và cần thiết trong bối cảnh hiện nay. Giáo trình thí nghiệm xử lý khí thải cung cấp nền tảng vững chắc cho các nghiên cứu và ứng dụng trong tương lai.

5.1. Tầm quan trọng của giáo trình trong nghiên cứu

Giáo trình không chỉ giúp sinh viên nắm vững kiến thức mà còn trang bị cho họ kỹ năng thực hành cần thiết để tham gia vào các nghiên cứu ô nhiễm không khí.

5.2. Hướng phát triển trong nghiên cứu ô nhiễm không khí

Trong tương lai, nghiên cứu ô nhiễm không khí sẽ tiếp tục phát triển với sự hỗ trợ của công nghệ mới, từ đó nâng cao hiệu quả trong việc kiểm soát và giảm thiểu ô nhiễm.

Trích đoạn nội dung tài liệu

HOÀNG THỊ TUYẾT NHUNG 2017 GIÁO TRÌNH THÍ NGHIỆM XỬ LÝ KHÍ THẢI Lưu hành nội bộ 1 Mục lục PHẦN 1: LẤY MẪU VÀ PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ XUNG QUANH. 3 BÀI 1: LẤY MẪU VÀ PHÂN TÍCH CHỈ TIÊU SULPHUR DIOXIDE (SO 2) TRONG KHÔNG KHÍ XUNG QUANH. 5 BÀI 2: LẤY MẪU VÀ PHÂN TÍCH CHỈ TIÊU NITROGEN DIOXIDE (NO2) TRONG KHÔNG KHÍ XUNG QUANH. 12 BÀI 3: LẤY MẪU VÀ XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG BỤI LƠ LỬNG (TSP) TRONG KHÔNG KHÍ XUNG QUANH.

18 BÀI 4: LẤY MẪU VÀ XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG BỤI HÔ HẤP (PM10 VÀ PM2.5) TRONG KHÔNG KHÍ XUNG QUANH. 21 (Phương pháp trọng lượng lấy mẫu chia đôi AS/NZS 3580. 21 PHẦN 2: ĐO ĐẠC VÀ PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU TRONG MÔI TRƯỜNG LÀM VIỆC. 24 BÀI 5: ĐO ĐỘ CHIẾU SÁNG TRONG MÔI TRƯỜNG LÀM VIỆC (Theo QD- 3733-02-BYT).

25 BÀI 6: ĐO TIẾNG ỒN TRONG MÔI TRƯỜNG LÀM VIỆC (Theo QD-3733-02- BYT). 29 BÀI 7: LẤY MẪU VÀ PHÂN TÍCH CHỈ TIÊU CARBON DIOXIDE (CO 2) TRONG MÔI TRƯỜNG LÀM VIỆC. 32 PHẦN 3: VẬN HÀNH MÔ HÌNH XỬ LÝ KHÍ THẢI. 35 BÀI 8 : MÔ HÌNH BUỒNG LẮNG BỤI NHIỀU TẦNG.

36 BÀI 9: MÔ HÌNH BUỒNG LẮNG VÁCH NGĂN. 40 BÀI 10: MÔ HÌNH CYLONE. 43 BÀI 11: MÔ HÌNH THU BỤI BẰNG TÚI VẢI. 46 BÀI 12: MÔ HÌNH THÁP HẤP PHỤ.

49 BÀI 13: MÔ HÌNH THÁP HẤP THỤ. 51 2 PHẦN 1: LẤY MẪU VÀ PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ XUNG QUANH Quá trình lấy mẫu các chất ô nhiễm không khí xung quanh cần thiết phải thu thập thông tin về số lượng và chất lượng tại hiện trường như nguồn gây ô nhiễm không khí, địa hình, phân bố dân cư, loại hình đất đai, điều kiện khí hậu, v.v… Điều này phụ thuộc vào những mục tiêu của khảo sát hay đo đạc. Quá trình khảo sát các chất ô nhiễm không khí bao gồm những việc gì? a. Chọn lựa quy trình lấy mẫu và quy trình phân tích mẫu; b.

Xác định các vị trí cần lấy mẫu; c. Chu kỳ lấy mẫu, mức độ thường xuyên và khoảng thời gian lấy mẫu; d. Những thông số phụ (bao gồm những thông số động học); e. Quá trình xử lý số liệu.

Chọn lựa quy trình lấy mẫu Có hai phương thức lấy mẫu: liên tục và gián đoạn. Phương thức lấy mẫu liên tục được thực hiện bởi các thiết bị cảm biến tự động, các phương pháp quang học hoặc điện hóa và phương pháp quang phổ. Dữ liệu được ghi nhận liên tục sau đó tính nồng độ trung bình trong những khoảng thời gian nhất định. Phương thức lấy mẫu gián đoạn được ghi nhận bằng cách lấy mẫu trong thời gian ngắn, ví dụ, lấy mẫu trong một thể tích không khí ứng với thời gian yêu cầu.

Những mẫu này sau đó được phân tích bằng các phương pháp lý học, hóa học và sinh học để được giá trị nồng độ trung bình trong khoảng thời gian lấy mẫu. Vị trí lấy mẫu Vị trí lấy mẫu phụ thuộc và mục tiêu, phương pháp lấy mẫu và nguồn cung cấp (kinh phí, nhân lực, thiết bị,…). Nếu mục tiêu là đánh giá ảnh hưởng sức khỏe hoặc nguy hại đối với vật chất thì những vị trí đo đạc nên đặt gần mục tiêu nghiên cứu và nên giữ ở khoảng hít thở của con người (1,2 – 1,5 m) trong những khu dân cư, bệnh viện, trường học,v.v,… Đối với thực vật, khảo sát nên thực hiện ở tầm tán lá. Đối với khảo sát dữ liệu nền, vị trí mẫu nên đặt cách xa nguồn gây ô nhiễm.

Ngoài ra, chúng ta có thể khảo sát dạng lưới trong toàn khu vực để lấy được các dữ liệu thống kê. Ví dụ, xác định nồng độ các chất ô nhiễm do nguồn thải gây nên tại mặt đất, quá trình lấy mẫu phải thực hiện tại những điểm dưới hướng gió, khoảng cách từ 4 đến 40 lần chiều cao ống khói. 3 Số lượng các vị trí cần lấy mẫu tuy nhiên phụ thuộc vào nồng độ khác nhau của khu vực khảo sát. Kiểm tra sơ bộ một điểm có thể cho quyết định vị trí và các yếu tố thực tế cần quan tâm.

Bảo quản mẫu. Bảo quản mẫu cũng là vấn đề không kém phần quan trọng nhằm đảm bảo kết quả phân tích tại phòng thí nghiệm tương ứng với nồng độ chất ô nhiễm tại hiện trường. Bảo quản bao gồm từ quá trình thu mẫu tới khi kết thúc và đưa về phòng thí nghiệm. Các phức chọn lọc tạo thành trong quá trình thu mẫu thường chịu tác động mạnh của tia tử ngoại từ ánh nắng mặt trời làm phân hủy, gây sai số âm.

Tốt nhất nên bọc đen Imperger trong quá trình thu mẫu. Sau khi kết thúc thu mẫu, mẫu phải được bảo quản lạnh để cố định các phức chất đã tạo tại hiện trường và tuân theo việc cho thêm các chất bảo quản theo qui trình đã định. Tuy nhiên, mẫu đưa về phòng thí nghiệm để phân tích càng sớm càng tốt. Lấy mẫu và phân tích các chỉ tiêu ô nhiễm không khí xung quanh Bài 1: Lấy mẫu và phân tích chỉ tiêu Sulphur dioxide (SO2) trong không khí xung quanh Thực hiện theo phương pháp Tetracloromercurat (TCM)/Pararosanilin - TCVN 5971-1995 Bài 2: Lấy mẫu và phân tích chỉ tiêu Nitrogen dioxide (NO2) trong không khí xung quanh Thực hiện theo phương pháp GRIESS-SALTZMAN cải biên - TCVN 6137: 2009 Bài 3: Lấy mẫu và xác định hàm lượng bụi lơ lững trong không khí xung quanh Thực hiện theo phương pháp khối lượng - TCVN 5067-1995 Bài 4: Lấy mẫu và xác định hàm lượng bụi hô hấp (PM10 và PM2.5) trong không khí xung quanh Thực hiện theo phương pháp trọng lượng lấy mẫu chia đôi AS/NZS 3580.7:2009 4 BÀI 1: LẤY MẪU VÀ PHÂN TÍCH CHỈ TIÊU SULPHUR DIOXIDE (SO2) TRONG KHÔNG KHÍ XUNG QUANH (Phương pháp Tetracloromercurat (TCM)/Pararosanilin - TCVN 5971-1995) Mục tiêu Hướng dẫn cách thức lấy mẫu và phân tích chỉ tiêu SO 2 trong môi trường không khí xung quanh theo đúng tiêu chuẩn quốc gia Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí xung quanh đối với chỉ tiêu SO2 (QCVN 05:2013/BTNMT) như sau: Thông số Trung bình 1 giờ Trung bình 24 giờ Trung bình năm Sulphur Dioxide 350 125 50 (SO2), (μg/m3) Ghi chú: 1.

Trung bình một giờ: Là trung bình số học các giá trị đo được trong khoảng thời gian một giờ đối với các phép đo thực hiện hơn một lần trong một giờ, hoặc giá trị phép đo thực hiện 01 lần trong khoảng thời gian một giờ. Giá trị trung bình được đo nhiều lần trong 24 giờ (một ngày đêm) theo tần suất nhất định. Giá trị trung bình giờ lớn nhất trong số các giá trị đo được trong 24 giờ được lấy so sánh với giá trị giới hạn quy định tại Bảng 1. Trung bình 24 giờ: là trung bình số học các giá trị đo được trong khoảng thời gian 24 giờ (một ngày đêm).

Trung bình năm: là trung bình số học các giá trị trung bình 24 giờ đo được trong khoảng thời gian một năm. Nguyên tắc của phương pháp phân tích SO2 trong không khí được hấp thụ vào dung dịch K2(HgCl4) hoặc Na2(HgCl4) tạo thành hợp phức Dichlorosurate Mercurate II. Phức này chống được sự ôxy hóa của ôxy trong khí quyển và ngay cả khi có mặt chất ôxy hóa mạnh như O3, NO và NO2; do đó, dung dịch hấp phụ có thể lưu trữ một thời gian trước khi phân tích. Khi tiến hành phân tích, dung dịch này được cho phản ứng với HCl và HCHO để tạo thành phức chất axít Pararosaniline Methylsulfonic có màu hồng tím.

5 Độ hấp thu màu được đo trên máy quang phổ ở bước sóng 560nm và nồng độ SO 2 được định lượng dựa vào đường chuẩn tương quan giữa nồng độ SO2 và độ hấp thu. PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG Trong dung dịch hấp thụ: 2KCl + HgCl2 = 2K+ + [HgCl4]2- (TeraChloride Mercurate II) (1) SO2 + [HgCl4] 2- + H2O = [HgCl2SO3]2- + 2H + + 2Cl – (2) (Dichlorosurate Mercurate II) [HgCl2SO3]2- + HCHO + 2H+ = HO-CH2-SO3H + HgCl2 (3) (Formaldehyde) (Axít Methylsulfonic) HO-CH2-SO3H + C19H18N3Cl + HCl = Axít Pararosaniline Methylsulfonic (4) Dụng cụ- thiết bị 1. Dụng cụ - thiết bị lấy mẫu: - Ống hấp thụ (impinger): 3 ống - Máy hút khí + lưu lượng kế: thiết bị Desaga - Chai chứa mẫu: 2 chai - Dây nối 2. Dụng cụ phân tích: Thiết bị Desaga GS 212 - Pipet: 2 ml (1 cái), 5 ml (1 cái), 10 ml (1 cái) - Bình tam giác: 250 (2 cái) 100 ml (1 cái) - Ống đong 25 ml : 1 cái - Bình định mức 25 ml : 8 cái - Bình định mức 50 ml: 1 cái - Máy quang phổ so màu 300 –900nm Impinger Hóa chất (Sinh viên cần pha một số hóa chất trước thí nghiệm Lưu ý : 1.

Dung dịch hấp thụ Natri Tetracloromercurat (TCM) Dung dịch TCM cực độc 0,04 mol/l nên phải rửa ngay với Pha 10,86g HgCl2, 4,7 g NaCl (hoặc 5,96 g KCl) và 0,066g nước nếu đổ ra tay EDTA vào nước cất và định mức trong bình định mức 1000 ml 6 (lưu trữ được 6 tháng). Lúc này pH của dung dịch nằm trong khoảng 3 – 5. Kiểm tra pH của dung dịch sau khi pha. Dung dịch Pararosaniline (PRA) 2.

Dung dịch Pararosaniline (PRA) 0,2% lưu trữ: Lấy 0,2 g Pararosaniline và 50 ml Methanol định mức với nước cất thành 100 ml. Quá trình pha dung dịch thí nghiệm PRA gồm những bước sau: 2. Pha acid Acetate-Acetic 1M làm dung dịch đệm (pH=4,79): hòa tan 13,61 g Sodium Acetate Trihydrate trong nước cất, sau đó them vào 5,7 mL acid Acetic bang và định mức với nước cất lên 100 mL. Lấy 1 mL dung dịch PRA lưu trữ (mục 2.1) định mức với nước cất lên 100mL.

Lấy 5 mL dung dịch PRA pha loãng (mục 2.2) vào bình định mức, thêm 5mL đệm acid Acetate-Acetic (mục 2.1) và định mức với nước lên 50 mL. Giữ dung dịch ổn định trong 1h. Đo độ hấp thu của dung dịch ở bước sóng 540 nm với máy quang phổ so với nước cất. Tính nồng độ PRA theo công thức: %PRA = A : độ hấp thu W: khối lượng của PRA dung cho 50 mL dung dịch PRA K = 21,3 2.

Pha PRA sử dụng cho thí nghiệm: Lấy 20 mL PRA đã pha cho vào bình định mức 250 mL, thêm vào 0,2 x (100%-%PRA tính toán). Sau đó thêm 25 mL acid phosphoric 3M và định mức với nước cất (Dung dịch ổn định trong 9 tháng, tránh ánh sáng và nhiệt). Dung dịch acid sulfamic 0,17% Hòa tan 1,7 g acid sulfamic (NH2SO3H) trong 1000 ml nước cất (Sinh viên pha trước khi thí nghiệm) 5. Dung dịch chuẩn sulfite - TCM 5.

Dung dịch chuẩn gốc.