CHƯƠNG 1. Tong quan về 6 nhiễm bụi PM10 va nguồn gây 6 nhiễm 1. Khải niệm Bụi là hệ phân tán mịn. trong đó môi trường phân tán là pha khí, pha phân tán là các hạt ran có kích thước lớn hơn kích thước phân tử và nhỏ hơn 100um [4].
Bui được đặc trưng bang thành phan hóa hoc, thành phần khoáng cũng như kích thước hạt. Đặc điểm của bụi a) Phân loại bụi: có nhiều cách phân loại khác nhau. - Theo nguôn gốc: + Bui hữu cơ như bụi tự nhiên, bụi thực vật (gỗ. bông), bụi động vật (lông, len, tóc.), bụi nhân tạo (nhựa hóa học, cao su vv.); + Bui vô cơ như bụi khoáng chất (thạch anh.
), bụi kim loại (sắt, đồng, chì. - Theo tác hại: Bui gây nhiễm độc chung (chì, thủy ngân. benzen); Bui gây di ứng viêm mii, hen, nổi ban wv. (bụi bông gai, phân hóa học, một số tinh đầu gỗ vv.); Bui gây nhiễm trùng (lông.); Bui gây xơ hóa phi (thạch anh, bụi amiăng).
- Theo thành phan hóa học: Bụi được sinh ra từ nhiều nguồn khác nhau, chúng có thé phát thải trực tiếp từ ống khói nhà máy công nghiệp, khói xả của các phương tiện giao thông, các quá trình hoạt động xây dựng, vận tải, dân sinh (bụi sơ cấp) hay được hình thành do sự biến đổi của khí thải trong khí quyền (bụi thứ cấp). Thành phần hóa học và vật lý của bụi phụ thuộc vào địa điểm. thời gian trong năm và điều kiện thời tiết. Bụi bao gồm cả loại bụi thô và bụi mịn, hạt bụi thô (PM; s.¡o) có đường kính khí động học từ 2.5um - 10um, chúng được hình thành bởi sự phá vỡ cơ học (nghiền.
xay, mài mòn bề mặt), bay hơi của thuốc xịt, và ngưng tụ hạt. Bụi thô (PM; ss) bao gồm khoáng nhôm xilicat, oxít của các nguyên tố vỏ trái đất và nguồn 13 chính chủ yêu là bụi từ đường giao thông. xây đựng và tro bay hình thành từ quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch. Thời gian tồn tại của bụi thô (PM; s.¡ạ) trong không khí từ vài phút đến vài giờ và có thể di chuyển VỚI khoảng cách thay đổi từ <1 km đến 10 km [12].
Bui mịn có đường kính khí động học nhỏ hon 2. những hạt này được hình thành từ khí và ngưng tụ hơi ở nhiệt độ cao trong quá trình cháy, chúng là sự kết hợp của các hợp chất sunfat, các hợp chất nitrat, các hợp chất carbon, amoni, ion hydro, các hợp chất hữu cơ, nguyên té kim loại (Pb, Cd, V, Ni, Cu, Zn, Mn, Fe), và hat ngậm nước. Cac nguồn chính của bụi mịn PM2.5 là quá trình đốt cháy nhiên liệu, cháy thảm thực vật, công nghiệp luyện kim và chế biến kim loại. Thời gian tồn tại của loại bụi này trong không khí từ vài ngày đến vài tuần và có thé di chuyển với khoảng cách dao động từ 100 km đến hơn 1000 km [12].
Loại bụi này là nguyên nhân gây nên hiện tượng mây bụi làm suy giảm tầm nhìn ở các thành phố lớn. So sánh bụi mịn và bụi thô [12] Phân loại Bụi mịn Bui thé Hình thành từ Khí Hat răn/ Giọt lớn Hình thành bởi Phản ứng hóa học; ngưng tụ, Sự phá vỡ cơ học (ví dụ như đông cứng: bốc hơi của sương nghiền, xay, mài mòn bề mặt) bay mù, mây trong đó có khí hòa tan hơi của thuốc xịt, và ngưng tụ hạt và phản ứng Thành phần lon Sunphate; ion Nitrat; ion Bụi quân (bụi đất, bụi đường); tro Amoni; ion Hydrogen; Cacbon bay than và đầu; Oxit kim loại vỏ nguyên tố; Hợp chất cacbon trái đất (Si;Al; Ti;Fe); đá vôi; (PAHs; PNAs); kim muối biển; phần hoa; bao tử nắm loai(Pb;Cd;V;Ni;Cu;Zn;Mn;Fe) mốc; thành phân phân hủy động vật, thực vật; mảnh vỡ, bào mòn của lôp xe. Khả năng hòa tan _. Phần lớn hòa tan, hút nước, Phần lớn là không hòa tan và.
hóa lỏng không hút am Nguồn Quá trình đốt than, dầu, xăng, dầu Bui quan từ bụi công nghiệp va _ diesel, gỗ; các sản phẩm biến đổi. đường giao thông; Vùng đất bị khí NOx, SQ) và các hợp chất - đào bới (ví dụ: đất nông nghiệp, ị. hữu cơ bao gồm các loài hữu cơ khai thác mỏ, đường đất); nguồn | (ví du: terpenes); quá trình nhiệt sinh học; xây dung và phá dỡ: độ cao, lò luyện kim, nhà máy đốt than và dau; hơi sương từ thép v. đại dương Thời gian tồn tại _ Vài ngày đến vài tuần Vài phút đến vài giờ Khoảng cách 100 km đến hơn 1000 km <1 km đến 10 km di chuyên 15 Bul sơ cap Bui thir cân Uda HW Secondary Organics C7 Hình 1.
Thành phan bụi sơ cap và bụi thứ cấp other a Fe,O, unexplained CaO RDI PM, ° K,0 RDI PM ne ]C[oncmeutraig | ký E other RDI PM. = Fe,O, er SO; PM, = Ö© | cow] K \ 2 NQ, PM. | q | at š other CÀ Bo | Fe,O, NH,” PM, E - CaO 2 5 KO So? \ O C organics PM, ư SOF ` oo] SO¿ SiO, BC PM.O, o- SIO, SiO, A,O, PM. Thành phan bụi PM10 lồ - Theo kích thước hạt: + Bui thô.
cát bụi: gôm các hạt bụi có kích thước lớn hơn 75 jum: + Bui: có kích thước nhỏ hơn bụi thô (5-75 um ), được hình thành từ các qua trình cơ khí như nghiên. đập: + Khoi: kích thước hạt từ 1 - 5 um; + Khoi mịn: là những hạt chat ran mịn. kích thước hạt nhỏ hơn | um; Trong đó. bụi có tác hại nhát đối với sức khoẻ con người là loại có khả năng thâm nhập sâu vào tận phổi trong quá trình hô hap, đó là những hạt bụi có kích thước nhỏ hơn 10um.
người ta còn gọi đó là bụi hô hap. Hat min 4 ” german Hair 0% seu £ Com. k ° ì Fine particle size is measured by a Re J PM:„ 0 PM (Particulate Matter) rating. Particles wilh a PM,, rating are all less than 10 microns in diameter Bacteria | Gas-la- Virus} Dust | particle Pollen | {nucleation) ~ Sea salt | k Molecularclusier| Combustion products | Driz drops Sain zl dwps e|| Ousenstand Government 0.1 1 10 100 1000 Environmental Particle radius pm Protection Agency Hình 1.
Mô phỏng kích thước hạt bụi PM10 với các đối tượng khác b) Tính chất hóa lý của bụi - Độ phân tán: là trạng thái của bụi trong không khí phụ thuộc vào trọng lượng hạt bụi và sức cản không khí. Hạt bụi càng lớn càng dễ rơi tự do. hạt càng mịn rơi chậm va hạt nhỏ hơn 0,1um thì chuyển động Brao trong không khí. Những hạt bụi mịn gây hại cho phổi nhiễu hơn.
- Sự nhiễm điện của bụi: Dưới tác dụng của một điện trường mạnh các hạt bụi bị nhiễm điện và sẽ bị cực của điện trường hút với những vận tốc khác nhau tùy thuộc kích thước hạt bụi. Tính chất này của bụi được ứng dụng để lọc bụi băng điện. 17 - Tính cháy nỗ của bụi: Các hat bụi càng nhỏ mịn diện tích tiếp XÚC VỚI OXY càng lớn. hoạt tính hóa học càng mạnh.
dé bốc cháy trong không khí. Vi dụ như bột sắt, bột cacbon, bột côban. bông vải có thé tự bốc cháy trong không khí. Nếu có môi lita như tia lita điện, các loại đèn không có bảo vệ lại càng nguy hiểm hơn.
- Tính lang tram nhiệt của bụi: Cho một luồng khói đi qua một ống dan từ vùng nóng sang vùng lạnh hơn. phần lớn khói bị lắng trên bề mặt ống lạnh. hiện tượng này là do các phân tử khí giảm vận tốc từ vùng nóng sang vùng lạnh. Sự lắng trầm của bụi được ứng dụng để lọc bụi.
Các nguồn gây ô nhiễm bụi Nguồn gây ô nhiễm môi trường không khí rất đa dạng. Déi với môi trường không khí các đô thị, áp lực ô nhiễm chủ yếu do hoạt động giao thông vận tải, hoạt động xây dựng, hoạt động sản sinh năng lượng, công nghiệp sinh hoạt tập trung, xử lý chất thải. Xét các nguồn phát thải các khí gây ô nhiễm trên phạm vi toàn quốc, ước tính hoạt động giao thông đóng góp gần 85% lượng khí CO, 95% lượng VOCs. các hoạt động công nghiệp là nguồn đóng góp chính khí SO>.
Đối với NÓ;, hoạt động giao thông và các ngành sản xuất công nghiệp có tỷ lệ đóng góp xáp xỉ nhau. Riêng đối với TSP, ngành sản xuất xi măng và vật liệu xây dựng là nguôn phát thải chủ yếu (chiếm khoảng 70%) [1:2]. > Nguồn ô nhiễm từ hoạt động giao thông Theo báo cáo môi trường quốc gia năm 2013 [1], hoạt động giao thông vận tải được xem là một trong những nguồn 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 co sở hạ tang giao thông, tăng trưởng các phương tiện cơ giới và khối lượng vận tải hàng hóa.
hành khách là sự phát thải các chất gây ô nhiễm môi trường không khí. Các chất gây ô nhiễm không khí chủ yếu sinh ra do khí thải từ quá trình đốt nhiên liệu động cơ bao gồm CO, NOx, SƠ», hơi xăng dầu (CnHm, VOCs), bụi PM10. và bụi do đất cát cuốn bay lên từ mặt đường phé trong quá trình đi chuyên (TSP). 18 Sự phát thải của các phương tiện cơ giới đường bộ phụ thuộc rất nhiều vào chung loại và chất lượng phương tiện.
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 ô nhiễm môi trường không khí. Khí thải từ phương tiện giao thông vẫn đang là một trong những tác nhân lớn gây ô nhiễm môi trường không khí.
xe máy chiếm tỷ trọng lớn trong sự phát thải các chất ô nhiễm CO, VOC, TSP, còn 6 tô con và ô tô các loại chiếm tỷ trọng lớn trong sự phát thải SO», NOd. Lượng phat thải các chat 6 nhiễm không khí TSP. NOx, CO, SO›. 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 các chất ô nhiễm trong không khí.