Chất gây ô nhiễm không khí: Các loại, nguồn, tác động và kiểm soát chất gây ô nhiễm không khí
Đọc bài viết này để tìm hiểu về các loại, nguồn, ảnh hưởng và kiểm soát ô nhiễm không khí!
Ô nhiễm không khí là một sự thay đổi trong đặc tính vật lý, hóa học và sinh học của không khí gây ra tác động bất lợi cho con người và các sinh vật khác. Kết quả cuối cùng là một sự thay đổi trong môi trường tự nhiên và / hoặc hệ sinh thái.
Hình ảnh lịch sự: giglig.com/wp-content/uploads/2011/05/pollutions.jpg
Các chất chịu trách nhiệm gây ô nhiễm không khí được gọi là ô nhiễm không khí. Những chất gây ô nhiễm không khí này có thể là tự nhiên (ví dụ như cháy rừng) hoặc tổng hợp (nhân tạo); chúng có thể ở dạng khí, lỏng hoặc rắn.
1. Các loại chất gây ô nhiễm không khí:
Một chất gây ô nhiễm không khí được biết đến như một chất trong không khí có thể gây hại cho con người và môi trường. Các chất ô nhiễm có thể ở dạng hạt rắn, giọt chất lỏng hoặc khí. Ngoài ra, chúng có thể là tự nhiên hoặc nhân tạo. Các chất ô nhiễm có thể được phân loại là chính hoặc phụ. Thông thường, các chất gây ô nhiễm chính là các chất được phát ra trực tiếp từ một quá trình, chẳng hạn như tro từ vụ phun trào núi lửa, khí carbon monoxide từ khí thải xe cơ giới hoặc sulfur dioxide thải ra từ các nhà máy.
Các chất ô nhiễm thứ cấp không được phát ra trực tiếp. Thay vào đó, chúng hình thành trong không khí khi các chất ô nhiễm chính phản ứng hoặc tương tác. Một ví dụ quan trọng của chất gây ô nhiễm thứ cấp là tầng ozone - một trong nhiều chất gây ô nhiễm thứ cấp tạo nên sương mù quang hóa.
Các chất gây ô nhiễm chính được sản xuất bởi hoạt động của con người bao gồm:
tôi. Ôxít lưu huỳnh (SO x ):
SO 2 được sản xuất bởi núi lửa và trong các quy trình công nghiệp khác nhau. Vì than và dầu mỏ thường chứa các hợp chất lưu huỳnh, quá trình đốt cháy của chúng tạo ra sulfur dioxide. Quá trình oxy hóa tiếp theo của SO 2, thường là với sự có mặt của chất xúc tác như NO 2, tạo thành H 2 SO 4 và do đó mưa axit. Đây là một trong những nguyên nhân gây lo ngại về tác động môi trường của việc sử dụng các nhiên liệu này làm nguồn năng lượng.
ii. Oxit nitơ (NO x ):
Đặc biệt là nitơ dioxide được phát ra từ quá trình đốt cháy ở nhiệt độ cao. Nitrogen dioxide là hợp chất hóa học có công thức N0 2 . Nó chịu trách nhiệm cho sương mù quang hóa, mưa axit vv
iii. Carbon monoxide:
Nó là một loại khí không màu, không mùi, không gây kích ứng nhưng rất độc. Nó là một sản phẩm bằng cách đốt cháy không hoàn toàn nhiên liệu như khí đốt tự nhiên, than hoặc gỗ. Khí thải Vehicular là một nguồn chính của carbon monoxide.
iv. Carbon dioxide (CO 2 ):
Một khí nhà kính phát ra từ quá trình đốt cháy nhưng cũng là một loại khí quan trọng đối với các sinh vật sống. Đó là một loại khí tự nhiên trong khí quyển.
v. Các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi:
VOC là một chất gây ô nhiễm không khí ngoài trời quan trọng. Trong lĩnh vực này, chúng thường được chia thành các loại riêng biệt của metan (CH 4 ) và không metan (NMVOC). Khí mê-tan là một loại khí nhà kính cực kỳ hiệu quả, góp phần tăng cường sự nóng lên toàn cầu.
Các VOC hydrocarbon khác cũng là các khí nhà kính quan trọng thông qua vai trò của chúng trong việc tạo ra ozone và kéo dài tuổi thọ của khí mêtan trong khí quyển, mặc dù hiệu ứng này thay đổi tùy thuộc vào chất lượng không khí cục bộ. Trong NMVOC, các hợp chất thơm benzen, toluene và xylene bị nghi là chất gây ung thư và có thể dẫn đến bệnh bạch cầu thông qua phơi nhiễm kéo dài. 1, 3-butadien là một hợp chất nguy hiểm khác thường được sử dụng trong công nghiệp.
vi. Vật chất hạt:
Các hạt, thường được gọi là các hạt vật chất (PM) hoặc các hạt mịn, là các hạt nhỏ của chất rắn hoặc chất lỏng lơ lửng trong khí. Ngược lại, aerosol dùng để chỉ các hạt và khí với nhau. Nguồn của vật chất hạt có thể là nhân tạo hoặc tự nhiên.
Một số hạt xuất hiện tự nhiên, bắt nguồn từ núi lửa, bão bụi, cháy rừng và đồng cỏ, thảm thực vật sống và phun nước biển. Các hoạt động của con người, chẳng hạn như đốt nhiên liệu hóa thạch trong xe cộ, nhà máy điện và các quy trình công nghiệp khác nhau cũng tạo ra một lượng khí dung đáng kể.
Tính trung bình trên toàn cầu, aerosol do con người tạo ra do các hoạt động của con người hiện đang chiếm khoảng 10% tổng lượng aerosol trong khí quyển của chúng ta. Mức độ hạt mịn trong không khí tăng lên có liên quan đến các mối nguy hại cho sức khỏe như bệnh tim, chức năng phổi bị thay đổi và ung thư phổi.
vii. Các gốc tự do dai dẳng - kết nối với các hạt mịn trong không khí có thể gây ra bệnh tim phổi.
viii. Kim loại độc hại - như chì, cadmium và đồng.
ix Clorofluorocarbons (CFC) - có hại cho tầng ozone phát ra từ các sản phẩm hiện bị cấm sử dụng.
x. Amoniac (NH 3 ) - phát ra từ các quy trình nông nghiệp. Amoniac là hợp chất có công thức NH 3 . Nó thường được gặp là một loại khí có mùi hăng đặc trưng. Amoniac đóng góp đáng kể vào nhu cầu dinh dưỡng của các sinh vật trên cạn bằng cách đóng vai trò là tiền chất của thực phẩm và phân bón. Amoniac, trực tiếp hoặc gián tiếp, cũng là một khối xây dựng để tổng hợp nhiều loại dược phẩm. Mặc dù được sử dụng rộng rãi, amoniac vừa ăn da vừa nguy hiểm.
xi. Mùi - chẳng hạn như từ rác, nước thải và các quy trình công nghiệp
xii. Các chất ô nhiễm phóng xạ - được tạo ra bởi vụ nổ hạt nhân, chất nổ chiến tranh và các quá trình tự nhiên như sự phân rã phóng xạ của radon.
Các chất gây ô nhiễm thứ cấp bao gồm:
tôi. Vật chất hạt hình thành từ các chất ô nhiễm chính và các hợp chất trong sương mù quang hóa. Sương khói là một loại ô nhiễm không khí; từ "sm sm khói" là một mô hình của khói và sương mù. Sương khói cổ điển là kết quả của một lượng lớn than đốt trong một khu vực gây ra bởi hỗn hợp khói và sulfur dioxide. Sương mù hiện đại thường không đến từ than đá mà từ khí thải công nghiệp và khí thải được tác động trong khí quyển bởi ánh sáng mặt trời để tạo thành các chất ô nhiễm thứ cấp cũng kết hợp với khí thải chính tạo thành sương mù quang hóa.
ii. Ôzôn trên mặt đất (O 3 ) hình thành từ NO x và VOC. Ozone (O 3 ) là thành phần chính của tầng đối lưu (nó cũng là thành phần quan trọng của các khu vực nhất định của tầng bình lưu thường được gọi là tầng Ozone). Phản ứng quang hóa và hóa học liên quan đến nó thúc đẩy nhiều quá trình hóa học xảy ra trong khí quyển vào ban ngày và ban đêm. Ở nồng độ cao bất thường do các hoạt động của con người mang lại (phần lớn là đốt cháy nhiên liệu hóa thạch), nó là một chất gây ô nhiễm và là thành phần của khói bụi.
iii. Peroxyacetyl nitrate (PAN) - được hình thành tương tự từ NO x và VOC.
2. Nguồn gây ô nhiễm không khí:
Các nguồn gây ô nhiễm không khí đề cập đến các địa điểm, hoạt động hoặc các yếu tố khác nhau chịu trách nhiệm giải phóng các chất ô nhiễm trong khí quyển. Những nguồn này có thể được phân loại thành hai loại chính đó là:
Nguồn nhân tạo (hoạt động của con người) chủ yếu liên quan đến việc đốt các loại nhiên liệu khác nhau:
tôi. Nguồn của Văn phòng phẩm bao gồm các ngăn khói của các nhà máy điện, cơ sở sản xuất (nhà máy) và lò đốt chất thải, cũng như lò nung và các loại thiết bị sưởi đốt nhiên liệu khác.
ii. Nguồn điện thoại di động của khu vực bao gồm các phương tiện cơ giới, tàu biển, máy bay và hiệu ứng âm thanh, v.v.
iii. Hóa chất, bụi và thực hành đốt có kiểm soát trong quản lý nông lâm nghiệp. Đốt cháy có kiểm soát hoặc theo quy định là một kỹ thuật đôi khi được sử dụng trong quản lý rừng, canh tác, phục hồi thảo nguyên hoặc giảm khí thải nhà kính. Lửa là một phần tự nhiên của cả sinh thái rừng và đồng cỏ và lửa được kiểm soát có thể là một công cụ cho người trồng rừng. Đốt cháy có kiểm soát kích thích sự nảy mầm của một số cây rừng mong muốn, do đó làm mới rừng.
iv. Khói từ sơn, keo xịt tóc, véc ni, thuốc xịt và các dung môi khác.
v. Sự lắng đọng chất thải trong các bãi chôn lấp, tạo ra khí mê-tan. Mêtan không độc hại; tuy nhiên, nó rất dễ cháy và có thể tạo thành hỗn hợp nổ với không khí. Khí mê-tan cũng là một chất gây ngạt và có thể thay thế oxy trong một không gian kín. Ngạt hoặc ngạt thở có thể dẫn đến nếu nồng độ oxy giảm xuống dưới 19, 5% do dịch chuyển.
v. Quân đội, như vũ khí hạt nhân, khí độc, chiến tranh vi trùng và tên lửa.
Nguồn tự nhiên:
tôi. Bụi từ các nguồn tự nhiên, thường là những vùng đất rộng lớn với ít hoặc không có thảm thực vật.
ii. Khí mê-tan, phát ra từ quá trình tiêu hóa thức ăn của động vật, ví dụ như gia súc.
iii. Khí radon từ sự phân rã phóng xạ trong lớp vỏ Trái đất. Radon là một loại khí cao quý không màu, không mùi, xuất hiện tự nhiên, được hình thành từ sự phân rã của radium. Nó được coi là một mối nguy hại cho sức khỏe. Khí radon từ các nguồn tự nhiên có thể tích tụ trong các tòa nhà, đặc biệt là trong các khu vực hạn chế như tầng hầm và nó là nguyên nhân thường gặp thứ hai của ung thư phổi, sau khi hút thuốc lá.
iv. Khói và khí carbon monoxide từ đám cháy rừng.
v. Hoạt động núi lửa, tạo ra các hạt lưu huỳnh, clo và tro.
3. Ảnh hưởng của chất ô nhiễm không khí:
Có nhiều tác hại khác nhau của các chất ô nhiễm không khí:
tôi. Carbon monoxide (nguồn- Khí thải ô tô, phản ứng quang hóa trong khí quyển, oxy hóa sinh học bởi các sinh vật biển, v.v.) - Ảnh hưởng đến hoạt động hô hấp vì hemoglobin có ái lực với CO nhiều hơn so với oxy. Do đó, CO kết hợp với HB và do đó làm giảm khả năng mang oxy của máu. Điều này dẫn đến mờ mắt, nhức đầu, bất tỉnh và tử vong do ngạt (thiếu oxy).
ii. Carbon di oxide (nguồn- Đốt cháy carbon của nhiên liệu hóa thạch, làm cạn kiệt rừng (loại bỏ carbon dioxide dư thừa và giúp duy trì tỷ lệ oxy-carbon dioxide) - gây ra sự nóng lên toàn cầu.
iii. Sulfur dioxide (nguồn- Công nghiệp, đốt nhiên liệu hóa thạch, cháy rừng, nhà máy phát điện, nhà máy luyện kim, nồi hơi công nghiệp, nhà máy lọc dầu và phun trào núi lửa) - Vấn đề hô hấp, đau đầu nghiêm trọng, giảm năng suất của cây, làm vàng và giảm thời gian lưu trữ giấy, ố vàng và làm hỏng đá vôi và đá cẩm thạch, làm hỏng da, tăng tỷ lệ ăn mòn sắt, thép, kẽm và nhôm.
iv. Hydrocarbons Hợp chất thơm đa hạt nhân (PAC) và Hydrocarbon thơm đa hạt nhân (PAH) (nguồn- Khí thải ô tô và các ngành công nghiệp, rò rỉ nhiên liệu, rò rỉ từ các bãi thải chất thải độc hại và lót than đá của một số ống cấp nước) - Có thể gây ung thư gây bệnh bạch cầu).
v. Chloro-fluoro carbons (CFC) (nguồn- Tủ lạnh, máy điều hòa không khí, kem cạo bọt, bình xịt và dung môi làm sạch) - Phá hủy tầng ozone sau đó cho phép các tia UV có hại xâm nhập vào khí quyển. Tầng ozone bảo vệ trái đất khỏi các tia cực tím được gửi xuống bởi mặt trời. Nếu tầng ozone bị cạn kiệt do tác động của con người, những tác động trên hành tinh có thể là thảm họa.
vi. Nitrogen Oxide (nguồn- Khí thải ô tô, đốt nhiên liệu hóa thạch, cháy rừng, nhà máy phát điện, nhà máy luyện kim, nồi hơi công nghiệp, nhà máy lọc dầu và phun trào núi lửa) - Hình thành sương mù quang hóa, ở nồng độ cao hơn gây ra thiệt hại cho quang hợp của cây và gây ra các vấn đề về hô hấp ở động vật có vú.
vii. Vật chất hạt halogen halogen (ô nhiễm chì) (nguồn- Đốt cháy các sản phẩm xăng pha chì) - Tác dụng độc ở người.
viii. Các hạt amiăng (nguồn- Hoạt động khai thác) - Asbestosis - một bệnh ung thư phổi.
ix Silicon dioxide (nguồn- Cắt đá, gốm, sản xuất thủy tinh và các ngành công nghiệp xi măng) - Silicosis, một căn bệnh ung thư.
x. Thủy ngân (nguồn đốt cháy nhiên liệu hóa thạch & thực vật) - tổn thương thận & thận.
Các chất ô nhiễm không khí ảnh hưởng đến thực vật bằng cách xâm nhập qua khí khổng (lỗ chân lông qua đó khí khuếch tán), phá hủy chất diệp lục và ảnh hưởng đến quá trình quang hợp. Vào ban ngày, khí khổng được mở rộng để tạo điều kiện cho quá trình quang hợp. Các chất gây ô nhiễm không khí vào ban ngày ảnh hưởng đến thực vật bằng cách xâm nhập vào lá thông qua các khí khổng này nhiều hơn ban đêm.
Các chất ô nhiễm cũng làm xói mòn lớp phủ sáp của lá gọi là lớp biểu bì. Biểu bì ngăn ngừa mất nước quá mức và thiệt hại từ các bệnh, sâu bệnh, hạn hán và sương giá. Tổn thương cấu trúc lá gây hoại tử (vùng chết của lá), nhiễm clo (mất hoặc giảm chất diệp lục gây vàng lá) hoặc epinasty (cuộn lá xuống) và rụng lá (rụng lá).
Các hạt được lắng đọng trên lá có thể tạo thành lớp vỏ và cắm khí khổng và cũng làm giảm sự sẵn có của ánh sáng mặt trời. Các thiệt hại có thể dẫn đến cái chết của cây.S02 gây ra sự tẩy trắng của lá, nhiễm clo, tổn thương và hoại tử của lá. Kết quả N02 làm tăng sự cắt bỏ và tăng trưởng bị ức chế. O3 gây ra các vệt trên bề mặt lá, lão hóa sớm, hoại tử và tẩy trắng.
Peroxyacetyl nitrate (PAN) gây bạc cho bề mặt lá thấp hơn, làm hỏng lá non và nhạy cảm hơn và kìm hãm sự phát triển. Florua gây hoại tử đầu lá trong khi ethylene dẫn đến hiện tượng rụng lá, rụng lá và rụng hoa.
4. Kiểm soát ô nhiễm không khí:
Các mặt hàng sau đây thường được sử dụng làm thiết bị kiểm soát ô nhiễm theo ngành hoặc thiết bị vận chuyển. Họ có thể tiêu diệt các chất gây ô nhiễm hoặc loại bỏ chúng khỏi luồng khí thải trước khi nó được thải vào khí quyển.
tôi. Kiểm soát hạt:
Bộ thu cơ học (lốc xoáy bụi, đa lốc xoáy) - Tách lốc xoáy là phương pháp loại bỏ các hạt từ dòng không khí, khí hoặc nước, không sử dụng bộ lọc, thông qua tách xoáy. Hiệu ứng quay và trọng lực được sử dụng để tách hỗn hợp chất rắn và chất lỏng.
Một luồng luân chuyển (không khí) tốc độ cao được thiết lập trong một thùng chứa hình trụ hoặc hình nón gọi là lốc xoáy. Không khí chảy theo hình xoắn ốc, bắt đầu từ đỉnh (đầu rộng) của lốc xoáy và kết thúc ở cuối (hẹp) trước khi thoát khỏi lốc xoáy theo dòng chảy thẳng qua tâm bão và ra khỏi đỉnh.
Các hạt lớn hơn (đậm đặc hơn) trong luồng quay có quá nhiều quán tính để đi theo đường cong chặt chẽ của luồng và đập vào tường bên ngoài, sau đó rơi xuống đáy lốc xoáy nơi chúng có thể được gỡ bỏ.
Trong một hệ thống hình nón, khi dòng chảy di chuyển về phía đầu hẹp của lốc xoáy, bán kính quay của luồng bị giảm, tách các hạt nhỏ hơn và nhỏ hơn. Hình dạng lốc xoáy, cùng với tốc độ dòng chảy, xác định điểm cắt của lốc xoáy. Đây là kích thước của hạt sẽ được loại bỏ khỏi luồng với hiệu suất 50%. Các hạt lớn hơn điểm cắt sẽ được loại bỏ với hiệu quả cao hơn và các hạt nhỏ hơn với hiệu suất thấp hơn.
ii. Bộ lắng tĩnh điện:
Máy lọc bụi tĩnh điện (ESP), hoặc máy lọc không khí tĩnh điện là một thiết bị thu thập hạt để loại bỏ các hạt khỏi khí chảy (như không khí) bằng cách sử dụng lực của điện tích cảm ứng. Bộ lọc bụi tĩnh điện là thiết bị lọc hiệu quả cao, ngăn chặn tối thiểu dòng khí qua thiết bị và có thể dễ dàng loại bỏ các hạt bụi mịn như bụi và khói từ luồng không khí.
Trái ngược với máy lọc ướt sử dụng năng lượng trực tiếp vào môi trường chất lỏng chảy, một máy chỉ sử dụng năng lượng cho vật chất hạt được thu thập và do đó rất hiệu quả trong việc tiêu thụ năng lượng (dưới dạng điện).
iii. Máy chà sàn hạt:
Thuật ngữ Máy chà sàn ướt mô tả một loạt các thiết bị loại bỏ các chất ô nhiễm từ khí thải lò hoặc từ các dòng khí khác. Trong một máy lọc ướt, dòng khí ô nhiễm được tiếp xúc với chất lỏng chà, bằng cách phun nó với chất lỏng, bằng cách buộc nó qua một bể chất lỏng, hoặc bằng một số phương pháp tiếp xúc khác, để loại bỏ các chất ô nhiễm.
Thiết kế của máy lọc ướt hoặc bất kỳ thiết bị kiểm soát ô nhiễm không khí nào phụ thuộc vào điều kiện quy trình công nghiệp và bản chất của các chất ô nhiễm không khí liên quan. Đặc tính khí đầu vào và tính chất bụi (nếu có hạt) có tầm quan trọng chính.
Máy lọc có thể được thiết kế để thu thập các hạt vật chất và / hoặc các chất ô nhiễm dạng khí. Máy lọc ướt loại bỏ các hạt bụi bằng cách giữ chúng trong các giọt chất lỏng. Máy lọc ướt loại bỏ khí ô nhiễm bằng cách hòa tan hoặc hấp thụ chúng vào chất lỏng.
Bất kỳ giọt nào trong khí đầu vào của máy chà sàn phải được tách ra khỏi dòng khí đầu ra bằng một thiết bị khác được gọi là thiết bị khử sương mù hoặc thiết bị tách lọc (các thuật ngữ này có thể thay thế cho nhau). Ngoài ra, chất lỏng tẩy rửa kết quả phải được xử lý trước bất kỳ chất thải cuối cùng hoặc được tái sử dụng trong nhà máy:
tôi. Ô nhiễm xe có thể được kiểm tra bằng cách điều chỉnh động cơ thường xuyên; thay thế các phương tiện cũ gây ô nhiễm hơn; lắp đặt bộ chuyển đổi xúc tác; bằng cách sửa đổi động cơ để có hỗn hợp tiết kiệm nhiên liệu (nạc) để giảm lượng khí thải CO và hydrocarbon; và đốt cháy nhiên liệu chậm và mát hơn để giảm phát thải NOx.
ii. Sử dụng than có hàm lượng lưu huỳnh thấp trong các ngành công nghiệp.
iii. Giảm thiểu / sửa đổi các hoạt động gây ô nhiễm, ví dụ như vận chuyển và sản xuất năng lượng.
