Khói mù quang hóa

Một số khu vực tại Hà Nội

CHỦ ĐỀ

(photochemical smog)

Nhóm 4NHÓM 4

NỘI DUNG

I. KHÁI NIỆM

Khói mù quang hóa (sương mù quang hóa) được gọi dưới tên “smog” - sương khói (ghép hai từ tiếng Anh fog- sương mù và smoke-khói) là hỗn hợp các chất phản ứng và các sản phẩm phản ứng sinh ra khi các hidrocacbon, các oxit nitơ cùng có mặt trong khí quyển dưới tác dụng của bức xạ Mặt trời để hình thành nên những vật chất như ozone, aldehit, peroxyacetyl nitrate(PAN).

I. KHÁI NIỆM

Khói mù quang hóa xảy ra ở tầng đối lưu của khí quyển – nơi tập trung phần lớn các chất khí gây ô nhiễm : NOx, các hợp chất VOCs (Volatile Organic Compounds) …

II. NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH1) Nguyên nhân: Cuộc cách mạng

công nghiệp là nguyên nhân chính làm tăng các chất ô nhiễm trong không khí trong suốt ba thế kỉ qua.

-Trước 1950, nguyên nhân chính gây ra sự ô nhiễm này là do đốt than đá để sản sinh ra năng lượng, để nấu ăn và để vận chuyển.

- Ngày nay thì do các hoạt động sử dụng nhiên liệu hóa thạch, năng luợng hạt nhân, và thủy điện, việc đốt các nhiên liệu hóa thạch như gas, xăng dầu…

2) Cơ chế:

* Các chất gây ra sương mù quang hóa:- Các nitơ oxit (NOx) và các hợp chất hữu

cơ dễ bay hơi (VOCs)- Phản ứng quang hóa học dưới tác dụng

của nitơ oxit phân hủy dung môi hữu cơ tạo ra những tác nhân oxy hóa:

VOC + ánh sáng + NO2 + O2→ O3 + NO + CO2 + H2

- Nồng độ cao của hai chất này trong không khí có liên quan đến quá trình công nghiệp hóa và quá trình vận chuyển.

ĐIỀU KIỆN CẦN THIẾT

ĐIỀU KIỆN CẦN THI Ế T:

• Thời gian trong ngày

• Một vài yếu tố khí tượng: gió, mưa,hiện tượng đảo nhiệt

• Địa hình

* Điều kiện môi trường

Thời gian trong ngày: là một yếu tố rất quan trọng về lượng sương mù quang hóa xuất hiện

+ Vào lúc sáng sớm, giao thông làm tăng lượng thải của các oxit nitơ và VOCs

+ Vào khoảng giữa buổi sáng, lượng xe cộ lưu thông giảm, các oxit nitơ và VOCs bắt đầu phản ứng và hình thành NO2, làm tăng nồng độ của nó.

+ Vào lúc trưa, NO2 bị phá vỡ và sản phẩm phụ của nó được sinh ra và làm tăng nồng độ O3 trong không khí. Cùng lúc đó, một số phân tử NO2 được sinh ra có thể phản ứng với các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi để sinh ra các hóa chất độc hại như PAN (Peroxyacyl nitrate).+ Khi mặt trời lặn, việc sản sinh ra O3 tạm thời ngừng lại. Lượng O3 mà còn tồn tại trong không khí được tiêu thụ bởi một vài phản ứng khác nhau.

• Một vài yếu tố khí tượng :

- Mưa có thể làm giảm bớt sương mù quang hóa vì các chất ô nhiễm được rửa trôi khỏi không khí cùng với nước mưa.

- Gió có thể thổi sương mù quang hóa đi và thay thế nó bằng không khí trong lành. Tuy nhiên, lượng chất ô nhiễm bị thổi đi có thể gây ô nhiễm ở những khu vực xa hơn.

- Hiện tượng đảo nhiệt có thể làm tăng sự nghiêm trọng của sương mù quang hóa. Thông thường thì trong ngày, không khí gần bề mặt bị đốt nóng và bốc lên cao mang theo các chất ô nhiễm lên độ cao cao hơn. Tuy nhiên, nếu sự đảo nhiệt phát triển thì các chất ô nhiễm có thể bị giữ lại gần bề mặt của trái đất. Các quá trình đảo nhiệt gây ra sự suy giảm sự trộn lẫn không khí và vì vậy làm giảm phân tán chất ô nhiễm theo chiều thẳng đứng. Các quá trình đảo nhiệt có thể kéo dài từ vài ngày đến vài tuần.

• Địa hình:

Các khu vực dân cư tập trung trong các thung lũng thì dễ bị ảnh hưởng bởi sương mù quang hóa hơn vì những đồi núi bao quanh họ có khuynh hướng làm giảm dòng không khí do đó làm tăng nồng độ các chất gây ô nhiễm. Thêm vào đó, các thung lũng thường nhạy cảm với sương mù quang hóa vì sự đảo nhiệt tương đối mạnh có thể phát triển thường xuyên trong những khu vực này.

II. NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH

2) Cơ chế: Peoaxyl nitrat (PAN)

Peoaxyl nitrat (PAN)

OzonOzon

HydrocacbonHydrocacbon

Oxit nitơOxit nitơ

II. NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH2) Cơ chế:

Sự hình thành O3Sự hình thành O3

N2 + O2 = 2NO

2NO + O2 → 2NO2

+ → NO + O + O2hv

+ → O3

NO + O3 NO2 + O2

O2

NO2O2O2

O

2) Cơ chế:

NO + O3 NO2 + O2

NO NO2

1 : 3

NO NO2

3 : 1

II. NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH2) Cơ chế:

Sự hình thành Peoxiaxyl nitratSự hình thành Peoxiaxyl nitrat

+ NO2 + O2 → CH3CO-OO-NO2

O3

Hydrocarbons

Peoxiaxyl nitrat (PAN)

Peoxiaxyl nitrat (PAN)

as

II. NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH

2) Cơ chế:Peoxiaxyl

nitrat (PAN)

Peoxiaxyl nitrat (PAN)

OzonOzon

HydrocacbonHydrocacbon

Oxit nitơOxit nitơ

O3O3

CH3CO-OO-NO2CH3CO-OO-NO2

NO/NO2NO/NO2

CnH2nCnH2n

II. NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH

2) Cơ chế:

Các thành phần chính hình thành nên sương mù quang hóa (Ảnh mô phỏng theo mô hình của Richard Foust - GS về Hóa học và môi trường của Đại học Bắc Arizona)

III. TÁC HẠI

1) Tác động lên sức khỏe của con người: - Hen xuyễn, 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.- Việc tiếp xúc với sương mù quang hóa trong thời gian dài

thậm chí có thể gây tổn thương các mô phổi, gây ra sự sớm lão hóa ở phổi, và góp phần gây ra bệnh phổi mãn tính.

- Các Peroxyacetylnitrate và các chất oxi hóa khác cùng với ozone là những chất kích ứngmắt mạnh nhất.

III. TÁC HẠI

1) Tác động lên sức khỏe của con người:

-London: + Vào khỏang thế kỷ 19 được xem là thời kỳ mãnh liệt của sương mù và với tên gọi là: “súp đậu”. + Đỉnh điểm là vào năm 1952, sương mù đã làm tối sầm cả con đường của London và giết chết khỏang 4000 người trong thời gian ngắn là 4 ngày (và hơn 8000 người chết nữa cũng đã chịu ảnh hưởng của nó trong những tuần, tháng tiếp theo).

III. TÁC HẠI1) Tác động lên sức khỏe của con người: -Thành phố Bắc Kinh + Thủ đô Bắc Kinh, Trung Quốc lần đầu tiên ra báo động khẩn cấp vào hôm 20/02 cảnh báo người dân nên giảm thiểu các hoạt động ngoài trời và các hoạt động xây dựng để kiểm soát bụi.Hôm qua ngày 26/02 là ngày thứ 6 liên tiếp Bắc Kinh bị ô nhiễm nặng.

+ Chìm trong sương mù, nhiều chuyến bay đã bị hủy, đóng cửa các tuyến quốc lộ chính nối với thủ đô, nhiều người dân đã chọn các phương tiện công cộng thay vì tự lái xe, các cơ quan khí tượng đã khuyến cáo người già và trẻ em nên ở trong nhà để tránh bệnh về đường hô hấp.

 Bờ sông Tùng Hoa tại tỉnh Cát Lâm, đông bắc Trung Quốc, trong thời tiết mù mịt khói ô nhiễm

Khói mù bao phủ Tử Cấm thành ở Bắc Kinh hôm 24.2

Học sinh tiểu học ở tỉnh Hà Bắc tập thể dục buổi sáng ngay trong lớp

Trẻ em bị bệnh hô hấp đang được điều trị ở một bệnh viện tại Bắc Kinh

Hắc Long Giang Giang Tô

III. TÁC HẠI

2) Tác động lên thực vật và các lọai vật chất - Các cây trồng cũng như những loài thực vật nhạy cảm khác

thì bị gây hại nhiều hơn là sức khỏe của con nguời ở nồng độ ozon thấp.

- Đối với các loại vật liệu: ozon dễ dàng phản ứng với những loại vật liệu hữu cơ, làm tăng sự hủy họai ở cao su, tơ sợi, nilong, sơn và thuốc nhuộm…

IV. BIỆN PHÁP

*Phòng chống:- Giảm các khí thải từ các động cơ :+ Thiết bị chuyển đổi-xúc tác (catalytic converters) trong các ống bô xe

là một cách để giảm lượng CO và NO sinh ra + Chất xúc tác được sử dụng là Platin hoặc hợp chất của Platin và Rodi+ Giảm các khí thải từ các nhà máy: Các nhà máy phải có các hệ thống

xử lý khí thải đạt tiêu chuẩn, các ống khói phải đủ độ cao.

IV. BIỆN PHÁP

*Phòng chống:- Phải tìm kiếm và khuyến khích việc sử dụng các nguồn năng lượng

sạch. - Đối với các quốc gia và các tổ chức quốc tế: cần có các luật định, các

hiệp ứơc qui định cụ thể về vấn đề này.

IV. BIỆN PHÁP* Khắc phục:a) Kiểm soát VOCs:

- Phương pháp ngưng tụ hơi đông lạnh, hấp thụ hơi bằng dung môi hòa tan, flaring- Phương pháp hấp thụ carbon tái sinh hay đốt cháy hòan tòan- Sử dụng các tấm lọc sinh học- Sử dụng các chất oxihoá

IV. BIỆN PHÁP* Khắc phục:b)Kiểm soát NOx:

-Phương pháp khử không xúc tác có chọn lọc: pháp này urê được phun vào ống khí ở nhiệt độ 1600-2100oF với sự có mặt của O2, urê (NH2)2CO phân huỷ, tạo ra NH2

Phản ứng này làm giảm sự phát thải NO.- Phương pháp khử sử dụng xúc tác có chọn lọc - Phương pháp khử bằng xúc tác - Phương pháp đốt cháy hoàn toàn: quá trình làm giảm sự phát thải NOx từ khí thải công nghiệp - Các khối bê tông làm sạch không khí

KẾT LUẬN Hiện tượng khói mù

quang hóa cùng với những ảnh hưởng của nó đã và đang là vấn đề nóng bỏng trên toàn thế giới. Bảo vệ hành tinh tươi đẹp này không phải là nhiệm vụ của riêng ai mà là nhiệm vụ chung của toàn nhân loại,vì vậy ta hãy cùng chung sức bảo vệ môi trường, bảo vệ hành tinh của chúng ta

CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE!