TIỂU LUẬN KHÓI MÙ QUANG HÓA LÊ TRỌNG CƯỜNG

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN
KHOA KHTN VÀ CN
TIỂU LUẬN HÓA MÔI TRƯỜNG
Sinh viên: Lê Trọng Cường
Lớp : SP Hóa K09

2. CHỦ ĐỀ
KHÓI MÙ QUANG HÓA

3. TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] . Hoàng Nhâm, Hóa học vô cơ tập 2, NXB
Giáo Dục.
[2] . Tài liệu trên Internet

4. NỘI DUNG
I. Mở Đầu
II. Khái niệm Khói mù quang hóa
III. Nguyên nhân và Cơ chế hình thành
IV. Các điều kiện hình thành Khói mù quang
hóa
V. Tác hại của Khói mù quang hóa
VI. Thực trạng hiện nay
VII. Biện pháp khắc phục
VIII.Kết luận

5. I. MỞ ĐẦU

6. I.MỞ ĐẦU
Đêm mùng 10, rạng sáng 11-6, nhiều
khu vực nội thành của thành phố
như quận Thanh Xuân, Cầu Giấy,
Đống Đa, Ba Đình Hoàng Mai và
các huyện Từ Liêm, Thanh Trì
xuất hiện khói mù dày đặc gây
cảm giác ngột ngạt, khó chịu cho
người dân.
Một số người cho rằng hiện tưởng
này do người dân đốt rơm rả
Theo phỏng đoán ban đầu hiện tượng
trên là hiện tượng khói mù quang
hóa. Vậy Khói mù quang hóa là gì
và có ảnh hưởng như thế nào,…
Bài tiểu luận sẽ giúp hiểu rỏ hơn
về hiện tượng này

7. II. KHÁI NIỆM

8. II.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). Theo đó, smog được định nghĩa là "lớp mù
quang hóa gây ra bởi sự tương tác giửa bức xạ cực tím của mặt
trời và bầu khí quyển bị ô nhiễm bởi các hydrocarbon và ôxít
nitrogen thoát ra từ khí thải động cơ”.
- Sương mù quang hóa là một dạng ô nhiễm không khí sinh ra khi
ánh sáng mặt trời tác dụng lên khí thải động cơ xe máy, khí
thải công nghiệp … để hình thành nên những vật chất như
ozone, aldehit và peroxyacetylnitrate(PAN).
- Sương 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) …

9. III. NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ
HÌNH THÀNH

10. a) 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, việc sử dụng nhiên liệu hóa
thạch, năng luợng hạt nhân, và
thủy điện, việc đốt các nhiên liệu
hóa thạch như gas, xăng dầu có
thể gây ra hiện tượng sương mù
quang hóa.
III.NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH

11. III.NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH
* Cơ chế:
- Dựa vào các nghiên cứu,người ta đã có thể kết luận rằng sương
mù quang hóa được tổng hợp từ NO, NO2, HNO3, CO, các
nitrat hữu cơ (PAN), O3 và các chất oxy hóa quang hóa. Vì
thế cơ chế hình thành nên sương mù quang hóa cũng là cơ
chế hình thành nên các hợp chất trên, đồng thời đó là các
điều kiện khiến các hợp chất này có thể tồn tại trong khí
quyển.
- Sự quang phân của NO2 khởi đầu cho sự hình thành sương mù
quang hóa.
NO2 + hv → NO + O
- Nguyên tử oxy được giải phóng phản ứng với phân tử O2 để tạo
ra ozon
O + O2 + M → O3 + M
- Ozon sinh ra phản ứng với phân tử NO để tái sản sinh ra NO2
và phân tử O2.
NO(g) + O3(g) → NO2(g) + O2(g)

12. III.NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH
- NO2, O2 và hydrocarbons phản ứng với nhau dưới điều kiện
ánh sáng mặt trời tạo peroxyacetylnitrate(CH3CO-OO-NO2)
NO2(g) + O2(g) + hydrocarbons → CH3CO-OO-NO2(g)
- Nhưng việc thải ra một lượng lớn NOx, CO, các hợp chất
carbonyl và các hydrocarbon bởi các nguồn nhân tạo đã phá
vỡ chu trình quang phân, cái mà không làm cho nồng độ của
NO2 và O3 trong không khí tăng lên nếu như không bị phá
vỡ. CO và hydrocarbons, thông qua phản ứng của chúng với
các góc hydroxyl thêm vào đó là sự quang phân của các hợp
chất carbonyl, phá hủy chu trình quang phân thông thường
thông qua việc hình thành các gốc peroxyl. Các gốc peroxyl
này ngăn chặn phản ứng giữa O3 và NO, vì vậy làm kết thúc
chu trình và làm tích tụ O3 trong không khí.

13. III.NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH
Hình : Sơ đồ hình thành sương mù quang hóa.

14. IV.CÁC ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH
KHÓI MÙ QUANG HÓA

15. IV.CÁC ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH KHÓI MÙ QUANG HÓA
* Các chất gây ra sương mù quang hóa:
- Phải có nguồn tạo ra các nitơ oxit (NOx)
và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi
(VOCs) (VOC là "những chất hóa học
phản ứng được với nitơ oxit trong khí
quyển, dưới tác dụng của tia cực tím
(của ánh nắng) tạo thành sương mù,có
chứa ozon (O3), alđehyt, peoxyt axetyl
nitrat và một lượng nhỏ các chất oxy
hóa)
- 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.

16. IV.CÁC ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH KHÓI MÙ QUANG HÓA
* Thời gian trong ngày:
-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 khi chúng ta lái xe đi làm.
+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.
+Khi mà ánh sáng mặt trời trở nên gắt hơn 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.

17. IV.CÁC ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH KHÓI MÙ QUANG HÓA
* 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.

18. IV.CÁC ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH KHÓI MÙ
QUANG HÓA
- 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.

19. IV.CÁC ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH KHÓI MÙ QUANG HÓA
*Địa hình:
Địa hình cũng là một yếu tố quan trọng
khác ảnh hưởng đến mức độ nghiêm
trọng của hiện tượng sương mù quang
hóa. 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.

20. V.TÁC HẠI CỦA KHÓI MÙ QUANG
HÓA

21. V.TÁC HẠI CỦA KHÓI MÙ QUANG HÓA
*Tác động lên sức khỏe của con người:
Khi sương mù tăng lên, có thể gây ra nhiều vấn đề về sức khỏe
nghiêm trọng như:
- 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 thích mắt mạnh nhất.

22. * 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. Một vài loại cây như thuốc lá, rau bina, cà chua và
đậu đốm là những lọai nhạy cảm với ozon. Những lá cây trong
khu vực có sương mù quang hóa xuất hiện những đốm màu
nâu trên bề mặt lá sau đó chuyển sang màu vàng. Lớp ozon ở
tầng mặt đất có thể hủy họai lá cây, làm giảm sự phát triển, khả
năng sinh sản và quá trình sinh sản. Nó có thể gây ra sự mất
khả năng tự vệ trước các lọai côn trùng cũng như bệnh tật và
thậm chí còn gây chết cây.
- 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.
V.TÁC HẠI CỦA KHÓI MÙ QUANG HÓA

23. VI. THỰC TRẠNG HIỆN NAY

24. - Hà nội: Từ 10-6-2009 đến
12-6-2009 và từ 25-10-
2010 đến 27-10-2010 hầu
hết các đường phố của Hà
Nội bị bao phủ bởi một lớp
khói mù dày đặc, các nhà
khoa học lý giải dưới tên
gọi khói mù quang hóa, nó
đã gây ảnh hưởng quang
trọng đến sức khỏe người
dân và làm nhân dân hết
sức hoang mang
VI.THỰC TRẠNG HIỆN NAY

25. Trong lịch sử đã có những việc xảy ra đột ngột giết chết hàng
ngàn người trong một thủ đô.
-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).
- Tehran: Vào tháng 12 năm 2005, các trường học và các văn
phòng công cộng đã phải đóng cửa ở Tehran - Iran và 1600
người đã nhập viện do sương mù đã xâm nhập vào bộ lọc khói
của xe hơi.
VI.THỰC TRẠNG HIỆN NAY

26. - Hoa Kỳ:
30-31 tháng 10 năm 1948, Donora - PA: 20 người chết, 600
người phải nhập viện, hàng ngàn người chịu ảnh hưởng.
Tháng 10 năm 1953 tại New York sương mù đã giết khoảng từ
170 đến 260 người.
Tháng 19 năm 1954 ở Los Angeles: lượng sương dày đã làm
đóng cửa các trường học, các họat động công nghiệp bị ngưng
lại trong cả tháng.
Cũng tại New York, năm 1963 có 200 người chết và năm
1966 là 169 người chết vì ảnh hưởng của sương mù.
- Thành phố Bắc Kinh 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.
VI.THỰC TRẠNG HIỆN NAY

27. VII. BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG
VÀ KHẮC PHỤC

28. *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.
+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.
VII. BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC

29. * Khắc phục:
a) Kiểm soát VOCs:
- Nồng độ VOCs cao ( >500 ppm): 3 phương pháp thường sử
dụng phổ biến với hàm lượng VOCs cao là:
+ Phương pháp ngưng tụ hơi đông lạnh có nghĩa là sư ngưng tụ
xảy ra ở nhiệt độ xấp xỉ âm 80oC.
+ phương pháp hấp thụ hơi bằng dung môi hòa tan được ứng
dụng phổ biển ở những nơi mà VOCs ( có chứa khí ) được làm
cho nổi bong bóng thông qua một dung môi hữu cơ có khả
năng tiếp nhận VOCs dưới dạng dòng khí.
+ Phương pháp flaring( pp đốt ) có thể được sử dụng để xử lí lưu
lượng và nồng độ cao của các chất hữu cơ dễ bay hơi và
thường đi kèm với các biện pháp thu hồi khác
VII. BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC

30. * Khắc phục:
a)Kiểm soát VOCs:
- Nồng độ VOCs vừa phải (100-500 ppm): Đối với nồng độ
VOCs vừa phải của nguồn thải, thì phương pháp hấp thụ
carbon tái sinh hay đốt cháy hòan tòan được sử dụng
- Nồng độ VOCs thấp ( <100 ppm):Các dòng không khí có chứa
hàm lượng VOCs thấp được cho đi qua một hộp nhỏ có chứa
carbon hoạt hóa ( 1 hộp chỉ xài một lần ).Carbon hoạt hóa sẽ
có khả năng lưu trữ 6.6 kg VOCs trên một kg carbon ở nồng
độ 100 ppm và 0.33 kg VOCs trên 1 kg carbon ở nồng độ 5
ppm. Ở nồng độ cao hơn, thì sự kết hợp giữa việc hấp thụ và
thiêu đốt carbon là cần thiết.
VII. BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC

31. * Khắc phục:
a)Kiểm soát VOCs:
- Các tấm lọc sinh học: Hệ thống lọc
sinh học sử dụng vi khuẩn để làm
giảm hàm lượng VOCs.
- Lọc sinh học TRG: lọc sinh học khử
chất ô nhiễm bằng cách cho dòng
không khí đi qua một môi trường
xốp, ẩm có chứa rất nhiều vi sinh
vật.
- PP ngưng tụ lạnh: là pp cho phép thu
hồi các hợp chất hữu cơ dễ bay
hơi để sử dụng lại.
- Kiểm soát VOCs bằng cách sử dụng
các chất oxihoá
VII. BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC

32. * Khắc phục:
a)Kiểm soát VOCs:
- Nồng độ VOCs vừa phải (100-500 ppm): Đối với nồng độ
VOCs vừa phải của nguồn thải, thì phương pháp hấp thụ
carbon tái sinh hay đốt cháy hòan tòan được sử dụng
- Nồng độ VOCs thấp ( <100 ppm):Các dòng không khí có chứa
hàm lượng VOCs thấp được cho đi qua một hộp nhỏ có chứa
carbon hoạt hóa ( 1 hộp chỉ xài một lần ).Carbon hoạt hóa sẽ
có khả năng lưu trữ 6.6 kg VOCs trên một kg carbon ở nồng
độ 100 ppm và 0.33 kg VOCs trên 1 kg carbon ở nồng độ 5
ppm. Ở nồng độ cao hơn, thì sự kết hợp giữa việc hấp thụ và
thiêu đốt carbon là cần thiết.
VII. BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC

33. * Khắc phục:
a)Kiểm soát VOCs:
- Nồng độ VOCs vừa phải (100-500 ppm): Đối với nồng độ
VOCs vừa phải của nguồn thải, thì phương pháp hấp thụ
carbon tái sinh hay đốt cháy hòan tòan được sử dụng
- Nồng độ VOCs thấp ( <100 ppm):Các dòng không khí có chứa
hàm lượng VOCs thấp được cho đi qua một hộp nhỏ có chứa
carbon hoạt hóa ( 1 hộp chỉ xài một lần ).Carbon hoạt hóa sẽ
có khả năng lưu trữ 6.6 kg VOCs trên một kg carbon ở nồng
độ 100 ppm và 0.33 kg VOCs trên 1 kg carbon ở nồng độ 5
ppm. Ở nồng độ cao hơn, thì sự kết hợp giữa việc hấp thụ và
thiêu đốt carbon là cần thiết.
VII. BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC

34. * Khắc phục:
- Kiểm soát VOCs bằng cách sử dụng các chất oxihoá:
làm suy giảm sự phát thải thường sử dụng như các chất oxi hoá
và các chất hấp thụ, các kĩ thuật xử lí không khí như sự quay
vòng và từng đợt, và sử dụng các thiết bị điều chỉnh để kiểm
soát sự phát thải ở mỗi nhà máy.
- Máy oxi hóa nhiệt tái sinh (regenerative thermal oxidation-
RTO)
- Các máy oxi hóa có khả năng thu hồi nhiệt (recuparative
thermal oxidizers)
- Các máy oxi hóa sử dụng xúc tác(catalytic oxidizers)
VII. BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC

35. * 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 phân huỷ, tạo ra NH2. Sau đó xảy ra phản ứng:
Phản ứng này làm giảm sự phát thải NO.
- Phương pháp khử sử dụng xúc tác có chọn lọc
- Phương pháp Exxon Thermal DeNOx
- 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
VII. BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC

36. VII. KẾT LUẬN

37. Khói mù quang hóa 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
VII. KẾT LUẬN