Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 1 Biện Văn Tranh
CHƯƠNG I : ĐẶC ĐIỂM CỦA MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ Trái đất được bao bọc bởi một hỗn hợp nhiều chất khí gọi là khí quyển. Khi
chúng ta xem xét khí quyển dưới giác độ môi trường thì đó chính là môi trường
không khí.
Khí quyển là một bộ phận của hành tinh chúng ta và được ràng buộc với trái
đất bằng lực hấp dẫn trọng trường. Khí quyển của trái đất được xem như một đại
dương không khí và con người chúng ta sống trong đại dương này.
Để tìm hiểu các tác động, các quá trình diễn ra trong môi trường không khí
thì trước hết chúng ta phải nắm vững các đặc điểm của môi trường không khí.
1.1 KHÁI NIỆM :

Môi trường không khí là hỗn hợp các khí bao bọc quanh trái đất, có nhiệm
vụ duy trì và bảo vệ sự sống trên trái đất – đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong sự
sinh tồn.
Con người chúng ta có thể nhòn ăn trong 5-7 ngày, nhòn uống 2-3 ngày
nhưng lại không thể nhòn thở quá 5 phút. Không khí là rất cần thiết cho sự sống
của con người. Chỉ ở trong môi trường không khí trong lành con người mới có thể
tồn tại và phát triển được, còn khi đã khi tiếp xúc với không khí ô nhiễm thì dù chỉ
trong một thời gian rất ngắn con người vẫn có thể bò mắc một số bệnh nghiêm
trọng, đôi khi có thể dẫn đến tử vong.
Ô nhiễm không khí chính là sự thay đổi các tính chất vật lý, hóa học của
môi trường không khí, có khả năng gây tác động xấu đến đời sống động – thực vật
và con người, đến các quá trình công nghệ trong sản xuất và các trạng thái tài
nguyên thiên nhiên một cách trực tiếp hoặc gián tiếp, tức thời hay lâu dài.
Vấn đề ô nhiễm không khí gắn liền với hoạt động của con người. Mỗi người
vừa là nạn nhân vừa là thủ phạm gây ra ô nhiễm môi trường không khí. Xã hội
ngày càng phát triển tất yếu dẫn đến môi trường ngày càng thoái hoá, môi trường

cao 100m thì nhiệt độ giảm xuống 0,6
0
C , nhiệt độ có thể hạ thấp tới –50
0
C. p
suất không khí càng lên cao càng giảm dần.
Tầng đối lưu là nơi che chở cho chúng ta, nơi diễn ra hàng loạt sự biến đổi,
ảnh hưởng trực tiếp đến khí hậu và môi trường. Không khí ở tầng này luôn ở trạng
thái dòch chuyển theo cả chiều ngang và chiều thẳng đứng. Do đó ở tầng này luôn
có sự xáo trộn không khí.
1.2.2/ Tầng bình lưu (Statosphere)
:
Tầng bình lưu bao gồm khoảng không gian từ 11km đến 50km. Đỉnh là lớp
tạm dừng Statopause ngăn cách giữa tầng bình lưu và tầng trung lưu, đánh dấu sự
nghòch chuyển của biến thiên nhiệt độ từ dương sang âm.
Trong tầng này có một lớp rất quan trọng đó là lớp Ozon ở độ cao 18–
30km, hoạt động như một lớp màng bảo vệ trái đất khỏi những ảnh hưởng độc hại
của tia tử ngoại từ mặt trời chiếu xuống. Nồng độ Ozon ở đây cao gấp 10 lần so
với tầng đối lưu.
Ngược lại với tầng đối lưu, ở tầng này càng lên cao nhiệt độ càng tăng, có
thể tăng từ –50
0
C tới –2
0
C. Sự tăng nhiệt độ này là do càng lên cao càng gần với
lớp Ozon – Ozon hấp thụ tia cực tím của mặt trời và toả nhiệt.
p suất giảm theo độ cao nhưng mức độ giảm chậm hơn tầng đối lưu và đến
độ cao 30km thì không thay đổi, không giảm nữa.
Thành phần không khí gần giống với tầng đối lưu nhưng nồng độ hơi nước
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí

Nhiệt độ tầng này tăng lên rất nhanh tới khoảng +1700
0
C.
Do nhiệt độ cao, hạt không khí chuyển động nhanh nên chòu sức hút của trái
đất rất ít. Những hạt chuyển động nhanh nhất thắng được ảnh hưởng trường trọng
lực của trái đất sẽ không ngừng khuếch tán vào vùng không gian vũ trụ.
Mặc dù chúng ta đã nghiên cứu riêng lẻ các tầng khác nhau của khí quyển
nhưng không nên quên rằng chúng là thống nhất. Những hiện tượng xảy ra trong
một miền xác đònh luôn có ảnh hưởng đến các quá trình vật lý của các miền khác.
Ø Nhận xét :

Trong các tầng khí quyển kể trên thì tầng đối lưu là quan trọng nhất vì nó
ảnh hưởng tới mọi hoạt động và quyết đònh khí hậu trên trái đất. Ở tầng này,
không khí rất dày đặc, chiếm hơn 70% khối lượng toàn bộ khí quyển.
Ở đây luôn có sự xáo trộn dòng hỗn hợp khí và các đám mây hơi nước do sự
chênh lệch nhiệt độ ở các vùng khác nhau và do các dòng khí chuyển động theo cả
chiều thẳng đứng lẫn chiều ngang.
1.3 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ KHUẾCH TÁN CHẤT Ô NHIỄM
TRONG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ :
Việc khuếch tán ô nhiễm vào môi trường không khí là một quá trình vật lý
rất phức tạp, quá trình này chòu ảnh hưởng của 3 yếu tố là : khí tượng, đòa hình và
nhà cửa, công trình .
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 4 Biện Văn Tranh
1.3.1/ Ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng :
Mức độ ô nhiễm của lớp không khí gần mặt đất không chỉ được đánh giá
bằng lượng thải của các nguồn ô nhiễm mà còn bằng sự phân bố các chất ô nhiễm
trong không gian và thời gian. Điều này phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố khí
tượng.
1.3.1.1) nh hưởng của gió :

phải nghiên cứu rất kỹ điều kiện khí hậu và điều quan trọng là miệng ống thải
chất độc hại phải đặt cao hơn tầng nghòch đảo nhiệt.
1.3.1.3) nh hưởng của độ ẩm, mưa và sương mù :
Bài giảng môn học Quan trắc môi trường không khí
Trang 5 Biện Văn Tranh
Ø Độ ẩm :
Trong điều kiện độ ẩm lớn, các hạt bụi lơ lửng trong không khí nhờ có hơi
nước nên có thể liên kết với nhau thành các hạt to hơn và rơi nhanh xuống đất.
Từ mặt đất, các vi sinh vật phát tán vào không khí, độ ẩm lớn tạo điều kiện
cho vi sinh vật sinh trưởng phát triển nhanh chóng và bám vào các hạt bụi ẩm lơ
lửng trong không khí bay đi xa, gây ra truyền nhiễm bệnh.
Độ ẩm còn có tác dụng hóa học với các chất khí thải công nghiệp, ví dụ như
: SO
2
, SO
3
hóa hợp với hơi nước trong không khí tạo thành H
2
SO
3
và H
2
SO
4
.
Ø Mưa :
Mưa có tác dụng làm sạch môi trường không khí, các hạt mưa kéo theo các
hạt bụi và hòa tan một số chất độc hại trong không khí rồi rơi xuống đất, gây ô
nhiễm đất và ô nhiễm nước.
Như vậy, mưa thúc đẩy việc loại các chất ô nhiễm ra khỏi khí quyển nhưng

phía trước công trình vận tốc chuyển động của không khí tăng lên, ở phía sau vận
tốc khí giảm lại tạo nên vùng gió quẩn và phải dến một khoảng cách xa vận tốc
khí mới đạt được giá trò ban đầu.
Các vùng gió quẩn sẽ làm cho nồng độ chất ô nhiễm tăng cao lên, đặc biệt
là với các nguồn ô nhiễm thấp.
Ø Vùng gió quẩn (bóng khí động) phụ thuộc vào các yếu tố :

+ Kích thước của công trình, chiều cao nhà, chiều rộng nhà.
+ Công trình đứng độc lập hay nằm trong cụm nhà.
+ Khoảng cách giữa các công trình trong cụm nhà.
+ Hướng gió thổi : trường hợp bất lợi nhất là khi gió thổi trực giao với trục
nhà.
Quy ước :

- Nhà hẹp : b ≤ 2,5 H
nhà
với b : chiều rộng nhà
H
nhà
: chiều cao nhà
- Nhà rộng : b > 2,5 H
nhà

- Nếu khoảng cách giữa hai nhà lớn hơn 10 lần chiều cao của ngôi nhà
đứng trước theo chiều gió thì coi như đứng độc lập, nhỏ hơn 10 lần thì coi là cụm
nhà.
Dưới đây là sơ đồ bóng khí động ứng với các trường hợp khác nhau.


Hình 1.1 c. Nhà hẹp đứng trước nhà khác với khoảng cách x
1
≤ 10 H
nh
Hình 1.1 d. Nhà rộng đứng trước nhà khác với khoảng cách x
1
≤ 8 H
nh

Chú thích trên hình vẽ 1.1 a ; 1.1 b ; 1.1 c ; 1.1 d : 1- vùng áp suất dương
(cản gió); 2- vùng gió quẩn chung (bao trùm cả bên trên và sau nhà); 3- vùng gió

z
> 0, nếu nguồn nằm bên phải thì b
z
< 0.
Miệng thải của ống khói nằm thấp hơn đường huyền AB của tam giác
vuông OAB được xem là nguồn thấp. Chiều cao giới hạn của nguồn thải :
H
gh
= 0,36 b
z
+ 2,5 H
nh
b) Nhà rộng đứng độc lập :
H
gh
= (b
z
+ 4,7 – H
nh
) * tgα = 0,36 b
z
+ 1,7 H
nh


Hình 1.4 Chiều cao giới hạn H
gh
của nguồn điểm thấp trong trường hợp hai
hay nhiều nhà đứng cạnh nhau trên trục gió.