BÀI GIẢNG

KIỂM SOÁT Ô NHIỄM
MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ
BIÊN SOẠN : Th.s Phan Tuan Trieu
091.57.58.062

Tp. HCM 02 - 2008

1


CHƯƠNG 1: KHÔNG KHÍ VÀ MÔI TRƯỜNG.
I - KHÁI NIỆM CHUNG:
MÔI TRƯỜNG : là tập hợp tất cả các thành phần vật chất bao quanh sự vật có khả
năng tác động đến sự tồn tại và phát triển của mỗi sinh vật, vật thể hay sự kiện.
Môi trường sống của con người là tổng hợp các yếu tố vật lý hóa học, kinh tế, xã
hội bao quanh có ảnh hưởng tới sự sống và phát triển của từng cá nhân và của từng cộng
đồng. Môi trường sống của loài người là tất cả những gì có và đang diễn ra trong vũ trụ và
thái dương hệ.
Môi trường sống của con người được chia theo mục đích và nội dung nghiên cứu
thành:
-Môi trường thiên nhiên: bao gồm các yếu tố thiên nhiên như: vật lý, hóa học
(được gọi chung là môi trường vật lý) và sinh học tồn tại khách quan, ít chịu sự chi phối
của con người.
-Môi trường xã hội: gồm các mối quan hệ tương tác giữa con người và con người.
-Môi trường nhân tạo: gồm các yếu tố vật lý, hóa học, xã hội do con người tạo ra
và chịu sự chi phối của con người.
Các thành phần của môi trường luôn tồn tại ở dạng vận động, chuyển hóa trong tự
nhiên, diễn ra theo chu trình và thường ở dạng cân bằng. Sự cân bằng này đã đảm bảo cho
sự sống phát triển ổn định. Khi bị mất cân bằng do xảy ra các sự cố ,môi trường sống sẽ



hạt khô.
-HƠI: là dạng khí từ các chất mà bình thường chúng ở dạng rắn hay lỏng. Chúng
hòa trôn hoàn toàn với không khí và có thể trở thành hỗn hợp gây nổ.
-KHÍ: lànhững chất dạng khí hòa trộn vào không khí. Chúng có thể trở về trạng
thái rắn hay lỏng ở điều kiện nhiệt độ và áp suất nào đó.
-Phần tử sống: là tổng hợp các cơ thể sống phân tán trong không khí như vi khuẩn,
bào tử nấm…
II. KHÔNG KHÍ:
Nhân loại hàng ngày sống và làm việc trong bầu không khí bao quanh mình. Do
vậy luôn luôn có một tác động qua lại giữa bầu không khí và con người ví dụ như: trao đổi
Oxy và Cacbonic; trao đổi nhiệt; làm phát sinh bụi và hơi độc …
1. Thành phần hóa học:
Không khí trong tự nhiên là một hỗn hợp bao gồm các thành phần hóa học sau:
Bảng 1-1: Thành phần hóa học của không khí khô:
Ni tơ
78,09%
Ô xy
20,94%
Agon
0,93%
Cac bô nic
0.032%
Nê ông
18 ppm
Hê li
5,2 ppm
Mê tan
1,3 ppm

273
Trong đó : f – Độ ẩm tuyệt đối g/m3
t- nhiệt độ khối không khí 0C.
-Dung ẩm: là trọng lượng hơi nước chứa trong khối không khí có phần khô là 1
W
d=
g / kg
G
(2)
P
P
d = 623× n = 623× n
g / kg
Pk
P − PK
G = 1 kg. Trọng lượng khối khí khô = 1 kg.
f =

kg.

3


W- lượng hơi ẩm g.
Pn- Áp suất riêng phần của hơi nước trong không khí ẩm.
Pk- Áp suất riêng phần của không khí khô trong không khí ẩm.
P = Pn + Pk - Áp suất khí quyển tại vị trí khảo sát.
-Độ ẩm tương đối:
Không khí ẩm trong một điều kiện nhất định về áp suất và nhiệt độ chỉ chứa được
tối đa một lượng hơi ẩm nhất định. Khi quá lượng đó, hơi nước sẽ ngưng tụ thành giọt. Đó

ϕ × Pnbh

(5)

Kg/m3

273 + t
Trong đó : γkk Trọng lượng riêng của không khí khô.
Qua đây ta thấy rằng: trong cùng một nhiệt độ và áp suất trọng lượng riêng của
không khí ẩm nhỏ hơn trọng lượng riêng của không khí khô.

P
(6) kg/m3
273 + t
d. Nhiệt dung của không khí ẩm: là lượng nhiệt chứa trong một khối khí ẩm có
phần khô là 1 kg.
γ kk = 0,465 ×

I = 0,236 × t + (597,3 + 0,44 × t ) ×

d
1000

Kcal/kg (7)

3. Biểu đồ I-d hay tk tu của không khí ẩm:
Trên H-1 là biểu đồ I-d của không khí ẩm ở áp suất khí quyển 760 mm Hg . Biểu
đồ biểu thị quan hệ của các thông số cơ bản của không khí ẩm như : t , d , I , Phn , ϕ. Trên
biểu đồ có các họ đường:
Đường đẳng nhiệt độ

A. Khí quyển:
Bầu không khí bao quanh trái đất được gọi là khí quyển. Nó có chiều dày ước
khỏang 120 ÷ 140 km và càng lên cao không khí càng loãng.
Có thể chia khí quyển làm 4 tầng theo chiều cao:
-Sát mặt đất là tầng đối lưu có chiều cao khoảng 10 ÷ 12 km là giới hạn phạm vi
của các hiện tượng thời tiết như mây, mưa, bão, gió …
-Tầng bình lưu nằm trên tầng đối lưu, có giới hạn ở độ cao khoảng 50 km.
-Tầng trung gian nằm trên tầng bình lưu và giới hạn ở độ cao khoảng 90 km.
-Tầng nhiệt nằm trên tầng điện ly và lớp ngoài cùng.
Hình H-2 cho thấy biến thiên nhiệt độ dọc theo chiều cao khí quyển.
Một đặc điểm của bầu khí quyển là khả năng ngăn cản và cho qua rất khác nhau
các loại tia bức xạ mặt trời. Trên hình H-3 cho thấy các tia bức xạ mặt trời có bước sóng
từ tia gamma 10-7 μm tới bức xạ Radio 108 μm thì chỉ có một nhóm nhỏ các tia tử ngoại,
toàn bộ ánh sáng nhìn thấy và 1 phần tia tử ngoại là tới được trái đất.
Trên vùng bức xạ Radio cũng chỉ có một khoảng hẹp các tia có thể xuyên qua
được tới mặt đất. Số lượng lớn các tia bức xạ mặt trời bị hấp thu, phản xạ trong tầng điện
ly và một phần trong tầng bình lưu.

5


H-2: Biến thiên nhiệt độ
theo độ cao khí quyển

H-3: Đặc tính của khí quyển
với sự xuyên suốt các tia vũ trụ.

B.Các yếu tố khí hậu:
1-Mặt trời và bức xạ mặt trời:
Mặt trời là một khối khí nóng khổng lồ có nhiệt độ khoảng 6.0000K luôn phát năng

I=S+D
(8)
Tổng lượng bức xạ mặt trời là thông số được các trạm quan trắc khí tượng đo
thường xuyên và liên tục trên mặt phẳng ngang song song với mặt đất.
Nước việt nam nằm trải dài từ 22022' Bắc tới 8020' Bắc và đều nằm gọn trong nội
chí tuyến Bắc nên cả nước có số giờ nắng trong ngày cao; ngắn nhất là 10h30' và dài nhất
là 11h30'. Càng vào phía nam độ dài ngày càng kéo dài hơn. Trên mọi miền một năm có 2
lần mặt trời đi qua thiên đỉnh, khi đó tia nắng gần như chiếu thẳng góc với mặt đất.
Cường độ bức xạ mặt trời cao nhất đạt tới 1,6 ÷ 1,8 Calo/cm2 phút. Lượng tán xạ
rất lớn, chiếm tới hơn 50% tổng xạ mặt trời. Nguyên nhân là do trời mây nhiều và độ ẩm
cao. Chỉ trong những ngày trời trong xanh lượng tán xạ mới giảm xuống 30 ÷ 40 %.
2 - Gió:
Gió là hệ quả của hoạt động tương tác qua lại giữa các tâm cao áp và thấp áp trong
bầu khí quyển. Các khối không khí dịch chuyển từ tâm cao áp sang tâm thấp áp tạo thành
gió. Tùy thuộc vào địa hình và nhiệt độ vùng nó đi qua mà gió có mang hay không mang
theo mây, mưa và dông.
Gió được biểu thị bởi 3 đặc trưng cơ bản:
-Hướng gió: chia thành 16 hướng từ 4 hướng cơ bản: Đông, tây, Nam, Bắc.
-Tốc độ chuyển động: theo vận tốc chia thành các cấp.
-Tần suất là tỷ số giữa số lần xuất hiện gió trên hướng đó với số liệu toàn bộ quan
trắc được.
Bảng 1-1: Phân cấp gió.
Cấp gió
Hiện tượng nhận biết
Tốc độ
Tốc độ
km/h
m/s
Cấp 0
Lặng gió, các vật trên mặt đất đứng yên.

Cấp 8
Gió lớn, cây nhỏ bị gãy, rất khó đi ngược gió.
62-74
16,9~20,6
Cấp 9
Gió rất lớn, làm hư hại nhà cửa.
75-88
20,6~24,4
Cấp 10 Gió bão làm gây bật rễ, đổ nhà.
89-102
14,4~28,3
Cấp 11 Gió bão lớn, sức phá hoại mạnh.
103-105 28,3~29,2
Cấp 12 Gió bão rất to, sức phá hoại mạnh.
>105
>29,2
Trở lên
-Người ta quan trắc gió tại các trạm khí tượng và thể hiện trên Hoa Gió theo từng
thời kỳ hay theo mùa. Chữ số giữa vòng là tần suất lặng gió. Chiều dài mỗi hướng là tần
suất của hướng. Có thể có thêm cánh đuôi trên mỗi hướng với qui ước 1 đuôi = 1m/s chĩ
tốc độ trung bình trên hướng đó trong khoảng thời gian quan trắc.
-Thông thường gió đổi hường theo mùa và biến đổi tốc độ theo thời gian trong
ngày. Ban đêm, gió gần mặt đất có tốc độ rất nhỏ và tăng dần khi mặt trời mọc và lớn nhất
vào buổi trưa và sau đó giảm dần. Chỉ những ngày nhiều gió và ngày có trời mây u ám thì
gió ít biến đổi.
7


Bảng 1-2: Số liệu gió trạm TÂN SƠN NHẤT - trung bình năm:
B

3
16,7
3
5,9
2,8
TS- tần suất gió theo hướng %
V – Tốc độ trung bình trên hướng m/s
CHƯƠNG II
MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ - NGUỒN THẢI – CHẤT Ô NHIỄM
TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG

I- CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM MTKK VÀ TÁC HẠI:
1/- Ôxit lưu huỳnh:
Trong hai loại oxýt lưu huỳnh thì sunfurơ SO2 đáng được quan tâm hơn cả vì có số
lượng lớn hơn nhiều so với anhyđric sunfuric: SO3. Hai loại khí này sinh ra nhiều nhất là
do đốt than đá và sản phẩm dầu mỏ có chứa lưu huỳnh.
SO2 là chất khí không màu, có vị hăng cay khí nồng độ trên 1ppm Khi khuếch tán
trong khí quyển, SO2 bị oxi hóa thành SO3 hay muối sunfat, chúng sẽ tách khỏi không khí
rơi xuống mặt đất theo nước mưa. Đây là nguyên nhân gây ra các trận mưa acide phá hoại
thảm thực vật trên mặt đất gần các khu công nghiệp.
Khi con người hít phải khí có nồng độ SOx cao, SOx sẽ hòa tan trong các nước bọt
ở trong miệng, dịch ở màng phổi, tạo thành acide kích thích hệ hô hấp, gây tổn thương
niêm mạc ở cơ quan hô hấp, tạo ra các chứng bệnh ở đường hô hấp.
Các giọt nước mưa hòa tan SOx tạo các loại acide sẽ làm hư hỏng mùa màng, hư
hỏng các công trình xây dựng do hòa tan CaCO3 trong kết cấu xây dựng.
SOx là nguyên nhân chính gây ô nhiễm loại YOKKAICHI.( Tháng 6/1963 thành
phố YOKAICHI bị ô nhiễm nặng bởi bụi , khí SOx , H2S làm số bệnh nhân bị ngộp thở ,
đau nhói ngực tăng cao bất bình thường).
2/-Dioxit cacbon:
Cacbonic được sinh ra do sự hô hấp của động vật, do đốt nhiên liệu và do các hoạt

hơn hoặc bằng 0.12 ppm .Với nồng độ ở 5 ppm, NO2 gây tác hại cho bộ máy hô hấp sau
vài phút và ở nồng độ từ 1.5 đến 50 ppm. NO2 sẽ gây nguy hại cho tim phổI trong vài giờ.
5/-Clo và HCl:
Clo và HCl có nhiều ở xung quanh các nhà máy hóa chất đặc biệt là các phân
xưởng sản xuất NaOH bằng cách điện phân muối ăn NaCl. Clo còn thấy ở các nhà máy
sản xuất nhựa tái sinh , các lò đốt rác thải có chứa chất dẻo. Do Clo dễ hòa tan vào nước
nên thường gây kích thích cho vùng trên của đường hô hấp khi nồng độ Clo trong không
khí cao. Khi tiếp xúc với Clo ở nồng độ cao, người thường xanh xao, vàng vạch, nhiều
bệnh tật, cây cối chậm phát triển hay dễ chết.
Trên tầng cao khí quyển, gốc Clo trong hợp chất FREON được giải phóng sẽ làm
tan rã các phân tử khí ô-dôn O3 , làm thủng lớp vỏ ô-dôn bảo vệ trái đất khỏi bức xạ tử
ngoại.
6/-Chì:
Chì được dùng nhiều trong công nghiệp, người ta được biết tới 150 nghề và trên
400 quá trình công nghệ có sử dụng chì.
Chì rất độc cho người và động vật. Chỉ với nồng độ 0.182 mg/lít không khí, đã đủ
gây ngộ độc chì dẫn đến chết xúc vật sau 18h tiếp xúc.
Chì trong không khí dưới dạng bụi nhỏ do các quá trình sản xuất gây ra.
7/-Hyđrô cacbon:
Là tên gọi chung của các hợp chất hợp thành từ hyđrô và cacbon.
Hyđrô cacbon trong không khí có nguồn gốc từ thiên nhiên do quá trình phân hủy
yếm khí chất hữu cơ, như mêtan, etylen,…
Trong không khí ở các thành phố và khu công nghiệp, hyđrô cacbon có trong
không khí do khí thải của các lò đốt sản phẩm dầu mỏ, khí thải động cơ nổ, và còn do bay
hơi của các sản phẩm dầu mỏ trong quá trình vận chuyển, tồn trữ và sử dụng. Các loại
thường gặp là etylen, benden, xilen, toluen…
Tuỳ thuộc vào bản chất hoá học.HC tác hại khác nhau tới người , gia súc và thực
vật trong môi trường có chứa HC.
8/-Bụi:
Những hạt bụi có kích thước nhỏ hơn hoặc bằng 0,1μm không lưu lại trong hệ

0,8 kg/kwh. Nguồn cung cấp than là các mỏ than vùng đông bắc. Theo TS Phạm Ngọc
Đăng: năm 1993 các nhà máy tiêu thụ gần 480.000 tấn than và thải ra khí quyển 6.713 tấn
khí SO2; 2.724 tấn NOx; 277,9 × 103 tấn CO2 và 1491 tấn bụi. Đây là nguồn gây ô nhiễm
rất lớn nhưng việc khắc phục còn rất khó khăn và tốn kém.
Các nhà máy dùng dầu F.O làm nhiên liệu chủ yếu tập trung ở phía nam như Thủ
đức - Cần thơ - Hiệp phước. Nguồn khí thải chủ yếu là CO và SOx do trong dầu F.O hàm
lượng lưu huỳnh rất cao (tới 3%).
Với các nhà máy dùng khí làm nhiên liệu thì nguồn gây ô nhiễm không khí chỉ là
CO2, NO2.
2. Ngành khai thác than:
Ngành khai thác than ít có nguy cơ trực tiếp gây ô nhiễm không khí, có chăng chỉ
có nguồn phát sinh bụi từ các tuyến vận chuyển, phân loại than mà thôi. Ngành này tiềm
ẩn khả năng làm biến đổi môi trường - sinh thái vùng khai thác do cây cối bị triệt phá, đất
đá bị đào xới…
3. Ngành khai thác dầu khí:
Nguồn phát thải chất ô nhiễm là việc đốt bỏ khí đồng hành và những sự cố dò rỉ
khí đốt trên các tuyến vận chuyển, sử dụng.
b.Công nghiệp hóa chất:
1.Hóa chất cơ bản: chúng ta ít có nhà máy sản xuất hóa chất cơ bản lớn , nhất là ở
khu vực phía nam. Nhưng có một số nhà máy công nghiệp khác có theo dây chuyền sản
xuất hóa chất xút - clo trên cơ sở điện phân muối ăn. Tại những cơ sở này, hơi Clo được
thải bỏ tự do vào không khí là một nguy cơ gây ô nhiễm môi trường.
Tùy theo các dạng sản phẩm làm ra mà các cơ sở sản xuất hóa chất cơ bản có chất
thải làm ô nhiễm môi trường khí. Ví dụ: SO2 từ công nghệ sản xuất acide sunfuric; clo từ
công nghệ điện phân muối ăn.
2. Phân hóa học: nguồn ô nhiễm lớn nhất tại các nhà máy phân hóa học là bụi, sau
đó là hơi SO2 và fluo nếu là dây chuyền sản xuất super lân, hay NH3, CO2 nếu là sản xuất
phân đạm.
3. Thuốc trừ sâu: các nhà máy thuốc trừ sâu ở nước ta có hai dạng chính là thuốc
trừ sâu dạng lỏng và rắn. Ở các nhóm clo hữu cơ và lân hữu cơ là loại có độc tính cao.

soát tốt. Hiện tại, vấn đề ô nhiễm môi trường do bụi và khói ở một vài nhà máy xi măng
vẫn đang chưa được giải quyết.
2. Sản xuất gạch đất nung:
Tại các cơ sở công nghiệp lớn, gạch đất nung trong các lò tuy-nen dùng nhiên liệu
là dầu DO hay FO, các nhà máy này phát thải vào không khí chất gây ô nhiễm do đốt dầu
vẫn đang tồn tại, còn chưa được giải quyết triệt để. Chất gây ô nhiễm là tro bụi, CO2, SOx.
Tại các lò gạch thủ công dùng trấu, củi, than làm ô nhiên liệu,do đặc tính công suất
nhỏ, ở rải rác nên khí thải chứa tro bụi, CO2 ảnh hưởng tới các nhà dân lân cận. Khi tập
trung thành các làng nghề thì vấn đề sẽ trở nên bức xúc hơn.
3. Sản xuất gạch gốm, đồ gốm sứ:
Các nhà máy sản xuất gạch ceramic có nguồn phát thải lớn chất gây ô nhiễm vào
không khí là tháp sấy Kaolin và lò nung. Trong khí thải thường chứa: CO, CO2, Fluor,
SOx…
Lò nung thải khí thải đốt nhiên liệu dầu mỏ trừ các xí nghiệp có lò nung dùng gaz.
Bụi từ dây chuyền cân trộn nghiền cao line và phụ gia.
e. Khí thải chất ô nhiễm từ lò đốt:
Lò đốt nhiên liệu là tên gọi chung cho tất cả các loại như lò hơi, lò nung, lò rèn,
buồng sấy…dùng để đốt nhiên liệu rắn hay lỏng lấy nhiệt lượng phục vụ cho nhu cầu sản
xuất, đời sống. Quá trình cháy trong lò sẽ sinh ra khí thải có nồng độ CO2, CO, SOx, NOx
và tro bụi. Tùy theo đặc điểm của mục đích sử dụng mà khí thải của lò đốt còn mang theo
các chất ô nhiễm đặc trưng khác. Khi tính toán lắp dựng lò đốt và ống thải không hợp lý,
khí thải lò đốt sẽ làm ô nhiễm không khí vùng lân cận dưới chiều gió.
Cần phải có sự chú ý đặc biệt tới lò đốt rác thải vì ngoài khí thải do cháy nhiên liệu
còn có khí thải do các thành phần của rác cháy hay bốc hơi vào khí thải.
11


B. Ô nhiễm giao thông:
Cùng với đà phát triển của công nghiệp hóa, số lượng các phương tiện giao thông
ngày càng nhiều. Vì vậy trên các tuyến giao thông đông đúc ở các đô thị thường xuất hiện

phải sử dụng tới phương thức thoát mồ hôi để tránh thân nhiệt tăng cao. Cảm giác lạnh
xảy ra khi lượng nhiệt cơ thể sinh ra nhỏ hơn lượng nhiệt trao đổi với môi trường.
- Việc trao đổi nhiệt của con người phụ thuộc vào các yếu tố vật lý của không khí
là: Nhiệt độ, độ ẩm, tốc độ gió và nhiệt độ bức xạ của các vật thể quanh mình. Nhiệt độ
bức xạ là giá trị trung bình diện tích nhiệt độ các bề mặt bao quanh.
n

t bx =

∑ (t
1

i

× fi )

n

(9)

∑f
1

i

Khi nhiệt độ này > 35 0C thì cơ thể con người còn phải thải vào không khí lượng
nhiệt xâm nhập vào con người qua con đường bức xạ.
- Khi ở trong bầu khí nóng (có t & tR cao), oi bức và không thoáng đãng ( v nhỏ) con
người cảm thấy nóng bức, toát mồ hôi, mất tập trung, giảm sức lao động và trí nhớ. Khi
thân nhiệt tăng cao tới 42 – 43 0C có thể dẩn tới tử vong.

của người Việt Nam. Một cách gần đúng có thể xác định nhiệt độ hiệu quả tương đương
qua công thức của Weeb.
(10)
Ttd = 0,5 × (t k + t u ) − 1,94 × v
*/-Để đánh giá đồng thời cả 4 yếu tố t, tu, tR, v lên cảm giác nhiệt của con người.
Có nhà khoa học kiến nghị dùng các thông số:
Chỉ số Kôrenkôv hay còn gọi là chỉ số điều kiện nhiệt:
(11)
∑ H = 0,24 × (t k + t bx ) + 0,1× d − 0,09 × (37,8 − t k ) × v
Trong đó:
o
C
tk : nhiệt độ khô của không khí.
o
C
tbx:: nhiệt độ bức xạ của môi trường.
d : dung ẩm.
g/kg
v : tốc độ gió
m/s
hay Chỉ tiêu tam cầu WBGT:
TWBGT = 0,7 × t u + 0,2 × t cd + 0,1 × t k
Trong đó :
o
C
tk : nhiệt độ khô của không khí.
o
C
tu : nhiệt độ ướt của không khí.
o

×
22,4
273 + t 760

(13)

Trong đó:
t- nhiệt độ 0C.
p - áp suất khí quyển mmHg.
TLPT – Trọng lượng phân tử của chất cần đổi.
-Trị số nồng độ lớn nhất ghi nhận được trong quá trình quan trắc gọi là nồng độ tức
thời. Trong tiêu chuẩn chất lượng môi trường thường dùng trị số nồng độ tức thời cho
phép. Đây là nồng độ chất độc hại lớn nhất trong không khí mà không gây tác hại đối với
con người.
Về môi trường không khí , chúng ta đã có các tiêu chuẩn:
- QCVN 02:2008/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải lò đốt chất
thải rắn y tế. 30 -12 - 2008.
- TCVN 5937 - 2005: chất lượng không khí. Tiêu chuẩn chất lượng không khí
xung quanh.
- TCVN 5938 - 2005: chất lượng không khí. Nồng độ tối đa cho phép của một số
chất độc hại trong không khí xung quanh.
- TCVN 5939 - 2005: chất lượng không khí. Tiêu chuẩn khí thải công nghiệp đối
với bụi và chất vô cơ.
- TCVN 5940 - 2005: chất lượng không khí. Tiêu chuẩn khí thải công nghiệp đối
với chất hữu cơ.
- Quyết định 3733-2002- QĐ-BYT giới hạn cho phép các chất độc hại trong môi
trường không khí ở cơ sở sản xuất. Gồn các thông số:
+Nồng độ giới hạn cho phép chất độc trong không khí ở cơ sở sản xuất.
+Nồng độ bụi giới hạn cho phép có trong không khí ở cơ sở sản xuất.
+Vi khí hậu vùng làm việc.



201 - 300

Xấu

>300

Nguy hại

Nhóm nhạy cảm tránh ra ngoại
Những người khác nên
hạn chế thời gian ở ngoài
Mọi người nên ở trong nhà

Theo hướng dẫn của Cơ quan Bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (US Federal Resgister
Part III - EPA - 40 CFR Part 58 ), chỉ số AQI được tính toán dựa trên tiêu chuẩn hiện hữu
về chất lượng không khí Việt Nam (TCVN - 5937 - 1995 ).
Chất lượng không khí thường được đo bởi mạng lưới quan trắc ghi lại nồng độ của
các chất ô nhiễm chính tại hơn một nghìn vị trí trong cả nước theo từng ngày. Những
phương pháp này chuyển đổi vào giá trị AQI thông qua việc sử dụng các phương pháp tiêu
chuẩn được phát triển bởi EPA.
Một giá trị AQI được tính toán cho từng chất ô nhiễm riêng lẻ cho một khu vực
(Ozone sát đất, bụi, SO2, NO2, CO) theo số liệu nồng độ của các chất ô nhiễm dựa
vào bảng giá trị tới hạn (bảng 1) và được tính thông qua công thức (1) dưới đây.
Ip =

(I HI − I LO ) (C − BP ) + I
LO
LO

Tuy vậy, không phải với nguồn thải nào cũng có thể biết hay đo được các tham số
trên vì nhiều lý do khác nhau.Ví thế,người ta phải kiểm toán nguồn thải qua hệ số thải hay
qua công thức kinh nghiệm hoặc lý thuyết.
Hệ số phát thải là lượng thải chất ô nhiễm tính bình quân trên một đơn vị nhiên
liệu tiêu hao hay trên một đơn vị thành phẩm làm ra. Hệ số thải được xác định qua tập hợp
nhiều số liệu thống kê để rút ra hệ số chung.
Bảng 1-3 và 1-4 là ví dụ về hệ số phát thải chất ô nhiễm không khí.
Bảng 1-3: Hệ số thải chất ô nhiễm của nhà máy nhiệt điện đốt than angtraxit:
Hệ số phát thải ( kg/tấn )
Mức độ
ĐV.(U)
xử lý
Than
Bụi
SO2
NOx
CO
VOC
Không có lọc bụi
Tấn
5xA
19,5xS
9
0,3
0,055
Lọc bụi bằng cyclon
Tấn
1,25xA 19,5xS
9
0,3

1000 km
0,9
4,76
10,3
18,2
4,2
( Trung bình )
Cũng có thể kiểm toán nguồn thải qua các công thức rút ra từ nghiên cứu thống kê
hay từ các cân bằng hóa học…Các công thức này bỏ qua phương pháp và công nghệ sản
xuất .
Ví dụ:
- Xác định lượng SO2 thải ra khi đốt nhiên liệu có chứa lưu huỳnh :
Kg/h

MSO2 = 20 × B × S

(14)

Trong đó: B- lượng nhiên liệu đốt (Tấn /h )
S- Hàm lượng lưu huỳnh ( % )
-Xác định lượng thải NOx của lò hơi:
MNO X = 20 × B ×

Dk
1000 + Dk

Dk – Công suất hơi ( tấn /h )
16

kg/h


Ống thải
Máy hút khí
Bộ lọc nước
Bộ thu hạt bụi
H
ƒ

ƒ
ƒ

: Sơ đồ khối hệ thống đo đạc nồng độ chất ô nhiễm trong ống thải.

Ống lấy mẫu thường là một ống tròn rỗng bằng kim loại như đồng hay INOX có
đường kính chừng 6 ~ 12mm, một đầu thường được uốn cong 90o còn đầu kia để thẳng
và nối với ống dẫn khí hút về các thiết bị khác. Khi thu mẫu bụi, đầu ống uốn cong
được hướng sao cho miệng ống vuông góc với chiều đi tới của dòng khí.
Đầu ống lấy mẫu bụi có cấu tạo đặc biệt, mép ống có cạnh vát sắc để làm giảm dòng
chảy rối phát sinh tại đầu ống ảnh hưởng tới kết quả đo.
Bộ thu hạt bụi ở nhiệt độ thường là các màng lọc hiệu quả cao để thu các hạt bụi trong
dòng khí thu được. Bằng cách so sánh trọng lượng màng trước và sau khi lọc, người ta
17


có được lượng bụi thu được trên màng lọc và từ đó biết được nồng độ bụi trong ống
thải. Khi khí thải có nhiệt độ cao, người ta phải dùng các loại màng lọc bằng vật liệu
đặc biệt hoặc phương pháp khác.

Hình 2: Hình dạng đầu lấy mẫu bụi trong ống và ảnh hưởng của tốc độ lấy mẫu tới kết
quả.


L – Lưu lượng lấy mẫu

(lít / phút).
18

l/ph


v – Tốc độ dòng khí tronbg ống ( m /s).
f – Tiết diện ngang đầu lấy mẫu (m2 ).
Ví dụ: Ống khói có đường kính D=320 mm Thải khói có lưu lượng L=3.500 m3/h. Tính
lưu lượng lấy mẫu như sau:
Tốc độ khí trong ống khói:

3500
= 12,1
m/s
0,32 2 × π
3600 ×
4
Với đường kính đầu lấy mẫu d = 10 mm, Lưu lương khí lấy mẫu cần thiết là:
v=

π × 0,012
l = 12,1 ×
× 60 .000 = 57
l/ph
Chú ý: Lượng khí lấy mẫu 4không phải là lượng khí đưa vào công thức tính nồng độ
bụi vì sự khác biệt về nhiệt độ. Khi tính nồng độ bụi phải thêm vào hệ số hiệu chỉnh nhiệt


: Sơ đồ khối đo nồng độ bụi trong ống thải.

2. Đo nồng độ hơi khí độc trong ống thải:
Các chất ô nhiễm ở dạng hơi và khí khuyếch tán tốt trong không khí nên khi di chuyển
trong ống thải, nồng độ chất ô nhiễm đồng đều trong toàn bộ không gian ống thải. Vì thế,
việc đo đạc nồng độ chất ô nhiễm trong ống thải tương tự như đo trong môi trường không
khí xung quanh. Vị trí lấy mẫu nên ở mặt cắt ngang ống có dòng chảy đều đặn, Đầu lấy
mẫu có thể có hướng bất kỳ và lấy mẫu ở mọi tốc độ. Lưu lượng khí lấy mẫu phải tuân thủ
19


các thường quy kỹ thuật chuyên ngành. Đặc biệt khi đo hơi khí có nồng độ cao thì phải
qua hấp thu nhiều bậc để có giá trị đo gần với thực tế.
Ống thải
Đầu lấy
mẫu
Dung dịch
hấp phụ

Bộ hấp
thu khí

Bộ hấp
thu khí

Bộ hấp
thu khí

Xử lý

Lượng đi vào = lượng chất tiêu hủy + lượng chất tích lũy + lượng chất đi ra.
Trong tự nhiên, không phải chất nào cũng tuân thủ đúng các quá trình này. Do vậy,
chúng ta có các trường hợp sau:
A-Hệ thống bảo toàn vật chất ổn định:
Đây là trường hợp đơn giản nhất. Không gian nghiên cứu không xảy ra các trường
hợp tiêu hủy hay tích tụ chất ô nhiễm. Khi đó ta có:
Lượng chất đi vào = lượng chất đi ra.
(16)
Trường hợp này chỉ xảy ra trong trường hợp hệ thống nghiên cứu không có hay có
khả năng tích lũy hay tiêu hủy chất ô nhiễm nhỏ không đáng kể.
-VD: không gian của 1 phòng A thông với phòng kế bên B và C. Không khí đi vào
phòng A từ phòng B với lưu lượng LB và nồng độ CO2 là CB và không khí từ phòng C với
lưu lượng Lc và nồng độ CO2 là Cc . Không khí từ phòng A được quạt hút thải ra ngòai.
Vậy lượng khí phải hút ra ngoài và nồng độ CO2 ở khí thải là bao nhiêu ?
Nếu chúng ta thừa nhận đây là hệ thống bảo toàn ổn định nghĩa là: lưu lượng
không khí và lượng CO2 đi ra khỏi phòng A phải bằng lượng đi vào.
Do vậy:
L = LB + L c
LxC = LBxCB + LcxCc

C =

L B × CB + L C×C C
L

(17)

B-Hệ thống vật chất ổn định không bảo toàn:
Trên thực tế, chất ô nhiễm phát tán trong không khí thường tham gia các phản ứng
hóa học, sinh học nên lượng vật chất không được bảo toàn trong quá trình phát tán.

-VD: một phòng hút thuốc có thể tích 500m3 có lượng thải khí formaldehyde
(HCHO) từ khói thuốc lá là 140mg/h. Phòng được thông gió với lưu lượng 1000m3/h. Hay
xác định nồng độ formaldehyde trong không khí nếu cho rằng hệ số chuyển đổi
formaldehyde thành CO2 là 0.4 h-1.
Giả thiết rằng nồng độ formaldehyde đồng đều trong phòng và bằng nồng độ trong
khí ra khỏi phòng C. Ta có thể viết biểu thức toán cho hệ thống như sau:
Lượng đi vào = lượng đi ra + K.C.V
140 = 1000 x C + 0.4 x 500 x C
140 = 1200 x C
→ C = 0.117 mg/m3.
C-Hệ thống không bảo toàn vật chất và không ổn định:
Trong thực tế chúng ta gặp rất nhiều mô hình trong điều kiện không ổn định, tức là
có sự lưu tồn chất ô nhiễm trong không gian xét. Bản thân sự phát thải chất ô nhiễm và
lượng không khí đi qua không gian xét liên tục biến đổi theo thời gian. Trong trường hợp
đó, người ta tìm cách đơn giản bài toán để có thể giải được. Mô hình toán của hệ thống
này có dạng cơ bản là:
Lượng đi vào = Lượng đi ra + Lượng lưu tồn + Lượng phân hủy.
II- CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG TỚI SỰ KHUẾCH TÁN CHẤT Ô NHIỄM
TRONG KHÍ QUYỂN:
A/Các yếu tố khí hậu :
1-Ảnh hưởng của gió:
Gió gây ra các dòng chảy rối không khí ở lớp sát mặt đất. Nhờ có gió chất ô nhiễm
được khuếch tán rộng ra làm cho nồng độ chất ô nhiễm giảm xuống rất nhiều so với ban
đầu. Gió là nhân tố đặc biệt quan trọng trong việc khuếch tán bụi và hơi hóa chất nặng hơn
không khí.
Gió có thể khuếch tán chất ô nhiễm, làm giảm nồng độ ban đầu vì nó thường gây
các dòng chảy rối của không khí sát mặt đất. Khác với các dòng chảy tầng xuất hiện khi
gió yếu, dòng chảy rối của không khí được đặc trưng bằng việc xáo trộn các phần tử khí ở
các lớp sát cạnh nhau. Do các xáo trộn này, các phần tử chất ô nhiễm cũng được nhanh
chóng di chuyển sang các lớp không khí lân cận. Kết quả là sự khuếch tán chất ô nhiễm

Qua nghiên cứu, người ta đã xác định được bóng rợp khí động của tường chắn có
chiều cao h như hình vẽ sau:
Trong vùng bóng khí động, tốc độ di chuyển của gió rất nhỏ không khí trao đổi với
không khí vùng xung quanh kém dễ gây các hiện tượng tích tụ chất ô nhiễm.

L/h
H/h

H 2-1: Quy luật bóng khí động sau tường chắn.
1
2
3
4
5
1.7
2.1
2
1.8
1.2

6
0.7

7
0.4

8
0

Đối với nhà cửa đứng độc lập do có các ô văng, lỗ cửa thông gió nên quy luật của

Vì vậy, khi xem xét khả năng phát tán chất ô nhiễm ở các vùng này cần phải xem
xét vị thế thực tế của nơi đặt nguồn thải với các điều kiện gió địa phương chứ không thể
dùng số liệu chung của toàn khu vực cho đài khí tượng thông báo.
VD: Cụ thể là nhà máy nhiệt điện Ninh Bình do khi thiết kế không lường hết được
điều kiện địa hình nên đã gây ô nhiễm môi trường cho thị xã Ninh Bình vào mùa gió Nam
– Đông Nam.
24


III-PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN SỰ KHUẾCH TÁN CHẤT Ô NHIỄM
TRONG MÔI TRƯỜNG KHÍ
A. Phân loại các nguồn thải chất ô nhiễm:
1-Theo chiều cao nguồn thải chất ô nhiễm:
Nguồn thải thấp là nguồn thải đặt trong vùng bóng khí động của công trình hay
thấp hơn chiều cao giới hạn như sau:
-Với nhà có chiều ngang hẹp đứng độc lập: Hgh = 0,36 x b1 + 2,5 x H
-Với nhà có chiều ngang rộng đứng độc lập:Hgh = 0,36 x b1 + 1,7 x H
-Với nhóm nhà: Hgh = 0,36 x( b1 + X ) + H
b1-Khoảng cách từ tường hậu tới nguồn thải
X-khoảng cách các nhóm nhà
H-chiều cao nguồn thải
Nguồn thải cao : là nguồn thải có H>Hgh
2 -Theo kích thước nguồn:
Nguồn điểm:Là nguồn có kích thước nhỏ gọn trong không gian như các ống thải
khi hay ống khói…
Nguồn đường:Là nguồn thải chất ô nhiễm kéo dài trên một mặt phẳng.Như cửa
mái nhà công nghiệp…
Nguồn diện: Là nguồn thải chất ô nhiễm trải đều trên một mặt phẳng.
Nguồn không gian: Là nguồn thải chất ô nhiễm trải đều trong một không gian.
3 -Theo nhiệt độ khí thải phân thành:

⎟
∂x ⎠ ∂y ⎝
∂y ⎠ ∂z ⎝
∂t
∂x ∂x ⎝
∂z ⎠
Trong đó:
C_ Nồng độ chất ô nhiễm trong không khí.
x,y,z_ Tọa độ điểm xét.
k_ Hệ số khuếch tán rối theo các phương x,y,z.
u_ Tốc độ gió.

25