›
›

Bài giảng Phân tích môi trường - Chương 3: Thành phần và các chỉ tiêu khí thải

pdf 94 trang vanle 2340
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Phân tích môi trường - Chương 3: Thành phần và các chỉ tiêu khí thải", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_phan_tich_moi_truong_chuong_3_thanh_phan_va_cac_ch.pdf

Nội dung text: Bài giảng Phân tích môi trường - Chương 3: Thành phần và các chỉ tiêu khí thải

  1. BÀI GIẢNG PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG Khoa Công Nghệ Hóa Học– Bộ môn Hóa Phân Tích ĐH Công Nghiệp – TP.HCM TS. Nguyen Ngoc Vinh ngocvinhnguyen308@gmail.com
  2. Chương 3: Thành phần và các chỉ tiêu khí thải 3.1. Thành phần khí thải 3.1.1. Khí thải công nghiệp 3.1.2. Khí thải giao thông và đô thị 3.2. các chỉ tiêu và ý nghĩa trong thành phần khí thải 3.2.1. Bụi 3.2.2. Sol khí 3.2.3. Khí độc 3.3. Phương pháp lấy và bảo quản mẫu khí
  3. 3.1. Thành phần khí thải •Khí quyển trái đất là lớp chất khí bao quanh hành tinh được giữ bởi lực hấp dẫn, phạm vi từ phía dưới mặt đất như các hang động trong Thạch quyển và Thổ quyển đến độ cao hơn 1.000 km - Thành phần khí quyển ổn định theo phương ngang và thay đổi theo phương đứng (78,1% N2, 20,9% O2, 0,9% Ar, 0,035% CO2 và một số chất khí khác). Phần lớn 5.1015 tấn của khí quyển tập trung ở tầng đối lưu và bình lưu.
  4. Thành phần cấu tạo của không khí sạch Khí Nồng độ Thời gian Khí Nồng độ Thời gian (ppm) tồn tại (ppm) tồn tại Ar 9.340 H2 0,58 10 năm Ne 18 N2O 0,33 10 năm -5 -4 Kr 1,1 SO2 10 -10 40 ngày -4 -3 Xe 0,09 NH3 10 -10 20 ngày -6 -2 N2 780.840 106 năm NO+NO2 10 -10 1 ngày -2 -1 O2 209.460 10 năm O3 10 -10 -5 -3 CH4 1,65 7 năm HNO3 10 -10 1 ngày CO2 332 15 năm H2O Đa dạng 10 ngày CO 0,05-0,2 65 ngày He 5,2 10 năm
  5. 3.1. Thành phần khí thải Khí quyển TĐ có cấu trúc phân lớp bao gồm các tầng như: - Tầng đối lưu (troposphere) cao đến 7-8km ở 2 cực và 16- 18km ở xích đạo tính từ mặt đất, là nơi tập trung nhiều hơi nước, bụi, mây, mưa đá, bão , có to và P giảm dần theo chiều cao, luôn chuyển động khối KK bị nung từ mặt đất. - Tầng bình lưu (stratosphere) nằm trên tầng đối lưu (50km) có không khí loãng hơn, ít chứa bụi và các hiện tượng thời tiết, to độ và P tăng dần theo độ cao. Ở độ cao 25km tồn tại lớp không khí giàu ozon (O3) thường gọi là tầng ozon. Lớp O3 này ngăn các tia UV xuống trái đất. Hiện nay, lớp ozon có xu hướng mỏng dần, đe dọa sự sống của con người và sinh vật trên trái đất.
  6. - Trên tầng bình lưu (mesosphere) nằm từ 50 km đến độ cao 80km) gọi là tầng trung lưu, to giảm dần theo độ cao nhanh hơn tầng đối lưu. - Từ 80 – 500km gọi là tầng nhiệt (thermosphere), có nhiệt độ ban ngày rất cao, nhưng ban đêm xuống thấp - Từ 500km trở lên gọi là tầng điện ly. Do các tia UV, phân tử kk loãng bị phân hủy thành He+, H+, O+. Đây là nơi xuất hiện cực quang và phản xạ các sóng ngắn vô tuyến. - Giới hạn ngoài của khí quyển rất khó xác định, người ta ước tính khoảng 1.000 – 2.000km.
  7. Ô nhiễm không khí •Chất gây ONKK là chất được thải vào KK với nồng độ vừa đủ gây ảnh hưởng tới sức khỏe con người, sử phát triển sinh trưởng của động thực vật, phá hủy vật liệu, làm giảm cảnh quan môi trường vd: NOx, SOx, bụi và VOCs.
  8. Ô nhiễm không khí •Trong quá trình tiến hóa của sự sống thì ÔNKK xuất hiện từ thời Hy Lạp, La Mã. •1970 – 1980 phát hiện CFC’s làm suy thoái lớp ozon và lượng CO2 thải ra nhiều đã gây sự nóng lên toàn cầu. •Mức độ ÔNKK hiện nay tùy thuộc vào quy mô dân số, tiêu thụ tài nguyên và hiệu quả sử •Lịch sử ô nhiễm không khí dụng tài nguyên
  9. •Nguyên nhân của ô nhiễm không khí •Phát sinh từ 2 nguồn chủ yếu là tự nhiên và nhân tạo: •Ô nhiễm KK tự nhiên: là do đất, cát sa mạc, đất trồng bị bào mòn và thổi thành bụi, nham thạch và hơi khí, khói bụi thoát ra từ núi lửa, cháy rừng, quá trình thối rữa xác động vật và thực vật chết •Ô nhiễm KK nhân tạo: do các hoạt động CN, đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, các hoạt động GTVT và sinh hoạt của con người. •Nguồn ô nhiễm KK nhân tạo rất đa dạng và chia thành 3 loại chủ yếu là từ hoạt động công nghiệp, giao thông vận tải và nguồn ô nhiễm do sinh hoạt.
  10. 3.1.1. Khí thải công nghiệp Nguồn ô nhiễm KK do công nghiệp: do 2 quá trình chính, quá trình đốt nhiên liệu (bao gồm cả nhiên liệu hóa thạch) và quá trình bốc hơi rò rỉ, thất thoát chất độc trên dây Số lượng và mức độ độc hại của các chuyền sản nguồn phụ thuộc vào quy mô, loại công xuất. nghệ, nhiên liệu sử dụng, và phương pháp đốt
  11. 3.1.1. Khí thải công nghiệp − Nhà máy nhiệt điện dùng than: thải ra khí quyển CO2, NOx, SO2 và bụi tro trong khói thải, đây là nguồn ô nhiễm rất lớn. − Nhà máy nhiệt điện dùng dầu FO làm nhiên liệu: thải ra CO và SOx do trong dầu FO có chứa lưu huỳnh (3%) − Nhà máy nhiệt điện dùng khí làm nhiên liệu: thải ra chủ yếu là CO2 và NO2
  12. 3.1.1. Khí thải công nghiệp − Ngành khai thác than chủ yếu phát sinh bụi trong quá trình khai thác, vận chuyển, phân loại than sản phẩm − Ngành khai thác dầu khí phát sinh các chất ô nhiễm chủ yếu do đốt bỏ khí đồng hành và những sự cố rò rỉ khí đốt trên các tuyến vận chuyển, sử dụng
  13. 3.1.1. Khí thải công nghiệp Ngành SX vật liệu xây dựng cũng đốt nhiều nhiên liệu hóa thạch và thải ra nhiều khói bụi, SO2, CO, CO2, NOx, fluor nhà máy thủy tinh thải ra lượng lớn khí HF, SO2 •Ngành hóa chất, phân bón, TBVTV thải ra nhiều khí độc hại khác nhau như hơi chlor, fluor, NH3, CO2, SO2, hơi thuốc BVTV
  14. 3.1.1. Khí thải công nghiệp − Công nghiệp cơ khí luyện kim, thải ra nhiều bụi khói kim loại, khói thải (CO, CO2, NOx, SO2, CxHy, NH3, bụi và hóa chất độc hại). Khí thải của ngành này có nhiệt độ cao (300 - 400oC). •Lò luyện thép gây ô nhiễm môi trường ở Đà Nẵng
  15. Các loại ngành công nghiệp chính (phân loại nguồn đặc trưng) Ngành công nghiệp Hoạt động chủ yếu Loại chất gây ô nhiễm Sơ chế KL (sắt hoặc Nung chảy KL, luyện Hơi khói của oxit KL, không phải là sắt) cán thép, nấu chảy và CO, tro bụi KL, SO2, Pb, đúc thành thỏi kim loại As, Cu phụ thuộc độ nung chảy KL Chế tạo những sản Chế tạo các thiết bị gia Hơi kim loại và bụi từ phẩm kim loại nhiệt, tb hàn, vũ khí, lò đúc đồ dùng sinh hoạt Cơ khí chế tạo Chế tạo chi tiết máy, Bụi thô, sương khói lắp ráp sản phẩm, thiết phát sinh tại nơi sản bị dùng trong nông xuất, hơi và khói từ KL nghiệp, gia đình, văn nóng đỏ phòng, dệt vải, đóng giày, may mặc Máy móc, thiết bị Chế tạo và lắp ráp máy Tương tự ngành cơ khí điện móc, thiết bị cho các chế tạo nhà máy điện như moteur, transformer
  16. Ngành công nghiệp Hoạt động chủ yếu Loại chất gây ô nhiễm Khai thác mỏ Khai thác đá, nghiền Khí đồng hành, CO, sản phẩm rắn, khoáng bụi, khói, hơi dầu bốc chất, quặng KL, khai ra từ dầu trong kho, thác và lọc dầu, khai SO2 và khói nhẹ từ quá thác và tách khí đồng trình phân hủy và đốt hành, khí tự nhiên cháy dầu khi đi qua tb Đồ trang bị nội thất, Khai thác và các quá Mùn cưa và bụi phát gỗ xẻ và các sản trình chế biến gỗ, đồ sinh từ công đoạn cưa, phẩm gỗ trang bị nội thất và gia nghiền, hơi dung môi dụng, các sản phẩm hữu cơ từ sơn hoặc phụ sinh ra từ quá dầu từ quá trình sơn, trình sản xuất đồ gia khói do thiêu đốt chất dụng, các công đoạn thải rắn (từ gỗ, sản nhuộm, sơn và đốt phẩm nghiền, mùn cưa) chất thải rắn Thiết bị vận tải Chế tạo, lắp ráp ô tô, Hơi dung môi hữu cơ tàu thuyền, máy bay từ quá trình lắp ghép và các thiết bị vận tải bảo vệ bề mặt khác
  17. Ngành công nghiệp Hoạt động chủ yếu Loại chất gây ô nhiễm Hóa chất và những Ngành hóa dầu, dầu Các chất ô nhiễm dạng sản phẩm tương nặng, sản xuất hóa hơi (bao gồm hóa chất đương chất, dược TBVTV, và cả sản phẩm cuối), chất tẩy rửa, mỹ phẩm, chlor, fluor, NH3, CO2, hóa chất nhuộm, các SO2, tb công nghệ hóa học Khoáng chất (gạch, Sản xuất vật liệu xây Bụi từ máy móc thiết đá và các sản phẩm dựng từ khoáng chất, bị, khói hơi từ công kính) amiăng, nung chảy đoạn nấu chảy hoặc các sản phẩm kính trong các lò nung Dệt Tách sợi bông, xe sợi, Bụi từ bông vải, sợi, chỉ, dệt thảm, mền, hơi nước và khí khác may mặc, tẩy trắng, từ nhuộm, tẩy, ngâm nhuộm in, làm chăn tẩm, bụi khói từ quá bông, đệm trình đốt chất thải, khung dệt, băng tải
  18. Ngành công nghiệp Hoạt động chủ yếu Loại chất gây ô nhiễm Các sản phẩm về Tạo sản phẩm từ cao Bụi, bột than đen từ cao su su tự nhiên, tổng hợp quá trình hòa trộn, cán và tái chế, quá trình tráng, hơi dung môi chế biến cao su bao hữu cơ từ quá trình gồm quá trình lưu hóa nghiền trộn, gắn kết, tạo hình, làm khô sản phẩm Giấy và các sản Sản xuất giấy và các Mùn bụi thoát ra, hơi phẩm tương đương sản phẩm tương nước từ thiết bị sấy, đương từ bột gỗ, sợi hơi hắc ín từ tấm lợp cellulose liên quan đến cắt nghiền trộn nấu giấy vụn In tại các nhà xuất Tạo chữ bằng khuôn Hơi oxyt chì từ các bản chữ, in đá, in kẽm, in khuôn chì, hơi dung khắc photo ảnh, in mạ, môi hữu cơ từ quá các dung môi hòa tan trình in, đặc biệt là in trong mực in quay
  19. Ngành công nghiệp Hoạt động chủ yếu Loại chất gây ô nhiễm Thiết bị Sản xuất các thiết bị Khói bụi hơi tương tự điện, khuôn đúc, cơ khí chế tạo, hơi acid phòng TN, nha khoa, trong công đoạn mạ chụp ảnh, đồng hồ, các sp hợp kim cứng Thực phẩm và các Giết thịt, chế biến hun Mùi hôi từ chế biến sản phẩm tương tự khói, sản xuất bơ, sữa, thực phẩm, bụi từ quá đồ hộp, rau quả, hải trình xay xát sản, lúa gạo và các loại rượu. Mỡ dầu nhờn từ động vật Các ngành công Thuốc là, súng ống, vũ Các loại chất ô nhiễm nghiệp khác khí, da và các sản đã liệt kê ở trên phẩm da thuộc, xây dựng và sản xuất đồ kim hoàn
  20. 3.1.2. Khí thải giao thông và đô thị Nguồn ô nhiễm KK do giao thông: chủ yếu xảy ra trên các tuyến đường giao thông, các khí độc hại phát sinh trong quá trình đốt cháy nhiên liệu của động cơ đốt trong gây ô nhiễm hai bên hành lang giao thông. Một phần không nhỏ là bụi cuốn theo chuyển động của phương tiện giao thông. Ô nhiễm tiếng ồn dọc theo trục giao thông thường rất cao.
  21. 3.1.2. Khí thải giao thông và đô thị − Các chất độc hại phát sinh trong quá trình đốt cháy nhiên liệu của động cơ đốt trong gồm có: SO2, CO, CO2, hơi chì, NOx, CxHy, benzene. Ngoài ra còn phát sinh một lượng lớn bụi cuốn theo chuyển động của phương tiện giao thông − Giao thông vận tải hàng không, nhất là các máy bay siêu âm ở độ cao lớn thải nhiều khí NOx có hại cho tầng ozon của khí quyển.
  22. Số lượng xe tại TP. CHCM Loại xe 1994 1995 1996 1997 3/2008 Xe gắn máy 954.738 1.004.000 1.098.899 1.288.754 3.444.868 Xe ô tô 87.929 96.000 100.992 194.777 346.355 Nguồn: Sở KHCNMT TP. HCM 1997 Lượng tiêu thụ nhiên liệu trong giao thông đường bộ 1996 (L/ngày) Khu vực Dầu DO Xăng Vành đai ngoài 163.062 110.711 Vành đai trong 117.195 199.017 Nội thành 106.836 668.280 Toàn thành 387.093 978.008 Nguồn: Sở KHCNMT TP. HCM 1997
  23. 3.1.2. Khí thải giao thông và đô thị Số lượng tác nhân gây ô nhiễm KK trên thế giới (1992) Tác nhân gây ô nhiễm (triệu tấn) Nguồn gây ô Hydroc nhiễm CO Bụi SO NO 2 2 arbon x Giao thông vận 58,1 12 0,8 15,1 7,3 tải Đốt nhiên liệu 1,7 8,1 22,2 0,7 8,8 Sản xuất công 8,8 6,8 6,6 4,2 0,2 nghiệp Xử lý chất thải 7,1 1,0 0,1 1,5 0,5 rắn Cháy rừng, đốt 0,2 0,1 0,0 0,1 0 các sản phẩm
  24. Nguồn ô nhiễm KK do sinh hoạt: chủ yếu phát sinh từ đun nấu, lò sưởi sử dụng nhiên liệu chất lượng kém, nhiên liệu hóa thạch. Khí độc chính là CO và CO2. Đặc điểm của nguồn thải là nhỏ nhưng phân bố dầy và cục bộ trong từng không gian nhà nên độc hại trực tiếp đến con người.
  25. Các tiêu chuẩn đánh giá môi trường không khí . QCVN 05:2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí xung quanh (7/10/2009). . QCVN 02:2008/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải lò đốt chất thải rắn y tế (30/12/2008). . 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 . Gôm các thông số: − Nồng độ giới hạn cho phép chất độc trong KK ở cơ sở sản xuất − Nồng độ bụi giới hạn cho phép có trong KK ở cơ sở sản xuất − Vi khí hậu vùng làm việc
  26. 3.2. Các chỉ tiêu và ý nghĩa trong khí thải 3.2.1. Bụi Bụi là tập hợp nhiều hạt có kích thước nhỏ, tồn tại lâu trong không khí dưới dạng bụi bay, bụi lắng và các hệ khí dung nhiều pha gồm hơi, khói, mù. − Bụi bay: từ 0,001-10 µm bao gồm tro, muội, khói và những hạt rắn được nghiền nhỏ chuyển động kiểu Brown − Bụi lắng: >10 µm, thường dễ rơi nhanh xuống đất
  27. Phân loại bụi: • Theo nguồn gốc: bụi hữu cơ như bụi tự nhiên (bụi do động đất, núi lửa), bụi thực vật (bụi gỗ, bông, bụi phấn hoa), bụi động vật (len, lông, tóc), bụi nhân tạo (nhựa hóa học, cao su, cement), bụi kim loại (sắt, đồng, chì), bụi hỗn hợp (do mài, đúc) • Theo kích thước hạt bụi: khi D>10 µm gọi là bụi, D=0,1- 10µm gọi là mù, D 10 µm thường đọng lại ở mũi • Theo tác hại: phân ra bụi nhiễm độc chung (chì, thủy ngân, benzen), bụi gây dị ứng viêm mũi, hen, nổi ban (bụi bông, gai, phân hóa học, phấn hoa, tinh dầu gỗ), bụi gây ung thư (bụi quặng, crom, các chất phóng xạ), bụi gây xơ hóa phổi (thạch anh, quặng amiang)
  28. Tính chất hóa lý của bụi: Tính phân tán: là trạng thái của bụi trong KK, phụ thuộc vào trong lượng hạt bụi và sức cản KK. Bụi<10 µm sức cản gần bằng sức nặng, rơi theo tốc độ không đổi, Bụi lớn hơn rơi theo tốc độ tăng dần. Bụi cỡ 2 µm chiếm 40 – 90%. Các tính chất này quyết định việc thâm nhập vào cơ quan hô hấp và các phương pháp phòng chống bụi Thao tác Loại bụi 2µm 2 - 5µm 5 - 10µm 10µm Tiện Gỗ 48 20,0 20,0 8,0 Phay Kim loại 37 31,5 9,5 2,0 Mài Đá 62 24,5 10,0 3,5 Tỷ lệ % của bụi theo kích thước – mức độ phân tán một số loại bụi trong sản xuất (Piky) Tùy theo mức độ phân tán của bụi, sự lắng đọng của bụi sẽ khác nhau ở các bộ phận cơ quan hô hấp
  29. Tính nhiễm điện của hạt bụi: Đường kính Tốc độ nhờ kính hiển vi người ta xác (µm) (cm/s) định được điện tích của bụi. 100,0 885,00 Khi thiết kế hệ thống xử lý bụi 10,0 88,50 bằng pp tĩnh điện cần lưu ý 1,0 8,85 0,1 0,88 đến kích thước hạt bụi Tính cháy nổ: bụi càng nhỏ, diện tích tiếp xúc với oxy càng lớn thì tính hóa học càng mạnh và càng dễ bốc cháy, dễ gây nổ. Vì thế nghiêm cấm việc dùng lửa, tia lửa điện, đèn không có bảo vệ tại những nơi sản xuất sinh ra nhiều bụi dễ cháy, nổ Tính lắng bụi do nhiệt: nếu cho khói chuyển động từ một ống có nhiệt độ cao sang một ống có nhiệt độ thấp hơn rất nhiều sẽ có hiện tượng khói lắng trầm trên bề mặt ống lạnh hơn. Đó là do sự trầm lắng của các hạt do sự giảm tốc độ chuyển động của các phân tử khí theo nhiệt độ.
  30. Tác hại của bụi: Bụi trong KK gây nhiều tác hại cho con người, động thực vật và cảnh quan môi trường. 90% bụi >5µm bị loại trừ nhờ hệ thống liên bào trụ lông ở mũi, khí phế quản và màng niêm dịch của đường hô hấp. Với người và động vật: gây các bệnh về phổi, phế quản, da, mắt, hỏng răng, đau dạ dày, rối loạn tiêu hóa. Một số bệnh nhiễm bụi phổi do hit thở bụi khoáng và kim loại (thợ mỏ, khoan đá, đánh bóng, sản xuất SiO2, gốm sứ), asbestos (thợ mỏ và chế biến asbestos), beriliose, aluminose (boxit, đất sét), anthracose (thợ mỏ than). Một số bụi có thể gây ung thư.
  31. Tác hại đối với thực vật: bụi làm giảm khả năng quang hợp của cây do lá bị che lấp. Ngược lại, một số bụi có tác dụng tốt với cây trồng như bụi phospho, magiesium, nitơ Tác hại đối với vật liệu: một số bụi sẽ gây ăn mòn các thiết bị, đồ vật bằng kim loại, đặc biệt trong môi trường khí hậu nóng, ẩm như Việt Nam
  32. Các chỉ tiêu về khí tượng Cường độ gió: là yếu tố sinh thái quan trọng, có khả năng làm thay đổi thành phần của không khí và các yếu tố môi trường (nhiệt độ, ánh sáng, cân bằng nước ) Áp suất khí quyển: thay đổi theo độ cao và nhiệt độ, liên quan tới nhiều yếu tố vật lí (thời tiết và khí hậu) Nhiệt độ: tác động tới quá trình tổng hợp vật chất, sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật Độ ẩm: hàm lượng nước, ảnh hưởng tới hoạt động, sự phân bố của các loài sinh vật
  33. 3.2.2. Khí độc 1. Các chất khí có chứa S Sulfur trioxide (SO3) được tạo ra từ SO2 và phản ứng ngay với nước tạo H2SO4. SO2 là khí không màu, có vị hăng, cay khi nồng độ > 1ppm, nó là khí nặng, ở gần mặt đất nên dễ phản ứng với cơ quan hô hấp của người và động vật khi vào cơ thể. Ở hàm lượng > 0,5mg/m3, gây tức thở, viêm loét đường hô hấp. Có mặt cả SO2 và SO3 sẽ gây co thắt phế quản và dẫn đến tử vong. SO2 tạo nên H2SO4 là thành phần chính của mưa acid, gây thiệt hại mùa màng, nhiễm độc cây trồng, ảnh hưởng chất lượng các công trình xây dựng. SO2 và SO3 được sinh ra nhiều nhất do đốt than đá và các sản phẩm dầu mỏ có chứa lưu huỳnh
  34. H2S là khí độc, xuất hiện trong thành phần khí thải các quá trình sản xuất, trong KK 80% H2S bị oxy hóa thành SO2 do oxy hoặc ozon. H2S ở nồng độ thấp gây nhức đầu, chóng mặt, ở nồng độ > 150ppm gây tổn thương màng nhày của cơ quan hô hấp, viêm phổi. Ở 700 – 900ppm có thể xuyên màng phổi, xâm nhập mạch máu dẫn đến tử vong. Với thực vật, H2S làm tổn thương lá cây, gây rụng lá, giảm khả năng sinh trưởng 2. Oxyt carbon Carbonmonoxide CO: nguồn phát sinh CO tự nhiên > 10-15 lần nguồn nhân tạo, đó có thể là do oxy hóa metan bằng phản ứng giữa metan và gốc OH. Trong tự nhiên, CO cũng được đất hấp thụ và oxy hóa thành CO2
  35. Hỗn hợp CO trong không khí ở nồng độ giới hạn sẽ trở thành hỗn hợp cháy nổ. CO là loại khí đặc biệt nguy hiểm cho các thiết bị lọc bụi tĩnh điện khi lọc khói lò nung hay khí thải lò đốt tích lũy trong không gian kín Bản chất CO là khí độc, giảm khả năng vận chuyển oxy của hồng cầu, để lại di chứng thiếu máu, hay quên, nặng thì lên cơn co giật, liệt tay chân và dẫn đến tử vong rất nhanh khi nồng độ >2%. Tiếp xúc với CO nồng độ cao, thực vật sẽ bị rụng lá, xoắn lá, chết cây non Carbon dioxide CO2: sinh ra trong quá trình hô hấp của động thực vật và các quá trình đốt cháy CO2 sẽ gây nguy hiểm ở nồng độ cao, nó cũng là khí nhà kính nên tăng hàm lượng CO2 trong KK sẽ làm gia tăng hiệu ứng nhà kính, gây ô nhiễm môi trường
  36. 3. Các hợp chất chứa nitơ Oxit nitơ NO, NO2: được coi là những chất điển hình gây ô nhiễm KK, chúng được hình thành khi Nitơ và oxy kết hợp với nhau ở to cao. Do vậy nó chỉ thường thấy tại các khu công nghiệp và đô thị lớn. NO là khí không màu, không mùi, nó tác dụng với hồng cầu làm giảm khả năng vận chuyển oxy của máu, dẫn đến bệnh thiếu máu NO2 có màu nâu nhạt, mùi hắc, dễ tạo thành axit qua đường hô hấp hoặc tan trong nước bọt, đi vào máu gây nguy hiểm cho cơ thể NOx tác dụng với hơi nước khí quyển tạo thành HNO3 và cùng với H2SO4 là thành phần chính của mưa axit NO và NO2 có vai trò trong việc hình thành khói mù quang hóa và làm phân hủy ozon gây nguy cơ suy giảm tầng ozon hiện nay
  37. 4. Các hợp chất Chlor và HCl Chlor và HCl có nhiều ở xung quanh các nhà máy hóa chất, đặc biệt các phân xưởng sản xuất NaOH bằng cách điện phân muối ăn NaCl. Chlor còn có ở các nhà máy sản xuất nhựa tái sinh, các lò đốt chất thải rắn có chứa chất dẻo. Chlor dễ hòa tan trong nước nên thường gây kích thích vùng trên của đường hô hấp khi nồng độ chlor trong không khí cao Tiếp xúc với chlor ở nồng độ cao, người xanh xao, vàng vọt, nhiều bệnh tật, cây cối chậm phát triển hay dễ chết. Trên tầng bình lưu, chlor trong hợp chất FREON khi giải phóng sẽ làm tan rã các phân tử khí O3, gây thủng lớp vỏ ozon bảo vệ trái đất khỏi bức xạ tử ngoại
  38. 5. Chì - Pb Chì được dùng nhiều trong công nghiệp, có khoảng 150 nghề và 400 quá trình công nghệ có sử dụng Pb. Chì rất độc đối với người và động vật, chỉ với 0,182 mg/L không khí, Pb có thể gây ngộ độc và dẫn đến chết súc vật sau 18h tiếp xúc. Pb trong không khí dưới dạng bụi nhỏ do các quá trình sản xuất gây ra. 6. Hydrocarbon Hydrocarbon là các hợp chất chỉ chứa H và C, có nguồn gốc từ thiên nhiên và các hoạt động công nghiệp (khí thải từ lò đốt sản phẩm dầu mỏ, động cơ và do bay hơi sản phẩm dầu mỏ trong quá trình vận chuyển, tồn trữ và sử dụng). Các loại thường gặp là BTEX. Tùy thuộc bản chất hóa học, HC có thể gây hại tới người, gia súc và môi trường có chứa HC
  39. 7. Mưa acid Mưa acid là những trận mưa có pH < 5,6, có nguồn gốc do sự hòa tan các khí oxide, acid vào nước mưa. Chúng gây hậu quả nghiêm trọng cho các hệ sinh thái. Cây cối, rừng bị cháy lá, rụng lá, giảm sinh khối và năng suất, giảm đa dạng sinh học. Đất bị chua hóa, giảm khả năng tái tạo và độ màu mỡ. Các công trình bị giảm tuổi thọ, chất lượng, các tượng đài, kiến trúc bị phá hủy. Trên thế giới thiệt hại hàng năm do mưa acid gây ra khoảng 1.450 tỉ đô la
  40. 8. Gia tăng hiệu ứng nhà kính Hiệu ứng nhà kính là quá trình tự nhiên trong đó các chất hấp thụ sóng dài như hơi nước, CO2 ngăn cản một phần dòng năng lượng này phát tán trở lại khoảng không vũ trụ. Thành phần các khí này ổn định là điều kiện đảm bảo chế độ nhiệt và khí hậu của trái đất ổn định và có tính quy luật Gia tăng khí nhà kính sẽ phá vỡ cân bằng năng lượng, làm tăng nhiệt độ trái đất, thay đổi ranh giới các đới khí hậu, sinh thái, nông nghiệp, tăng tan băng ở 2 cực, dâng cao mực nước biển
  41. 8. Gia tăng hiệu ứng nhà kính Vai trò gây nên hiệu ứng nhà kính của các chất khí được xếp theo thứ tự giảm dần như sau: CO2 CFC CH4 O3 NO2 Trách nhiệm các lĩnh vực hoạt động của con người trong việc gây gia tăng hiệu ứng nhà kính được xác định như sau: 49% do sử dụng năng lượng, 24% do hoạt động công nghiệp, 14% do phá rừng, 13% do nông nghiệp
  42. 3.3. Phương pháp lấy và bảo quản mẫu khí Các phương pháp lấy mẫu khí bao gồm các phương pháp: − Hấp thụ trong dung môi/dung dịch − Hấp phụ − Ngưng tụ − Thu khí − Lấy mẫu liên tục
  43. 1. Hấp thụ trong dung môi/dung dịch: − Khí được đi qua 1 dung dịch hấp thụ. Mỗi loại khí thường đòi hỏi có một dung dịch hấp thụ thích hợp 2. Hấp phụ: − Chất hấp phụ: than hoạt tính, silicagel, oxide nhôm, XAD hiệu quả hấp phụ tùy thuộc vào vật liệu sử dụng, tổng diện tích bề mặt trên một đơn vị khối lượng 3. Ngưng tụ: − Hệ thống ngưng tụ cơ bản hình chữ U nhúng chìm trong chậu có nhiệt độ thấp như nước đá khô, acetone, nitơ lỏng. Mẫu nước qua hệ thống ngưng tụ và nhiệt độ sẽ kiểm soát tùy loại khí thu gom.
  44. 4. Thu khí: − Thu khí bằng cách hút khí và bình hoặc vào túi chứa khí đem về phân tích, thường là phương pháp phân tích dụng cụ. − Túi và bình phải bằng vật liệu trơ, thường là mylar, polyethylene, thủy tinh hoặc thép không rỉ 5. Lấy mẫu liên tục: − Lấy mẫu liên tục thường cho kết quả sát với thực tế, có thể đại diện cho hiện trạng ô nhiễm không khí, cho phép biến thiên sự phát thải − Lấy mẫu liên tục thường gắn liền với việc phân tích mẫu tự động và giám sát liên tục bằng các thiết bị lấy mẫu và phân tích ngay tại hiện trường.
  45. Thiết bị lấy mẫu khí 1. Bơm lấy mẫu: − Bơm lấy mẫu cá nhân: có lưu lượng nhỏ, thường được điều khiển bằng kỹ thuật vi xử lý với màn hình hiện số và bộ nhớ dữ liệu, đếm thời gian. Đa số sử dụng pin sạc nên rất tiện lợi ở những khu vực lấy mẫu không có sẵn nguồn điện
  46. 2. Lưu lượng kế: Dùng để xác định lưu lượng của dòng khí đang được hút qua hệ thống lấy mẫu hoặc để xác định tổng thể tích khí đã lấy. − Loại đo thể tích: cho kết quả là tổng thể tích không khí đã lấy mẫu. Loại này cho kết quả chính xác, nhất là khi bơm không ổn định − Loại xác định lưu lượng, có 2 loại là dạng khô và dạng ướt
  47. 3. Ống hấp thu (impinger/ absorber): − Là dụng cụ tạo điều kiện cho dòng khí tiếp xúc với dung dịch bằng cách cho sục dòng khí vào trong dd hấp thu. Nó được chế tạo bằng thủy tinh borosilicate và có nhiều dạng. Dạng đơn giản có bộ phận khuếch tán, dạng xoắn, dạng có hạt tiếp xúc
  48. 3.3. Phương pháp lấy và bảo quản mẫu khí
  49. 3.3. Phương pháp lấy và bảo quản mẫu khí
  50. 3.3. Phương pháp lấy và bảo quản mẫu khí
  51. 3.3. Phương pháp lấy và bảo quản mẫu khí STT Tên chỉ tiêu Bảo quản mẫu xét nghiệm 0 1 NO2 (Method 406) - Giữ lạnh < 25 C, phân tích trong ngày (giảm 1- 4% /ngày) 0 0 2 SO2 (Method 704A) - Giữ lạnh 5 C, phân tích 30 ngày (giảm 1-5% /ngày, 25 C) 0 3 NH3 (Method 401) - Giữ lạnh < 25 C, phân tích trong 2 ngày 4 H2S (Method 701) - Phân tích trong vòng 48 giờ 0 5 Cl2 (TCVN 4877-89) - Giữ lạnh < 25 C, phân tích trong ngày 0 6 H2S (TQKT 2002) - Giữ lạnh < 25 C, phân tích 3 ngày 7 HCl (TQKT 2002) - Giữ lạnh < 250C, phân tích 3 ngày 0 8 SO3 (TQKT 2002) - Giữ lạnh < 25 C, phân tích 3 ngày 0 9 NO2 (TQKT 2002) - Giữ lạnh < 25 C, phân tích 3 ngày 0 10 O3 (TQKT 2002) - Giữ lạnh < 25 C, phân tích 3 ngày 11 CO 52 TCN 352-89 - Giữ lạnh < 250C, phân tích 3 ngày 12 Bụi TCVN 5704-1993 - Nhiệt độ phòng
  52. 3.3. Phương pháp lấy và bảo quản mẫu khí
  53. Một số hình ảnh trạm quan trắc di động – đo đạc các chỉ tiêu ô nhiễm không khí
  54. Chương 4: Phân tích các chỉ tiêu môi trường trong mẫu khí 4.1. Xác định hàm lượng bụi 4.2. Xác định hàm lượng chì 4.3. Xác định hàm lượng khí NO2 4.4. Xác định hàm lượng khí SO2 4.5. Xác định hàm lượng khí H2S 4.6. Xác định hàm lượng khí CO 4.7. Xác định hàm lượng khí CO2
  55. 1. Ô nhiễm không khí là gì •Ô nhiễm không khí: là sự có mặt của chất lạ hoặc sự biến đổi quan trọng trong thành phần không khí làm nó không sạch, bụi, có mùi khó chịu, làm giảm tầm nhìn Hai nguồn gây ô nhiễm không khí Thiên nhiên Nhân tạo • Gió thổi tung đất • Do công cát thành bụi nghiệp • Núi lửa phun trào • Do giao thông • Cháy rừng vận tải • Bụi muối do nước • Do sinh hoạt biển bốc hơi
  56. Các chỉ tiêu trong thành phần khí thải – Cường độ gió: là yếu tố sinh thái quan trọng, có khả năng làm thay đổi thành phần của KK và các yếu tố môi trường (To, ánh sáng, cân bằng nước ) – Áp suất khí quyển: thay đổi theo độ cao và nhiệt độ, liên quan tới nhiều yếu tố vật lí (thời tiết và khí hậu) – Nhiệt độ: tác động tới quá trình tổng hợp vật chất, sinh trưởng và phát triển của vi sinh vật – Độ ẩm: hàm lượng nước, ảnh hưởng tới hoạt động, sự phân bố của các loài sinh vật
  57. 1. Xác định hàm lượng bụi •Áp dụng: Được sử dụng để xác định hàm lượng bụi trong KK bên ngoài phạm vi các nhà máy, khu CN với bụi có kích thước hạt từ 1 – 100µm. Lấy mẫu: mẫu KK được lấy ở độ cao 1,5m cách mặt đất. Điểm lấy mẫu phải trống và thoáng gió từ mọi phía, đảm bảo đại diện cho khu vực quan tâm. − Trước khi lấy mẫu, giấy lọc cần được xử lý cân trước − Lắp hệ thống theo trình tự: đầu lấy mẫu – lưu lượng kế - mấy hút − Dùng panh lắp giấy lọc vào đầu lấy mẫu, hệ thống đầu lấy mẫu – lưu lượng kế phải đảm bảo kín − Ghi lại địa điểm, thời gian lấy mẫu, số hiệu giấy lọc vào sổ nhật ký lấy mẫu
  58. − Bật máy bơm và ghi lại thời điểm bắt đầu lấy mẫu − Ghi giá trị lưu lượng trong quá trình lấy mẫu − Tắt máy sau thời gian lấy mẫu cần thiết, dùng panh gắp giấy lọc cho vào hộp bảo quản Xử lý mẫu: − Giấy lọc được sấy ở 60oC trong khoảng 4h − Sau đó, đặt giấy lọc trong môi trường cân 24h trước khi cân − Môi trường cân có nhiệt độ 25 2oC, độ ẩm KK 60 5% − Thực hiện cân giấy lọc cùng với hộp bao quản. Việc cân giấy lọc trước và sau khi lấy mẫu phải được thực hiện trong những đk giống nhau, trên cùng cân phân tích và do cùng một kỹ thuật viên. − Ghi lại kết quả cân giấy lọc trước và sau khi lấy mẫu (m1, m2)
  59. − Mỗi loại giấy lọc và mỗi lô giấy lọc cần lấy một mẫu trắng (đối chứng) Tính toán kết quả: Xác định thể tích KK đi qua giấy lọc: V KK đi qua giấy lọc được xác định bởi công thức sau Trong đó: − t: thời gian lấy mẫu (phút) − N: số lần đọc giá trị lưu lượng L − Li: giá trị lưu lượng tại thời điểm i (L/phút)
  60. Thể tích KK (Vo) qua giấy lọc được quy về điều kiện tiêu chuẩn (102 KPa, 298oK) được tính theo công thức sau: Trong đó: − V: thể tích KK đi qua giấy lọc (L) − p: áp suất trung bình của KK tại nơi lấy mẫu (kPa) − T: nhiệt độ trung bình của KK trong thời gian lấy mẫu (oC)
  61. Hàm lượng bụi (mg/m3) trong KK được tính bởi công thức sau: Trong đó: − m1: khối lượng ban đầu của giấy lọc − m2: khối lượng của giấy lọc sau khi lấy mẫu − b: giá trị trung bình cộng của hiệu khối lượng của giấy lọc đối chứng được cân cùng thời điểm với giấy lọc lấy mẫu (mg)
  62. 2. Xác định hàm lượng chì (Pb) TCVN 6152:1996 ISO 9855:1993 •Phạm vi áp dụng: được áp dụng cho những mẫu không khí xung quanh với hàm lượng chì bụi được thu góp trên cái lọc của thiết bị lấy mẫu >1µg và được đo bằng F-AAS, với hàm lượng <1µg mẫu sẽ được đo bằng GF-AAS.
  63. •Nguyên tắc: Bụi được thu góp trên cái lọc và được phân hủy bằng acid. Mọi lượng chì có trên cái lọc được hòa tan và dung dịch mẫu được phân tích bằng phương pháp AAS Máy quang phổ hấp thu nguyên tử (AAS): Lắp đặt và vận hành theo hướng dẫn của nhà sản xuất có kèm theo buồng đốt sử dụng ngọn lửa khí C2H2 và/hoặc một cuvet graphite tự bơm mẫu, một đèn catod rỗng của Pb hoặc đèn phóng không điện cực và có khả năng hiệu chỉnh nhiễu đường nền (ISO 6955)
  64. •Thiết bị lấy mẫu: cái lọc để lấy mẫu có thể là dạng màng hoặc dạng sợi thủy tinh. Cái lọc mới phải có hàm lượng Pb tối đa < LOD theo quy trình phân tích trên AAS. Thời gian lấy mẫu phải đủ để lượng Pb tích góp là đủ lớn cho phân tích định lượng.
  65. •Hiệu chuẩn: chuẩn bị 1 dd hiệu chuẩn (DDHC) trắng và 5 DDHC có nồng độ acid bằng nồng độ acid trong dd mẫu cuối cùng sau khi phân hủy mẫu. Phân tích ít nhất 1 cái lọc trắng đ/v mỗi mẻ giấy lọc đã lấy mẫu kiểm tra. •Tối ưu hóa các thông số cài đặt máy bao gồm cả cường độ của đèn và độ rộng của khe đơn sắc. Với F- AAS cần tối ưu hóa chiều cao đầu đốt, tốc độ dòng nhiên liệu, tốc độ dòng C2H2 và tốc độ dòng tạo sương (phun mẫu). Với G-AAS, phải xây dựng chương trình nhiệt độ tối ưu để tránh sự mất Pb (chủ yếu khi tro hóa) và phải dùng autosampler. Chế độ hiệu chỉnh đường nền được dùng trong mọi trường hợp. •Xây dựng đồ thị hiệu chuẩn bằng cách ghi độ hấp thu của DDHC so với độ hấp thu của DDHC trắng. Đơn vị đo Pb trong các DDHC là µg/ml (F-AAS) và µg/L (G- AAS).
  66. •Thực hiện: Xử lý mẫu: phân hủy cái lọc bằng acid: tiến hành phân hủy mọi cái lọc chứa mẫu và blank, có thể phân hủy bằng đun hồi lưu với acid nitric và chlorhydric (là phương pháp trọng tài) hoặc đun thông thường với HNO3 và H2O2 hoặc đun ở áp suất cao (20MPa) với HNO3. Đo phổ: dd mẫu được đo bằng F-AAS hay GF-AAS bằng cách đo độ hấp thu ở bước sóng 217,0nm hay 283,3nm có hiệu chỉnh đường nền. Nồng độ mẫu tỷ lệ với độ hấp thụ và được xác định từ đồ thị hiệu chuẩn thích hợp. Nếu mẫu có nồng độ nằm ngoài vùng tuyến tính của đường hiệu chuẩn thì pha loãng mẫu bằng HNO3 loãng. Với phân tích GF-AAS, thể tích mẫu cuối cùng của DDHC và DD phân tích phải giống nhau. Đo tất cả dd trắng, lấy CPb trong mẫu trừ CPb trung bình ở các dd trắng. Nếu mẫu được pha loãng thì phải tiến hành pha loãng tương đương đ/v các mẫu trắng
  67. •Thực hiện: Xác định LOD dựa trên độ lệch chuẩn của nồng độ Pb tối thiểu là 6 dung dịch thu được bằng cách hòa tan những cái lọc trắng Biểu thị kết quả: biểu thị nồng độ khối lượng của chì CPb bằng µg/m3 không khí với độ chính xác 0,1 µg/m3 theo công thức sau: Trong đó: CPb1 là nồng độ Pb trong dd mẫu (µg/ml) CPb2 là nồng độ Pb trung bình từ các lọc trắng (µg/ml) V1 là thể tích trong đó tro của mẫu được pha loãng (ml, 10) F là hệ số pha loãng (nếu có pha loãng) 3 Vcorr là thể tích đã hiệu chỉnh của mẫu không khí (m )
  68. •Đặc tính của phương pháp: áp dụng pp này cho cái lọc trắng dạng màng hoặc sợi thủy tinh có LOD 1µg khi sử dụng 1 trong 3 pp phân hủy mẫu đã qui định Báo cáo kết quả: bao gồm những thông tin sau Mọi thông tin liên quan đến mẫu khí bao gồm chi tiết lấy mẫu Phương pháp phân tích được tham khảo tiêu chuẩn nào Nồng độ chì tìm được (µg/m3) và các thông số phân tích đã dùng như thể tích chiết cuối, hệ số pha loãng/nồng độ, số đọc tính bằng µg/ml và các giá trị của mẫu trắng Kiểu máy AAS đã sử dụng Mọi yếu tố liên quan khác xảy ra trong quá trình phân tích có thể ảnh hưởng đến kết quả
  69. 3. Xác định hàm lượng khí NO2 •Khí NO2 : có màu nâu đỏ, nặng hơn không khí, có mùi khó chịu và độc, gây ô nhiễm môi trường không khí. Chúng có tác dụng bào mòn tầng ozon. Khí này thường sinh ra do hoạt động tự nhiên của vi khuẩn và do phản ứng đốt cháy các nhiên liệu như than, củi, xăng, dầu. Trong công nghiệp, NO2 là sản phẩm trung gian để điều chế HNO3
  70. 1.1 Phương pháp hấp thụ bằng NaOH 0,5N •Nguyên tắc: phương pháp đo mẫu dựa trên pứ của acid nitơ với thuốc thử Griess-Ilosvay cho hợp chất màu hồng. Trước hết NO2 được hấp thụ vào dd NaOH, sau đó thêm CH3COOH để chuyển thành HNO2 2NO2 + 2NaOH NaNO2 + NaNO3 + H2O NaNO2 + CH3COOH HNO2 + CH3COONa - Acid nitơ tác dụng với acid sulfanillic và -naphtylamin cho ra azirie màu hồng SO3H SO3Na C6H4NH2 + NaNO2 + CH3COOH [C6H4]CH3COO + 2H2O N=N
  71. SO3Na SO3Na [C6H4]CH3COO+ C10H7NH2 C6H4-N=N-C10H6NH2 + CH3COOH Hợp chất màu hồng N=N •Lấy mẫu: •1. Phương pháp chân không: cho 5ml dd NaOH 0,5N vào chai 0,5-1L có khóa thủy tinh cắm qua nút cao su, đem hút chân không. Mở khóa lấy mẫu không khí vào đầy chai, lắc chai trong khoảng 30 ph •2. phương pháp ống hấp thụ: lắp vào hệ thống lấy mẫu không khí (15L/h) một ống hấp thụ có chứa 5ml NaOH 0,5N. Lấy dd đã hấp thụ NO2 đem phân tích. Phân tích: lấy 1-2ml dd trong bình hấp thụ cho vào ống so màu, acid hóa bằng CH3COOH theo tỷ lệ 1ml NaOH:0,5ml CH3COOH 5N và cho thêm nước cất vừa đủ 4ml. Cho 0,5ml dd Griess A và 0,5ml dd Griess B lắc đều, để 10ph, so màu với thang mẫu màu.
  72. •Pha thang mẫu: lấy 10 ống nghiệm  18cm có đường kính bằng nhau đánh số từ 0 – 6 STT 0 1 2 3 4 5 6 Dd tiêu chuẩn NO2 5ppm 0 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Nước cất 4 3,9 3,8 3,6 3,4 3,2 3 Thuốc thử Griess A + B 1 1 1 1 1 1 1 Hàm lượng NO2 (µg) 0 0,1 2 4 6 8 10 •Thang mẫu tự nhiên chỉ nên dùng trong vòng 2h, nếu để lâu sẽ mất màu. Cách tính: từ loạt chuẩn, đo độ hấp thu, vẽ giản đồ A = f(C), sử dụng phương trình bình phương cực tiểu để lập phương trình y = ax+b. Từ trị số độ hấp thu của mẫu Am suy ra nồng độ Cm.
  73. Nồng độ NO2 trong không khí (X) tính theo công thức: Trong đó: – y: hàm lượng NO2 ứng với thang mẫu (µg) – A: Tổng số dd hấp thụ (ml) – B: dd hấp thụ lấy ra phân tích (ml) – V: Thể tích KK lấy mẫu (L, tính ở đk tiêu chuẩn)
  74. 4. Xác định hàm lượng SO2 Phương pháp hấp thụ SO2 bằng TCM/pararosaniline •Nguyên tắc: Phương pháp West-Gaeke dựa trên sự hấp thu và ổn định SO2 trong kk bằng dd Na (hoặc K) tetrachloromercurat II để tạo thành phức chất dichlorsulfitmercurat II. Phức chất sulfit chống lại sự oxy hóa và ổn định ngay cả khi có mặt các chất oxy hóa mạnh như ozon và các oxyt nitơ. Sau đó tác dụng với pararosaniline trong HCl và HCHO để tạo thành phức chất màu đỏ tím acid pararosanilin methylsulfonic. Cơ chế pứ như sau: + 2- 2NaCl + HgCl2 2Na + [HgCl4] 2- 2- + - SO2 + [HgCl4] + H2O [HgCl2SO3] + 2H +2Cl H2N [HgCl SO ]2- + H CO + 2H+ + 2 3 2 NH + C 2 H2N H2N CH2SO3H C NH2 - 2+ + 2Cl + H2O + Hg H2N
  75. Lấy mẫu: cho 10ml dd hấp thụ vào ống impinger hút với vận tốc 0,5- 2L/ph, lấy 30L, tránh để mẫu dưới ánh nắng mặt trời trong và sau khi lấy mẫu (có thể che mẫu bằng giấy nhôm) ghi nhiệt độ và áp suất nơi lấy mẫu. Phải phân tích ngay hoặc giữ mẫu trong tủ lạnh ở 5oC Phân tích: cho dd SO2 pha loãng vào bình định mức 25ml, thêm dd hấp thu cho đủ 10ml, làm cùng đk với thang Ống 0 1 2 3 4 5 Dung dịch Dd sulfite pha 6ppm 0 1 2 3 4 5 TCM 0,04M 10 9 8 7 6 5 Acid sulfamic 0,6% 1 1 1 1 1 1 Lắc đều, để yên 10ph HCHO 2 2 2 2 2 2 Tác nhân pararosanilin 5 5 5 5 5 5 Hàm lượng SO2 (µg) 0 8 16 24 32 40
  76. •Lắc đều, để yên 30ph, đo màu ở bước sóng 560nm. Cách tính: từ loạt chuẩn, đo độ hấp thu, vẽ giản đồ A = f(C), sử dụng phương trình bình phương cực tiểu để lập phương trình dạng y=ax+b. Từ trị số độ hấp thu của mẫu Am suy ra nồng độ Cm. Nồng độ SO2 trong không khí (X) tính theo công thức: Trong đó: – y: hàm lượng SO2 ứng với thang mẫu (µg) – A: Tổng số dd hấp thụ (ml) – B: dd hấp thụ lấy ra phân tích (ml) – V: Thể tích KK lấy mẫu (L, tính ở đk tiêu chuẩn)
  77. 5. Xác định hàm lượng CO2 •Khí CO2: là chất khí không màu, không mùi, nặng hơn không khí. Nguồn CO2 sản sinh từ hô hấp của động vật, trao đổi chất của thực vật, cháy rừng. Trong công nghiệp, chế tạo các hợp chất cacbonat, bicacbonat, sản xuất CO2. Sản xuất rượu, bia, nước giải khát có gaz
  78. 5. Xác định hàm lượng CO2 1.1 Phương pháp hấp thụ CO2 bằng Ba(OH)2 •Nguyên tắc: CO2 tác dụng với Ba(OH)2 tạo thành BaCO3: CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2O - Cho không khí tác dụng với lượng thừa Ba(OH)2, chuẩn độ Ba(OH)2 dư bằng acid oxalic Ba(OH)2 + HOOC-COOH Ba(COO)2 + 2H2O - Biết lượng Ba(OH)2 dư sẽ tính được lượng Ba(OH)2 đã tác dụng và do đó tính được nồng độ CO2 trong không khí Lấy mẫu: Mang chai đến nơi lấy mẫu, bơm kk vào chai gấp 6 lần V chai, cho vào chai 20ml dd Ba(OH)2, đậy nút, lắc. Mỗi điểm lấy 2 mẫu song song. Sau 4h lấy ra 10ml dd Baryt đã hấp thụ và cho vào đó vài giọt phenolphtalein, chuẩn độ bằng dd acid oxalic đến hết màu hồng. Làm mẫu trắng song song mẫu thực
  79. - Phân tích: Lượng dd hấp thụ để sau 4h được cho vào bình erlen và tráng bình hấp thụ bằng một ít nước cất rồi đổ vào bình erlen, chuẩn độ bằng acid oxalic đến mất màu - Cách tính: - Trong đó: - N: V acid oxalic chuẩn mẫu trắng - n: V acid oxalic chuẩn mẫu - V: thể tích chai (L) - v: V dd baryt cho vào chai (ml) - a: V dd baryt đã hấp thụ CO2 đem chuẩn độ
  80. 1.2 Phương pháp hấp thụ CO2 bằng Bary Saccharat •Nguyên tắc: CO2 hấp thụ vào dd Bary saccharat, sau đó chuẩn độ lại lượng thừa của dd hấp thụ bằng acid oxalic, từ đó tính ra nồng độ CO2 trong không khí •Lấy mẫu: Cho vào 2 ống hấp thụ mỗi ống 10ml Ba(OH)2 và thêm vào 3 giọt phenolphtalein. Hút kk qua 2 ống hấp thụ mắc nối tiếp (100ml/ph). Lấy từ 1-2L mẫu khí hoặc ngừng lấy mẫu khi dd phai màu, ghi lại V kk đã lấy. Ở hầm lò, giếng sâu cho phép ròng ống cao su nối với ống hấp thụ và lấy ngay tại miệng lò/giếng. •Phân tích: Cho dd đã hấp thụ ở 2 ống vào erlen, tráng ống cẩn thận bằng nước cất rồi đổ vào erlen. Chuẩn độ bằng acid oxalic đến mất màu. •Cách tính: Nồng độ carbon dioxide trong không khí tính theo phần nghìn bởi công thức sau:
  81. (N-n) x 1000 C% = V Trong đó: - N: V dd oxalic dùng chuẩn trắng (ml) - n: V dd oxalic dùng chuẩn mẫu (ml) - V: thể tích không khí (ml) tính ở đk chuẩn (OoC, 760mmHg)
  82. 6. Xác định hàm lượng H2S Phương pháp hấp thụ H2S bằng cadimisulfat •Nguyên tắc: Hơi H2S được hấp thụ vào dd cadimisulfat và tác dụng với dd p.amino dimethylanilin với sự có mặt FeCl3 trong môi trường H+ cho màu xanh methylene N H2S + 2[NH2C6H4 N(CH3)2.HCl] + 6FeCl3 (CH3)2NC6H3 C6H3N(CH3)2Cl + S Xanh methylen NH4Cl + 6FeCl2 + 6HCl Theo cường độ màu, ta có thể định lượng H2S có trong kk bằng pp so màu. Lấy mẫu: cho 5ml dd hấp thụ vào ống, lấy mẫu khí với lưu lượng 20l/h đến khi dd có màu nâu thì ngừng. Ghi lại thể tích kk đã lấy.
  83. •Thang mẫu: Số thứ tự 0 1 2 3 4 5 6 7 Dd chuẩn H2S 10ppm 0 0,01 0,03 0,05 0,08 0,1 0,13 0,15 Dd hấp thụ 4 3,99 3,97 3,95 3,92 3,9 3,87 3,85 H S (mg/L) 2 Cách tính: từ loạt chuẩn đo, độ hấp thu, vẽ giản đồ A = f(C), sử dụng phương trình bình phương cực tiểu pt dạng y=ax+b. Từ trị số độ hấp thu của mẫu Am suy ra nồng độ Cm. 3 Nồng độ H2S trong không khí (mg/m ) tính theo công thức: Trong đó: – y: hàm lượng H2S trong thang mẫu (µg) – A: Tổng số dd hấp thụ (ml) – B: dd hấp thụ lấy ra phân tích (ml) – V: Thể tích KK lấy mẫu (L, tính ở đk tiêu chuẩn)
  84. 7. Xác định hàm lượng CO •Khí Cacbon oxyt: là chất khí không màu, không mùi, cháy được, nhẹ hơn không khí. CO được sản sinh khi các chất hữu cơ đốt cháy không hoàn toàn như: than, than đá, giấy, xăng, dầu, khí đốt, thuốc lá. Trong công nghiệp gang – thép, sắt được luyện trong các lò cao cùng với than cốc, đá vôi, sản xuất đất đèn. Ngoài ra, CO còn sinh ra khi hàng may mặc, nhựa gỗ, nhựa PVC bị cháy
  85. 7. Xác định hàm lượng CO Phương pháp hấp thụ CO bằng PdCl2 •Nguyên tắc: khi CO tác dụng với PdCl2 tạo thành Pd theo pứ sau: CO + PdCl + H O CO + 2HCl + Pd 2 2 2 - Cho thuốc khử phosphomolydic (thuốc thử Folin-Ciocalteu) vào dd có Pd thì thuốc thử từ màu vàng màu xanh. H3PO4.10MoO3 + 4HCl + 2Pd 2PdCl2 + 2H2O + [(MnO3)4(MoO)2]H3PO4 - Phản ứng thực hiện ở môi trường kiềm, độ nhạy của pp 0,005mg CO Lấy mẫu: cho 1ml dd PdCl2 1% vào chai đã được hút chân không (để loại CO) rồi đậy nhanh nút chai. Gắn chai vào hệ thống bơm hút lưu lượng 1L/ph (lấy khoảng 4ph để đảm bảo kk bên trong và ngoài chai là như nhau)
  86. •Phân tích: chai chứa mẫu để 4h cho CO tác dụng với PdCl2, sau đó thêm 1,5ml thuốc thử Folin-Ciocalteu, lắc đều, đun cách thủy 30ph. Để nguội, chuyển vào bình định mức 50ml, tráng chai bằng nước cất và chuyển vào bình định mức trên, thêm 10ml Na2CO3 20% rồi định mức tới vạch. Nếu mẫu đục phải cho qua giấy lọc, sau 15ph đem đo ở bước sóng 650nm. •Đường chuẩn: Chai 1 2 3 4 5 6 PdCl2 (ml) 0,1 0,2 0,4 0,6 0,8 1 CO (µg) 15,7 31,4 62,8 94,2 125,6 157 - Bơm vào chai lượng thừa CO để khử hết PdCl2 có trong chai (đun sôi H2C2O4 hay HCOOH với H2SO4đđ để tạo ra CO). Sau 4h đem đun cách thủy 5ph đuổi CO thừa trong chai rồi cho PdCl2 vào cho đủ 1ml, làm thêm mẫu trắng.
  87. Cách tính: từ loạt chuẩn, đo độ hấp thu, vẽ giản đồ A = f(C), sử dụng phương trình bình phương cực tiểu để lập phương trình dạng y=ax+b. Từ trị số độ hấp thu của mẫu Am suy ra nồng độ Cm. Nồng độ CO trong không khí (X) tính theo công thức: Trong đó: – y: hàm lượng CO ứng với thang mẫu (µg) – V: Thể tích KK lấy mẫu (L, tính ở đk tiêu chuẩn)
  88. Thank you for your attention