Tiểu luận Xác định bụi trong không khí

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA MÔ TRƯỜNG -o0o- Tiểu Luận môn học: PHÂN TÍCH MÔI TRƯỜNG 1 “XÁC ĐỊNH BỤI TRONG KHÔNG KHÍ” GVHD: TS. TÔ THỊ HIỀN Nhóm thực hiện: 10 Tp. HCM 05/2008 MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ ......................................... 1 1.1. Nguồn ô nhiễm. ................................................................................................... 1 1.1.1 Nguồn ô nhiễm không khí từ hoạt động công nghiệp ....................................... 1 1.1.2. Nguồn ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông vận tải ............................. 2 1.1.3. Nguồn ô nhiễm không khí do hoạt động xây dựng........................................... 3 1.1.4. Nguồn ô nhiễm không khí từ sinh hoạt đun nấu của nhân dân ........................ 3 1.2. Hiện trạng ô nhiễm môi trường không khí ........................................................ 4 1.2.1. Ô nhiễm bụi ................................................................................................... 4 1.2.2. Ô nhiễm khí SO2 ............................................................................................ 6 1.2.3. Ô nhiễm khí SO2, NO2 và CO ........................................................................ 7 1.2.4. Ô nhiễm chì (Pb) trong không khí đô thị ......................................................... 9 1.2.5. Mưa axít (lắng đọng axít): ............................................................................. 9 1.3. Các chính sách và giải pháp bảo vệ môi trường không khí ............................. 11 1.3.1. Các chính sách cần tiếp tục thực hiện .......................................................... 11 1.3.2. Các giải pháp cần bổ sung ........................................................................... 12 CHƯƠNG II: CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ BỤI TRONG KHÔNG KHÍ............................................................................................................... 13 2.1. Phương pháp xác định hàm lượng bụi theo TCVN 5704 – 1993 – Đối với vùng làm việc .................................................................................................................... 13 2.1.1. Nguyên tắc ................................................................................................... 13 2.1.2. Thiết bị đo .................................................................................................... 13 2.1.3. Lấy mẫu ....................................................................................................... 15 2.1.4. Phòng cân và cân mẫu ................................................................................. 16 2.1.5. Tính và ghi kết quả ....................................................................................... 16 2.2. Phương pháp xác định hàm lượng bụi theo TCVN 5067 – 1995 - Chất lượng không khí ................................................................................................................. 17 2.2.1. Phạm vi áp dụng .......................................................................................... 17 2.2.2. Nguyên lý của phương pháp ......................................................................... 17 2.2.3. Dụng cụ ....................................................................................................... 17 2.2.4. Lấy mẫu ....................................................................................................... 18 2.2.5. Xử lý mẫu ..................................................................................................... 19 2.2.6. Tính toán kết quả ......................................................................................... 19 2.3. Phương pháp khối lượng xác định bụi TCVN 5498 - 1995- Chất lượng không khí............................................................................................................................. 20 2.3.1. Phạm vi áp dụng .......................................................................................... 20 2.2.2. Phương pháp xác định lượng bụi lắng khô ................................................... 20 2.2.3. Phương pháp xác định khối lượng bụi lắng tổng cộng .................................. 24 2.3.4. Tính toán kết quả ......................................................................................... 27 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 1 PHỤ LỤC 1: MỘT SỐ THIẾT BỊ TRONG XÁC ĐỊNH BỤI TRONG KHÔNG KHÍ ........................................................................................................................................ 2 PHỤC LỤC 2: MỘT SỐ TIÊU CHUẨN MÔI TRƯỜNG (TCVN) ............................ 4 DANH MỤC HÌNH Hình 1: Ùn tắc giao thông ở Hà Nội ................................................................................ 3 Hình 2: Ống khói mới và cũ của nhà máy Nhiệt điện Ninh Bình ...................................... 4 Hình 3: Giới thiệu diễn biến nồng độ bụi trong không khí từ năm 1995 đến hết năm 2002 ở các khu dân cư bên cạnh các khu công nghiệp. (Nguồn: Cục Môi trường, Báco cáo Quan trắc và Phân tích môi trường) ................................................................................ 5 3 Hình 4: Diễn biến nồng độ khí S04 (mg/m ) trung bình năm từ 1995 đến 2002 trong không khí xung quanh gần các khu công nghiệp (Nguồn: Cục Môi trường, Báco cáo Quan trắc và Phân tích môi trường) ................................................................................ 7 Hình 5: Diễn biến mức ồn tương đương trung bình ngày (dBA) và lưu lượng dòng xe ở giờ cao điểm trên đoạn đường bến xe phía Nam thành phố Hà Nội từ năm 1995 đến năm 2002 ( Nguồn: Báo cáo hàng năm của Trạm Quan trắc và Phân tích môi trường tại CEETIA) ....................................................................................................................... 11 Hình 6: Hình vẽ minh hoạ khay hứng mẫu ..................................................................... 23 DANH SÁCH SINH VIÊN THỰC HIỆN 1. Nguyễn Thành An 0217001 2. Hồ Thị Tuyết Trang 0217120 3. Mai Nguyên Hùng Cường 0317007 4. Nguyễn Anh Vũ 0317046 5. Bá Văn Tư 0417035 6. Lương Minh Thoang 0417030 7. Nguyễn Phúc Thịnh 0417072 8. Hứa Phước Hưng 0417012 9. Châu Văn Chung 0417034 10. Nguyễn Thiện Vỹ 0417082 11. Trần Nhân Linh 0517057 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ Ô nhiễm môi trường không khí đang là một vấn đề bức xúc đối với môi trường đô thị, công nghiệp và các làng nghề ở nước ta hiện nay. Ô nhiễm môi trường không khí có tác động xấu đối với sức khoẻ con người (đặc biệt là gây ra các bệnh đường hô hấp), ảnh hưởng đến các hệ sinh thái và biến đổi khí hậu (hiệu ứng "nhà kính", mưa axít và suy giảm tầng ôzôn),... Công nghiệp hoá càng mạnh, đô thị hoá càng phát triển thì nguồn thải gây ô nhiễm môi trường không khí càng nhiều, áp lực làm biến đổi chất lượng không khí theo chiều hướng xấu càng lớn, yêu cầu bảo vệ môi trường không khí càng quan trọng. 1.1. Nguồn ô nhiễm. 1.1.1 Nguồn ô nhiễm không khí từ hoạt động công nghiệp Công nghiệp cũ (được xây dựng trước năm 1975) đều là công nghiệp vừa và nhỏ, công nghệ sản xuất lạc hậu, một số cơ sở sản xuất có thiết bị lọc bụi, hầu như chưa có thiết bị xử lý khí thải độc hại. Nói chung, công nghiệp cũ không đạt tiêu chuẩn về chất lượng môi trường. Công nghiệp cũ lại rất phân tán, do quá trình đô thị hoá, phạm vi thành phố ngày càng mở rộng nên hiện nay phần lớn công nghiệp cũ này nằm trong nội thành của nhiều thành phố. Ví dụ ở thành phố Hồ Chí Minh, không kể các cơ sở thủ công nghiệp, có khoảng 500 xí nghiệp trong tổng số hơn 700 cơ sở công nghiệp nằm trong nội thành, ở thành phố Hà Nội có khoảng 200 xí nghiệp trong tổng số khoảng 300 cơ sở công nghiệp nằm trong nội thành. Trong các năm gần đây nguồn ô nhiễm từ hoạt động công nghiệp nằm trong nội thành có phần giảm bớt do các tỉnh, thành đã tích cực thực hiện chỉ thị xử lý triệt để các cơ sở gây ô nhiễm nghiêm trọng nằm xen kẽ trong các khu dân cư. Ví dụ như ở Hà Nội đã đầu tư xây dựng kỹ thuật hạ tầng 10 cụm công nghiệp nhỏ ở các huyện ngoại thành với tổng diện tích đất quy hoạch 2.573ha để khuyến khích các xí nghiệp cũ ở trong nội thành di dời ra các cụm công nghiệp đó. Đặc biệt, thành phố Hà Nội có chế độ thưởng tiến độ di chuyển sớm trong giai đoạn từ 2003 - 2004, mức thưởng từ 10 triệu đến 500 triệu đồng/đơn vị sản xuất. Cho đến nay Hà Nội đã di chuyển được 10 cơ sở sản xuất gây ô nhiễm nặng ra ngoại thành như: Công ty Cổ phần Dệt 10/10, Công ty Thuỷ tinh Hà Nội, Công ty Giầy Thụy Khuê,... Hiện nay có 6 công ty đang di chuyển là Công ty Nhựa Hà Nội, Dệt kim Hà Nội, Xe đạp xe máy Đống Đa, Kỹ thuật điện thông, Dệt kim Thăng Long. Thành phố Hồ Chí Minh đã đưa ra chính sách thưởng 500 triệu đồng (mức cao nhất) cho những doanh nghiệp di dời trong năm 2002, mức thưởng này chỉ còn 50% đối với các doanh nghiệp di dời vào năm 2003 và chỉ còn 40% nếu di dời vào năm 2004. Tỉnh Bắc Ninh và một số tỉnh khác cũng đã đầu tư kỹ thuật hạ tầng xây dựng một số cụm công nghiệp nhỏ để tập trung các doanh nghiệp gây ô nhiễm môi trường nặng nề ở đô thị và làng nghề vào các cụm công nghiệp này,... 1 Hoạt động công nghiệp gây ô nhiễm không khí còn từ các khu, cụm công nghiệp cũ, như các khu công nghiệp: Thượng Đình, Minh Khai - Mai Động (Hà Nội), Thủ Đức, Tân Bình (thành phố Hồ Chí Minh), Biên Hoà I (Đồng Nai), Khu Công nghiệp Việt Trì, Khu Gang thép Thái Nguyên,... và ô nhiễm không khí cục bộ ở xung quanh các xí nghiệp, nhà máy xi măng (đặc biệt là xi măng lò đứng), các lò nung gạch ngói, xí nghiệp sản xuất đồ gốm, các nhà máy nhiệt điện đốt than và đốt dầu FO, các nhà máy đúc đồng, luyện thép, các nhà máy sản xuất phân hoá học,... Các chất ô nhiễm không khí chính do công nghiệp thải ra là bụi, khí SO2, NO2, CO, HF và một số hoá chất khác. Ô nhiễm môi trường không khí ở nhiều làng nghề đã tới mức báo động, một số bài báo đã đánh giá một cách đáng lo ngại là "sống giàu, nhưng chết mòn" đối với làng tái chế nilông Minh Khai (Như Quỳnh, Hưng Yên); "hít khói ăn tiền" ở xã Chỉ Đạo (Văn Lâm, Hưng Yên) - tái chế chì, hay là "những làn khói độc" ở làng gốm Bát Tràng (Gia Lâm, Hà Nội). Ở rất nhiều làng nghề, đặc biệt là các làng nghề ở vùng Đồng bằng Bắc Bộ, đang kêu cứu về ô nhiễm môi trường không khí. Công nghiệp mới: Phần lớn các cơ sở công nghiệp mới được đầu tư tập trung vào 82 khu công nghiệp. Trước khi xây dựng dự án đều đã tiến hành "Đánh giá tác động môi trường", nếu dự án thực hiện đầy đủ các giải pháp bảo vệ môi trường đã được trình bày trong báo cáo đánh giá tác động môi trường thì sẽ đảm bảo đạt tiêu chuẩn chất lượng môi trường. Tuy vậy, còn nhiều xí nghiệp mới, đặc biệt là các nhà máy nhiệt điện đốt than, chưa xử lý triệt để các khí thải độc hại (SO2, NO2, CO), nên đã gây ra ô nhiễm môi trường không khí xung quanh. 1.1.2. Nguồn ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông vận tải Cùng với quá trình công nghiệp hoá và đô thị hoá, phương tiện giao thông cơ giới ở nước ta tăng lên rất nhanh, đặc biệt là ở các đô thị. Trước năm 1980 khoảng 80 - 90% dân đô thị đi lại bằng xe đạp, ngày nay, ngược lại khoảng 80% dân đô thị đi lại bằng xe máy, xe ôtô con. Nguồn thải từ giao thông vận tải đã trở thành một nguồn gây ô nhiễm chính đối với môi trường không khí ở đô thị, nhất là ở các đô thị lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng. Theo đánh giá của chuyên gia môi trường, ô nhiễm không khí ở đô thị do giao thông vận tải gây ra chiếm tỷ lệ khoảng 70%. Theo số liệu của Phòng Cảnh sát giao thông Hà Nội, năm 1990 có 34.222 xe ôtô, năm 1995 có 60.231 xe, năm 2000 có 130.746 xe tham gia giao thông. Như vậy sau 10 năm số lượng ôtô ở Hà Nội tăng lên gần 4 lần. Về xe máy ở Hà Nội năm 1996 mới có khoảng 600.000 xe máy, năm 2001 gần 1 triệu, năm 2002 tăng tới hơn 1,3 triệu xe máy, bình quân khoảng 1 xe máy/2 người dân. Ở thành phố Hồ Chí Minh năm 1997 mới có khoảng 1,2 triệu xe máy, năm 2001 gần 2 triệu xe, 2 năm 2002 gần 2,5 triệu xe máy. Bình quân số lượng xe máy ở các đô thị nước ta mỗi năm tăng khoảng 15 - 18%, số lượng xe ôtô mỗi năm tăng khoảng 8 - 10%. Hình 1: Ùn tắc giao thông ở Hà Nội Do số lượng xe máy tăng lên rất nhanh, không những làm tăng nhanh nguồn thải gây ô nhiễm không khí, mà còn gây ra tắc nghẽn giao thông ở nhiều đô thị lớn. Ở Hà Nội có khoảng 40 điểm thường xuyên bị ùn tắc giao thông, ở thành phố Hồ Chí Minh là 80 điểm. Khi tắc nghẽn giao thông, mức độ ô nhiễm hơi xăng dầu có thể tăng lên 4 - 5 lần so với lúc bình thường. Ở Việt Nam , khoảng 75% số lượng ôtô chạy bằng nhiên liệu xăng, 25% số lượng ôtô chạy bằng dầu DO, 100% xe máy chạy bằng xăng. Ô nhiễm khí CO và hơi xăng dầu (HC) thường xảy ra ở các nút giao thông lớn, như là ngã tư Cầu Giấy, ngã tư Kim Liên (Hà Nội), ngã tư Điện Biện Phủ - Đinh Tiên Hoàng, vòng xoay Hàng Xanh (thành phố Hồ Chí Minh), ngã tư Cầu Đất - Nguyễn Đức Cảnh (thành phố Hải Phòng),... Trước năm 2001 ở các nút giao thông này còn bị ô nhiễm chì (Pb). 1.1.3. Nguồn ô nhiễm không khí do hoạt động xây dựng Ở nước ta hiện nay hoạt động xây dựng nhà cửa, đường sá, cầu cống,... rất mạnh và diễn ra ở khắp nơi, đặc biệt là ở các đô thị. Các hoạt động xây dựng như đào lấp đất, đập phá công trình cũ, vật liệu xây dựng bị rơi vãi trong quá trình vận chuyển, thường gây ô nhiễm bụi rất trầm trọng đối với môi trường không khí xung quanh, đặc biệt là ô nhiễm bụi, nồng độ bụi trong không khí ở các nơi có hoạt động xây dựng vượt trị số tiêu chuẩn cho phép tới 10 - 20 lần 1.1.4. Nguồn ô nhiễm không khí từ sinh hoạt đun nấu của nhân dân Nhân dân ở nông thôn nước ta thường đun nấu bằng củi, rơm, cỏ, lá cây và một tỷ lệ nhỏ đun nấu bằng than. Nhân dân ở thành phố thường đun nấu bằng than, dầu hoả, củi, điện và khí tự nhiên (gas). Đun nấu bằng than và dầu hoả sẽ thải ra một lượng chất thải ô nhiễm đáng kể, đặc biệt nó là nguồn gây ô nhiễm chính đối với môi trường không khí trong nhà, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khoẻ của người dân. Trong những năm gần đây nhiều gia đình trong đô thị đã sử dụng bếp gas thay cho bếp đun bằng than hay dầu hoả. 3 Theo báo cáo hiện trạng môi trường của các tỉnh thành năm 2002, và năm 2003, ở các đô thị lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng, đặc biệt là ở các thành phố và thị xã của các tỉnh phía Nam, một số gia đình có mức sống cao chuyển từ đun nấu bằng than, dầu sang đun nấu bằng bếp gas ngày càng nhiều. Bếp gas gây ô nhiễm không khí ít hơn rất nhiều so với đun nấu bằng than, dầu. Ngược lại, do giá dầu hoả và giá điện tăng lên đáng kể, rất nhiều gia đình có mức thu nhập thấp đã chuyển sang dùng bếp than tổ ong với số lượng lớn, bình quân mỗi gia đình tiêu thụ khoảng 2kg than/ngày, gây ra ô nhiễm không khí cục bộ nặng nề, nhất là lúc nhóm bếp và ủ than 1.2. Hiện trạng ô nhiễm môi trường không khí 1.2.1. Ô nhiễm bụi Ở hầu hết các đô thị nước ta đều bị ô nhiễm bụi, nhiều nơi bị ô nhiễm bụi trầm trọng, tới mức báo động. Các khu dân cư ở cạnh đường giao thông lớn và ở gần các nhà máy, xí nghiệp cũng bị ô nhiễm bụi rất lớn. Nồng độ bụi trong các khu dân cư ở xa đường giao thông, xa các cơ sở sản xuất hay trong các khu công viên cũng đạt tới xấp xỉ trị số tiêu chuẩn cho phép. Nồng độ bụi trong không khí ở các thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng trung bình lớn hơn trị số tiêu chuẩn cho phép từ 2 đến 3 lần, ở các nút giao thông thuộc các đô thị này nồng độ bụi lớn hơn tiêu chuẩn cho phép từ 2 đến 5 lần, ở các khu đô thị mới đang diễn ra quá trình thi công xây dựng nhà cửa, đường sá và hạ tầng kỹ thuật thì nồng độ bụi thường vượt tiêu chuẩn cho phép từ 10 - 20 lần. Ở các thành phố, thị xã thuộc Đồng bằng Nam Bộ có mức ô nhiễm bụi trung bình cao hơn tiêu chuẩn cho phép từ 1,2 đến 1,5 lần, như ở thành phố Cần Thơ, thị xã Rạch Giá, thị xã Hà Tiên, thị xã Bến Tre. Nói chung, ô nhiễm bụi ở các tỉnh, thành miền Nam trong mùa khô thường lớn hơn trong mùa mưa. Nồng độ bụi trong không khí ở các thị xã, thành phố miền Trung và Tây Nguyên (như là thị xã Tam Kỳ, Hội An, Nha Trang, Cam Ranh, Vinh, Đồng Hới, Buôn Ma Thuột, Kon Tum,...) cao hơn ở các thành phố, thị xã Nam Bộ. Hình 2: Ống khói mới và cũ của nhà máy Nhiệt điện Ninh Bình 4 Nồng độ bụi ở các đô thị thuộc các tỉnh miền núi, vùng cao, nói chung còn thấp hơn trị số tiêu chuẩn cho phép (tức là không khí còn trong sạch), như là Hà Giang, Lai Châu, Sơn La, Đà Lạt,... Ngược lại, ở các đô thị phát triển đường giao thông và xây dựng nhà cửa mạnh, thì môi trường không khí bị ô nhiễm bụi tương đối nặng, như thị xã Vĩnh Yên (nồng độ bụi: 0,70 - 1,23mg/m3), thị xã Phúc Yên (0,99 - 1,33mg/m3), thị trấn Hoà Mạc, Hà Nam (1,31mg/m3), thị xã Hà Đông (0,9 - 1,5mg/m3),... Hình 3: Giới thiệu diễn biến nồng độ bụi trong không khí từ năm 1995 đến hết năm 2002 ở các khu dân cư bên cạnh các khu công nghiệp. (Nguồn: Cục Môi trường, Báco cáo Quan trắc và Phân tích môi trường) Nhà máy Nhiệt điện Ninh Bình có công suất 100MW, được xây dựng vào những năm 1960, đặt sát vách núi Cánh Diều, nằm ở đầu hướng gió chính thổi vào thị xã. Công nghệ sản xuất lạc hậu, toàn bộ nhà máy và ống khói cao 80m nằm trong bóng "khí động" của núi Cánh Diều. Xử lý bụi bằng xiclon với hiệu suất rất thấp, khoảng 50%. Vì vậy, trước năm 1996, nhà máy đã gây ra ô nhiễm bụi và khí SO2 rất trầm trọng đối với thị xã Ninh Bình và các làng, xã phụ cận. Ở khu vực xung quanh cuối hướng gió, cách nhà máy khoảng 600 - 1.000m, nồng độ bụi trong không khí gấp 15-30 lần tiêu chuẩn cho phép, nồng độ khí SO2 vượt tiêu chuẩn cho phép từ 1,3 - 3,6 lần. Thống kê trung bình tỷ lệ số người bị các bệnh về đường hô hấp ở khu vực bị ô nhiễm này cao hơn ở xã Trường Yên (nơi không bị ô nhiễm) từ 2 - 3 lần. Nhân dân xung quanh đã nhiều lần kêu cứu về ô nhiễm bụi và khí SO2, nhà máy phải giảm công suất xuống còn 10% và có ý định đóng cửa nhà máy. Để khắc phục ô nhiễm môi trường, năm 1997 nhà máy đã xây dựng ống khói mới, cao 130m, vượt trên bóng "khí động" của núi Cánh Diều, thay lọc bụi xiclon bằng lọc bụi tĩnh điện với hiệu suất 99%, cải tạo lò, làm kín dây chuyền công nghệ, cải tạo nhà máy, nên nhà máy đã phục hồi được công suất 100% mà vẫn đảm bảo môi trường không khí bên trong nhà máy cũng như toàn bộ thị xã Ninh Bình được cải thiện rõ rệt và đạt tiêu chuẩn môi trường. 5 Trước đây, với công nghệ đốt than bằng vòi đốt cũ, đã gây ô nhiễm môi trường và đã xảy ra tai nạn chết người do sập xỉ lò. Năm 2001, nhà máy đã cải tiến vòi đốt than theo kiểu UD, giải quyết cơ bản hiện tượng đóng xỉ trong lò, kéo dài chu trình vận hành lò, giảm chi phí vận hành, giảm nồng độ khí NO2 trong khí thải từ 1.000mg/m3 xuống còn 650mg/m3, đồng thời không xảy ra tai nạn lao động trong 3 năm qua. Tuy kinh phí đầu tư cải tạo môi trường nhà máy điện là rất lớn, khoảng 170 tỷ đồng, nhưng hiệu quả mang lại còn lớn hơn nhiều, không những giải quyết xong nạn ô nhiễm môi trường trầm trọng, mà còn mang lại hiệu quả kinh tế - xã hội rất lớn: nhà máy không phải đóng cửa hay di dời đi nơi khác; phục hồi sản xuất 100%; trước đây sản xuất 1KW điện phải mất 0,88kg than tiêu chuẩn, nay chỉ mất 0,61kg than; không phải mất tiền trợ cấp độc hại cho cán bộ công nhân viên của nhà máy và thị xã, thiệt hại vì ốm đau, bệnh tật và nghỉ việc của nhân dân do ô nhiễm gây ra nay còn không đáng kể; vệ sinh môi trường toàn thị xã được cải thiện, thu hút khách du lịch đến Ninh Bình và tạo điều kiện trong tương lai gần sẽ mở rộng công suất nhà máy. Xét Hình 3 ta thấy, tuy công nghiệp và đô thị trong thời gian qua phát triển nhanh, nhưng ô nhiễm bụi