🔙 Quay lại trang tải sách pdf ebook Giáo trình cơ sở kỹ thuật môi trường Ebooks Nhóm Zalo PSG. TĂNG VÀN ĐOÀN - PGS. TS. TRẨN ĐỨC HẠ G I Á O T R ÌN H CÖ sở KỴ THdậT MÔI TRƯỜNG (Tái bản lần thứ ba) NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC VIỆT NAM L è i ♦VÓX X Ầ u Cuốn giáo trinh Cơ sở Kỹ th u ậ t môi trư ờ n g được biên soạn theo đề cương môn học chính thức của Trường Đại học Xảy dựng, nhằm cung cấp cho sinh viên những kiến thức cơ bản về sinh thái học, bảo vệ môi trường, khai thác sử dụng hợp lý và tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên. Đồng thời còn là tài liệu tham khảo rất tốt cho các kỹ sư và cán bộ chuyên ngành. Cuốn sách này do PGS. Tăng Văn Đoàn và PGS. TS. Trần Đức Hạ biên soạn. Giao trình được dùng để giảng dạy trong các trường đại học, cao đắng và các trường dạy nghề. Khi sử dụng sách, chúng ta căn cứ vào yêu cầu cụ thể, vào tinh chất đặc thù của từng ngành, nghề, vận dụng chọn lọc linh hoạt, có thê tinh giảm bớt các nội dung đi sâu đê phù hợp với đối tượng học viên. Trọng tăm của giáo trinh là những vấn đề kỹ thuật môi trường như ô nhiễm không khí và bảo vệ môi trường không khí, ô nhiễm nước uà bảo vệ môi trường nước, ô nhiễm đất uà bảo vệ môi trường đất. Đê đảm bảo tính khoa học và sự cân đôi giữa các chương, thuận tiện trong uiệc phàn bô'học trinh, học phần theo tinh thần cải cách giáo dục, giáo trình được chia làm 4 chương: Chương 1: Khái niệm cơ bản về sinh thái học và bảo vệ môi trường. Chương 2: 0 nhiễm không khí và bảo vệ môi trường không khí. Chương 3: 0 nhiễm nước và bảo vệ nguồn nước. Chương 4: 0 nhiễm đất và các loại ô nhiễm khác. Phàn công biên soạn như sau: PGS. Tăng Văn Đoàn biên soạn chương 2 và các mục 4-3; 4-4; 4-5 của chương 4. PGS. TS. Trần Đức Hạ biên soạn chương 1; 3 và các mục 4-1; 4-2 của chương 4. Các tác giả xin cảm ơn GS. TSKH. Phạm Ngọc Đăng; GS. TS. Trần Ngọc Chấn; GS.TS. Trần Hiếu Nhuệ đă đóng góp nhiều ý kiến trong quá trình biên soạn. Trong quá trinh biên soạn có th ể còn nhiều sai sót, chúng tôi mong nhận được những ý kiến đóng góp của bạn đọc và đổng nghiệp đê lần xuất bản sau giáo trinh được hoàn thiện hơn. Các ý kiến góp ý xin gửi về địa chi : Công ty CP Sách Đại học - Dạy nghề, 25 Hàn Thuyên, Hai Bà Trưng, Hà Nội. CÁC TÁC GIẢ 3 Chương 1 K H Ả I NIỆM C ơ BẢN VẾ SIN H THÁ I HỌC VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯ Ờ N G 1.1. KHÁI NIỆM VỀ HỆ SINH THÁI, MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN 1 .1 .1 . Hệ sinh thái 1.1.1.1. Các thành phấn và cơ cáu chức năng của hệ sinh thái, các loại hệ sinh thái Sinh vật và thế giới vô sinh xung quanh có quan hệ khăng khít với nhau và thường xuyẽn có tác dộng qua lại, đặc trưng bằng các dòng năng lượng tạo nên cấu trúc dinh dưỡng xác định. Các thành phẩn sinh vật có quan hẹ với chu trình tuần hoàn vật châì (tức là trao đổi chất giữa các phẩn tử hữu sinh và vô sinh) trong một hệ thống, được gọi là hệ sinh thái. Như vậy hệ sinh thái là một hệ chức năng gồm có quần xã của các cá thể sống và môi ưường cùa chúng. Sinh thái học là khoa học nghiên cứu về mối quan hệ giữa sinh vật và môi ưường sống cùa chúng và giữa chúng với nhau. Vé mặt cơ cấu, các thành phẩn hệ sinh thái chia thành hai nhóm như sau: a) Thành pliấn vô sinh: gồm các chất vô cơ (C, N, COz, H20 , 0 2...) tham gia vào chu trình tuần hoàn vật chất, các chất hữu cơ (Prôtêin, giuxit, lipit, mùn,...), chế độ khí hậu (nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm và các yếu tố vật lý khác). b) Tliành phán hữu sinh: bao gổm các sinh vật sản xuất (sinh vật tự dưỡng, chủ yếu là cây xanh, có khả năng tạo thức ăn từ các chát vô cơ dơn giản), sinh vật lớn tiêu thụ hoặc sinh vật ăn sinh vật, sinh vật bé tiêu thụ hoặc các sinh vật hoại sinh, chù yếu là các loại vi khuẩn và nấm, phân giải các chất hữu cơ để sinh sống, đồng thời giải phóng ra các chất vô cơ cho các sinh vật sản xuất. Hệ sinh thái là đơn vị chức năng cơ bản của sinh thái học bởi vì nó bao gồm cả sinh vât (quẩn xã sinh vật) và môi trường vô sinh (hình 1-1). Trong đó, mỗi một phần này lại ảnh hường đến phần khác và cả hai đểu cẩn thiết để duy trì sự sống như đã tổn tại trên Trái Đất. Theo quan diểm chức năng, hoạt động cùa hệ sinh thái được phân chia theo các hướng sau dây: - Dòng năng lượng giữa các thành phần. - Chuỗi thức ăn trong hệ thống. - Vòng tuần hoàn vật chất. - Sự phân bô' các thành phần trong hộ theo không gian và thời gian. - Sự phát triển và tiến hoá. - Điểu khiển (cybernetic). 4 Hình 1-1. Sơ đồ một hệ sinh thái với vòng tuần hoàn vật chất và dòng năng lượng giữa các bậc dinh dưỡng. Trong hệ sinh thái thường xuyên có vòng tuần hoàn vật chất đi từ môi trường ngoài vào cơ thể các sinh vật, từ sinh vật này sang sinh vật khác, rồi lại từ sinh vật ra mối trường ngoài. Vòng tuần hoàn này được gọi là vòng sinh dịa hoá. Có vô sô' vòng tuần hoàn vật chất. Do nhu cẩu tổn tại và phát triển, sinh vật cần tới khoảng 40 nguyên tố khác nhau để xây dựng nên nguyên sinh chít cho bản thân mình. Một sô' vòng tuần hoàn vật chất của các nguyên tố c, p, N được minh hoạ trong các hình 1-2; 1-3 và 1-4. Từ môi trường ngoài, các chất trên đi vào sinh vật sản xuất, qua sinh vật tiêu thụ và sau cùng nhờ sinh vật phân huỷ trờ lại môi trường. 5 BÀI TIỂT 6 Hình 1-2. Vòng tuân hoàn các bon. Hmti 1-3. Vòng tuần hoàn phốt pho. Hình 1-4. Vòng tuần hoàn nitơ. Dòng năng lượng xày ra đổng thời với vòng tuần hoàn vật chất ờ hệ sinh thái. Năng lượng cung cấp cho hoạt động của tất cả các hệ sinh thái trên Trái Đất là nguồn năng lượng mặt trời. Song chỉ một phần nhỏ năng lượng này được sinh vật sản xuất hấp thụ để sản xuất ra chất hữu cơ, gọi là Năng suất sơ cấp. Khác với vòng tuẩn hoàn vật chất, năng lượng không được sử dụng lại mà phát tán, mất đi dưới dạng nhiệt. Vòng tuẩn hoàn của vật chất là vòng kín. Dòng nãng lượng và vòng hở. Vật chất và năng lượng đi vào hệ thống gọi là dòng vào, đi ra khỏi hệ thống gọi là dòng ra. Dòng năng lượng và vật chất nối các thành phẩn của hệ sinh thái với nhau gọi là dòng nội lưu. Theo sự vận chuyển của dòng vật chất và dòng năng lượng, người ta phân ra hai loại hệ thống : hệ thống kín, ở đó dòng vật chất và năng lượng trao đổi trong phạm vi hệ thống và hệ thống hở, ở đó vật chất và năng lượng đi qua ranh giới của hệ thống. 7 Hệ sinh thái có thể phân chia theo quy mô như hệ sinh thái nhỏ (ví dụ như một bể nuôi cá, một phòng thí nghiệm...), hệ sinh thái vừa (ví dụ: đại dương, sa mạc, thành phố lớn...), hoặc phân chia theo bản chất hình thành như hộ sinh thái tự nhiên (ví dụ: ao, hổ...) và hệ sinh thái nhân tạo (ví dụ: đô thị, cánh đổng nông nghiệp, công viên...). Tập hợp các hệ sinh thái trên Trái Đất làm thành hệ sinh thái khổng lổ là sinh quyển. 1.1.1.2. Cán bằng của hệ sinh thái Các thành phần của hộ sinh thái luôn luôn bị tác động bời các yếu tố môi trường, dược gọi là các yếu tô' sinh thái. Người ta chia các yếu tố sinh thái thành 3 loại: các yếu tố vô sinh, yếu tô' sinh vật và yếu tố nhân tạo. Các yếu tố vô sinh như nhiệt độ, độ ẩm, ánh sáng, tia năng lượng, áp suất khí quyển v.v... tạo nên điều kiện sống cho vi sinh vật và ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp dến sự tổn tại và phát triển của chúng. Các yếu tố sinh vật đặc trưng bằng các dạng quan hệ hoặc tác động qua lại cùa các sinh vật: quan hệ cộng sinh, ký sinh hoặc đối kháng. Các yếu tố nhân tạo là các hoạt động cùa con người: công nghiệp, nông nghiệp, giao thồng v.v... giống như một yếu tố địa lý, tác động trực tiếp lên hoạt động sống của sinh vật hoặc làm thay đổi điều kiện sống cùa chúng. Cân bằng sinh thái là trạng thái ổn định trong đó các thành phần sinh thái ở điều kiện cân bằng tuơng đối và cấu trúc toàn hộ không bị thay đổi. Dưới tác động của các yếu tố sinh thái, mức độ ổn định này có thể bị biến đổi. Các hệ sinh thái tự nhiên đều có khả nàng tự diều chỉnh riẽng, dó là khả nàng thích nghi khi bị ảnh hường của mỗi yếu tò' sinh thái nào đó dể phục hổi trở lại trạng thái ban đầu. Trạng thái cân bằng như vậy chính là trạng thái cân bằng động. Nhờ sự tự điều chỉnh mà các hộ sinh thái tự nhiên giữ được sự ổn định mỗi khi chịu tác động của nhân tố ngoại cảnh. Quá trình tự làm sạch nguổn nước sông hồ, để phục hồi lại trạng thái chất lượng nước ban đầu sau khi xà nuớc thải, là ví dụ về sự tự điều chỉnh để đảm bảo sự cân bằng động trong hộ sinh thái sông hổ. Sự tự diéu chỉnh của hệ sinh thái là kết quả của sự tự diều chinh cùa từng cá thể, quần thể hoặc cả quần xã mỗi khi có một yếu tố sinh thái thay đổi. Người ta cũng chia các yếu tô' sinh thái thành hai nhóm: yếu tố sinh thái giới hạn và yếu tô' sinh thái không giới hạn. Nhiệt độ, hàm lượng ôxy hoà tan, nồng độ muối, thức ăn... là những yếu tố giới hạn, có nghĩa là nếu ta cho nhiệt độ thay đổi từ thấp lên cao, chúng ta sẽ tìm được một giới hạn nhiệt độ thích hợp của cá thể, hay của cả quần thể; ngoài giới hạn đó, cơ thể hay quần thể không tồn tại được. Giới hạn này được gọi là giới hạn sinh thái hay giới hạn cho phép cùa cá thể, quần thể hay của quần xã. Ánh sáng, dịa hình không được coi là yếu tố sinh thái giới hạn đối với động vật. Mỗi cá thể, mỗi quần thể có một giới hạn sinh thái nhất định đối với từng yếu tố sinh thái (hình 1-5). Giới hạn này phụ thuộc vào khả năng thích nghi và tiến hoá của cơ thể, của quần thể và cũng phụ thuộc vào các yếu tố sinh thái khác. Như vậy, sự tự điéu chỉnh cùa hệ sinh thái có giới hạn nhất dịnh, nếu thay dổi vượt quá giới hạn này, hệ sinh thái mất khả năng tự điều chỉnh và hậu quả là chúng bị phá huỷ. 8 Các trường hợp ổn định cùa hệ sinh thái khi bị yếu tố bén ngoài tác động: - Hệ thống trơ: Có khả năng chống chịu các yếu tô' bên ngoài. - Hệ thống mềm: Hệ thống có khả năng trờ về trạng thái ban đầu, giống như trước khi bị tác dộng. - Hệ thống có khả năng hấp thụ hoặc khắc phục tức thời cấc tác dộng bên ngoài như hấp thụ các chất ngoại lai, năng lượng dư v.v... Không phải lúc nào các hệ sinh thái cũng có thê tự điều chinh được. Ví dụ, trường hợp xả nước thải sinh hoạt vào hệ sinh thái thuý vực nước mặt. Các chất dinh dưỡng trong nước thải làm cho các loài tảo (sinh vật sản xuất) phát triển cao độ (gọi là nờ hoa). Sinh vật sàn xuấl do phát triển quá nhiều mà không được các sinh vật tiêu ihụ sử dụng kịp, khi chúng chết di, chúng sẽ bị phân huỷ và giải phóng ra các chất độc. Đồng thời quá trình này cũng gây ra hiện tượng ôxy trong nước giảm xuống quá thấp và có thể làm cá chết. Hình 1-5. Biểu đố ổn định của hệ sinh Ihái. Ô nhiẽm là hiện tượng do hoạt động của con người dẫn dến sự thay đổi các yếu tô' sinh thái vượt ra ngoài giới hạn sinh thái của cá thể, quẩn thể và quần xã... Con người đã gây nên nhiều loại ô nhiễm (hoá học, vật lý, sinh học) cho các loài sinh vật (kể cả con người). Muốn kiểm soát dược ô nhiễm môi trường cần phải biết được giới hạn sinh thái của cá thể, quán thể, và quần xã đối với từng yếu tố sinh thái. Xử lý ô nhiễm có nghĩa là dưa các yếu tố sinh thái trở về giới hạn sinh thái của cá thể, quần thể và quần xã. Muốn xử lý được ô nhiễm cần phải biết được cấu trúc và chức năng của hệ sinh thái và nguyên nhân làm cho các yếu tô' sinh thái vượt ra ngoài giới hạn thích ứng. 9 Đây là nguyên lý sinh thái cơ bản được vận dụng vào việc bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên. 1 .1 .2 . Môi trường và tài nguyên 1.1.2.1. Môi trường Môi trường là tập hợp tất cả các thành phần của thế giới vật chất bao quanh có khả năng tác dộng dến sự tổn tại và phát triển của mỗi sinh vật. Bất cứ một vật thể, một sự kiện nào cũng tồn tại và diễn biến trong một môi trường. Môi trường sống của con người - môi trường nhân vãn: là tổng hợp các diều kiện vật lý, hoá học, kinh tế, xã hội bao quanh và có ảnh hường tới sụ sống và phát triển cùa từng cá nhân và cùa những cộng đổng con người. Môi trường sống của con người là toàn bộ vũ trụ bao la, trong đó hệ Mặt Trời và Trái Đất là bộ phận có ảnh hưởng trực tiếp và rõ rệt nhất. Trong môi trường sống này luôn tổn tại sự tương tác giữa các thành phần vô sinh và hữu sinh. Về mặt vật lý, Trái Đất dược chia thành các quyển sau: - Thạch quyển (lithosphere) hoặc môi trường dất: bao gồm lớp vỏ Trái Đất có độ dày 60 -H 70 km trên lục địa và 2 + 8 km dưới đáy đại dương. Thành phần hoá học, tính chất vật lý của thạch quyển tương dối ổn định và ảnh hường lớn đến sự sống trên Trái Đất. - Thuỷ quyển (hydrosphere) hoặc môi trường nước: là phẩn nước của Trái Đất bao gôm dại dương, sông, hổ, suối, nuớc dưới dất, bàng tuyết và hơi nước. Thuỷ quyển đóng vai trò không thể thiếu được trong việc duy trì cuộc sống con người, sinh vật và cân bằng khí hậu toàn cầu. - Khí quyển (atmosphere) hoặc môi trường không khí: là lớp không khí tầng dối lưu bao quanh Trái Đất. Khí quyển đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc duy trì sụ sống và quyết định tính chất khí hậu, thời tiết toàn Trái Đất. Về măt sinh học, trên Trái Đất có sinh quyển (biosphere) bao gồm các cơ thể sống, thuỷ quyến và khí quyển tạo thành môi trường sống của sinh vật. Sinh quyến gồm các thành phần hữu sinh và thành phẩn vô sinh, có quan hệ chẵt chẽ ■«à tương tác phức tạp với nhau. Khác với các “quyển” vật chất vô sinh, trong sinh quyển ngoài vật chất, năng lượng, còn có thông tin với tác dụng duy trì cấu trúc và cơ chế tổn tại, phát triển của các vật sống. Dạng thông tin phức tạp và phát triển cao nhất là trí tuệ con người, có tác động ngày càng mạnh mẽ đến sự tồn tại và phát triển của Trái Đất. Tuỳ theo mục đích và nội dung nghiên cứu, khái niệm chung vể “mồi trường sống của con người” được phân thành “môi trường thiên thiên”, “môi trường xã hội” và “môi trường nhân tạo”. Môi trường thiên nliiên bao gồm các nhân tô' thiên nhiên: vật lý, hoá học (thường gọi chung là môi trường vật lý), sinh học... tổn tại khách quan ngoài ý muốn của con người, hoặc ít chịu sự chi phối của con người. Môi trưèmg xã hội bao gồm các mối quan hệ giữa người và người. Môi trường nhân tạo bao gồm những nhân tố vật lý, sinh học, xã hội do con người tạo nên và 10 chịu sự chi phối của con người. Ba loại môi trường này tồn tại cùng nhau, xen lẫn vào nhau và tương tác chặt chẽ. Các thành phẩn của môi trường không tồn tại ở trạng thái tĩnh mà luôn có sự chuyển hoá trong tự nhiên, diễn ra theo chu trình và thông thường ở dạng cân bằng. Chính sự cân bằng này đảm bảo cho sự sống trên Trái Đất phát triển ổn dịnh. Các chu trình phổ biến nhất trong tự nhiên là chu trình sinh địa hoá, như chu trình các bon, chu trình nitơ, chu trình lưu huỳnh, chu trình phốt pho v.v... Khi các chu trình này không giữ ở trạng thái cân bằng thì các sự cố vé môi trường sẽ xảy ra, tác động đến sự tổn tại cùa con người và sinh vật ở một khu vực hoặc ờ quy mô toàn cầu. ỉ. 1.2.2. Tài nguyên Tài nguyén là tất cả các dạng vật chất hữu dụng cho con người và sinh vật, đó là một phần của môi trường cần thiết cho cuộc sống, ví dụ như rừng, đất, nguồn nước, các loại động vật, thực vật, khoáng sản... Các dạng vật chất có trong môi truờng nhưng không hữu dụng, hoậc ngược lại, có thể gây tác hại cho sự sống thì không dược gọi là tài nguyẽn. Tài nguyên có thể được phân loại theo tài nguyên thiên nhiên gắn liển với các nhân tố thiên nhiên và tài nguyên con người gắn liền với các nhân tố con người và xã hội. Trong việc sù dụng cụ thể, người ta chia ra thành tài nguyên đất, tài nguyên nước, tài nguyên khí hâu, tài nguyên sinh vật, tài nguyên lao động... Theo khả năng tái tạo, tài nguyên được phân thành tài nguyên tái tạo được và tài nguyên không tái tạo được. Tài nguyên tái tạo đuợc là những tài nguyên dựa vào nguổn năng lượng được cung cấp hầu như liên tục và vô tân từ vũ trụ vào Trái Đất, dựa vào trật tự thiên nhiên, nguổn thông tin vật lý và sinh học đã hình thành và tiếp tục tổn tại, sinh sôi, nảy nở và chì mất đi lúc không còn nguồn năng lượng và thông tin nói trên. Năng lượng của Mặt Trời, nước, gió, tài nguyên sinh vật... là những tài nguyên tái tạo được. Tài nguyên không tái tạo được tổn tại một cách hữu hạn, sẽ mất đi hoặc hoàn toàn bị biến dối không còn giữ được tính chất ban dầu sau quá irình sử dụng. Các loại tài nguyẽn do quá trình địa chất tạo nên như khoáng sản, dđu mỏ..., các thông tin di truyển cho đời sau bị mai một v.v ... là những tài nguyên không tái tạo được. Theo sự tồn tại, người ta chia tài nguyên thành các loại tài nguyên dẻ mất và tài nguyên không bị mất. Tài nguyên dễ mất có thể phục hồi hoặc không phục hổi được. Tài nguyên phục hổi được là tài nguyên có thể được thay thế hoặc phục hồi sau một thời gian với điều kiện phù hợp, ví dụ như cây trồng, vật nuôi, nguồn nước bị nhiễm bẩn,... Trong một vùng cụ thể, tài nguyên có thể phục hồi nhưng không thể tái tạo lại dược, ví dụ nguồn nước bị ô nhiễm phóng xạ đến mức toàn bộ sự sống bị tiêu diệt, nếu không có biện pháp xử lý thích hợp cải tạo môi truờng thì tài nguyẽn 11 nước vùng này được xem như không thể tái tạo được. Các loại tài nguyên không bị mất bao gồm tài nguyẽn vũ trụ, tài nguyên khí hậu và tài nguyên nước. Tài nguyên vũ trụ như bức xạ mật trời, năng luợng thuỷ triều v.v... thực tê' là không bị mất. Vì vây bảo vệ “Mặt Trời” không phải là nhiệm vụ cùa bảo vệ thiên nhiên. Nhưng việc thâm nhập năng lượng mặt trời lên Trái Đất phụ thuộc vào trạng thái khí quyển và mức độ ô nhiễm cùa nó, là những vấn đề mà con nguời có thể kiểm soát được. Các loại tài nguyên khí hậu như nhiệt, ấm cùa khí quyển, năng lượng của gió... cũng không bị mất. Nhưng thành phần cùa khí quyển có thể bị thay đói do sự ô nhiễm bời các nguổn gốc khác nhau. Trong sinh quyển, nguổn nước dự trữ hầu như khồng bị cạn nhưng lượng nước ngọt và chất lượng của nó trong từng vùng khác nhau trên Trái Đất có thể thay đổi mạnh. Thực tế chỉ có thể coi nguổn nước đại dương là tài nguyẽn khổng bị mất. Nhưng hiện nay nguồn tài nguyên này cũng đang bị đe doạ bởi sự nhiễm bẩn dầu mỏ, các chất phóng xạ, các loại phê' thải công nghiệp, các loại hoá chất và thuốc trừ sâu... do các hoạt dộng của con người gây nên. 1.2. TÁC ĐỘNG ĐỐI VỚI MÔI TRƯỜNG 1 .2 .1 . Các tác động của con người đối với môi trường Cũng như mọi sinh vật, từ buổi đầu xuất hiện, con người đã tác dộng vào môi trường xung quanh để sống, nhưng thực ra trong suốt quá trình lịch sử lâu dài trên 1 triệu năm, những tác động đó không đáng kể. Tuy nhiên, con người đã trờ thành kẻ độc tôn chiếm đoạt nguồn lương thục và tài nguyên có thể khai thác được, trong khi chính bản thân con người chẳng đóng vai trò dáng kể gì trong quá trình chuyển hoá vật chất mà sự sống dòi hỏi. Ngày nay, con người đã làm chủ toàn bộ hành tinh, sinh sống trong những hệ sinh thái rất khác nhau về diéu kiện tự nhiên (khí hậu, đất đai, tài nguyên và cảnh quan địa lý...)- Nhân tố xã hội, bằng tiến độ khoa học công nghệ, dã tác động làm cho hiệu lực chọn lọc tự nhiên giảm dến mức ihấp nhất. Các hệ sinh thái tự nhiên hoậc dán chuyển thành hệ sinh thái nhân tạo hoặc bị tác động của con người. Môi trường tự nhiên là nển tảng không thể thiếu được cho sự sinh tồn của loài người. Nó cung cấp vật chất và nàng lượng để bảo đảm sự sống còn và phát triển nhân loại ở tất cả các giai đoạn lịch sử. Với sự gia tăng dân sô' hiện nay và những nhu cẩu của nó, với sự tiến bộ cùa nền văn minh vật chất, tổng năng lượng, số loại và khối lượng vật chất mà loài người rút ra từ thiên nhiên và sau khi sử dụng thì hoàn lại cho thiên nhiên dưới dạng các chất thải, đều không ngừng tăng lên. Trong khuôn khổ của cách’mạng khoa học kỹ thuật, cùa quá trình công nghiệp và dô thị hoá nhanh chóng, tác động của xã hội loài người đối với môi trường dạt đến một cường dô và một quy mô chưa từng thấy, với xu hướng ngày 12 một mạnh mẽ, những hoạt động phá hoại môi trường không kiểm soát được có tác hại rất nguy hiềm đến các điều kiện sinh sống cùa loài người. Các hoạt động chính làm nhiễm bẩn và gây tác hại đối với môi trường có thể dược phân ra như sau: 1.2.1.1. Khai thác tài nguyên Tài nguyên thiên nhiên là một yếu tố của quá trình sản xuất. Nó là dối tượng lao dộng, là cơ sờ vật chất cùa sản xuất. Ngày nay, sức sản xuất tăng lên dáng kể do sự phát triển đân số và do những thành tựu cùa cách mạng khoa học kỹ thuật làm tăng năng suất lao động. Con người khai ihác tài nguyên với một cường dộ rất lớn. Các chu trình vật chất trong tự nhiên bị phá huỷ, nhiều hệ sinh thái tự nhiên bị mâì ổn dịnh, cấu trúc vật lý sinh quyển bị thay đổi. Việc khai thác gỗ và các loại sinh vật của rừng dần đến việc tàn phá rùng, thay dổi cấu trúc thảm thực vật trên hành tinh. Hàng loạt hậu quả tiếp theo do việc khai thác rừng tạo nên đối với môi trường và sinh quyển như thay đổi chế độ và chu trình chất khí, hàm lượng C 02 tăng, 0 2 giảm, nhiệt độ không khí cũng có xu hướng tăng theo, hiện tượng xói mòn và cuốn trôi đất làm độ màu mỡ cùa dất rừng bị giảm, nước nguồn bị nhiễm bẩn phù sa, chế độ dòng chày cùa sông ngòi thay đổi, các loại thực vật, động vật quý hiếm bị tàn phá, tiêu diệt. Việc khai thác rừng đã làm mất gán 20 triệu ha rừng/năm. Các ngành công nghiệp khai khoáng, khai thác dầu mỏ... đã dưa một lượng lớn chất thải, các chất độc hại... từ trong lòng đất vào sinh quyển. Do khai thác dầu và vận chuyển dáu, mỗi năm trên 10 triệu tấn dẩu đổ vào đại dương. Các loại nước chứa axit, phênoi... của quá trình khai thác mỏ xả vào nguồn nước mặt, gây ô nhiẻm và phá huỷ sự cân bằng sinh thái trong đó. Mặt khác, cấu trúc địa tầng và thảm thực vật khu vực khai thác mỏ thay đổi, ảnh hường xấu đến sức khoẻ và các hoạt động kinh tế xã hội cùa con người. Việc xây dựng dê dâp, hổ chứa để khai thác nguồn thuỷ nâng cũng có những tác hại nhất định đối với môi trường: cản trờ dòng di chuyển của cá từ hạ lưu vể thượng lau trong mùa đẻ trứng, thay đổi đô bén vững cùa đất, gây ngập lụt và thay đổi khí hậu vùng hổ chứa v.v... 1.2.1.2. Sử dụng hoá chất Con nguời đã sử dụng một lượng lớn hoá chất trong các hoạt động kinh tế, xã hội của mình. Trong nông nghiệp, sử dụng phân hoá học với mục đích canh tác, tàng năng suất cây trổng nhưng mật trái của nó là làm ô nhiẻm đất do độ không trong sạch và làm ô nhiẻm nguồn nước do tàng độ phì dưỡng bởi các nguyên tố N, p... Các loại thuốc trừ sâu và diệt cò hiện nay là các chất bẻn vững dễ bị hấp thụ vào cấu tử cùa đất, phá huỷ cây trồng và xâm nhập vào chuỗi dinh dưỡng, cản trở hoạt động sống của nhiều sinh vật. 13 Các hoá chất sử dụng trong công nghiệp và các hoạt động kinh tế khác thoát vào môi trường dưới dạng phế thải. Nhiều chất trong số đó như xianua, chì, đồng, thuý ngân, phênol... là những chất độc hại dối với con người và các loại sinh vật khác. Những chất phóng xạ xuất phát từ nhũng vụ nổ bom hạt nhân hoặc những chất thải phóng xạ lỏng hay rắn phát ra từ những trung tâm công nghiệp hay nghiên cứu khoa học, có thể lắng xuống mật đất, tích tụ ở đó hoặc lan truyén trong không khí, có thể gây nguy cơ độc hại đối với con người, động vật và thực vật. 1.2.1.3. Sử dụng nhiên liệu Trong hoạt động sống cùa mình, con người sử dụng nhiều loại nhiên liệu khác nhau: than đá, dầu mỏ, khí đốt, củi, v.v... Hằng nãm, trên Trái Đất đốt khoảng 10 tỷ tấn than quy ước, giải phóng 4.1016 kcal nhiệt và 30 tỷ tấn C 02. Đốt nhiên liệu được xem như sự đốt nóng trực tiếp sinh quyén, vì phần nhiột mất đi rất lớn, phát tán vào mõi trường, thay đổi chế dô vi khí hậu khu vực. Nhưng nguy hại là hàm lượng C 02, S02... trong khí quyển tăng lẽn. Theo Machta và Olson (1970), hằng nãm hàm lượng C 02 sẽ tăng 0,2% và nhiệt độ không khí gần mặt đất tăng lên do hiộu ứng nhà kính. Một nguồn lớn sản sinh S02 là đốt cháy than đá (67%), dẩu mỏ (12%)..., là nguyên nhân gây mưa axit, làm chua hoá thiên nhiên. Những biến đối trong môi trường tự nhiên do đô thị hoá biểu thị qua các mặt sau đây: - Sự bành trướng lãnh thổ đô thị, phá rừng, thay đổi cảnh quan, địa hình, gây hiện tượng cuốn trôi, xói mòn đất ờ vùng ngoại ô, úng ngập trong thành phố. Các mương xói mòn là tai hoạ đối với các thành phô', vùng rừng hoặc thảo nguyên. Diện tích thảm thực vật thu hẹp làm khả năng điều hoà vi khí hậu, khu vực đô thị bị giảm. - Việc xây dựng các công trình, nhà ờ cao tầng trên nền dất, khai thác nước ngẩm hoặc khai khoáng làm cho bé mảt đất bị biến dạng, cấu trúc đất thay dổi và là nguyên nhân của sự sụt lún, xuất hiộn khu vực đẩm lẩy... Mạng lưới thủy văn và nước ngầm bị xáo trộn rất mạnh. Thành phố làm thay dổi hoàn toàn các thông số dòng chày và độ ngấm cùa nước mưa. Việc phổ biến rộng rãi lớp phủ không thấm nước (đường sá, mái nhà...), đặt hệ thống cống ngẩm v.v... làm giảm rõ rệt hệ số thấm nước. Sự đảo lộn các diều kiện tự nhiên của dòng chảy, khai thác quá mức tầng chứa nước dần đến hạ thấp mạc nước ngầm và đất bị trũng, ví dụ, ở Mêhicô lún 7,6m, ờ Tôkyô lún 3,4m, ở Matxcơva và Luân Đôn lún 0,3m. Viộc san lấp ao hồ để xây dựng công trình làm hệ thống thuỷ văn đô thị thu hẹp lại. Từ khi thành phố Matxcơva tồn tại đã tiêu biến hơn 100 sông suối, gẩn 700 ao hổ... Môi trường tự nhiên của đô thị: môi trường nước, môi trường không khí, môi trường đất đã chịu tải trọng chất bẩn và các tác nhân gây ô nhiềm rất lớn. Ở những thành phố công nghiệp, trên 50% yếu tố gây ô nhiẻm không khí là do các nhà máy thải ra, sinh hoạt gia đình - 23%, giao thông - 25%... Trên các đường phô' 14 lớn, mức dộ ổn có thể lên tới 80-110 dexiben, vượt quá giới hạn có thể chịu dựng (60 dexiben). Việc chuyển tải điện bằng những đường dây cao thế qua dô thị làm cho diện từ trường tâng lên... Một lượng lớn rác thải, chất thải sinh hoạt và công nghiệp tập trung trong dất, làm ô nhiẻm, bẩn đất và nước ngầm, nước mặt, ảnh hường dến tình trạng vệ sinh đô thị. Ô nhiễm nguồn nước sông hổ và nước ngầm do các loại nước thải sinh hoạt thành phô' và nước thải công nghiệp là nghiêm trọng nhất. Do môi trường bị giới hạn, sự khuếch tán chất bấn trong sông hổ yếu hơn trong không khí rất nhiều. Các sông lớn cùa các nước công nghiệp phát triển ờ Châu Âu hầu như không thể sử dụng để cấp nước được nữa. Sông Ranh hằng nãm mang ra biển 24 triệu tấn phế liệu công nghiệp còn dối với 20 triệu dân trên lưu vực sông này thì đó lại là nguồn cung cấp nước duy nhất. Sự tác động cùa các nhân tố gây ô nhiẻm môi trường đô thị và khu công nghiệp rất da dạng, phức tạp và tống hợp: nhiểu nhân tố cùng tác động, cường độ tác dộng khác nhau, tất cà các mõi trường nước, không khí, đất... dều bị lác dộng. Việc di dân ổ ạt [ừ các vùng nông thôn đến thành phố, xu hướng tập trung và tàng cường các chức năng sản xuất và phi sản xuất do việc di dân, việc chuyển nền sản xuất nông nghiệp sang sàn xuất công nghiệp với năng suất cao... dẫn đến sự phát triển nhanh chóng các thành phố, tãng vọt dân số đô thị. Sự bành trướng các thành phố và phương thức sản xuất công nghiệp có tác đụng vô cùng đa dạng và ngày càng tăng đối với môi trường xung quanh. Đô thị hoá trở thành một trong những nhân tố chù yếu làm biến đổi môi trường, làm nảy sinh nhu cẩu ngày càng lớn vể diện tích xây dựng và quy hoạch, về tài nguyên thiên nhiền và thực phẩm. Các thành phố hiện nay chi chiếm 0,3% diện tích đất liền nhưng đã tập trung trên 40% dân sô thế giới. Đô thị hoá hiện đại gắn bó chặt chẽ với cách mạng khoa học kỹ thuật. Cuộc cách mạng này làm thay đổi sâu sắc cơ cấu lực lượng sản xuất và tính chất lao động dần đến những biến dổi quan trọng trong cơ cấu xã hội, tổ chức lao động, quan hệ xã hội... và làm tiền đề cho đô thị hoá. Hai đậc trưng cơ bản của quá trình đô thị hoá là sự tăng dân số và sự phái triển các quẩn cư đô thị. Việc tăng dân số dô thị làm cho tốc độ khai thác tài nguyên thiên nhiên và cường dộ xà thải vào môi trường tãng lên. Các quần cư dô thị là nơi môi trường tự nhiên bị biến đổi mạnh mẽ. Tác động của con người đối với môi trường đô thị có thể gây nồn những suy thoái môi trường đất và nước, các hệ sinh thái tự nhiên như sông, hổ, cánh rừng v.v... có thổ bị huỷ diệt. Việc đốt nhiên liệu cũng là một trong những yếu tô' làm giảm tầng ôzôn. Quá trình dốt nhiên liệu làm giảm đáng kể lượng oxy. Theo ước tính lý thuyết lượng các bon hữu cơ tích tụ trên Trái Đất khoảng 6.10'“’ tấn và dể đốt cháy nó cần phải có một lượng ôxy lớn gấp nhiều lần lượng ôxy hiện có. Ở Mỹ hiện nay khí ôxy và chu trình tái sản sinh tự nhiên cùa nó bị đe doạ. Lượng ôxy tiêu thụ lớn gấp 1,7 lần lượng ôxy được phục hồi do quang hợp. 15 Để giảm ô nhiềm nhiệt và ô nhiễm không khí, vấn đé sử dụng năng lượng nguyên tử dang phát triển rộng rãi ở nhiều nước. Song viộc sử dụng này chứa đựng một sự nguy hiểm, de doạ đến môi trường và loài người. 1.2.1.4. Cóng nghệ nhárt tạo Sự tiến bộ khoa học kỹ thuật tạo cho con người có khả năng khai thác thiên nhiẽn với tốc độ lớn. Con người ứng dụng những thành tựu khoa học của mình trong trổng trọt, chăn nuôi... làm tãng nhanh chu trình vật chất dần đến việc phá huỳ cấu trúc tự nhiên các chu trình đó. Việc sử dụng giống mới, cây trổng mới... ảnh hường đến thành phần hệ sinh vật, thay đổi chủng loại sinh vật và cấu trúc thảm thực vật. Việc xả Freon (trên 1 triệu tấn/năm) từ công nghệ nhiệt lạnh gây ra hiện tượng thủng tầng ôzôn. 1 .2 .2 . Tác động của đô thị hoá đối với môi trường thiên nhiên Ngày nay, mối quan hệ giữa xã hội và môi trường tự nhiên chịu ảnh hường lớn của hiện tượng dô thị hoá, khía cạnh đặc trưng nhất của nền vãn minh hiện dại. Sự thay đổi môi trường tự nhiên diễn ra theo cấp lãnh thổ. Thiên nhiên bị biến đổi mạnh bẽn trong lãnh thổ đô thị. Thành phố càng lớn, biến đổi càng mạnh. Tốc độ đô thị hoá và tăng dân số, sự bành trướng đô thị tới nông thôn, sự tâng trường cùa công nghiệp... tạo nên nhiéu hoạt động tác hại đến môi truờng không thể kiểm soát nổi, làm biến dổi thiên nhiên ở diện tích rộng hơn. Đổng thời, sự phát triển mạng lưới các điểm dân cu kiểu dô thị cũng mở rộng tác động đến thiên nhiên với mức độ tương đương. Tóm lại, môi trường xung quanh có tác động cụ thể đến phương hướng, nhịp độ và hình thái của đô thị hoá, đến tính chất của dân cư, đến các điều kiện sống của dân cư dô thị, cũng như đến các đặc điém quy hoạch và xây dựng các quẩn cư. Ngược lại bản thân dô thị hoá cũng ảnh hưởng mạnh mẽ đến thiẽn nhiên. Các tác dộng này rất da dạng và phụ thuộc vào quy mô và cơ cấu đô thị, phạm vi lãnh thổ và số dân... vì vậy, cẩn thiết phải kiểm soát quá ưình đô thị hoá để gìn giữ môi trường sống thuận lợi cho con người, đảm bảo sự phát triển kinh tế xã hội bển vững. 1 .2 .3 . Đánh giá tác động môi trường (ĐTM) 1.2.3.1. Vai trò của tác động môi trường trong tổ chức quản lý và bảo vệ môi trường Đánh giá lác động môi trường cùa một hoạt động phát triển kinh tế, xã hội là xác định, phân tích và dự báo những tác động lợi và hại, trước mắt và lâu dài mà việc thực hiện hoạt động đó có thể ảnh huờng dến thiẽn nhiên và môi trường sống cùa con người. Các hoạt động phát triển kinh tế, xã hội ờ đây bao gổm nhiều loại. Có loại mang tính kinh tế xã hội vĩ mô, tác động đến toàn bộ kinh tế xã hội quốc gia, cùa vùng hoặc cùa ngành như luật lệ, chính sách, chù trương chiến lược, sơ đổ phân bố lực lượng sản xuất trên địa bàn lớn... Có loại mang tính kinh tế xã hội vi mô 16 như dề án công trình xây dựng cơ bàn, quy hoạch phát triển kinh tế, sơ đồ sử dụng tài nguyên thiên nhiên ở dịa phương v.v... Tầm quan trọng của hoạt dộng có ý nghĩa tương đối, phụ thuộc vào cấp quản lý hoạt động. Mục dích của ĐTM là phân tích có căn cứ khoa học những tác động lợi hoặc hại từ dó dé xuất các phương án nhằm xử lý một cách hợp lý mâu thuần thường có giữa các yêu cầu phát triển kinh tế xã hội với nhiệm vụ bảo vệ môi trường. ĐTM còn có mục đích cụ thê là góp thêm tư liệu khoa học cần thiết cho việc quyết dịnh hoạt dộng phát triển. Các báo cáo ĐTM trong luận chứng Kinh tế - Kỹ thuật Môi trường sẽ giúp cho cơ quan xét duyệt dự án hoạt động và cho phép thực hiện hoạt dộng có dủ điều kiện dể đưa ra một quyết định toàn diện và đúng đắn. ĐTM có một vai trò lớn trong bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và môi trường (TNMT) và sự phát triển kinh tế xã hội (KTXH) bền vững (hình 1-6). Giữa bảo vệ môi trường và pliát triển bền vững có mối quan hệ chặt chẽ với nhau. Mỏi trường là tổng hợp các diều kiện sống của con người, phát triển là quá trình cải thiện các điểu kiện dó. ĐTM là biện pháp bảo đảm cho việc thực hiện các mục tiêu bảo vệ môi trường và phát triển bền vững diễn ra hài hoà, cân đối và gắn bó. 1.2.3.2. Nội dung và các phương pháp dánh giá tác động mói trường Thực hiện công tác ĐTM chính là nội dung báo cáo mô tả quá trình ĐTM và kết quà cùa nó, bao gổm: - Mô tà địa bàn nơi sẽ tiến hành hoạt động phát triển, đạc trưng kinh tế kỹ thuật cùa hoạt đông phát triển. - Xác định phạm vi đánh dấu (điều kiện biên). - Mô tả hiện trạng môi trường tại địa bàn được dánh giá. - Dự báo những thay đổi vể mỏi trường có thể xảy ra trong và sau khi thực hiện các hoạt động phát triển. - Dự báo về những tác dộng có thể xảy ra đối với tài nguyên và môi trường, các khá năng hoàn nguyèn hiện trạng hoãc tinh trạng không thể hoàn nguyên. - Các biện pháp phòng, tránh điểu chỉnh. - Phân tích lợi ích và chi phí mở rộng. - So sánh các phương án hoạt động khác nhau. - Kết luận và kiến nghị. Nội dung ĐTM phụ thuộc vào tính chất của hoạt động phát triển, tính chất và thành phần cùa môi trường chịu tác động cùa hoạt động phát triển, yêu cầu và khả năng thực hiện việc đánh giá. 2 GTCSKTMT 17 MỤC TIÊU QUỐC GIA VẾ TNMT CHÍNH SÁCH QUỐC GIA VẾ TNMT CHIẾN LƯỢC TNMT CHIẾN THUẬT Hình 1-6. Vị trí cùa ĐTM trong tổ chức và quản lý bảo vệ môi trường. Để thực hiên các nội dung ĐTM hiên nay người ta thường dùng các phương pháp dánh giá sau đây: a) Phương pháp liệt kê các số liệu vê thông số môi trường: Trong phương pháp này, người làm công tác ĐTM phân tích các hoạt động phát triển, chọn ra một số thông sô' liên quan dến môi trường, liệt kê ra và cho các sô' liộu liên quan đến các thông số dó, chuyển tới người ra quyết dinh xem xét mà không phân tích, phê phán gì thêm. Phương pháp này sơ lược, đơn giản tuy nhiên rất cần thiết và có ích trong bước đánh giá sơ bộ về tác dộng dến môi trường hoặc trong trường hợp không đủ diều kiện về chuyên gia, kinh phí thực hiện ĐTM. b) Phương pháp clanli mục các điều kiện môi trường: (gọi tất là phương pháp danh mục) là liệt kê thành một danh mục tất cả. .những nhân tô' môi trường liên quan dến hoạt động phát triển được đem ra’ dánh gfả. Danh mục dó sẽ được các 18 chuyên gia đánh giá theo thang diểm và tổng tác động E của một hoạt động phát triển đến môi trường được xác định theo công thức: E = I V UW, - Ễ V l2W, (1-1) i = l i - l Trong dó : m - số nhân tố môi trường; V, I - trị số nhân tố môi trường lúc đề án được thực hiện và hoạt động; v ,2 -trị số chất lượng môi trường lúc chưa ihực hiện dề án; w, - tầm quan trọng của thông số môi trường tính theo điểm quy ước. Phương pháp danh mục phổ biến trong những nãm 70 cùa thế kỷ XX. Đây là phuơng pháp rõ ràng, dễ hiểu. Nếu người dánh giá hiểu nội dung hoạt động phát triển vé điéu kiện thiên nhiên, xã hội nơi thực hiộn hoạt động dó thì phương pháp này có thê đưa ra những cơ sở tốt cho việc quyết định. Tuy nhiên, phương pháp này mang tính chủ quan của chuyên gia, các danh mục chung chung, không dầy dù. c) Phương pháp ma trận môi trường : gọi tắt là phương pháp ma trận, phối hợp liệt kẽ các hành dộng cùa hoạt động phát triển với liệt kê những nhân tô' môi trường có thể bị tác động vào một ma trận. Cách làm này cho phép xem xét các quan hệ nhân quà cùa những tác động khác nhau một cách dồng thời. Bảng 1.1 là một ví dụ về ma trận ĐTM cho một dề án cải tạo thành phố (VVestman, NValter.E, 1985). Phương pháp ma trân tương dối đơn giản, được sử dụng khá phổ biến, không đòi hòi quá nhiều số liệu về môi trường, sinh thái, cho phép phân tích một cách tường minh tác dộng cùa nhiều hành động khác nhau lên cùng một nhân tố. Tuy nhiên, phương pháp này còn có nhiều nhược điểm như chưa xét đến tương tác qua lại giữa các tác động với nhau, chưa xét dược diễn biến theo thời gian của tác đông, chưa phân biệt dược tác động lâu dài với tác dộng tạm thời, việc xác định tầm quan trọng của nhân tố môi trường, chỉ tiêu chất lượng môi trường còn mang tính chù quan. Ngoài ra sự phân biệt khu vực tác động, khả năng tránh, giảm các tác động không biểu hiện trên ma trận. d) Phương pháp mô hình: Do sự phát triển của tin học, phương pháp mô hình toán học dổ đánh giá tác dộng mồi truờng hiện được sừ dụng rộng rãi. Theo phương pháp này trước hết phải có mô tả thích hợp về hoạt động phát triển, xác định được những hành động chủ yếu cùa hoạt động, trình tự diễn biến các hành động đó. Tiếp đó là thành lập những quan hệ định lượng giữa các hành động đó với các nhân tố môi trường cũng như giữa các nhân tô' môi trường với nhau bằng các mô hình toán học. Mô hình cho phép dự báo các dién biến có thể xảy ra của môi trường, lựa chọn được các chiến thuật và các phương án khác nhau để đưa môi trường vé trạng thái tối ưu và dự đoán tình trạng của môi trường tại những thời diêm, trong những diéu kiện khác nhau của hoạt dộng. Phương pháp này không những chỉ dùng để ĐTM mà còn được sù dụng rộng rãi để quy hoạch và quản lý môi trường. Phương pháp này thường đòi hỏi kinh phí cao, nhiều tài liộu do đạc về môi irường, nhiéu chuyên gia liên ngành tham gia... 19 \ BẢNG 1.1. VÍ DỤ VỂ ĐTM THEO M A TRẬN CHO MỘT ĐỂ ÁN CẢI TẠO THÀNH PHÓ (VVESTMAN. WALTER.E. 1985). Chú thích: K r : Không rõ tác động ; 0 : Không tác động ; Tác động tiêu cực + : Tác động tích cực ; — : Tác động rất tiêu cực ; ++: Tác động rất tích cực Các hành dộng có tác dộng đên m ôi trường Thi công Sau khi dã hoàn thành dem vào sử dụng Các nhân tố m ôi trường NHÂN TỐ VẬT LÝ Chuyển chỗ ở việc Chuyển chỗ làm mới Phá sửa, làm Nhà dựng tạm Cơ sở dịch vụ Nhà ỏ mới Cửa hàng mới Bãi đỗ xe Ịcỏng viên 1 Di tích vãn hoá boi đường phố Địa chất, thổ nhưdng kr kr kr kr kr kr kr kr ++ kr kr Cống rãnh, vệ sinh kr kr — — + + + kr kr kr + Cáp nưóc kr kr - - ++ + + kr kr kr + Cây xanh kr kr - - kr ++ ++ kr ++ kr kr Động vặl kr kr kr kr kr kr kr kr - kr kr Chát lương không khí kr kr - kr kr + + kr Sử dụng đẩt lãn cận kr kr — — kr ++ kr kr ++ ++ 0 Thoát nưởc mưa kr kr - - ++ + + kr + kr + Đường phố kr - — - + + + ++ kr kr + Giao thông công cộng kr kr - - kr 0 0 0 kr 0 0 Bộ hành - - — - kr ++ ++ + ++ 0 0 Khoảng trỏng kr kr kr kr kr ++ - -++ 0 0 NHÂN TỐ Xà HỘI cư trú + ++ + + ++ ++ 0 T rường học kr kr - - kr + kr kr + + 0 MỸ QUAN Cành đẹp kr kr - — kr + + - ++ - kr Di tlch lịch sử kr kr - - + kr kr 0 + ++ kr e) Phương pháp phán tích lợi ích chi phí mở rộng: Phương pháp này sử dụng các kết quả phân tích, đánh giá về ĐTM mà các phương pháp nêu trên dưa lại. Từ đó đi sâu vé mặt kinh tế, tiến thêm một bước so sánh những lợi ích mà việc thực hiện hoạt động sẽ đem lại, với những chi phí và tổn thất mà việc thực hiện hoạt động sẽ gây ra. Lợi ích và chi phí ở đây hiểu theo nghĩa rông, bao gồm cả chi phí và lợi ích vể tài nguyên môi trường. 20 Phương pháp này thích hợp với các nước đang phát triển, trong đó khai thác tài nguyên thiên nhiên là biện pháp quan trọng và phổ biến dể phát triển kinh tế, xã hội. Vé nguyên tắc, phương pháp này là phương pháp dũng đắn vì cơ sở lựa chọn cuối cùng là thống số kinh tế. Hạn chế chính cùa phương pháp này là không thể xét tất cà các ĐTM, nhất là những tác động mang tính lâu dài hoặc gián tiếp. Việc sử dụng phương pháp này vào các dự án lớn có khó khăn do sô' hạng mục cần phán tích và tính toán quá lớn. Ngoài các phương pháp nêu trên, hiện nay người ta còn sử dụng các phương pháp chập bản dồ, phương pháp sơ dồ mạng lưới đê đánh giá tác động môi trường đến các hoạt dông kinh tế xã hội. 1.3. CHIẾN LƯỢC QUỐC GIA VÀ PHÁP LUẬT VỀ BẢO VỆ MÕTRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN 1 .3 .1 . Chiến lược quốc gia về bảo vệ môi trường và tài nguyên thiên nhiên 1.3.1.1. M ục dích, nội dung và nhiệm vụ cùa chiến lược Mục đích của chiến lược là thoả mãn những nhu cầu cơ bản vể dời sống vật chất và tinh thẩn cho toàn bộ người dân hiện nay và cho những thế hệ mai sau, thông qua việc bảo vệ môi trường và quản lý một cách khôn khéo các nguồn tài nguyên thiên nhiên của đất nước. Nội dung: Xác định các chủ ưương, chính sách, các chương trình và kế hoạch hành động dể bảo vệ mói trường và sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên phù hợp với sự nghiệp phát triển kinh tế và xã hội của đất nước. Nội dung của chiến lược phải dựa trén sự phân tích hiện trạng và dự báo các xu thế diễn biến, trên cơ sở đó đé xuất phương hướng bảo vệ và sử dụng tài nguyên môi trường. Nhiệm vụ: - Duy trì các quá trình sinh thái chù yếu và các hệ thống tự nhiên có ý nghĩa quyết định đến đời sống con người. - Đảm bảo sự giàu có của đất nước vể vốn gen các loài cây trổng và động vật hoang dã có liên quan đến lợi ích lâu dài cùa dát nước và cùa cà nhân loại. - Đảm bảo việc sử dụng hợp lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên, điểu khiển việc sử dụng trong giới hạn có thể hồi phục được. - Đảm bảo chất lượng môi trường phù hợp với yêu cẩu vể đời sống và sức khoẻ con người. * ' ■> » - On định dân sô ở mức cân bang với khả năng sử dụng hợp lý các tài nguyên thiên nhiên. 1.3.1.2. Chiến lược bảo vệ mói trường ở Việt Nam Trong những nãm chiến tranh ác liệt kéo dài, nhiều vùng của nước ta bị tàn phá do chiến tranh huý diệt sinh thái (ecocide). Mặt khác, trong 45 nãm trở lại đây dân số nước ta tăng hơn 2 lần, với con sô' trên 80 triệu nguời và mật độ quá cao: 21 254 người/km2. Việc sử dụng đất dai không hợp lý, phá rừng... dẫn đến xói mòn đất, làm hỏng các công trình xây dựng, lấp cạn các dập hồ chứa nước, gây ra lũ lụt hạn hán ngày càng trầm trọng, mực nước ngẩm hạ thấp và nghề cá suy giảm. Nước ta là nước đang phát triển, có nhu cầu rất lớn về tàí nguyên, nhiên liệu, khoáng sản, đất và nước. Cùng với sự phát triển công - nông nghiệp, môi trường sống vùng thành thị và các khu cồng nghiệp, cũng như một sô' vùng nỏng thôn và khu kinh tế mới dang và sẽ bị ô nhiẻm. Các hệ sinh thái vùng núi, đổng bàng, bờ biển, cửa sông đang chịu những áp lực mạnh mẽ của các hoạt dộng con người cũng dề dàng bị suy thoái. Chiến lược Quốc gia về bảo vệ tài nguyên và môi trường của nước ta nhằm giải quyết những vấn đé nêu trên. Việc bảo vệ và phát triển có mối quan hệ mật thiết nên chiến lược này đề ra một phương hướng sử dụng tối ưu đối với các tài nguyên của đất nuớc, vì một cuộc sống ngày càng nâng cao và sự phát triển tốt đẹp của toàn thể nhân loại. Chiến lược Quốc gia vé bảo vệ môi trường và tài nguyên vạch ra những nguyên tắc và mục tiêu có thể thực hiên được. Nhiệm vụ hàng đẩu và ưu tiên trước hết là việc ổn định dân số. Phải có chương trình phục hồi rừng, trồng lại hàng tỷ cây cẩn thiết cho việc khối phục cân bằng nước và cân bằng đất. Việc thành lập một Bộ có dù chức năng và thấm quyền trong việc phối hợp nhiều ngành, thúc đẩy việc chấp hành nghiêm túc những luật lệ, quy định vé bảo vệ môi trường và tài nguyên thiên- nhièn là cần thiết. Chiến lược này cũng chỉ ra những hành động để thu được lợi ích lớn nhất từ các nguồn tài nguyên có khả năng tái tạo và không có khả năng tái tạo, cải thiện môi trường sống ngày càng tốt đẹp. Đối với các tài nguyên có khả năng tái tạo duợc như đất, nước, rừng và các sinh vật, điêu quan trọng nhất là tạo được sản lượng ôn định tối da mà không làm cạn kiệt nguổn tài nguyên cơ bản. Sản lượng này là có hạn và không thể cưỡng bức để đáp ứng những nhu cầu ngày càng tăng. Vấn đề là phải hạn chế và làm ổn định nhu cầu trong giới hạn tối đa ấy bầng cách ổn định dần dân số. Đối với các tài nguyẽn không tái tạo được: khoáng sản, than, dá, dầu mỏ... phải đươc sử dụng hợp lý vào việc đầu tư cho năng suất sản phẩm trong tương lai như phát triển công nghiệp, xây dựng hệ thống thuỷ lợi... mà không được sử dụng phung phí cho nhu cẩu tăng dân số không theo ý muốn hoặc để nâng cao mức sống. Đây là vấn dể rất lớn, một mình Nhà nước không thể giải quyết được mà phải dựa vào dân để hồi phục và duy trì môi trường sống cùa mình với sự nhận thức dầy đủ vể tầm quan trọng lớn lao của nhiộm vụ này. Điểu đó dòi hỏi phải nâng cao nhận thức về môi trường thông qua tất cả các hình thức tuyên truyền như báo chí, phát thanh, truyền hình, tuyên truyén lưu động, giảng dạy trong trường học, tổ chức lớp đào tạo, phong trào nhân dân, tổ chức xã hội v.v... Đây là nhiệm vụ lâu dài, tuy nhiẽn chiến lược Quốc gia vể bảo vê tài nguyên và môi trường cũng cẩn được xem xét lại sau từng thời gian nhất định và có những bổ sung thích hợp. Nhiểu lĩnh vực của chiến lược Quốc gia vé bảo vệ tài nguyên và môi trường liên quan đến các đối tượng chung với các nước láng giềng, vì thế mà nước ta cũng cẩn tãng cường mối quan hệ trong các chương trình Quốc tế nhất là trong viộc quản lý một số tài nguyên như các sông chính xuất phát từ bên ngoài biên 22 giới nước ta. Bào vệ môi trường còn là vấn đề toàn cẩu, vì vậy trong các hoạt động của mình, chúng ta cần phải có sự phối hợp Quốc tế rộng rãi. 1 .3 .2 . Luật bảo vệ môi trường và khung pháp lý để bảo vệ mtrường, phát triển bển vững Luật môi trường là văn bản pháp lý quan trọng nhất của quốc gia trong công tác quản lý môi trường. Mỗi quốc gia có cách riêng để hình thành luật môi trường cùa mình. Ớ nhiều nước có các luật môi trường riêng cho từng thành phán môi trường. Ví dụ ở Mỹ ban hành việc kiểm soát ô nhiễm nước, không khí, luật nước sạch, không khí sạch, nước an toàn... 0 các nước đang phát triển như Việt Nam, luật môi Irường chi đưa ra các quy dịnh chung dưới dạng khung pháp lý cho các quy định dưới luật cùa các ngành chức năng. Các bộ luật môi trường quốc gia cũng thường xuyên dược bổ sung và hoàn thiện theo thời gian, phù hợp với quá trình phát triển kinh tế xã hội cùa các quốc gia. Luật Bảo vệ môi trường đầu tiên cùa nước ta được Quốc hội khoá IX, kỳ họp thứ tư thông qua ngày 27/12/1993 và Chù tịch nước ký sắc lệnb công bô' ngày 10/1/1994. Luật này cụ thể hoá Điều 29 Hiến pháp nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam năm 1992 trong việc quản lý nhà nước về môi trường; giao trách nhiệm cho chính quyền các cấp, các cơ quan và mọi công dân trong việc bảo vệ môi trường, tuân thủ các nguyên tắc bảo vệ môi trường; là cơ sở pháp lý để điều chinh các hoạt dộng, các hành vi cùa mỗi cá nhân, mỗi tố chức và toàn xã hội. Luật Bảo vệ môi trường lựa chọn và xác định những nguyên tắc chính của hoạt dộng bảo vộ môi trường, biến chúng thành các quy dịnh cùa Luật như những sợi chỉ xuyên suốt các điều. Một số nguyẽn tắc chính của Luật Bảo vệ môi trường như sau: - Bảo vệ môi trường là sự nghiệp cùa toàn dân, là trách nhiệm của từng- Phòng ngừa ô nhiẻm là chính; - Người nào gây ô nhiễm, người đó phải trả giá; Vể cấu trúc, Luật bảo vệ môi trường dược trình bày theo 3 trục đối tượng: - Suy thoái môi trường; - ô nhiễm môi trường; - Sự cố môi trường; Đến năm 2005, qua hơn 10 năm thực hiện, Luật Bảo vệ môi trường đã góp phần phòng ngừa và hạn chế tác động xấu tới môi trường, nâng cao ý thức bảomôi trường trong cộng đỗng, tàng cường hiệu lực, hiệu quả cùa Nhà nước đối vlĩnh vực môi trường, tạo tiền đề cho việc kết hợp giữa phát triển kinh tế xã hội với bảo vệ môi trường vì mục tiêu phát triển bền vững của đất nước. Tuy nhiên, trong quá trình thực hiện, Luật Bảo vệ môi trường cũng bộc lộ những tổn tại, bất cập. Sự 23 phát triển công nghiệp, dịch vụ cùng với quá trình đô thị hoá đang diển ra nhanh chóng tạo sức ép nặng nề lên môi trường. Trước bối cảnh đó, ngày 15 tháng 11 năm 2004, Bộ chính trị Ban Chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam khoá IX dã có Nghị quyết số 41-NQ-TW về bảo vệ môi trường trong thời kỳ dẩy mạnh công nghiệp hoá, hiện dại hoá dất nước. Vì vậy, hệ thống pháp luật bảo vệ môi trường hiện hành đuợc sửa đổi để kịp thời thể chế hoá các quan điểm chủ trương, nhiộm vụ Đảng và Nhà nước đé ra trong thời kỳ mới. Trên cơ sở đó, ngày 29 tháng 11 năm 2005, Quốc hội nước Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam khoá XI, kỳ họp thứ 8 đã thông qua Luật Bảo vệ môi trường số 52/2005/QH11. Luật Bảo vệ môi trường dược sửa dổi này có hiệu lực thi hành từ ngày 01 tháng 7 nãm 2006. Theo quy dịnh của Luật Bảo vệ môi trường, bảo vệ môi trường phải tuân theo nguyên tắc: Gắn kết hài hoà với phát triển kinh tế và bảo dảm tiến bộ xã hội để phát triển bển vững đất nước; bảo vệ môi trường quốc gia phải gắn với bảo vệ môi trường khu vực và toàn cẩu; bảo vệ mỏi trường là sự nghiệp cùa toàn xã hội, quyén và trách nhiệm cùa cơ quan nhà nước, tổ chức, hộ gia đình, cá nhân; hoạt động bảo vệ môi trường phải thường xuyên, lấy phòng ngừa là chính, kết hợp với khắc phục ô nhiễm, suy thoái và cải thiện chất lượng môi trường; bảo vệ môi trường phải phù hợp với quy luật, đặc điểm tự nhiên, vãn hoá lịch sử, trình độ phát triển kinh tế xã hội cùa đất nước trong từng giai đoạn; tổ chức, hộ gia đình, cá nhân gây ô nhiêm, suy thoái môi trường có trách nhiệm khắc phục, bổi thường thiệt hại và chịu trách nhiệm theo quy dịnh cùa pháp luật. Luật bảo vệ môi trường năm 2005 gồm 10 chương với 136 điều. Ngoài các chương I là Quy định chung và chương II là Tiêu chuẩn môi trường, cơ cấu nội dung của Luật như sau: CIlUfíng ///: Đánh giá môi trường chiến lược, đánh giá tác động môi trường và cam kết bảo vệ môi trường, có 3 mục, 14 điều. Nội dung các mục như sau: Mục 1: Đánh giá môi trường chiến lược, quy định về: Đối tượng phải lập báo cáo đánh giá môi trường chiến lược; lập báo cáo môi trường chiến lược; nội dung báo cáo đánh giá môi trường chiến lược quy định về thẩm định báo cáo đánh giá môi trường chiến lược. Mục 2: Đánh giá tác động môi truờng, quy định về: Đối tượng phải lập báo cáo đánh giá tác động môi trường: nội dung báo cáo đánh giá tác động môi trường; thẩm định báo cáo đánh giá tác dộng môi trường, phê duyệt báo cáo dánh giá tác động môi trường và quy dịnh về trách nhiệm thực hiện và kiểm tra việc thực hiện các nội dung trong báo cáo đánh giá tác động môi trường. Mục 3: Cam kết bảo vộ môi trường quy định về: Đối tượng phải có bản cam kết bảo vệ môi trường; nội dung bản cam kết bảo vệ môi trường; đăng ký bản cam kết bảo vệ môi truờng và quy định về trách nhiệm thực hiện và kiểm tra viộc thực hiện cam kết bảo vệ môi trường. 24 Chương IV: Bảo tổn và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên, có 7 diều quy dinh về: Điếu tra, đánh giá, lập quy hoạch sử dụng tài nguyên thiên nhiồn; bào tổn thiên nhiên; bảo vệ đa dạng sinh học, bảo vệ và phát triển cảnh quan thiên nhiên; bảo vệ môi trường trong khảo sát, thăm dò, khai thác, sử dụng tài nguyên thiên nhiên; phát triển nâng lượng sạch, năng lượng tái tạo và sản phẩm thân thiện với môi trường, và quy định về xây đựng thói quen tiêu dùng thân thiện với môi trường. Chương V: Bào vệ môi trường trong hoạt dộng sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, có 15 diều quy định về: Trách nhiệm bào vệ môi trường của tổ chức, cá nhân trong hoạt dộng sản xuất, kinh doanh, dịch vụ; bào vệ môi trường dối với khu sản xuất, kinh doanh, dịch vụ tập trung; bảo vệ môi trường dối với cơ sở sản xuất kinh doanh, địch vụ; bảo vệ môi trường đối với làng nghé; bảo vệ môi trường đối với bệnh viện, cơ sờ y tê khác; bảo vệ mối trường trong hoạt dộng xây dựng; bảo vệ môi trường trong hoạt dộng giao thông vận tải; bảo vệ môi trường trong nhập khấu, quá cảnh hàng hoá; bảo vệ môi trường trong nhập khẩu phế liệu; bảo vệ môi trường trong hoạt động khoáng sản; bào vệ môi trường trong hoạt động du lịch; bảo vệ môi trường trong sản xuất nông nghiệp; bảo vệ môi trường trong nuôi trổng thuỷ sản; bảo vệ môi trường trong hoạt động mai táng và quy định về xừ lý cơ sờ sàn xuất, kinh doanh dịch vụ gây ô nhiễm môi trường. Chương VI: Bảo vệ môi trường đô thị, khu dân cư có 5 điểu, quy định về: Quy hoạch bảo vệ môi trường đô thị, khu dân cư tập trung; bào vệ môi trường nơi công cộng; yêu cẩu bảo vệ môi trường đối với hộ gia đình và quy dịnh về tổ chức tự quàn bào vệ môi trường. Chương VII: Bảo vệ môi trường biển, nước sông và các nguồn nước khác, có 3 mục, 11 điều, cơ cấu nội dung các mục như sau: Mục 1: Bảo vệ môi trường biển, quy định vể: Nguyên tắc bảo vệ môi trường biển; báo tổn và sứ dụng hợp lý tài nguyên biển; kiểm soát, xử lý ô nhiễm môi trường biển và quy định tổ chức phòng ngừa, ứng phó sự cô' môi trường trên biển. Mục 2: Bảo vệ môi trường nước sông, quy định vể: Nguyên tắc bảo vệ môi trương nước sông, kiểm soát, xử lý ô nhiẻm môi trường nước trong lưu vực sông; trách nhiệm của uỷ ban nhân dân cấp tỉnh đối với bảo vệ môi trường nước trong lưu vực sông, quy định vé tổ chức bảo vệ môi trường nước của lưu vực sông. Mục 3: Bảo vệ môi trường các nguồn nước khác, quy định về: Bảo vệ môi trường nguồn nước hổ, ao, kênh, mương, rạch; bảo vệ môi trường hổ chứa nước phục vụ mục đích thuỷ lợi, thuỷ điện và quy định về bảo vệ môi trường nước duới đất. Cliương VUI: Quản lý chất thải, có 5 mục, 20 điều, cơ cấu nội dung các mục như sau: Mục I: Quy định chung về quản lý chất thải, quy định về: Trách nhiệm quản lý chất thải; thu hổi, xử lý sản phẩm hết hạn sử dụng hoặc thải bỏ; tái chế chất thải và quy định về trách nhiệm của uỷ ban nhân dân các cấp trong quản lý chất thải. 25 Mục 2: Quản lý chất thải nguy hại, quy định vé: Lập hồ sơ, đăng ký, cấp phép và mã sô' hoạt động quản lý chất thải nguy hại; phân loại, thu gom, lưu giữ tạm thời chất thải nguy hại; vân chuyển chất thải nguy hại, xử lý chất thải nguy hại; cơ sở xử lý chất thải nguy hại; khu chôn lấp chất thải nguy hại và quy định về quy hoạch thu gom, xử lý, chôn lấp chất thải nguy hại. Mục 3: Quản lý chất thải rắn thông thường, quy định vể: Phân loại chất thải rắn thông thường; thu gom, vận chuyển chất thài rắn thông thường; cơ sở tái chế, tiêu huỷ, khu chôn lấp chất thải rắn thông thường và quy định vé quy hoạch thu gom, tái chế, tiêu huỷ, chôn lấp chất thải rắn thông thường. Mục 4: Quản lý nước thải, quy định vé: Thu gom, xử lý nước thải; hộ thống xử lý nước thải. Mục 5: Quản lý và kiểm soát bụi, khí thải, tiếng ồn, độ rung, ánh sáng, bức xạ, quy định về: Quản lý và kiểm soát bụi, khí thải; quản lý khí thài gây hiộu ứng nhà kính, phá huỷ tầng ôzôn và quy định về hạn chế tiếng ồn, độ rung, ánh sáng, bức xạ,... Chương IX: Phòng ngừa, ứng phó sự cố môi truờng, khắc phục ô nhiễm và phục hổi môi trường, có 2 mục 8 điều, cơ cấu nội dung như sau: Mục I: Phòng ngừa, ứng phó sự cố môi trường, quy định về: Phòng ngừa sự cố môi trường; an toàn sinh học; an toàn hoá chất; an toàn hạt nhân và an toàn bức xạ; ứng phó sự cố môi trường và quy định vé xây dựng lực lượng ứng phó sự cố môi trường. Mục 2: Khắc phục ô nhiễm và phục hổi mồi trường, quy định về: Căn cứ để xác định khu vực môi trường bị ô nhiễm và quy định về khắc phục ô nhiễm và phục hổi môi trường. Chương X: Quan trắc và thông tin vể môi trường, có 12 điều, quy định vể: Quan trắc môi trường, hệ thống quan trắc môi trường; quy hoạch hệ thống quan trắc môi trường; chương trình quan trắc môi trường; chỉ thị môi trường; báo cáo hiện trạng môi trường cấp tình; báo cáo tình hình tác động môi trường của ngành, lĩnh vực; báo cáo môi trường quốc gia; thống kê, lưu trữ dữ liệu, thông tin về môi trường; công bố và cung cấp thông tin về môi trường; công khai thông tin, dữ liệu vé môi trường và quy định vể thục hiện dân chủ cơ sở vể bảo vệ môi trường. Chương XI: Nguổn lực bảo vệ môi trường có 12 diều, quy dịnh về: Tuyên truyền về bảo vệ môi trường; giáo dục vể môi trường và đào tạo nguồn nhân lực bảo vệ môi trường; phát triển khoa học và công nghộ về bảo vệ môi trường, phát triển công nghiệp môi trường, xây dựng năng lực dự báo, cảnh báo về môi trường; nguồn tài chính bảo vệ môi trường; ngân sách nhà nước vẻ bảo vệ môi trường, thuế môi trường ; phí bảo vệ môi trường, ký quỹ cải tạo, phục hồi môi trường trong hoạt động khai thác tài nguyên thiên nhiên; quỹ bảo vộ môi trường; phát 26 triển dịch vụ bảo vệ môi trường và quy định về chính sách ưu đãi, hỗ trợ hoạt dộng bảo vệ môi trường. Cliương XII: Gồm 3 điều nêu lên vấn đề quan hệ quốc tế về bảo vệ môi trường, trong đó khẳng định việc nước ta thực hiện các điều ước quốc tế về bảo vệ môi truờng mà dã tham gia ký kết trong quá trình hội nhập kinh tế quốc tế và toàn cầu hoá. Chương XIII: Trách nhiệm các cơ quan nhà nước, tổ chức, đoàn thể về bảo vệ môi Irường, có 4 điều. Chương XIV: Thanh tra, xử lý vi phạm, giải quyết khiếu nại, tố cáo và bổi thường thiệt hại về môi trường, có 2 mục 10 điểu. Chương XV: Điéu khoản thi hành có 2 điều. Như vậy, luật Bào vệ môi trường dược xây dựng trên cơ sờ các điều 29 và điều 8 Hiến pháp nước Cộng hoà xã hội chù nghĩa Việt Nam năm 1992 dã khảng dinh quyền con người được sống trong môi trường trong lành, xác định nội dụng và hình thức thực hiện nhiệm vụ bảo vệ môi trường của Nhà nước, xem đó là chức năng cơ bán và thường xuyên của Nhà nước, xác dịnh trách nhiệm của mọi tổ chức cá nhân trong việc bảo vệ môi trường và tài nguyên thiên nhiên. 27 Chương 2 Ô NHIỄM KHÔNG K H Ỉ VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯ Ờ N G K HÔ NG KHÍ 2.1. KHÔNG KHÍ BỊ Ô NHIÊM VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NÓ TỚI sức KHOẺ CON NGƯỜI Con người cẩn không khí đê sống và phát triển. Không khí không bị ô nhiễm, tính theo tỷ lệ phần ưăm thể tích thì chủ yếu là nitơ 78,09%, ôxy 20,94%. BẢNG 2.1. THÀNH PHẨN C Á C CHẮT TRONG KHÔNG KHÍ KHÔ KHÔNG BỊ Ồ NHIỄM Các chất Công thức phân tử Tỳ lệ theo thể tích (%) Tổng trọn g lượng trong khí quyển (triệu tấn) Nitơ n 2 78,09 3.850.000.000 Oxy 0 2 20,94 1.180.000.000 Argon Ar 0,93 65.000.000 Cacbon dioxit C 0 2 0,032 2.500.000 Neon Ne 18PPm 64.000 Heli He 5,2" 3.700 Metan CH, 1,3" 3.700 Kripton Kr 1,0” 15.000 Hydro h 2 0,5" 180 Nitd oxit NO, 0,25" 1.900 Cacbon monoxit CO 0,10" 500 Ôzỏn 0 , 0,02" 200 Sunfur dioxit s o 2 0,001” 11 Nito dioxit n o 2 0,001" 8 Môi trường không khí bao quanh con người là khống khí ẩm và dã bi ô nhiễm do các chất độc hại và bụi. Không khí ám là một hỗn hợp không khí khô và hơi nước. Trong không khí thường có nãm chất ô nhiễm chính Cacbon monoxit (CO); Suníur ôxit (SO,) chủ yếu là S02; Hyđro cacbon (HC); Nitơ ôxit (NO,) chủ yếu là N 02 và NO; các loại bụi. 28 2 .1 .1 . Bụi và các chất độc hại ở trong không khí 2.1.1.1. Các loại bụi Địnli ngliĩa: Bụi là một tập hợp nhiéu hạt vật chất vô cơ hoặc hữu cơ, có kích thước nhỏ bé tổn tại trong không khí dưới dạng bụi bay, bụi lắng và các hệ khí dung gồm hơi, khói, mù. - Bụi bay có kích thước từ 0,001 -10p.m bao gồm tro, muội, khói và những hạt chất rắn dã nghiền nhỏ, chuyển động Brao hoặc rơi xuống mặt đất với tốc dộ dều theo định luật Stock. Loại bụi này thường gây tổn thương cho cơ quan hô hấp, nhất là bộnh nhiễm bụi thạch anh (Silicose). - Bụi lắng có kích thước lớn hơn 10|im, thường rơi xuống dất theo định luật Niulơn với tốc độ lăng dẩn. Loại bụi này thường gây tác hại cho mắt, gây nhiễm trùng, gây dị ứng... a) Pliãn loại bụi - Theo nguồn gốc: Bụi hữu cơ như bụi Ihực vật, bụi động vật; Bụi vô cơ như khoáng chất thạch anh, bụi kim loại, bụi hỗn hợp. Hoặc là phân theo: Bụi tự nhiên, bụi nhân tạo. -T h eo kích thước Hạt có kích thước > 10fj.m : bụi 10 + O.l^im : sương mù < 0,1 (im : khói -T h eo tinh xâm nhập vào đường hô liấp Bụi < 0,1 |im không ờ lại trong phế nang 0,1 -¡r 5nm ở lại phổi từ 80 + 90%. 5 + 10|j.m vào phổi nhưng được phổi đào thải ra. > lOụm thường đọng lại ở mũi. -T h eo tác liại cùa bụi: + Bụi gây nhiễm độc chung (Chì, thuỷ ngân, benzen,...)- + Bụi gây dị ứng viêm mũi, hen, nổi ban (bụi lông gai, bụi hoá học...)- + Bụi gây ung thư (bụi quặng, bụi phóng xạ, hợp chất crôm. ..)• + Bụi gây nhiễm trùng (lông, tóc...). + Bụi gây xơ phổi (bụi amiảng, bụi thạch anh,...)- Độ phân tán của bụi trong không khí phụ thuộc vào kích thước trọng lượncủa hạt bụi và sức cản của không khí. Bụi < 10(im sức nặng của nó gần bằng sức cản, thường rơi với tốc độ đẻu. Bụi > lOfirn sức nặng của nó lớn hơn sức cản, bụi rơi có gia tốc. Bụi < 0,1 (im có chuyển 29 động Brao, như vậy, những hạt bụi lớn sẽ rơi nhanh xuống mặt dất và [rong không khí còn chứa những hạt bụi nhỏ, ưong đó bụi cỡ 2ụ.m chiếm 40 -H 90%. Bụi có tính mang điện, dưới tác dụng của điộn trường, bụi sẽ bị phân ly, bị hút vể các cực khác dấu. Người ta áp dụng dặc diểm trên dể lọc bụi bằng tĩnh điện. TỐC Đ ộ BỤI DƯỚI ĐIỆN TRƯỜNG 3000 VON Đường kính (|im ) Tốc dộ (cm/s) 100 885 10 88,5 1 8,85 0,1 0,88 Bụi càng nhỏ, diện tích tiếp xúc tổng cộng với ôxy càng lớn thì càng dễ bốc cháy, dẻ gây nổ. Bụi bị lắng do nhiệt: cho khói đi qua một ống nóng, sau dó di qua một ống lạnh, phẩn lớn khói bị lắng lại ờ ống lạnh. Đó là do tốc độ chuyển động của các phân tử khí bị chậm lại do giảm nhiệt độ. Ta áp dụng tính chất này để hút bụi bằng thiết bị lắng trám nhiệt. b)Tác liại của bụi lcri súc khoe’ con người Bụi ở trong không khí, nhất là các hạt nhỏ < 5fim có thể vào tận phế nang của người. Bụi gây ra một số bệnh như: - Bệnh pliổi nliiém bụi: Bệnh phổi nhiễm bụi là do người hít thờ bụi khoáng, bụi amiảng, bụi than và kim loại. Người sẽ bị xơ phổi, suy giảm chức nãng hô hấp. Ở Mỹ từ năm 1950 + 1955 phát hiện được 12.763 người nhiễm bụi đá (silicose). Ớ Nam Phi có khoảng 30 + 40% thợ mỏ hằng nảm chết do bị bệnh phổi nhiễm bụi đá. Năm 1963 -H 1964 tại 6 mỏ vàng ở Gana có 4300 thợ, có 7% bị mắc bộnh silicose. Ở Đức, hảng nảm có 1500 người chết do bệnh silicose. Ớ Tây Âu, trong số 973.000 thợ mỏ có tới 120.000 người bị bệnh silicose. Ở Nhật, bệnh silicose chiếm tới 63% ở các mỏ kim loại và 39% ở các mỏ than. - Bệnh ờ đường hô hấp: Tuỳ theo nguổn gốc các loại bụi mà gây ra bệnh viêm mũi, họng, phế quản. Bụi hữu cơ nhu bông, gai, đay dính vào niêm mạc gây viêm phù thụng tiết nhiều niêm dịch, vé lâu dài bụi gai lanh có thể gây viêm loét lòng khí phế quản. Bụi vô cơ rắn có cạnh góc sắc nhọn lúc dẩu thường gây ra viêm mũi làm cho niêm mạc đầy lên, tiết nhiéu niêm dịch, hít thở khó. Sau vài năm chuyển thành viêm mũi teo, giảm chức năng lọc giữ bụi của mũi, gây ra bộnh phổi nhiẻm bụi. Bụi crôm, asen gây viêm loét thủng vách mũi vùng trước sụn lá mía. Bụi len, bột thuốc kháng sinh gây dị ứng, gây ra viêm mũi, viêm phế quản, hen. Bụi mangan, phốt phát, bicromat kali, gỉ sắt gây ra bộnh viêm phổi, làm thay (lổi tính rriiền sinh hoá cùa phổi. 30 Một sở bụi kim loại có tính phóng xạ gây ra bệnh ung thư phổi, ví dụ như bụi uran, coban, cróm, nhựa đường. - Bệnh ngoài da: Bụi đổng gây ra bệnh nhiễm trùng da rất khó chữa. Bụi tác động vào các tuyến nhờn làm cho da bị khô gây ra cấc bệnh ờ da như trứng cá, viêm da. Loại bênh này các thợ đốt lò hơi, thợ máy sản xuất xi măng, sành sứ hay mắc phải. Bụi gây kích ứng da, sinh mụn nhọt lờ loét như bụi vôi, bụi dược phàm, thuốc trừ sâu, đường. Bụi nhựa than dưới tác dụng của ánh nắng làm cho da sưng tấy, bỏng, ngứa, mắt sưng đò, chảy nước mắt. Bụi còn gây chấn Ihương mắt, viêm màng tiếp hợp, viêm mi mắt,... Bụi kiềm, bụi axit có thể gây ra bỏng giác mạc, dể lại sẹo, làm giảm thị lực, nặng hơn có thể bị mù loà. - Bệnli (tường liêu hoá: Bụi dường, các loại bột có thê gây sâu răng, làm hỏng men răng. Bụi kim loại, bụi khoáng to nhọn có cạnh sắc đi vào dạ dày gây viêm niêm mạc dạ dày, rối loạn tiêu hoá. Bụi chì gây ra bệnh thiếu máu, giảm hồng cầu và gây rối loạn thận. Bụi vi sinh vật có nhiều tác hại tới sức khoẻ con người, gây ra các bệnh dịch, bệnh dường hố hấp, bệnh dau mắt và bệnh dường tiêu hoá. Bụi còn gây ra tác hại tới sự tồn tại và phát triển của các động vật và thực vật. Ví dụ, bụi lò xi mâng, bụi lò gạch, bụi amiãng, bụi than, bụi natri clo... làm cho cây cỏ không phát triển dược, bị vàng lá, rụng lá, giảm hoa quả, làm teo hạt, làm giảm nàng suất. Thậm chí có loại cây bị tiêu diệt. 2.1.1.2. Các chất độc hại, gáy ô nhiễm mói trướng khóng khí Nguồn gốc của các chất độc hại, gây ô nhiễm môi trường không khí là do sản xuất công nghiệp và do quá trình đốt cháy nhiên liệu. Các chất độc hại đi vào cơ thể qua đường hô hấp, tiêu hoá và qua da. Chất độc hại trong không khí di vào cơ thể qua dưcmg hô hấp là nguy hiểm nhất và thường gặp nhất. Nó xâm nhập qua phế quản và các tế bào đi vào máu. Chất độc hại xâm nhập vào cơ thể qua đườn£ tiêu hoá khi ta ăn, uống, hút thuốc, chất độc hại qua gan, nhờ các phản ứng sinh hoá nên ít nguy hiểm. Chất dộc hại thấm qua da (chủ yếu là các chất có thê’ hoà tan trong mỡ và trong nước) vào máu như Benzen, rượu etylic. Ngoài ra, chất độc hại còn đi qua các tuyến mổ hối, lỗ chân lông để vào cơ thể. Dựa vào tác dụng chù yếu cùa chất độc hại ta chia ra các nhóm: Nlióm 1: Chất gây bòng, kích thích da, niêm mạc, ví dụ : axit đặc, kiềm đặc và loãng (vôi tôi, amoniac). - Giy bỏng da: Gây bỏng nặng, nhẹ do hoá chất đặc hay loãng, ví dụ: axit sunfuric. axil nitric, axit clohidric, amoniac. Axit nitric gây bỏng nhanh nhất. 31 Khi người bị bỏng nặng thường bị choáng, mạch đập nhanh và yếu, khó thớ, sốt cao, tiểu tiện ít, nôn mửa, mỏi mệt, mê man và có thể tử vong. - Gây bỏng niêm mạc: Khi ta hít thờ các chát độc, hoặc do hoá chất dây vào miệng, mũi, mắt thì bị bỏng rộp, sưng đỏ niêm mạc và đau đớn. Nếu bị ở mắt thì bị giảm thị lực hoặc có thể bị mù. Nlióm 2: Chất kích thích đường hô hấp trên như: Clo, NH,, so ,, S02, NO, HCL, hơi n o,... Chất kích thước đường hô hấp trên và phế quản như hơi Brom, hơi ôzôn,... Chất kích thích phế bào như N 0 2, NO,,... Các chất này hoà tan trong niêm dịch tạo ra axit gây phù phổi cấp. Nhóm 3: Chất gây ngạt. - Gây ngạt đơn thuẩn như C 0 2, êtan, mêtan, azốt,... - Gây ngạt hoá học: c o hoá hợp với các chất khác làm mất khả nâng vận chuyển ôxy cùa hồng cầu làm hô hấp bị rối loạn. Nlióm 4: Chất tác dụng hộ thần kinh trung ương, gây mê, gây tẽ như các loại rượu, các hợp chất hyrdo cachua, H2S, CS2, xăng.... Nlìóm 5: Chất gây độc. - Chát gây tổn thương cơ thể, ví dụ như các loại hydro cacbua, halogen, clorua metyl, bromua m etyl... - Chất gây tổn thương cho hệ thống tạo máu như benzen, phénol, chì, asen,... Các kim loại và á kim độc như: chì, thuỷ ngân, magan, phốt pho, fio, cadimi, hợp chất asen,... Sau đây giới thiệu một sô' chất độc hại gây ô nhiẻm môi trường không khí. * Cacbon monoxit (CO): c o là một loại khí không màu, không mùi, khônvị, tỷ trọng 0,967, tạo ra do sự cháy không hoàn toàn của các vật liệu có chứa cacbon. Mỗi nãm sinh ra khoảng 250 triệu tấn c o , trong dó có một phần c o sinh học. Khí CO chiếm tỷ lệ lớn trong các chất ô nhiễm môi trường không khí, nhưng nổng độ khí c o trong không khí không ổn định, biến thiên nhanh, chưa xác định dược chính xác. Khí CO là loại khí rất độc hại, người và động vật có thể chết đột ngột khi tiếp xúc, hít thở khí CO, do nó tác dụng mạnh với hemoglobin (Hb), (mạnh gấp 250 lần so với ôxy), lấy ôxy cùa hemoglobin và tạo thành cacboxyhemoglobin, làm mất khả năng vận chuyển ôxy của máu và gây ra ngạt. Phản ứng thuận nghịch: H b02 + CO HbCO + 02 Nhiễm độc cấp CO thường gây đau đầu, ù tai, chóng mặt, buổn nôn, mệt mỏi, co giật, rói bị hôn mê. Nếu bị nhiẻm nặng thì bị hôn mê ngay, chân tay mền nhũn, mặt xanh tím, bị phù phổi cấp. Nhiẻm độc mãn tính c o thường bị đau đầu dai 32 dáng, chóng mặt, mỏi mệt. sút cân. Mỗi năm trên thê giới có hàng trãm người bị chết do trúng độc khí c o . Thực vật ít nhạy cảm với c o so với người và dộng vật, nhưng khi nồng dộ CO cao (100 H-lOOOOPPm) làm cho lá rụng, bị xoắn quản, cây non bị chết, cây cối chậm phát triển. * Khí sunfur ôxit (SOJ: Sunfur diôxit (S02) là chú yếu, còn Sunfur triỏxit (SO,) cũng có trong khỏng khí nhưng số lượng không nhiều. Khí s o , không màu, có vị cay, mùi khó chịu. Khí này có nhiéu ờ các lò luyện gang, lò rèn, lò gia công nóng, những lò đốt than có lưu huỳnh. Trong khí quyển, do hiện tượng quang hoá và có xúc tác SO, biến thành so ,. Khí S02 tác dụng với hơi nước biến thành axit sunfuric. Lượng S02 do sản xuất thải vào khí quyển rất lớn, hằng năm khoáng 66 triệu tấn sunfur - 132 triệu tấn S 02, chủ yếu là do đốt than và sử dụng xăng dầu. Ớ gần các nguổn điểm (ví dụ nhà máy nhiệt điện) nồng độ S 02 rất cao so với những nơi khác. S 02 và H2S04 gây ra nhiéu tác hại dến sức khoẻ con người và dộng vật, với nông dộ thấp gây kích thích hô hấp người và dộng vật. Với nồng dộ cao gây ra bệnh tật và có thể bị chết. SOj và H2S04 làm thay đổi tính nãng vật liệu, thay đổi màu sắc các loại vật liệu dá, ăn mòn kim loại, giảm độ bền cùa sản phấm vải lụa và dồ dùng. Đối với thực vật, S02 gây tác hại dến sự sinh trường của rau quả, làm cho cây vàng lá, rụng lá, hoặc bị chết. * Klií clo và liydroclorua (HCl): Trong khí quyển, khí clo và HC1 có nhiêu ờ vùng nhà máy hoá chất. Khi đốt cháy than, giấy, chất dẻo và nhiên liệu rắn cũng tạo ra khí clo và HC1. Khí Clo tác dụng vào đường hô hấp trẽn. Khí Clo gây dộc hại cho người và động vật. Tiếp xúc với môi trường có nồng độ clo cao sẽ bị xanh xao, vàng vọt, bệnh tật và có thể bị chết. Khí clo và HC1 làm cho cây châm phát triển và với nồng độ cao thì cây bị chết. * Chì ịPb) và các hợp chất cùa chì: Chì là một nguyên liệu được dùng nhiều trong công nghiệp. Hơn 150 nghề (nghể khai thác, chế biến quặng chì, sản xuất bột chì màu, sản xuất acquy,...) và trên 400 quá trinh công nghệ sử dụng cần đến chì. Chì rất độc đối với người và động vật. Chì qua đường hô hấp, tiêu hoá và gây hại cho hệ thần kinh, sự tạo máu và làm rối loạn tiêu hoá. Người bị nhiễm chì có thể bị đau bụng, táo bón, kèm theo huyết áp cao, suy nhược thần kinh, rối loạn cảm giác, tê liệt, giảm bạch cầu, viêm dạ dày, viêm ruột... Khi pha chì vào xãng tỷ lệ khoảng 1% để tránh hiện tượng nổ sớm thì có TỄtraêtin chì PtKQH,).,, Tẽtramêtin chì Pb(CH,)4- Nó là chất lòng, bốc hơi ờ nhiệt độ thấp, có mùi thơm. Những nơi sản xuất Têtraêtin chì, các trạm pha xăng, các nơi thử động cơ máy bay, xe hơi. các gara, các xưởng sửa chữa xe, và trên đường giao thông, không khí sẽ nhiễm chì. Với nồng dộ 0,182 mg/lít không khí đã đủ để gây chết súc vật sau 18 giờ. 3. GTCSKTMT 33 * Tliuỷ ngân (Hg): Hg là một kim loại nặng, sôi ở 357°c, nhưng bay hơi ờ nhiệt độ bình thường, hơi Hg nặng hơn không khí 2 lần. Nó có ở công nghiệp chế tạo muối thuỷ ngân, làm thuốc giun Calomin, thuốc lợi niệu, thuốc diệt sâu, nấm bệnh trong nông nghiệp. Hơi Hg rất độc, với nồng độ 100 microgam/m1 không khí đã gây tại nạn cho người và động vật. Hơi Hg xâm nhập vào cơ thể chủ yếu qua đường hô hấp, đường tiêu hoá và qua da. Người bị nhiễm Hg bị run tay chân, run mi mắt, mất ngủ, giảm trí nhớ, rối loạn thần kinh, viêm răng lợi, viêm đại tràng, rối loạn tiêu hoá. Đối với nữ giới sẽ bị rối loạn kinh nguyệt và nếu mang thai thì dễ bị sảy thai. * Hydro cacbon: là hợp chất do hydro và cacbon hợp thành. Nó là thành phần cơ bản cùa khí tự nhiên, không màu, không mùi. Khí tự nhiên có chứa sunfur nên có thể có mùi. Các khí mêtan, êtylen, anilin... là thuộc loại này. Quá trình nhiên liệu cháy không hoàn toàn, quá trình sản xuất nhà máy lọc dầu, quá trình khai thác vận chuyển xăng dẩu, sự rò rỉ dường ống dản khí đốt..., sinh ra hydro cacbon. Êtylen gây ra bệnh phổi cho người, làm sưng tấy mắt, có thể gây ra ung thư phổi cho động vật. Êtylen làm cho lá cây vàng úa và có thể bị chết hoại. Benzen (C6H6): Ta dùng benzen trong kỹ nghệ nhuộm, dược phẩm, nước hoa, làm dung môi hoà tan dầu mỡ, sơn, cao su, làm keo dán giày dép. Trong xăng có từ 5 -ỉ- 20%. Benzen vào cơ thể chủ yếu theo đường hô hấp, gây ra bệnh thần kinh, thiếu máu, chảy máu ở lợi, suy tuỷ, suy nhược, xanh xao, và dễ bị chết do nhiễm trùng máu. * Nitơ oxit: trong khí quyển có nhiều loại nitơ oxit, nhưng chủ yếu là nitơ ôxit (NO) và nitơ diôxit (N 02). Nó hình thành do phản ứng hoá học nitơ với ôxy irong khí quyển khi dốt cháy ờ nhiệt dô cao > 1100°c và nhanh chóng làm lạnh dể không bị phân huỷ: N2 + x 0 2 ^ 2NO„ Do hoạt dộng của con người, hằng năm tạo ra khoảng 48 triệu tấn NO, (chủ yếu là N 02). Không khí ở thành phố và khu công nghiệp bị ô nhiễm NOx nặng. NO và N 02 hình thành khói quang học. Nitơ ôxit làm phai màu thuốc nhuộm vải, làm hòng vải, làm han gỉ kim loại. Một sô' thực vật nhạy cảm đối với môi trường sẽ bị tác dộng khi nồng dộ N 02 khoảng lPPm và thời gian tác động trong khoảng 1 ngày, nếu nồng độ NOj ít, khoảng 0,35 PPm thì thời gian tác dộng khoảng 1 tháng. Nitơ ôxit (NO) ờ trong không khí ít gây ra nguy hiểm cho con người, chỉ khi nó bị ôxy hoá thành NC>2 thì mới gây nguy hiểm. Hemoglobin tác dụng mạnh với khí NO (mạnh gấp 1500 lần so với khí CO), nhưng NO trong khí quyển hầu như không có khả năng thâm nhập vào mạch máu để phản ứng với Hemoglobin. 34 Khí N 0 2 là khí có màu hồng, ta có thể phát hiện được mùi của nó khi nổng dộ > 0,12PPm. Trong phản ứng quang hoá học, nó hấp thụ bức xạ tử ngoại. Khí N 0 2 với nồng dộ 100 PPm có thể làm chết người và động vật chỉ sau vài phút, với nồng dộ 5 PPm có thể gây tác hại tới bộ máy hô hấp sau vài phút tiếp xúc, với nồng độ 15 -H 50 PPm gây nguy hiểm cho tim, phổi, gan sau vài giờ tiếp xúc, với nồng dô khoảng 0,06 PPm cũng có thể gây bệnh phổi cho người nếu tiếp xúc lâu dài. N 02 là một loại khí gây nguy hại nhiều cho người. * Hydro sunfur (H,S): H2S là khí không có màu, nhưng có mùi thối khó chịu. Trong thiên nhiên, H2S được tạo ra do chất hữu cơ, rau cỏ thối rữa, nhất là ờ những nơi nước cạn. Nó còn sinh ra ờ các vết nứt cùa núi lửa, ở các cống rãnh và các hẩm lò khai thác Ihan. Mỗi năm, mặt biển tạo ra khoảng 30 triệu tấn H2S, mặt đất tạo ra khoảng 60 H- 80 triệu tấn, sản xuất công nghiệp tạo ra khoảng 3 triệu tấn. Trong sản xuất cồng nghiệp sinh ra H,s do sừ dụng nhiên liệu có chứa sunfur. H2S với nồng độ thấp không nguy hiểm, nhưng nó ôxy hoá ngay với sunfur và sunfur dioxit. H2S làm rụng lá cây, giảm sự sinh trưởng cây trồng. H2S gây nhức dầu, mỏi mệt. Khi nồng dô cao thì gây ra hôn mê, có thế làm chết người. Với nồng dộ 150 PPm gây tổn thương bộ phận hô hấp. Với nồng độ 500 PPm trong thời gian 15 -H 20 phút, người sẽ bị tiêu chảy và viêm cuống phổi. Với nồng độ 700 + 900 PPm, dù tiếp xúc trong thời gian ngắn, H2S vẫn có thể xuyên qua màng phổi và đi vào mạch máu, có thể gây chết người. * Khí ôĩôn và tầng ôzôn: Trong khí quyển, khí ôzôn (O,) sinh ra và mất di rất nhanh, nó tổn tại trong một vài phút. Khí o , tập trung nhiểu ở cao dô 25 km so với mật dâ't (tầng bình lưu). Trong khí quyển nổng độ O3 lớn hơn 1 PPm. Ở độ cao mặt biển nổng độ o , trong khí quyển khoảng 0,05 PPm, trị số trung bình vé mùa dông là 0,02 PPm, mùa hè 0,07PPm. Nó là sản phẩm của các chất chứa ôxy (S02, N 02 và andehyt) khi hấp thụ bức xạ tử ngoại của Mật Trời. o_.i- Hấp thụ tia tử ngoại N 02 Bi kích thích ^ XI^ Sơ đổ: N 02 ---- ------ --------------► N 02 — '—— ------► o + NO o + O2 -^ O-Ị Quá trình đốt cháy nhiên liệu, nhất là các động cơ đốt trong không hoàn thiện, khi hoạt dộng đã thải vào khí quyển khối lượng lớn hydro cacbon và nitơ oxit. Môi trường không khí có nổng độ ôzôn cao hơn nồng dộ tự nhiên, ta nói môi trường đó bị ô nhiễm ôzôn, và khi đó nó gây tác hại cho sức khoẻ con người. Nồng độ o , = 0,02 PPm -» chưa có tác dụng gây bệnh rõ rệt; = 0,30 —> mũi và họng bị kích thích, cảm thấy rát; = 1,0 -ỉ- 3,0 —> mệt mỏi, sau 2 giờ tiếp xúc; = 8,0 —> nguy hiểm đối với phổi. Tác hại của ôzôn đối với thực vật, ví dụ: 35 Loại cây Nồng dộ 0 3 (PPm) Thời gian tác dụng Biểu hiện tác hại Củ cải Thuốc lá 0,05 0,10 20 ngày 8h/ngày 5,5 giờ 50% lá biến thành màu vàng Giảm 50% mầm Với nồng độ o , = 0,2 PPm thì nhiều loại cây (cà chua, đậu....) bị ánh hướng, sinh trưởng chậm và giảm năng suất. Với nồng độ o , = 15 -=-20 PPm, cây bị bệnh đốm lá, mầm bị khô héo. Ozôn gây tác hại tới các loại sợi bông, sợi nilon, sợi nhân tạo và làm hỏng màu thuốc nhuộm, làm cứng cao su với nồng độ và thời gian tác dụng như sau: Nống độ ôzôn (PPm) Thời gian tác dụng 0,02 65 phút 0,06 5 giây 0,45 3 giây 20000 1 giây Ôzôn làm tãng nhiệt dộ mặt dất, nếu nồng độ ôzôn trong khí quyển tăng lên 2 lần, có thể làm nhiệt độ mặt đất tăng lên r c . Ngược lại, tẩng ôzôn trong khí quyển có lợi cho con người và động vật, nó “bảo vệ che chắn” bức xạ tử ngoại của Mặt Trời. Bức xạ mặt trời chiếu qua tầng ôzôn xuống mặt đất, phán lớn bức xạ từ ngoại được tầng ôzôn hấp thụ, điéu tiết khí hậu và sinh thái trái đất. Như vậy, nếu tầng ôzôn trong khí quyến bị chọc thủng sẽ gây thảm hoạ hệ sinh thái ờ mặt đất. Tầng ôzôn bị “chọc thùng” do bị ô nhiễm CFMS: hợp chất fluoro cacbon - chlor floruo métal. Một nguyên nhân làm tầng ôzôn bị giảm, bị “chọc thùng" là do loài người đã sử dụng nhiêu CFMS, CFC (chloro flouro Carbon), CFM (Chloro fluoro Métal). - Chất Fréon (C J ixFyClJ : là chất làm lạnh trong các máy lạnh, máy điéuhoà không khí, bình thường chúng là loại khí trơ, nhưng trong khí quyển, dưới tác dụng của tia bức xạ tử ngoại của Mặt Trời, nó giải thoát Clo - mỗi một nguyên tử clo phản ứng dây chuyén với 100.000 phân tử ôzôn, và biến ôzôn thành oxy. Fréon gốc là CmHn: Khi F, C1 thay thế H trong công thức trên, ta lần lượt có các loại Fréon, mang chi số khác nhau, công thức tổng quát của Fréon là: CmHxFyCl,. Ví dụ: F -11 công thức hoá học là CFC1, ; F - 12 công thức hoá học là CFjC12 F-13 “ “ “ C F,C 1 ; F- 2 1 “ “ “ CHFC12 F-22 ........ CHF2C1 ; F - 113 “ “ “ C2F,C1, F -U 4 ............. C2F4C12 ; F-143 “ “ “ QH,F, F-123 “ “ “ CHC12CF, ; F - 134a .................... CH2FCF, 36 Hiện nay, để báo vệ tầng ôzôn, trong kỹ thuật lạnh và điều hoà không khí sứ dụng các loại Fréon chú yếu là F -22, F -123, F -134a;... * Cacbơn và liiệu ứng nhà kính: Do đốt nhiên liệu, than, củi và hô hấp cùa dộng vật dã thải vào khí quyên một khối lượng lớn (C 02) cacbon diổxit - ước tính mỗi nãm riêng dốt than đá dã thải vào khí quyển 2,5.1011 tấn C 02. Lượng C 02 do núi lửa phun ra bằng 40.000 lần lượng C 02 có trong khí quyển hiện nay. Không phải toàn bộ lượng C 0 2sinh ra lưu lại mãi mãi trong khí quyển, khoảng 1/2 lượng C 02 đó do thực vật và nước biển hấp thụ. Phần C 0 2 do nước biên hấp thụ được hoà tan và kết tủa trong biển. Các loại thực vật ở dưới biển dóng vai trò chủ yếu duy trì sự cân bằng C 02 giữa khí quyển và bề mặt đại dương. Còn một lượng khí C 02 lưu tón trong khí quyển, thực vậi hút C 0 2 để tồn tại và phát triển, nhưng khi nồng dộ C 02 trong khí quyển quá cao thì lại có tác hại. C 02 chủ yếu tồn tại ờ vùng dối lưu. Nhiệt độ mặt đất dược cân bằng giữa năng lượng mặt trời chiếu xuống mặt đất và nàng lượng nhiệt mặt dất phát vào vũ trụ. Bức xạ mật trời là bức xạ sóng ngắn, nó dẻ dàng xuyên qua các tầng khí C 02, khí ôzôn rồi chiếu xuống mặt đất. Còn bức xạ nhiệt từ mặt dất vào vũ trụ là bức xạ sóng dài, không có khả năng xuyẽn qua tầng khí C 0 2, mà nó bị hấp thụ do C 0 2 và hơi nước có ờ trong khí quyến, cho nên nhiệt độ cùa không khí xung quanh Trái Đất sẽ tăng lẽn, làm cho nhiệt độ mặt đất tăng lên dần. Hiện tượng này gọi là "hiệu ứng nhà kính”. Tầng C 02 tương tự như lớp kính bao che nhà kính trổng cây xanh trong mùa đông ờ các nước xứ lạnh. Chỉ khác là ở đây có quy mô toàn cáu. Nhiệt độ Trái Đất tãng lên là nguyên nhân làm tan băng Bắc Cực, nâng cao mực nước biển, có nguy cơ dần đến ngập những vùng thấp trũng trên mật đất. Nhiệt dộ trái đất tăng lên làm tăng các trận mưa, bão, lụt, úng, gây nhiều thiệt hại. Nếu khồng ngăn chặn được hiện tượng nhà kính, thì trong vòng 30 năm tới, mặt nước biển sẽ dâng lẻn 1,5 -ỉ- 3,5m. (Stephan Keckes). Nếu nổng độ C 02 trong khí quyến tăng gấp đôi thì nhiệt độ trung bình bể mặt Trái Đất sẽ tăng lên 3,6"c, (G.N. Plass). Trong khoảng từ năm 1885 dến năm 1940, nhiệt độ trung bình năm cùa mặt Trái Đất tăng lôn độ 0,5"c. Sau năm 1940, độ tăng nhiệt độ mặt đất có chậm hơn nhưng riêng ở Bắc Âu và Bắc Mỹ thì nhiệt độ mặt đất vẫn tiếp tục tăng. Từ năm 1940 đến nãm 1980 tăng khoảng 0,1 r c . Theo tài liệu khí hậu quốc tế, trong vòng 134 nãm gần đây nhiệl độ cùa Trái Đất đã tăng lẽn gần 0,4°c. Ba năm nóng nhất là 1980; 1981; 1982. Hội thảo khí hậu học tại Châu Âu gẩn dây dự báo năm 2050 nhiệt dộ của Trái Đất sẽ tăng thêm 1,5 -ỉ- 4,5"C, nếu không có biện pháp ngăn chặn hiệu ứng nhà kính. * Tliuốc trừ sâu bọ, côn trùng: Ta thường dùng hợp chất clo hữu cơ, lân hữu cơ, thuý ngân hữu cơ,... để trừ sâu bọ, bảo vệ cây trồng, diệt nấm, ruổi, muỗi, kiến, gián và các sinh vật gây hại cho người. 37 - Hợp chất clo hữu cơ: Thường dùng hợp chất DDT (dicloro - diphenin - triclo êtan); 666 (hexacloro cyclohexan) loại lindan có 99% đồng phân gama, hỗn hợp DDT 10% + 666,2 % toxaphen (C|„H|nCl|i). Chúng đi vào cơ thể qua đường tiêu hoá (95% theo thức ãn) và đường hỗ hấp. Trong cơ thể nó bị giữ lại ờ lớp mỡ dưới da, gan, thận, tim, rất khó phân huý, chỉ được thải ra ngoài đất chậm chạp theo phân và nước tiểu dưới dạng DDE (dicloro diphenin dicloro etylen) và sữa DDA (axit dicloro diphenin axetic). Loại thuốc này, có cấu trúc bền vững, tích luỹ lâu ở trong cơ thể nếu ta bị nhiẻm độc, do đó nên cấm sử dụng chúng. Nhóm này rất độc gây ra nhiễm độc cấp và nhiễm độc mãn tính, suy nhược thần kinh, viêm dây thần kinh, viêm gan, thận, dạ dày, ruột. - Hợp chất lân hữu cơ: Ta đã tổng hợp được trên 2000 chất loại này. Thường dùng là parathion (QH^NO^PS), wofatox depterex, DDVP (dimetin diclorovynin photphat), TEEP (tetra-etin-pirophotphat). Những loại hợp chất này di vào cơ thể qua dường hô hấp, thấm qua da gây nhiễm độc cấp, làm ảnh hường thẩn kinh và làm liột cơ. Tiếp xúc lâu với hợp chất này có thể bị nhiễm độc mãn tính, thẩn kinh suy nhược. Con người sử dụng các loại thuốc trên dể diệt trừ sâu bọ, côn trùng, song chính nó khuếch tán lây lan vào trong không khí, làm ô nhiễm môi trường không khí, nhất là những vùng nông nghiệp, (năm 1966, Tabor dã do nồng độ DDT trong không khí đạt tới 10mg/m\ gây độc hại cho người và động vật). * Amoniac (NHj): Amoniac dược sử dụng nhiều trong kỹ thuật lạnh, nó là chất làm lạnh phổ biến vì giá thành tương đối rẻ mà khả năng làm lạnh lại cao. So sánh năng suất lạnh đơn vị trọng lượng q„ (kcal/kg), đơn vị thể tích qv (kcal/m1) với Fréon -12 và Fréon -22. BẢNG 2.2 Chất làm lạnh q„ (kcal/kg) q0 (kcal/m3) n h 3 264 518 F-12 28,3 305,6 F-22 38,6 488 Amoniac còn có ở các nhà máy sản xuất phân đạm, sản xuất axit nitric, ngay con người và động vật cũng là nguồn thải ra NH3. Amoniac có mùi khai, là một hợp chất độc hại cho người và động vật. Nó gây bệnh cho người và động vật: NH, nồng dộ cao làm lá cây trắng bạch, làm dốm lá và hoa, làm giảm rề cây, làm cây thấp đi, làm quả bị thâm tím và làm giảm tỷ lệ hạt giống nảy mẩm. Ngoài những chất dộc hại kể trên, còn rất nhiểu loại chất hoá học, hợp chất hoá học khác; các loại khói bụi, các loại vi khuẩn, siêu vi khuẩn gây bệnh, làm vẩn dục ô nhiẽm môi trường không khí, gây nguy hại cho người, dộng vật và thực vật. 38 2 .1 .2 . Nồng dộ cho phép của các loại bụi và các chất độc hai trong không khí Đại lượng biêu thị lượng chất dộc hại hoà lẳn trong không khí gọi là nồng dộ, ký hiệu là c. Đơn vị đo nồng độ là mg/lít hoặc g/m1; mg/m’; |ig/m \ Đơn vị mg/lít là khối lượng chất độc hại tính bàng mg trong 1 lít không khí. Đơn vị g/m3; mg/m1; ngAn' là khối lượng chất độc hại tính bằng gam trong lm ’ không khí, hoặc mg trong 1 ms khỏng khí, hoặc Ịig trong lm ’ không khí. Ngoài ra nồng dộ còn được biểu diển bàng tỷ lệ phần trăm theo thể tích hoặc tỷ lệ phần trăm theo trọng lượng. Ta ký hiệu là m(%) theo thể tích. K(%) theo trọng lượng Quan hệ giữa c với m. K như sau: C = J ^ ; m = 2.24 — 2.24 ạ c c K = — - = ——— Ykk P k k S - trọng lượng phân từ cùa chất khí; Ỵkk - khối lượng riêng cùa không k h í; pkk- mật dộ của không k h í; g - gia tốc trọng trường. (2- 1) (2- 2) Nồng độ chất độc hại không phải là hằng số, mà thay đổi theo thời gian và không gian. Có các loại nồng độ sau: nồng độ tức thời; nồng độ trung bình ngày, trung bình tháng, trung bình nãm cho 1 điểm trong không gian; hoặc nồng độ trung bình cho 1 vùng, 1 mặt phẳng nào đó. Trị sô' nổng dộ lớn nhất trong quá trình quan trắc, gọi là nồng dộ cực đại tức thời. Dựa theo mức độ tác hại của chất dộc hại đối với cơ thẻ’ con người, có thể phân ra: giới hạn cho phép, giới hạn nguy hiểm và mức gây từ vong. Trong tiêu chuẩn chất lượng môi trường không khí, thường dùng trị sô' nồng độ tức thời cực dại cho phép, là nồng độ lớn nhất cùa chất độc hại trong không khí mà không gây ra tác hại dối với con người, tức là con người sống trong môi trường đó lâu dài, không xảy ra sụ biến đổi về bệnh lý. Ở nước ta, chất lượng không khí được nhà nước quy định trong các Tiêu chuẩn Nhà nước Việt Nam về Môi trường. Chất lượng không khí (xem bảng 2-3, 2-4, 2-5, 2-6) TCVN 5937 - 2005 CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ - TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ XUNG QUANH Air quality - Ambient air quality standards 39 Lời nói dâu TCVN 5937 : 2005 thay thế TCVN 5937: 1995 TCVN 5937 : 2005 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC 146 "Chất lượng không khí" biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường chất lượng đề nghị. Bộ Khoa học và Công nghệ ban hành. 1. Phạm vi áp dụng 1.1. Tiêu chuẩn này quy định giá trị giới hạn các thông số cơ bản, gồm lưu huỳnh diôxit (S 0 2) , cacbon ôxit (CO), nitơ ỏxit (NOJ, ôzôn ( 0 3), bụi lơ lửng và bụi PM10 (bụi < 10nm) và chi (Pb) trong không khí xung quanh. 1.2. Tiêu chuẩn này áp dụng để đánh giá chất lượng không khi xung quanh và giám sát tinh trạng õ nhiễm khõng khí 1.3. Tiêu chuẩn này không áp dụng để đánh giá chất lượng không khí trong phạm vi cơ sỏ sản xuất hoặc không khi trong nhà. 2. Giá trị giới hạn Giá trị giới hạn các thông số cơ bản trong không khí xung quanh được quy định trong bảng 2.3. BẢNG 2.3. TIÊU CHUẨN CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ XUNG QUANH Đon vị: Micrôgam trên mét khối (ịxg/m3) Thòng sô Trung binh 1 giờ Trung bình 8 giờ Trung binh 24 giờ Trung binh năm (trung binh sô học) Phương pháp xác định s o 2 350 - 125 50 Parasosalin hoặc huỳnh quang cực tím CO 30000 10000 - -Quang phổ hổng ngoại không phân tán (NDIR) n o 2 200 - - 40 Huỳnh quang hoá học pha khi 0 , 180 120 80 - Trắc quang tử ngoại (TSP) 300 - 200 140 Lấy mẫu thể tích lớn Bui lơ lửng Phản Ilch khối lượng Bụi <10nm (PM 10) - - 150 50 Phân tích khối lượng hoặc tách quán tính Lấy mẫu thể tích lớn vá Pb - - 1,5 0,5 quang phổ hấp thụ nguyên tử Chú thích: PM10: Bụi lơ lửng có kích thước khi động học nhỏ hơn hoặc bằng 10ịim ; Dấu gạch ngang (-): không quy định. TCVN 5938-2005 CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ - NỔNG ĐỘ TỐI ĐA CHO PHÉP CỦA MỘT SỐ CHẤT ĐỘC HẠI TRONG KHÔNG KHl XUNG QUANH Air quality - Maximum allowable concentration of hazardous substances in ambient air Lời nói ơầu TCVN 5938: 2005 thay thế cho TCVN 5938:1995 40 TCVN 5938: 2005 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC 164 "Chất lượng không khí" biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ khoa học và công nghệ ban hành. 1. Phạm vi áp dụng 1.1. Tiêu chuẩn này quy định nống độ tối đa cho phép của một số chất độc hại Irong khỏng khí xung quanh sinh ra do các hoạt động của con người. 1.2. Tiêu chuẩn này áp dụng để đánh giá chất lượng không khí xung quanh và giám sát tinh trạng ô nhiễm không khí. 1.3. Tiêu chuẩn này không áp dụng đối với không khi trong phạm vi các cơ sở sản xuất công nghiệp và không khí trong nhà. 2 Già trị giới hạn 2.1. Nồng độ cho phép của một số chất độc hại trong không khí xung quanh được quy định trong bảng 2.4. 2.2. Phương pháp lẫy mẫu. Phân tích, tinh toán xác định từng thõng số cụ thể được quy định trong các TCVN tương ứng hoặc theo các phương pháp do cơ quan có thẩm quyền chỉ định. BẢNG 2.4. NỔNG Đ Ộ CHO PHÉP CỦA MỘT SÓ CHẤT ĐỘ C HẠI TRONG KHÔNG KHÍ XUNG QUANH Đơn vị: Microgam trên mét khối (ng/m3) TT Thông sô Công thức hoá hoc Các chất vô cơ Thời gian trung binh Nống độ cho phép As) As1 giò 0,033 1Asen (các chất vô cơ tinh theo Năm 0,0055 2 Asen hydrua (Asin) AsH31 giờ 0,033 Năm 0,055 3 Axit clohydric HCI 24 giờ 60 4 Axit nitric h n o 31 giờ 400 24 giờ 150 1 giờ 600 5 Axit sunfuric HjSO, 24 giờ 50 Năm 3 6 Bụi có chứa các ôxit silic > 50% 1 giờ 150 24 giờ 50 7 Bụi có chứa amiăng: Chrysotil Mg3Si2Oj(OH) 8 giờ 1 sợi/m3 8Cadimi (Khối gổm ôxit và kim loại) theo Cd Cd 1 giờ 0,17 8 giờ 0,4 Năm 0,005 9 Clo Cl2 1 giờ 100 24 giờ 30 1 giờ 0,0067 10 Crom VI Cr 24 giờ 0,003 Năm 0,0023 41 TT T hõng sô'Công thức hoá học Thời gian trung binh Nống dộ cho phép 11 Hydrotlorua HF 1 giờ 20 24 giờ 5 Năm 1 12 Hydrocyanua HCN1 giờ 10 24 giở 10 13 Mangan và hợp chất (tính theo MnOj) Mn/ MnO? 1 giờ 10 24 giờ 8 Năm 0,15 14 Niken (kim loại và hợp chất) Ni 24 giờ 1 15 Thuỷ ngân (kim loại và hợp chất) Hg24 giờ 0,3 Năm 0,3 Các chất hữu cơ 16 Acrolein CH2 = CHCHO 1 giờ 50 17 Acrylonnitril CH2 = CHCN24 giờ 45 Năm 22,5 18 Anilin C6H5NH224 giờ 50 Năm 30 19 Axit acrylic c 2h 3c o o h Nam 54 20 Benzen c 6h 61 giờ 22 Năm 10 1 giờ KHPT 21 BenzidinNH2C6H4C6H4NH2 8 giờ KHPT 24 giờ KHPT Năm KHPT 22 Clroform c h c i324 già 16 Năm 0,043 23 Hydrocacbon (xäng) C„Hm24 giỏ 5000 Năm 1500 24 Fomaldehyt HCHO1 giờ 20 Năm 15 25 Naphtalen c 10h 88 giờ 500 24 giờ 120 26 Phenol c 6h 5o h1 giờ 10 24 giờ 10 27 Tetraloetylen C2CI„ 24 giờ 100 28 Vinyl dorua CICH = CH2 24 giờ 26 42 TT Thõng sô Cõng thức hoá học Thài gian trung bình Nồng dộ cho phép Các chất gây mùi khó chịu (offenssive odour) 29 Amoniac n h 31 giờ 200 24 giờ 200 30 Acetaldehyd CHjCHO1 giờ 45 Nam 30 31 Axit propionic CH3CH2COOH 8 giờ 300 32 Hydrosunfua h 2s 1 giờ 42 33 Methyl mecarptan c h 3s h1 giờ 50 24 giờ 20 34 Styren c 6h 5c h =c h 21 tuần 260 Năm 190 30 phút 1000 35 Toluen c 6h 5c h 3 1 giờ 500 Năm 190 36 Xylen C6H4(CH3)2 1 giờ 1000 Năm 950 Chú thích: Giá trị trung binh năm là giá trị trung binh học. KHPT: Không phát hiện được. TCVN 5939 - 2005 CHẮT LƯỢNG KHÔNG KHÍ - TIÊU CHUẤN KHÍ THẢI C Ồ N G NGHIỆP ĐỐI VỚI BỤI VÁ CÁC CHẤT VÔ c ơ Air quality - Industrial emission standards - Inorganic substances and dusts. Lòi nòi đầu TCVN 5939:2500 thay thê' cho TCVN 5939: 1995, TCVN 6991:2001 TCVN 6992:2001 và TCVN 6993:2001. TCVN 5939 :2005 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN /TCVN 146 “Chất lượng không khí" biên soạn, Tổng cục Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Cống nghệ ban hành. 1. Phạm vi áp dụng 1.1. Tiêu chuẩn này quy định giá trị nồng độ tối đa của bụi và các chất vô cơ trong khí thải công nghiệp khi thải vào không khi xung quanh. Khí thải công nghiệp nói trong tiêu chuẩn này là khí thải do con người tạo ra từ các quá trình sản xuất, kinh doanh, dịch vụ và các hoạt động khác. 1.2. Tiêu chuẩn này áp dụng để kiểm soát nồng độ bụi và các chất vô cơ trong khí thải công nghiệp khi thải vào không khí xung quanh. 2. Giá trị giới hạn 2.1. Danh mục và giá trị giới hạn nồng độ của các chất vô cơ và bụi trong khí thải công nghiệp khi thải vào không khí xung quanh dược quy định trong bảng 2.5. Giá trị giới hạn quy định ỏ cột A áp dụng cho các nhà máy, cơ sở đang hoạt động. Giá trị giới hạn quy định ở cột B áp dụng cho các nhà máy, cơ sở xây dựng mới. 43 Chú thích: - Thành phần khi thải có tinh đăc thù theo ngành công nghiệp của một số hoạt động sàn xuất, kinh doanh - dịch vụ cụ thể, được quy định trong các tiêu chuẩn riêng. - Các nhà máy, cơ sở đang hoạt động áp dụng các giá trị giới hạn quy định ở cột B theo lộ trinh và do cơ quan quản lý môi trường quy định đối với từng nguồn thải cụ thể, 2.2 Phương pháp lấy mẫu, phân tích, tinh toán để xác định giá trị nống độ các thành phấn vô cơ và bụi trong khi thải công nghiệp được quy định trong các TCVN tương ứng hoặc theo các phương pháp do cơ quan có thẩm quyền chỉ định. BÀNG 2.5. GIỚI HẠN TỐI ĐA CHO PHÉP CÚA BỤI VÀ C Á C CHẤT VÔ c ơ TRONG KHÍ THẢI C Ô N G NGHIỆP Đơn vị : Miligam trên mél khối khí thải chuẩn* (mg/Nm3) TT Thông sôGiới hạn tối da A B 1 Bụi khói 400 200 2 Bụi chứa silic 50 50 3 Amoniac và các hợp chất amoni 76 50 4 Antimon và hợp chất, tinh theo Sb 20 10 5 Asen và hợp chất, tính theo As 20 10 6 Cadimi và hợp chất, tính theo Cd 20 5 7 Chì và hợp chất, tinh theo Pb 10 5 8 CO 1000 1000 9 CIO 32 10 10 Đổng và hợp chất, tinh theo Cu 20 10 11 Kẽm và hợp chất, tính theo Zn 30 30 12 HCI 200 50 13 Flo, HF, hoãc các hợp chất vô cơ của Flo, linh theo HF 50 20 14 H2S 7,5 7,5 15 so2 1500 500 16 NO„, tính theo N 0 2 1000 850 17 NO„( cơ sờ sản xuất axit), tính theo NOj 2000 1000 18 Hơi H2S 0 4 hoặc S 0 3, tinh theo S O j. 100 50 19 Hơi H N 03 (cơ sở sản xuất axit), tính theo N 0 2 2000 1000 20 Hơi H N 03 (các nguồn khác), tinh theo N 0 2 1000 500 Chú thích: *Mét khối khí thải chuẩn nói Irong tiẽu chuẩn này là một khối khí thải ở nhiệt độ 0°c và áp suất tuyệt đối 760 ran thuỷ ngân. 44 BẢNG 2.6. TCVN 5940-2005 TÓI ĐA CHO PHÉP CÁC CHẤT HỮU c ơ TRONG KHÍ THẢI CÔ NG NGHIỆP IỚI Đơn vị: Miligam trên mét khối khi thải chuẩn (mg/Nm3) Tên gọi Cõng thức hoá học Giới hạn tòi da TT Axetilen tetrabromua CHBr2CHBr2 14 1 Axetaldehyd CHjCHO 270 2 Acrolein CH; = CHCHO 2,5 3 Amilaxetat CHjCOOCsH,, 525 4 Anilin C6H5NH2 19 5 Benzidin NH2C6HjC6H4NH2 KPHĐ 6 Benzen c 6h 6 5 7 Benzil clorua C6HsCH2CI 5 8 1,3- Butadien C^He 2200 9 n-Butilaxetat CH3COOC4H9 950 10 Butilamin CH3(CH2)2CH2NH? 15 11 Creson CHjCjH^OH 22 12 Clorbenzen c 6h 5ci 350 13 Clorofom CHCIj 240 14 ßClopren c h 2=c c ic h =c h 2 90 15 Clopicrin c c i3n o 2 0,7 16 Ciclohexan C6H12 1300 17 Ciclohexanol c 6h „ o h 410 18 Ciclohexanon c 6h ,0o 400 19 Ciclohexen c 6h ,„ 1350 20 Dietilamin (C2H5)2NH 75 21 Diflodibrommentan CF2Br2 860 22 O-Didobenzen C6H4CI2 300 23 1,1-Dicloetan c h c i2c h 3 400 24 1,2-Dicloetilen CICH- CHCI 790 25 1,4-Dioxan C4HeO? 360 26 Dimetilanilin C6H5N(CH,)2 25 27 Dicloetilete (c ic h 2c h 2)2o 90 28 Dimetilfomamit (c h 3)?n o c h 60 29 Dimetilsunfat (CHj)pS04 0,5 30 Dimelilhidrazin (CH3)2NH2 1 31 Dinitrobenzen c 6h 4(n o 2)2 1 32 Etilaxetat c h 3c o o c 2h 5 1400 33 Etilamin CHjCHjNHj 45 34 Etilbenzen CHjCHjCgHj 870 35 Etilbromua C2H5Br 890 36 Elilendiamin NH2CH2CH2NH2 30 37 Etilendibromua CHBr = CHBr 190 38 Etilacrilat CH2 = CHCOOC?Hs 100 39 Etilenclohidrin CHjCICHjOH 16 40 Etilen oxit c h ,o c h 2 20 41 45 88 Tetracloetilen CCI2= CCI2 670 89 Tetraclometan CCI„ 65 90 Tetranitrometan C (N 02)a 8 91 Toluen c 6h 5c h , 750 92 o-Toluidin c h 3c 6h 4n h 2 22 93 Toluen -2,4-diisoxianat CH3C6H3(NCO)2 0,7 Trường hợp trong không khí có nhiều chất độc hại cùng tồn tại thì con người, động vật và thực vật đổng thời phải chịu tác dộng cùa nhiều chất độc hại. Phần lớn các chất ô nhiẻm tác dụng tới cơ thể con nguời có tính độc lập với nhau, la xem tác dụng cùa các chất độc hại đó riêng rẽ, vì vậy tác dụng chung của chúng sẽ tăng lên theo cách cộng tác dụng. Quy đĩnh tính nổng dộ cho phép theo công thức: C|, c 2, - nồng độ thực tê'của từng chất độc trong không khí; C|tí, c 2d, CM,...C ntf - nồng độ giới hạn cho phép cùa từng chất tương ứng (theo tiêu chuẩn của Nhà nước). Công thức trẽn áp dụng cho các chất độc hại có tác dụng riêng rẽ như Axenton, fenol, ôzôn, nitơ điôxit (N 02), sunfua (S), formandehit (HCHO), hydrosunfua (H2S),... Có những chất độc hại có tác dụng chung của chúng lớn hơn tổng tác dụng từng chất riêng biệt, như vậy tổng các số hạng ở vế trái nhỏ hơn 1 rất nhiéu, ví dụ bằng 0,2 + 0,5. Nhung cũng có những chất độc hại làm giảm tác dụng của chất khác, khi đó tổng các số hạng ở vế trái được phép lớn hơn 1. 2.2. CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIÊM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ Hai loại nguồn gây ô nhiễm môi trường khống khí là: - Nguổn ô nhiẻm thiên nhiên. - Nguổn ô nhiẻm nhân tạo. Ở đây ta xét các nguồn ô nhiễm nhân tạo. 2 .2 .1 . Ô nhiễm môi trường do sân xuất công nghiệp Các đường ống thải ở các nhà máy thải ra môi trường không khí rất nhiều loại chất độc hại. Trong quá trình sản xuất, các chất độc hại thoát ra do bốc hơi, rò ri, tổn hao trẻn dây chuyén sản xuất, trên các phương tiện dẫn tải... Đặc điểm cùa chất thải từ các quá trình sản xuất là nồng dộ chất độc hại rát cao và tập trung trong một khoảng không gian nhỏ, thường ớ dạng hỗn hợp khí và hơi độc hại. Các hệ thống thông gió thải khí độc hại, đối với hệ thống thông gió cục bộ thì nồng dộ chất độc hại thải ra khá lớn còn đối với hệ thổng thông gió chung thì lượng hỗn hợp khí thải ra lớn, nhưng nổng dộ chất dộc hại lại thấp. 47 Khí thải công nghệ và khí thải của hệ thống gió cục bộ, trước khi cho thải ra không khí cần qua thiết bị xử lý để làm sạch sơ bộ. Nguồn thải có tổ chức là các nguồn xả ra từ các miệng thải, mà ta có đặt các thiết bị để giảm bớt chất độc hại. Nguồn thải vô tổ chức là các nguồn thải lừ các thiết bị sản xuất không kín, các dây chuyền hở, các kênh dần băng tài hở. . . Căn cứ dộ chênh nhiệt độ khí thài và không khí xung quanh ta chia ra nguồn nóng và nguổn nguội. Cân cứ vào kích thước hình học (độ cao hoặc hình đáng của bộ phận thải) ta chia ra: nguồn cao, nguồn thấp, nguồn diểm, nguồn đường, nguồn mặt. Mỗi một ngành công nghiệp, tuỳ theo dây chuyên công ngliệ, Iuỳ theo loại nhiên liệu sử dụng, đặc điểm sản xuất, quy mô sản xuất, loại nguyên liệu và sàn phẩm cùa nó, tuỳ theo mức độ cơ giới hoá, tự động hoá và mức độ liiện dại liên tiến của nhả máy mà lượng chất dộc hại, loại chất dộc hại sẽ klìác nliau. Ví dụ: Nhà máy hoá chất ihường thài ra nhiều chủng loại độc hại thể khí và thê rắn. Độ cao cùa các ống thải thường không cao nên chất thải là ià trên mặt đất; có khi còn thải qua các cửa mái, cửa sổ. Hơn nữa chênh lệch nhiệt dộ của khí thải và khống khí xung quanh thường bé cho nên chất dộc hại khó bay lên cao, khó bay ra xa. nồng dộ dộc hại khu vực gần nguồn thải thường lớn. Mặt khác dây chuyền sản xuất không kín, hoặc ờ đường ống và thiết bị máy móc sản xuất bị rò rỉ, thì các chất độc hại dẻ lan toà ra khu vực xung quanh, làm ô nhiễm môi Irường không khí. Nlià máy luyện kim thường thải ra nhiéu bụi và nhiều loại chất độc hại khác nhau. Bụi thường có kích thước lớn 10 H- 100|im nhất là ờ công đoạn: khai thác quặng, tuyển quặng, sàng quặng, nghiền quặng v.v... Bụi bé và khói thường thoát ra từ các lò cao, lò mác tanh, lò nhiột luyện các băng chuyền, ở công đoạn làm sạch khuôn dúc. Quá trình đốt nhiên liệu, luyện gang thép, luyện đổng kẽm và các kim loại khác sinh ra nhiéu loại chất độc hại: c o , S02, NO,, ôxít đồng, thạch tín và nhiều bụi bấn. Nhà máy luyện kim thải ra chất ô nhiễm có nhiệt độ cao 300 -5- 400°c có lúc 800"c hoặc cao hơn nữa. Các ông khói thường rất cao 80 H-lOOm, có lúc tới vài trăm mét. Tuy vậy khu vực gần nhà máy luyện kim vẫn dễ bị ô nhiễm nếu không có phương án hợp lý. Nlià máy điện, nhất là nhà máy nhiệt điộn thường dùng nhiẽn liộu than hoặc dầu; các ống khói, các bãi than, các bãng tải của nhà máy điộn đều là nguồn gây ô nhiễm nặng cho môi trường không khí. Ông khói nhà máy nhiệt điện tuy cao 80 + 250m, nhưng vẫn làm ô nhiễm môi trường. Các chất thải nổng độ cao 10 H- 30g/m1 và vùng bị ô nhiẻm khá rộng. 48 Điển hình là nhà máy nhiệt điện Ninh Bình, gây ô nhiễm nặng cho khu vực nhà máy và tỉnh Ninh Bình, cho nên đã phải tiến hành cải tạo. Nhà máy cơ khí: Các phân xưởng toả nhiều độc hại là phân xưởng sơn và phân xưởng dúc. Tính chất độc hại của phân xưởng sơn giống như ờ các nhà máy hoá chất, còn cùa phân xưởng đúc giống như ở nhà máy luyện kim. Các phân xướng lắp ráp, gia công cơ khí thường có kích thước mặt bàng lớn. Để thài nhiệt thừa, các phân xưởng thường có cửa mái, kết hợp chiếu sáng cho phân xưởng. Các chất dộc hại sinh ra trong quá trình nhiệt luyện, gia công cơ khí, hàn tán và nhiệt thừa dều dược thài qua cừa mái hoặc các lỗ thải. Cho nẽn trong khu vực nhà máy và khu lân cận đều bị ô nhiễm. Nhà máy sàn xuất vật liệu xây dựng: Nhà máy xi măng, nhà máy gạch ngói sành sứ, các xưởng trộn bè tổng, lò nung vôi,... là những nguồn gây ô nhiểm lớn môi trường không khí. Dầy chuyền công nghệ càng lạc hậu thì lượng độc hại và bụi khí thải ra càng nhiểu. Các nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng thường thải ra nhiều bụi và các khí S02, c o , NO„. Các loại nhà máy chế biến thực phẩm, nhà máy công nghiệp nhẹ, nhà máy dệt sợi, nhà máy chè, nhà máy thuốc lá, nhà máy xà phòng, nhà máy thuộc da... đều toả ra nhiểu chất độc hại và bụi làm ô nhiễm môi truờng không khí. Công nghiệp càng phát triển, nhà máy mọc lên càng nhiều, nhất là khi các cụm nhà máy xuất hiện, thì tình trạng ô nhiẻm càng nàng né. 2 .2 .2 . Ô nhiễm môi trường do giao thông vận tải trong thành phố và khu dân cư Giao thông vận tải cũng là một nguổn gây ô nhiễm lớn cho môi trường không khí. Chúng thải ra 2/3 khí cacbon monoxít và 1/2 khí hydro cacbon, khí nitơ ôxit. Ô tô, xe máy thải ra nhiéu khí độc hại và tung bụi bẩn. Tàu hoả, tàu thuỳ sử dụng nhiên liệu xàng dầu hay than cũng toả ra nhiểu loại chất độc hại. Nguổn ô nhiẻm do giao thông vận tải dểu là nguổn thấp. Sự khuếch tán chất ố nhiêm do các phuơng tiện giao thông phụ thuộc nhiều vào địa hình và bô' trí quy hoạch xây dựng trong thành phố hoăc khu dân cư. Máy bay gây ô nhiễm bụi và độc hại trong không trung và chù yếu làm ô nhiẻm khu vực quanh sân bay. Máy bay thải ra cacbon monoxít, hydro cacbon, khói và gây bụi cho môi trường không khí. Ở các thành phô' lớn, các khu dân cư dông đúc, các phương tiện giao thông là nguồn gây ô nhiẻm môi trường, ta cần phải chú ý đổ phòng chống. 2 .2 .3 . Ô nhiễm môi trường do sinh hoạt của con người - Nguồn ô nhiễm này do các bếp dun nấu, các lò sưởi sử dụng nhiẽn liệu than, cùi, dẩu. khí đốt. 49 BẢNG 2.7. C Á C NGUỒN Đ Ộ C HẠI LÀM Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ CỦA TOÀN CẦU NÃM 1982 (tinh theo triệu tấn) Nguồn gây õ nhiễmCác chất ố nhiềm chính CO Bụi SO, HC NO, 1- Quá trình sản xuất công nghiệp 8,8 6,8 6,6 4,2 0,2 2 - Giao thông vặn tải Xe ô tô chạy xăng 53,5 0,5 0.2 13,8 6,0 Xe ô tô chạy dầu 0,2 0,3 0,1 0,4 0,5 Máy bay 2,4 0,0 0,0 0,3 0,0 Tàu hoả và các loại khác 2J> 0^4 0Jj ỌJ5 M Cộng 58,1 1,2 0,8 15,1 7,3 3 - Đốt nhiên liệu: Than 0,7 7,4 18,3 0,2 3,6 Dầu xăng 0,1 0,3 3,9 0,1 0,9 Khi đốt tư nhiên 0,0 0,2 0,0 0,0 4,1 Gỗ củi 0JỊ 0,2 QJỊ 0,4 0x2 Cộng 1,7 8,1 22,2 0,7 8,8 4 - Xử lý chất thải rắn 7,1 1,0 0,1 1.5 0,5 5 - Các hoạt động khác: Cháy rừng 6,5 6,1 0,0 2,0 1,1 Đốt các chất trong nông nghiệp 7,5 2,2 0,0 1,5 0,3 Đốt rác thải bằng than 1,1 0,4 0,5 0,2 0,2 Hàn đốt trong xây dựng 0,2 0A CL0 0JL M Cộng 15,3 8,8 0,5 3,8 1,6 Tổng cộng 91 25,9 30,2 25,3 18,4 Ký hiệu: CO - cacbon monoxit; SO„ các loại suntua oxit, chủ yếu là S 0 2; HC - hydro cacbon; NO„ - các loại nitơ oxit, chủ yếu là N 0 2. So với hai loại nguồn trên, ở đây lượng độc hại toả ra không nhiều, song nó gây ô nhiẻm cục bộ, và vì ờ sát cạnh con người, cho nên tác hại cùa nó lớn và nguy hiểm. Đối với các khu nhà đông dân cư, khu bếp xen lân với khu ở, hộ thống thoát khói nếu thiết kế không tốt thì sẽ ảnh hưởng xấu tới con người, bởi vì nông độ CO cao và khói bụi làm ô nhiễm nặng môi trường không khí có thể gây tai hoạ trục tiếp cho con người ờ. 2.3. TÍNH TOÁN Ô NHIÊM KHÔNG KHÍ Các quy luật cơ bản về khuếch tán bụi, độc hại trong môi trường không khí. 50 2 .3 .1 . Ảnh hưởng của các yếu tô khí tưởng tới sự phân bô bụi, độc hại Ảnli hướng của gió: Gió là yếu tố ảnh hường lớn nhất tới sự lan truyền các chất ô nhiém trong không khí. Vì thế ta cần có đầy dù số liệu vể tẩn suất gió, tốc dộ gió theo tùng hướng, từng mùa trong cả năm tại khu vực xây dựng công trình. C(m9/m3) X V\ \ ¡ÍAII / " V \ \ \ 0 5 10 15(km) Khoảng cách X Hình 2-1. Dạng biến thién nồng độ khi S 0 2 trong khi quyển phụ thuộc khoảng cách và tốc độ gió do ống khói cao thải ra 1. Khi tốc độ gió V = 1 + 2m/s ; 2. Khi v= 3 -ỉ-6m/s ; 3. Khi Tốc độ gió phụ thuộc vào sụ chênh lệch áp suất khí quyển. Tầng không khí sát mặt dất có tốc dộ gió ban ngày lớn hơn ban đêm, còn ở trên cao thì ngược lại - tốc độ gió ban đêm lớn hơn ban ngày. Sự phân bố nồng độ chất ô nhiẻm phụ thuộc vào tốc độ gió (hình 2- 1). Ảnh liường của nhiệt độ: Nhiệt độ không khí có ảnh hưởng tới sự phân bô' chất ô nhiẻm. Tính năng hấp thụ nhiệt của mặt đất ảnh hướng đến sự phân bố nhiệt độ không khí theo chiều đúng, thường càng lẽn cao nhiệt dộ không khí càng giảm, theo phương dứng gradien nhiệt độ khoảng rc/ioom . Trị số đó thay đổi phụ thuộc vào địa hình bể mặt dất. Trạng thái không khí có gradien nhiệt độ ngược lại - trên lớn hơn dưới, gọi là sự “nghịch đảo nhiệt”. Sự nghịch đảo nhiệt làm yếu sụ trao đổi dối lưu, làm giảm sự khuếch tán chất dộc hại, làm tãng nồng độ độc hại trong không khí gần mặt đất. Khi thiết kế láp đặt các ống thải chất độc hại, miệng thải của chúng phải cao hơn tầng nghịch nhiệt (hình 2- 2). Ảnh hưởng cùa dộ ấm và mưa: Mưa và độ ẩm lớn có thể làm cho các hạt bụi lơ lửng trong không khí hợp với nhau thành các hạt to hơn và nhanh chóng chìm lắng xuống mặt đất. Trên mật đất, các vi sinh vật phát tán vào không khí. Nếu độ ẩm lớn các vi sinh vật sẽ phát triển mạnh, bám vào những hạt bụi lơ lửng, bay đi và lây truyền 51 bệnh. Độ ấm lớn sẽ làm cho các phản ứng hoá học của các chất thải (S02, s o ,...) mạnh hơn tạo ra H2SO,, H2S 04 . Mưa có tác dụng làm sạch môi trường không khí, các hạt mưa kéo các hạt bụi và hoà tan một số chất dộc hại rơi xuống đất, gây ra ô nhiễm dất và nước. Hình 2-2. Sa đổ lan truyền các luồng khí thải trong khl quyển a - trạng thái khí quyển không ổn định ; b - khí quyển không đổng nhất; c - khí quyển ổn định ; d - trạng thái nghịch đảo nhiệt ỏ trên; e - nghịch đảo nhiệt gẩn mặt đất ; f - khi có gló thổi yếu. Ảnh hường của địa hình: Địa hình có ảnh hường nhiều tói sự phân bố chất độc hại. Những vùng khuất gió, ở sau các đổi gò thường có nồng độ chất độc hại lớn. Ảnlì hưởng cùa nhà của, công trìnli: Khi gió thổi vào khu vực có nhà cửa và công trình thì trường chuyển động của gió bị thay đổi. Một sô' vùng bị quẩn gió, tốc độ gió cũng thay dổi, cho nên có ảnh hường nhiéu tới sự phân bô' chất độc hại (hình 2-3). Khi gió thổi thảng góc với mặt nhà, nhà có chiéu ngang hẹp (b < 2,5 H) thì vùng quẩn gió ở trên mái nhà và sau nhà dài bằng 6 lần chiéu cao nhà và cao bằng 1,8 lần chiều cao nhà (hình 2-3a). 52 Nhà có chiểu ngang rộng (b > 2,5 H) thì vùng quẩn gió ở trên mái tách riêng ra, dài bằng 2,5 lẩn chiều cao nhà và cao bằng 0,8 lần chiều cao nhà, còn vùng gió quẩn ở sau nhà dài bằng 4 lẩn chiểu cao nhà và cao bằng chiều cao nhà (hình 2-3b). Đối với một khu có nhiêu nhà, khi có gió thổi vào, giữa 2 dãy nhà sẽ có vùng gió quẩn. Nếu dãy nhà ở dầu gió có chiéu ngang hẹp thì chiéu dài vùng gió quẩn lên tới mười lần chiều cao nhà (hình 2-3c), nếu dãy nhà ở dầu gió có chiều ngang rộng thì chiều dài vùng gió quấn khoảng 8 lần chiéu cao nhà (hình 2-3d). a) 1 6Hnl b< 2,5Hn; b) ỉ é ẹ L . J ”- |x Ị Ị Lq^2.5Hnh h', 9 SH . I n= AU d) Xcor \i I I II b>2,5Hnh H 10H) ta có thể xem như các dãy nhà đứng độc lập. 53 Trong vùng gió quán, các nguồn gây ổ nhiễm tháp sẽ có ảnh hường mạnh, chiều cao giới hạn cùa nguồn dược xác định như trên hình 2-4: a) c) b) Hình 2-4. Xác định chiều cao giới tiạn của nguón thấp đối với công trinh a - nhà hẹp ; b - nhà rộng ; c - xóm nhà, nhưng dãy đẩu tiên đón gió là nhà hẹp; d - xóm nhà, dãy đầu tiên đón gió là nhà rộng; 1 - giới hạn chiều cao nguồn thấp; 2 - miền nguồn thấp ngoài nhà. - Đối với nhà có nhiều ngang hẹp, dứng dộc lập : He„ = 0,36bng + 2,5 H (2-4) - Đối với nhà có chiểu ngang rộng, dứng đôc lạp : Hgh = 0,36bng + 1,7H (2-5) - Đối với khu nhà : Heh = 0,36(b„g + X,) + H (2-6) bng- khoảng cách từ mép tường sau cùa nhà tới nguồn ô nhiễm; X |- khoảng cách thông thuỷ giữa hai dãy nhà. Các nguồn ô nhiẻm có đô cao lớn hơn chiều cao giới hạn đó sẽ không gây ô nhiễm cho vùng quẩn gió ở trên mái nhà và sau nhà. 2 .3 .2 . Tính toán nồng độ chất độc hai trong không khí 2.3.2.1. Phương trình vi phân cơ bắn Quá trình khuếch tán các chất ô nhiễm trong không khí thường dược đặc trưng bằng trị số nồng độ chất ô nhiễm phân bố trong khống gian và thay đổi theo thời gian, phụ thuộc vào huóng gió, tốc dộ gió. 54 Các nguồn gây ô nhiẻm thải ra qua miệng thải, dưới tác dụng của gió, luồng khí thái bị uốn cong theo chiều gió thổi. Chất ô nhiễm khuếch tán, rộng dần ra. góc mở cùa luổng 10 4- 20 độ. Nếu xem góc mờ của luồng không thay đổi thì diện tích mặt cắt ngang cùa luồng tăng theo tỷ lệ bình phương cùa khoảng cách. Vùng không khí gẩn mật đất bị ô nhiễm thường bắt dẩu từ vị trí cách chân ống thải 4 + 20 lẩn chiều cao của ống thải. Vị trí cách chân ống thải 10 Ỷ 40 lần chiéu cao cùa ống thải có nồng độ ỏ nhiễm cực đại (hình 2-5). Hình 2-5. Sơ đổ khuếch tán luồng khí thài ra tử ống khói. Trên mặt cắt ngang cùa luồng, nồng độ ở trục luồng là lớn nhất và càng ra xa, nồng độ càng giảm dần. Khi trời lặng gió, luồng khí thải phụt thẳng lên và gây ô nhiễm khoảng không gian xung quanh ống thải. Tổng quát: Nồng độ trung bình chất ô nhiềm phân bố trong không gian và theo thời gian được xác dịnh từ phương trình vi phân cơ bàn: ÕC udC VỔC WỔC Õ {KÕC' , ổf kyac li ổ í k js c \ dt c*x ổy 5z õx ổx õy l ^dz\ Ỡz ) (2-7) c - nồng độ chất ô nhiễm trong không khí; X, y, z - toạ độ của điểm tính toán trong không gian; t - thời gian; u, V, X - hình chiếu cùa véctơ chuyển động của bụi, tạp chát lên các trục X, y, z; kx, ky, k, - các thành phần của hệ số khuếch tán chất ô nhiễm ; a, - hệ số kể đến sụ nhập thêm lượng ô nhiễm trên dòng khuếch tán; a 2- hệ số, kể đến sự biến hoá từ chất ô nhiễm này sang chất ô nhiễm khác do các phản ứng hoá học xảy ra trên dòng khuếch tán. 5£ Khi giải phương trình trên, thường thừa nhận một số điều kiện gán đúng dể . . ' dc đơn giản hoá. Ví du xem nguồn gây ô nhiễm ốn đinh theo thời gian, ta có — = 0 di ỠC d2C Tính cho mãt phảng măt đất z = const, ta có — = —— = 0 . õz õ z Tính sự phân bố chất ô nhiễm theo trục X trùng với hướng gió, thì thành phần tốc dô gió chiếu lên trục y bằng 0. Chuyển động theo phương đứng của chất dộc hại thường nhỏ so với tốc độ gió, nên c ó thể bỏ qua. Đối với các hạt bụi nặng, thành phần w trong phương trình trên sẽ bằng tốc độ rơi của hạt (mang dấu âm), đối với các hạt bụi nhẹ thì w = 0 (Trục z hướng từ dưới lên trên). Nếu bỏ qua hiện tượng chuyển “pha” của chất ô nhiễm và không xét đến các chất ô nhiễm bổ sung trong quá trình khuếch tán thì a , = 0 ; a 2 = 0. Tính toán ô nhiễm trong không khí, được phân ra các loại nguồn như sau: - Xét vê độ cao: phân ra nguồn thấp và nguồn cao, nguồn tháp là các nguồn thải từ dây chuyền công nghệ sản xuất, từ các miệng thải cùa hệ thống thông gió, từ các cửa mái thoát khí của nhà xưởng... Chúng có độ cao không lớn. Chất ô nhiễm phát ra từ các nguồn thấp này ảnh hường lớn tới các vùng gần đó. Nguồn cao là nguồn phát ra từ các ống thải cao, quá trình khuếch tán ở đây ít chịu ảnh hưởng của các công trình lân cận về mặt khí dộng. - Xét vê hìnli thể: phân thành nguồn điểm, nguồn đường, nguồn mặt và nguồn không gian. Các miệng ống thải, ống khói, các miộng thải của hộ thống thông gió là nguồn điểm. Các bãng cửa mái, các dãy lỗ thải khí đặt kề nhau và thảng hàng của hệ thống thông gió, các đoạn dường có mật dộ xe chạy nhiều,... là nguồn đường. Các bãi chứa than, chứa vật liệu có sinh bụi, các bể chứa hoá chất kích thước bề mặt lớn, mặt ao hồ bị ô nhiễm,... là nguồn mặt. Các vùng gió quẩn bị nhiễm bẩn do dây chuyền công nghệ sản xuất thải ra hoặc do các miệng thải cùa hệ thống thông gió, tạo thành đám mây bẩn là là trên mặt dất là nguồn không gian. - Xét v ể phương diện nhiệt: phân ra nguổn nóng và nguồn nguội. Các lò nung, lò sấy khí thải của chúng có nhiệt dộ cao là nguổn nóng. Các ống thải khí dộc hại có nhiệt độ thấp là nguồn nguội. Thường trong các loại khí thải còn chứa các loại bụi có kích thước và trọng lượng riêng khác nhau, quá trình khuếch tán của chúng khác nhau. Muốn tính toán chính xác thì ta chia phổ ra để tính, chia ra 10 khoảng theo trị số tốc độ rơi 56 w của chúng, úng với mỗi khoảng, có trị sô' tốc dộ rơi trung bình w, ta tính ra nồng độ ô nhiẻm C|, sau dó tập hợp lại. Với hệ thống lọc bụi có hiệu suất lọc > 90% thì bụi thải ra có phổ như sau: Hạt có trọng lượng riêng 1 4- 2,5g/cm’ với w< 5cm/sec chiếm 40 4- 50%. w = 5 H- 25cm/sec chiếm 30 -s- 40%; w > 25cm/sec chiếm 20%; và thường không có loại w > 50cm/sec. Những hạt bụi lớn. nặng sẽ tách khỏi không khí và nhanh chóng rơi xuống mặt đất. Các hạt nhỏ, kích thước dưới 2O|0.m thường có tốc độ trầm lắng rất nhỏ và khuếch tán cùng với khí ô nhiễm. Các thiết bị lọc bụi có hiệu suất lọc > 90% thì hầu như các hạt bụi to đã được thiết bị lọc giữ lại, chỉ có các hạt bụi nhỏ thải ra. Trong tính toán, có thể xem chúng khuếch tán giống như khi ô nhiễm. Mô hình giải bài toán khuếch tán chất ô nhiễm : Hiện nay có hơn 20 dạng mô hình tính toán ô nhiễm môi trường không khí, quy tụ có các loại như sau: - Mô hình thống kê kinh nghiệm dựa trên cơ sớ lý thuyết toán học Gauss. Mô hình thống kê thuý dộng, Berliand (Nga) dã hoàn thiện và áp dụng ờ SNG. - Mô hình số trị, giải phương trình vi phân cơ bản bằng số trị. Các mô hình toán thường chi áp dụng dê’ tính cho các nguồn cao, còn nguồn thấp thì thường dùng công thức kinh nghiệm vì sự khuếch tán ô nhiẻm dối với các nguồn thấp rất khó xác định bằng lý thuyết. 2.3.2.2. Tính toán phàn bố nồng độ chát ô nhiễm theo mó hình Gauss Theo phương trình vi phân tổng quát (2-7), lấy gốc toạ độ là chân ống thải, trục X trùng với hướng gió , trục y trẽn mặt phảng ngang và vuông góc với trục X, trục z là trục thẳng đứng, bỏ qua quá trình biến dổi hoá học các chất ổ nhiễm trên dòng khuếch tán, xem vận tốc gió V có hướng theo trục X, hình chiếu cùa vectơ vận tốc gió lên trục y và z rất nhỏ, có thể bỏ qua, khi đó ta có phương trình vi phàn theo mô hình Gauss nhu sau: 5C ỵõc õt âx õ_ õy k y<3C õy õ í k,5C ỞL I Õz ( 2- 8) c - nổng độ chất ô nhiễm ở toạ độ X, y, z. V - tốc đ ộ gió trung bình theo trục X , xem như hằng s ố . ky ; k, - thành phần hệ số khuếch tán khí quyển theo trục ngang y, trục đứng z. Sutton và Pasquill dã giải phương trình vi phân bằng biến đổi Fourier, được công thức tính nồng độ chất ô nhiễm theo mô hình Gauss. '(x.y.z) 27rvơyơexpMí (Z -H )2‘ (Z + H)21Ì jexp _ + exp 2 l 2ơỉJ 2ữỉ . 2" ỉ .1 ■ (g/m3) (2-9) 57 E - lượng chất ô nhiẻm phát ra từ nguồn trong một dơn vị thời gian; E - Emision, (g/s); V - tốc độ gió theo trục X, (m /s); ơy, ơ, - hệ số khuếch tán cùa khí quyển theo trục ngang y, trục đứng z, phụ thuộc vào toạ dộ X cùa điểm tính toán, trạng thái khí tượng, gradien nhiệt và tốc độ gió trung bình V. H - chiều cao hiệu dụng của ống thải, H = h + Ah (m); h - chiéu cao thực của ống thải, (m); Ah - độ cao phụt lên thảng của luồng khí thải, (m). Đối với nguồn nguội, nhiệt độ khí thải xấp xỉ nhiệt độ không khí xung quanh, lấy k, = 1,6. Ah = k,d.v.(2- 10) 2,1 2+1 0,9 + 0,7 0,6 - 0,1 -1 + -1,4 -1 ,5 + -2 < -2,1 1 1 2 3 4 5 6 7 2 1 2 3 4 5 6 7 3 2 2 3 4 5 6 7 4 2 3 3 4 5 5 6 5 * 7 - - 4 4 4 4 - 8 - 1 4 4 4 - - ( 2 .ky .x ì1/22 .k,.x BẢNG 2.9. TRỊ SỐ ơy PHỤ THUỘC MỨC ỔN ĐỊNH CỦA KHÍ QUYỂN VẢ KHOẢNG CÁCH X(m) TỪ NGUỔN Mức ổn Khoảng cách x(m) định 100 200 500 1000 2000 5000 10000 1 4 7 13 22 32 55 75 2 6 10 18 30 45 80 110 3 8 14 28 49 76 140 190 4 12 20 40 70 125 260 400 5 16 28 60 115 195 440 780 6 22 38 90 175 370 950 - 7 29 52 140 380 1000 1400 - BẢNG 2.10. TRỊ SỐ az PHỤ THUỘC MỨC ỔN ĐỊNH CỦA KHÍ QUYỂN v à KHOẢNG CACH X(m) TỪ NGUỔN Mức ổn Khoảng cách x(m) định 100 200 500 1000 2000 5000 10000 1 4 6 11 17 26 45 78 2 5 8 16 27 41 78 135 3 8 12 25 44 70 130 240 4 12 20 40 70 125 260 650 5 18 30 60 120 220 530 2000 6 25 42 240 550 1650 4000 - 7 34 63 260 800 4000 - - ơy, ơ, - hệ số khuếch tán thep phương ngang y và phưong đứng z. Nó phụ thuộc vào độ ổn định của khí quyển và khoảch cách X. 59 Theo Passquill, dộ ổn định của khí quyển phân ra 6 cấp A, B, c , D. E, F tuỳ thuộc vận tốc gió và mức độ chiếu sáng của Mặt Trời ban ngày hoặc mức che phú của mây ban đêm. Vận tốc gió Bức xạ mặt trời (ban ngày) Lượng m ây che (ban đêm) (m/s) Mạnh Vừa Yếu 1/2 3/8 < 2 A A+B B - - 2 + 3 A+B B c E F 3 +5 B B+C c D E 5 + 6 c C ^D D D D > 6 c D D D D Từ thực nghiêm (năm 1960), Gifford lập ra biểu đồ để' tra ơ y, ơ , : Khoảng cách sau chiéu gió (km) Khoảng cách sau chiếu gió (km) 2.3.2.3. Tính toán phản bố nồng độ chất độc hại theo mó hình thống kthuỷ động học A.I.Vocicov dưới sự chi dạo của Berliand, trên cơ sở phát triên phương pháp của Taylor, nghiên cứu sự khuếch tán chấi ô nhiễm trong khí quyển theo mô hình thống kê thuỳ động học, giải phương trình vi phân tổng quát, có công thức tính nồng độ chất ô nhiễm ở điểm có toạ độ X, y trên măt phảng gần sát mặt dất (z = lH-2m) đối với nguồn diêm: Phương trình: 60 ÕC ÕC d , ÕC p (' u —— ■+ w. —— = — .k, —— + kv — — ■ õx õz õz õz õy a.c V,H z = 0 -» C(, u,y) 2(1 + n)k>yỊnk ,x -exp (1 + n)2k,x 4k„x,( 2 - 11) V, - tốc độ gió trung bình ở độ cao lm ; k,; k„- hệ sô' khuếch tấn chất ô nhiễm ở cao độ z = lm, z = 0 (thường khi khuếch tán rối k| =0,1 + 0,2; k,, = 0,5 -ỉ- 1); E - lượng chất ô nhiẻm; n - sô' mũ cùa hàm biến thiên tốc độ gió theo chiểu cao (thường lấy n = 0,15 * 0 ,20). Nồng độ chất độc hại cực đại trên mặt đất (Cm„) ở điểm có toạ độ xm trên trục xm (hướng gió). r ^ . . .X 3C ÕC Điểu kiện là —— = — : ổx ỡy0 c_ = max0,116(1+ n)zE í k viHW(i«> 2 V|H 3 k,(l + n) (2- 12) (2-13) Khi z tăng lẽn thì khoảng cách xm„ sẽ nhỏ dần, tức là lớp không khí cách mạt đất càng cao, vị trí có nồng dậ cực đại càng xích lại gẩn nguồn. Độ biến thiên nổng độ độc hại ờ khoảng X < x m„ mạnh hơn khi X > xm„; Tốc độ gió nguy hiểm: Ta cần xác định nồng độ lớn nhất của chất độc hại, đối chiếu với tiêu chuẩn vệ sinh của Nhà nước, dể tìm ra chiéu cao tối thiểu cần thiết cùa ống thải. Với một tốc độ gió mà ứng với nó nồng độ chất ô nhiẻm trong không khí gần mặt đất đạt trị số lớn nhát thì gọi đó là tốc độ gió nguy hiểm. M.B. Berliand xác định tốc độ gió nguy hiểm qua một đại lượng tốc độ trung gian Vm như sau: - Đối với nguồn nóng: -0,65f f (m /s) (2-14) - Đối với nguồn nguội: w D vm = l , 3 ^ ( m / s ) (2-15) H L ,- thể tích của hỗn hợp khí phụt ra từ miệng ống th ải; Lf= wrFr (m7s); 61 F| - diện tích miệng ra cùa ống thải (m2); W| - tố c đ ộ khí phụt ra ở m iện g thải (m /s); AT - hiệu số nhiệt độ khí phụt ra và không khí xung quanh (°C); D - đường kính miệng ra của ống thải (m). Vm < 0,5 thì tốc độ gió nguy hiểm Vnh = 0,5 (m/s) 0,5 < Vm < 2 thì tốc dộ gió nguy hiểm Vnh = Vm f (2-16) Vm > 2 thì tốc độ gió nguy hiểm v„b = Vm (1 +0,12 Vf ) f - chuẩn số phân biệt nguồn nóng hay nguồn nguội: f = 10, - ^ - ( m / s 2.,’C) ' (2-17) H2AT w, - tốc độ khí phụt ra ờ m iệng thải (m /s); D - đường kính miệng ra của ống thải (m); H - chiều cao ống thải (m) Khi f < 100 m/s2"c và AT >0 là nguồn nóng; Khi f > 100 m/s2"c và AT < 0 là nguồn nguội; Các công thức tính toán khuếch tán chất ô nhiẻm trong không khí thải ra từ các nguồn diểm cao nóng và nguội cùa Berliand được cho trong bảng 2-11. BẢNG 2.11 .CÔNG THỨC TỈNH Ô NHIỄM KHÕNG KHÍ DO C Á C NGUỔN C AO (THEO M.E. BERLIAND) TT Đại lượng Nồng độ chất độc hại lớn nhất trong không khỉ gần mặt đất N g u ố n nó n g f<100; AT>0 f(m /s2 °C) „ AMFmn c " J ị í ã f (2_18) Có thể chọn Nguốn nguội f>100; ATáO f(m /s2 °C) AMFDn m 8LH\/H 1 C ^m g/m 5), do nguồn điểm cao thải ra, tại vị tri cách nguồn xm theo chiểu gió thổi A = 240 (ở Việt Nam) M(g/S) L(m3/s); H(m) (2-19) D(m) 2 Vận tốc Vm(m/s) v m = 0,653(2-20) V Mv m = 1 ,3 ^ £ (2-21) Nồng độ chất độc hại c„ 3 c ,= c ms , (2- 22) 4 c y= c ,s y (2-23) 62 (mg/s3) tại vị tri cách nguồn X theo chiều gió thổi Nồng độ chất độc hại Cy (mg/s3) tại vị tri cách nguồn y theo trục vuông góc chiều gió thổi TT Đại lượng Khoảng cách xm (m) tính Nguồn nóng f<100; AT>0 f(m /s2 °C) Nguốn nguội f>100; AT <, 0 f(m /s2 °C) từ nguồn tới điểm có 5 nồng độ cực đại Chiều cao tối thiểu của ống thải H (m) đảm bảo nồng độ độc hại không 6 vượt quá nồng độ cho phép C|. c„-nống độ nền. Giới hạn cho phép lượng chất độc hại thải ra Mcl(g/s) lừ nguồn điểm độc lập đề đảm bảo 7 nồng độ độc hại trong khổng khí sát mạt đất không vượt quá nồng độ cho phép C(. Tổng nồng độ dộc hại cực đại trong không khi sát mặt đất zcm (mg/m3) 8 do N nguồn cùng độ cao, đạt gần nhau cùng tốc độ phụt khi, có cùng nhiệt độ khí thải gây ra xm = dH (2-24) rAMFD 8 L (C ,-C „) (2-25) „ (Cd - C n)Hỉ í/LÃT AFmn (2-26) A(vM )Fm n3/ ^ v ’ V(SL)AT IC m = H2 (2-28) M 8(Cc1- C n)LH?/H d AFnD (2-27) A (zM )F nN D XCm = 8LhV h (2-29) 9Vận tốc V m(m/s) khi có N nguồn cùng thải vm =0,65,3p-LAT (2 30) m V NH 10 Tốc độ gió nguy hiểm v nh (m/s) khi v m (m/s) là : V .S 0 .5 0,5 < v m < 2 v m> 2 v „h =0,5 v „h = v m % h = Vm(1 + 0.12Vf) (2-31) A - hệ số tính chất phân tầng của khí quyển (120 + 270) ; M - lượng chất ô nhiễm do ống thải thài ra (g/s) ; (mg/s) ; F - hệ số hơi và khi F = 1,0. Bụi mà thiết bị lọc có hiệu suất > 90% F = 2,0. Bụi mà thiết bị lọc có hiệu suất 75% + 90% F = 2,5. Bụi mà thiết bị lọc có hiệu suất < 75% F = 3,0. n, m - hệ số không thử nguyên, xét đến hỗn hợp phụt ra từ ống thải, xác định theo biểu đồ hình 2-6 và hình 2-7. Hình 2-6. Biểu đồ xác định hệ số n đôi với nguồn điểm cao. 63 0.8 *K 0,4 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 f 2(m/s?”c) Hinh 2-7 Biểu đổ xác định hệ số m đối với nguồn điểm cao. L - thể tích của hồn hợp khí thải ra tù ống thải (mVs); s,; Sy - đại lượng phụ trợ, dùng để xác dịnh nồng dô chất ô nhiẻm phân bô theo trục X và trục y. Xác định Sx, Sy theo biểu đổ hình 2-8a, 2-8b, 2-9; H - chiều cao thực của ống thải (m); d - đại lượng không thứ nguyên, xác dịnh d theo biểu đổ hình 2- 10; ZE- tổng lượng chất ô nhiễm của các nguồn cùng tác dụng; N - tổng số nguồn (tổng sô' các ống thải); c r - trị sô' cho phép nổng dô chất ô nhiẻm (g/m1); c„ - nông độ nển của chất ô nhiễm trong không khí (g/m1). sx 0,12 0,11 0,10 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0,10.20.30.4 0.5 0,60,7 0,ed(9 Í F XIX Thì Ú E m i T t t r r t t t 0 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 X/Xn, Hình 2-8a. Biểu đổ xác định đại lượng phụ trợ s, khi tỳ số x/xm bằng 0,1+1 và 8+50 đói với nguổn điểm cao. 64 Hình 2 8b Biểu đổ xác định đại lượng phụ trợ s, khi tỳ số x/xm bằng U 8 đối với nguổn điểm cao \ - 1 - 0,9 0,8 - \ 0,7 0,6 ' v 0,5 > 0,4 s 0,3 0,2 Hình 2-9 0,1 Biểu đổ xác định đại lượng phụ 0,1 0,2 0,3 0,4 v(y/x) (m/s) trọ Sy đối với nguổn điểm cáo d 2 3 4 5 6 vm(rn/s) Hình 2-10. Biểu đổ xác định đại lượng phụ trợ d. 5 GTCSKTMT 65 Ví dụ /: Xác định nồng độ chất dộc hại cực đại do một nguổn điểm cao gây ra và kiểm tra khoảng cách ly vệ sinh giữa nhà máy và khu dân cư có đạt yêu cẩu khồng. Cho dường kính ống khói D = 0,8m, chiẻu cao ống khói H = 31,5m chất thải là cacbonmonoxit (CO), lượng chất thải là M = 0,4g/s, tốc dộ phụt ờ miệng ống khói là Wf = 15,9 m/s. Lưu lượng hỗn hợp khí thải L = 8mVs. Hiệu số nhiột độ cùa khí thải và không khí xung quanh AT = 34—27=7°C. Hộ số phân tầng khí quyển của vùng là A = 200. Khoảng cách ly giữa nhà máy và khu dân cư là lOOm. Giải: (theo cồng thức 2-17): fI , 0> - ậ ụ lo’ “ £ ^ = 1.83 H A T 31,5 x 7 f = 1.83 <1001> nguồn này là nguổn nóng AT = 7UC> 0J Tính nổng độ cực đại theo công thức (2-18). Với f = 1,83 có m = 0,8 (tra ờ hình 2-7). Tra hệ sô' n theo biểu đồ hình 2-6, phụ thuộc vào v„. Theo công Ihức (2-20): vm = 0,65 ỉlL*AT = 0,65 = 0,79 \ H \3 L 5 ta có n = 1,63; khí thài GO — iíy F =1 Thay sô' vào oông Chức ((2-18)): 200 *10,4*1 X®,® X L,<63 m , » c m = -------r , : ------- =(Q,'Q2Smg / 31,5 W&X Î Toạ độ DÙa diểm DÓ nồng đô c o lOực <5uạá tìico (2-24) là ; ĩ„ = d x i TEhao iriềii (đổ à llânìh 2—1®, ứmg vói Itrị số ‘Oỏa V m wà f ta có d =5 . = s*31,5 = 15X3 un Nhu "Vậy., vị ®rĩ diém oó màng độ c o cục dại mim trong khra dân Cữ vì khoảng cárih ĩy ỉà 1(00 IM. Nhung đối chiếu íiêu rthnẩm vệ sinh, nổmg dỏ dho phép n»í c o ở khu dân cu ỉà 3 -s- 5 mạg/m3 n6n vãxi dho ptoép. Vií dụ 2: Xác định tổng Bống độ khí cacborrmorkoxit (CO) trén mật dû, dể xic định khoảng cách ly vệ sinh giữa nhà máy vả khu dân cu. Số liệu cho biốt: 66 ỗ n g khói Thể tích hồn hợp Khi thải Lượng khí CO Chiểu cao ông khói Đường kính miệng ống Nhiệt độ hổn hợp khi thải Tốc dộ phụt khí Nống dộ nến khí CO L(m3/s) E(g/s) H(m) D(m) t(°C) w, (m/s) c„(m g/m 3) 1 111 160 45 2,6 170 20 0,6 2 10 12,5 36 0,8 45 20 0,6 zc= 1,1(mg/ 3) Gió Ó ng khói 2 Ống / S khói 1 Cm1= 0 4 3 c (nt n f ° ’6 \ coco IIX ưĩ II1 c m1=0,15 c2= 0,135 V 7 ///////A / / / / / / / / / / ) 240 / / / / / / / xm,= 900 V 7 //7 , Xfn2= 4 X = 1400m Hình 2-11 Hệ số tính chất phân tầng khí quyển của vùng là A = 160, nhiệt độ không khí xung quanh là t = 26"C (hình 2-11). Giải: Tính đại lượng f theo công thức (2-17) 103x202 x 2,6 Đối với ống khói 1: f :45 X (170-26): 3,9m / s2oC Đối với Ống khói 2: f = 10 x2° x ° '8 = I3m / s2oC 36 x(45-26) Cả 2 ống khói đểu có f < 100] dểu là nguồn nóng A t > 0 . nên ta dùng công thức (2-18). Khí thải là CO nên F = 1; theo biểu đổ (hình 2-7): Ống khói 1 có f = 3,9 nên m = 0,8 Ống khói 2 có f = 13 nên m = 0,58 Hệ số n xác dinh theo biổu dổ (hình 2- 6) phụ thuộc vào v„. Theo (2 - 20), ta có: Đối với ống khói 1: 67 Vm = 0,65*1111(170 2 - = 4,6m / s ; Vm >2 nên n = 1 45 Đối với ống khói 2: Vm = 0 , 6 5 * 1 ° ^ - ^ = 1,14m /s; n = l,3 V 36 Thay số vào công thức (2-18) ta được: _ 160x160x1x0,8x1 _____-Ị Cm, = —r— I = = 0,43mg / m 45 X }/l 11(170-26) 1 6 0 x 1 2 ,5 x 1 x 0 ,5 2 x 1 ,3 1 Cm, = í — , = = = = = — = 0,15mg / m 36 x^/l0(45 -26) Toạ độ cùa điểm có nồng dô khí c o cực đại tính đến ống khói Căn cứ vào Vm và f tra theo biểu đổ hình 2-10, ta có: Ống khói 1: d = 20 nên xm = 20 X 45 = 900 m Ống khói 2: d = 9 nên xm= 9 x36 = 324 m Vì nồng độ Cml lớn hơn Cm2 gần 3 lần, nên tổng nồng độ cực dại khí c o do hai ống khói gây ra sẽ trùng với toạ độ cực đại do ống khói 1 gây ra. Ta xác định nồng dô C, tại vị trí c, đạt cực đại. Vị trí C| đạt cực đại cách ống khói 2 là: Theo công thức (2-22) c„ = CmSx . X 1140 Tỳ số: — = — - = 3,52 xm 324 Theo biểu đồ hình 2 - 8 có Sx = 0,45 Vậy nồng độ Cj tại X = 1140 m là Q = 0,15x0,45 = 0,068 mg/m5 Tổng nồng độ khí c o cực đại là c = Cml + Cm + c„ c = 0,43 + 0,068 +0,6 = 1,1 mg/m’ Đối chiếu tiêu chuẩn vệ sinh, nồng độ khí c o cho phép Cf = S+Smg/m1 như vậy đạt yêu cầu. 2.3.2.4. Tính toán ỏ nhiém không khí do nguồn cao và nhiệt độ khí thải rất cao (Phương pháp của H.Stimke) Ở dây giả thiết quá trình khuếch tán sau khi ra khỏi ống thải chia ra hai giai đoạn. Giai đoạn 1: Khí thải sau khi ra khòi miệng ống thải đi thảng đứng. Giai đoạn 2: Khí thải khuếch tán theo phương ngang (hình 2-12). Giả sử 1 nguồn độc lập không có các nguồn khác ảnh hưởng qưa lại, địa hình bằng phảng, khí quyển tương đối ổn định. 68 a) Hinh 2-12. Sơ đồ khuếch tán khí thài sau khi ra khỏi ống thài Xác định Ah. Có nhiéu công thức xác định Ah. Theo H.Stimke, ta có : T „-T h \l/4 c m„ = 235X- M -(m g/m 3) (2-35) 1 V ~/. / 2 -n(m) (2-36) Đối với gradien nhiệt độ bé và khí quyển ổn định có thể lấy n = 0,25 với cao độ 50 -í- 100 m thì c, = 0.10 H- 0,07. Thay vào công thức trên ta có: H(2-37) Dưới tác dụng của gió, nồng độ chất thải tại một điểm bất kỳ, xác định qua đổ thị s, với hai trục tung và hoành là tỷ sô':c X max max(hình 2-13). 1,0 s 0,8 ■yE 0,6 o o0,4 0.2 /■ \ I VN / 0 1 2 3 4 Hình 2-13 6 7 8 9 10 x/x_rr Trong đó: vn - tốc độ khí thải tại miệng thải ra ( m/sec); d - dường kính miệng ra của ống thải (m); vh - tốc độ gió trung bình ở cao độ miệng ra của ống thải (m/sec); Trong thực tế, tốc độ gió ở cao dộ khác nhau có thổ tính như sau: v„ = cpvhl (2 - 38) vhl - tốc độ trung bình ở cao độ 10m (gọi tắt là V|0);

c, c , c, c , c, 0 10 0.37 0.37 0.21 0.21 0.21 0.21 0,12 0,12 0.21 0,210.074 0.074 0,08 0,08 0,047 0.047 25 0.21 0,120 0,074 0,047 30 0,20 0,110 0,070 0,044 45 0,18 0,100 0.062 0,040 60 0,17 0,095 0,057 0.037 75 0,16 0.086 0.053 0.034 90 0,14 0,077 0,045 0,030 105 0,12 0,060 0,037 0.024 Ghi chú: Tinh tử mạt đất, càng lẻn cao, thông thường, nhiệt độ không khi cáng giảm, chế độ không ổn định khuếch tán. Nếu càng lên cao nhiệt độ càng tâng, ta có ché độ ổn định về khuếch lán. Mức trung tính khi grand t= -1°c/100m 71 Ví dụ 3: Đường kính miệng ra cùa ống thải d = 4m; khí thải là S 02; lượng thài 150 g/giây vận tốc thải ra v„ = 15m/giây; cao độ của miệng thải là lOOm; vận tốc gió trung bình ờ độ cao này là vh = 1 Om/giây, nhiêt độ tuyệt đối của khí thải là T„ = 498 dộ K, nhiột độ tuyột đối của không khí ở xung quanh miộng thải là Th = 298 dô K. Tính dộ nâng lên của dòng khí thải sau khi ra khỏi miộng thải và khoảng cách xuất hiộn nồng độ cực đại trên mặt đất. Giải : Theo 2-32 ta có: Ah = 1,5x15x4 65 , Asin ( 498-298 j 1/4 - + — (4) , 10 10 V 498 H = Ah + h = 50,6 + 100 = 150,6m Theo (2-35): 235x150 c m„ = -------- —T------= 0,156mg / m (150,6r xio Theo (2-37): x „ „ Giả thiết không có gradien nhiệt, c, = 0,07 x m„ = 15 X H = 15 X 150,6 = 2259m. = 9 + 41,6 = 50,6m Ví dụ 4: Đường kính ống thải là 4m, lượng S 02 thải ra là M = 300 g/giây. Tổng lượng khí có hại thải ra là 800.000 m’/h, to = 120°c, th = 20°c, vân tốc gió trung bình ở độ cao cách mặt đất 10 m là 4m/giây. Để đảm bảo nồng độ cực đại khí S02 trên mặt đất theo chiéu gió không vượt quá tiêu chuẩn quy định (là 0,5 mg/m’) thì độ cao của ống thải là bao nhiêu? 800.000 tn ă , Giải: ■ = 17,6m / giây 3600 X — X 42 4 Căn cứ vào độ cao của ống, tra theo bảng trang 58 được cp = 1,5 vh =

xác định theo bảng 2.15. BẢNG 2.15 q q > 100 40 < q < 100 q < 40 k, 0.16 0.35 0.7 k2 - hệ số, phụ thuộc tỳ số chiéu dài và chiểu cao nhà, xác định theo bảng 2.16. 74 BÁNG 2 16 L/H„h 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 k2 0,82 0,91 1 1.16 1.31 1,48 1,68 1,88 2,18 2,4 2,74 3,1 Vị trí diểm có nồng dô cực dại cách nguổn khoảng 2,5 H„h. c) Nồng độ chất độc hại ở điểm cách điểm có nồng độ cực đại một đoạn X! ở trên trục hướng gió đối với nguồn tliấp là\ c = c me -(1.1 ( (mg/m1) (2- 42) X -2,5 lấy trị sô' tuyệt dối Ví dụ 6: Tính toán ô nhiễm không khí do một nhà máy hoá chất có Ống khói đặt trên mái (trường hợp 1), và cửa mái (trường hợp 2). Nhà máy có chiều dài / = 48m; chiều rộng b = 24m và chiều cao H = 10 m (hình 2-14). Nhà máy cách nhà ờ đối diện 50 m. Nhà ờ có độ cao 15 m. Ông khói của nhà máy cao hơn mái 5 m. Chất độc hại là S02. Cường độ toả nhiệt cùa nhà máy là 40 < q < 100 kcal/m5. Hai nguón thải Ống khói (1) Cửa mái (2) Chiểu cao H(m) 15 12 Lượng S 0 2 thải ra E (mg/s) 80 200 Tính nồng độ S02 tại vị trí hút không khí ngoài cùa hệ thống thông gió (diểm A), và tại trẽn mặt nhà đối diện, cách nhà máy 50m (điểm B), cho biết nồng dộ nền S0 2 là 0,1 mg/m\ Hướng gió thổi vuông góc với mạt nhà, tốc độ gió V = 1,5 m/s. b 24 Giải: Nhà máy có = 2,4 < 2.5 H 10 75 Nhà có chiều ngang hẹp, kích thước vùng gió quấn bằng: 6x Hnh = 6 x 1 0 = 60m Chiều cao vùng gió quẩn 1,8 X H„h= 1,8 X 10= 18m Do đó, điểm A và điểm B đểu nằm trong vùng gió quẩn. Đối với nhà có chiểu ngang hẹp, đứng độc lập thì chiéu cao giới hạn của nguồn thấp: Theo (2 - 4), ta có: Hgh = 0,36 X b + 2,5 X H = 0,36 X 24 + 2,5 X 10 = 33,64 m Như vậy, cả 2 nguồn thải ô nhiễm đều có độ cao nhỏ hem Hgh - chúng đều là nguồn thấp. 1 48 - = 4,8 Ống khói Hsh 10 H 8h 10 Theo (2-39), ta có: theo bảng 2.14, k = 0,3 0 ,3 X 8 0 n i£ _ _3 c ml = -------- — =0,16mg / m 1,5 X 10 VỊ trí có nồng độ cực đại cách nguồn 2,5 X H = 2,5 X 15 = 37,5m. Điểm A cách điểm cực đại là : 37,5m - 18m = 19,5m. Điếm B cách điểm cực đại là : 18m + 50m - 37,5m = 30,5m. Vậy nồng độ khí S02do ống khói gây ra tại điểm A và B được tính theo (2- 42). C,A= c ml X e = 0,16 X e = 0 1 5 C,B= 0,16 xe -0 l(30-5/l0_ 2,5) = 0,15 Cửa mái có 1/Hnh = 4,8 > 4 nên cửa mái là nguồn đường. Ta tính nồng độ cực đại theo công thức (2 - 40): E 200 Theo số liệu dã cho, ta có m, = — = —— = 4,167mg / m.s 1 7 48 Lượng nhiệt thải ra trong nhà máy là q mà 40 < q < 100 kcal/m2 k| = 0,35 với — = 4,8 H„h Tra bảng có k2 = 1,28 „ , _ 0,35x1,28x4,167 Ta có: c m2= ---------------------------- = 0,125m g/m 10x1,5 Vị trí nồng độ cực đại do nguồn 2 gây ra, cách nguổn: 2,5 X H„h = 2,5 X 12 = 30m Điểm A cách điểm cực đại là 30 - 9 = 21m (hình 2-14). 76 Điổm B cách điểm cực đại là 9 + 50 - 30 = 29m. Theo công thức (2 - 42) ta có: C ,A = 1,245 X e~HJ(2',' 2l/IH) =0,125 X—!—= 0,12 2A 1,04 C 2B = 1,245 X e -° KWio-2.S) = 0 125 X —ỉ— = 0,12 28 1,04 Vậy nồng dộ khí S 02 tổng cộng ở hai điểm A và B là: CA = c n4n+ C IA + CM = 0,1 + 0,15 + 0,12 = 0,37mg/m’ Cr = c ní„ + C|B + C21J= 0,1 +0,15 + 0,12 = 0,37mg/m Đối chiếu với nổng độ cho phép S02 ở khu dân cư 0,5 mg/m' ở phân xưởng sản xuất 0,02 mg/1 = 20 mg/m1. Ở vị tri lấy gió ngoài của hệ thống thông gió (điểm A) không vượt quá 30% nồng đô cho phép trong xưởng 20m g/ m3 X 30% = 6m g/m \ Nồng dộ S02 tại A, tại B do hai nguồn 1 và 2 gây ra đéu dưới nồng độ cho phép. Trên dây ta vừa áp dụng một số phương pháp tính toán ô nhiễm không khí, ta thấy có phương pháp lý thuyết, phương pháp lý thuyết kết hợp với thực nghiệm, phương pháp đi từ thực nghiệm mô hình, từ các số liệu thực đo để xây dựng thành công thức tính toán. Do đó kết quả tính toán từ các phương pháp khác nhau sẽ không trùng nhau. Đây là một vấn để cần phải tiếp tục nghiên cứu và hoàn thiện. Khi tính toán ô nhiẻm không khí, ta cần sử dụng đúng các công thúc và bảng biểu đồ thị cho trường hợp cụ thể cần tính toán. 2.4. GIẢI PHÁP PHÒNG CHÔNG Ô NHIÊM MÔI TRƯỜNGKHÔNG KHÍ Muốn phòng ngừa và bảo vệ môi trường không khí không bị ô nhiẽm ta cần có biện pháp tổng hợp, kết hợp chạt chẽ các giải pháp cụ thể sau đây. 2 .4 .1 . Giải pháp quy hoạch Quy hoạch đô thị nông thôn, bố ưí khu công nghiệp, khu dân cư nói chung, hoặc quy hoạch bố trí một công trình cụ thể, có ý nghĩa quan ữọng đối với việc phòng chống ô nhiễm môi truờng không khí. Ngay từ đẩu, khi lập luận chứng kinh tế kỹ thuật, ta phải nghiên cứu kỹ, tính toán dự báo tác động của công trình đó tới môi trường, phải đảm bảo khi đưa vào vận hành sử dụng cồng trình đó, không gây ô nhiễm m ôi trường không khí, tức là nồng dộ chất độc hại do chúng thải ra kết hợp với nồng độ chất độc hại của khu vực đó, không vượt quá nồng độ cho phép. Đối với khu công nghiệp, các nhà máy sản xuất, các nguồn thải ra độc hại nên bố trí ở cuối hướng gió chủ đạo so với khu dân cư. Các nguổn thải độc hại nên tập trung lại để dễ dàng xử lý. 77 Cần bô' trí sắp xếp các công trình hợp lý theo mặt bằng dịa hình, không gian. Phải đáp ứng được một số các yêu cẩu, ví dụ đảm bảo thông thoáng cho các công trình, không dược để chất độc hại của công trình này lan toả và ảnh hường xấu tới công trình kia. Khi thiết kế mặt bằng chung một thành phố hay một khu công nghiệp cẩn nắm vững số liệu địa hình, địa chất, thuỳ văn, khí hậu và nắm dược quy mô phát triển trước mắt cũng như lâu dài, đê’ tránh hiện tượng trước mắt tạm thời là hợp lý nhưng lâu dài thì sẽ nguy hiểm, bị ô nhiễm nặng nề. Khi đó muốn khắc phục cần phải tiến hành cải tạo, đập phá và xây dựng lại sẽ rất lốn kém, lãng phí. Những nguyên tác trong việc thiết lập mật bàng chung khu công nghiệp để phòng chống ô nhiễm môi trường không khí: - Hình thành các nhà máy với các tổ hợp công nghệ dộc lập: - Hợp khối; - Phân khu hợp lý theo các giai doạn phát triển mở rộng; - Tập trung hoá các hộ thống đường ống công nghệ. Trong nhà máy, phân định rõ khu sản xuất, khu phụ trợ, kho tàng, khu hành chính phục vụ. Cần sắp xếp để khi mở rộng quy mô không ảnh hường đến sản xuất, tạo điểu kiện để khai thác nhà máy thuận lợi đổng thời dẻ dàng tập trung các nguồn thải, các thiết bị làm sạch, các hộ thống thông gió xử lý không khí, các thiết bị kiểm tra, kiểm soát và báo dộng ô nhiễm môi trường. Các khu nhà, các nhóm nhà và trong từng ngôi nhà cần phải thông thoáng tự nhiên tốt, chiếu sáng tự nhiẽn tốt. Muốn vậy phải nắm vững các quy luật vể khí dộng, bố trí nhà cho hợp lý, không những nhà này không che chắn nhà kia, mà còn làm sao để nhà này tạo cho nhà kia thông thoáng tốt hơn. Thường các nhà thấp nên bố trí ở đầu hướng gió chính. Nếu vùng xây dựng không có hướng gió nào chính, tần suất gió ở các hướng xấp xỉ nhau thì nên đật các nhà cao vào giữa khu. Khu hành chính phục vụ của nhà máy nên có dải cây xanh bao bọc xung quanh để giảm ảnh hưởng xấu của các chất độc hại, ngăn bớt khói bụi, tiếng ổn và giảm bót bức xạ mặt trời. 2 .4 .2 . Giải pháp cách ly vệ sinh, làm giâm sự ô nhiễm Tuỳ theo công nghệ sản xuất và khối lượng chất thải gây ra ô nhiễm môi trường không khí xung quanh mà thiết kế dải cách ly vệ sinh giữa khu nhà máy vói khu dân cư. Kích thước dải cách ly vệ sinh là khoảng cách tính từ nguồn thải chất ô nhiẻm tới khu dãn cư. Kích thước đó phụ thuộc vào công suất của nhà máy, điểu kiện công nghộ sản xuất, trình độ công nghệ tiên tiến hay lạc hậu, công nghê kín hay hờ, và có được ưang bị các thiết bị làm sạch hay khống. 78