Tìm hiểu về SO2_hà nội_hóa mt

HÓA MÔI TRƯỜNGTÌM HIỂU VỀ SO2 TRONG KHÍ QUYỂN

HÀ NỘI

Lớp: K57- CLC Khoa Học Môi Trường. Nhóm thực hiện:• Vũ Thị Quỳnh Hương• Trần Thị Thúy Hường• Nguyễn Duy Khiêm• Dương Hải Minh• Nguyễn Thị Thắm (26/4)• Trần Anh Tuấn

Tìm hiểu về khí SO2 trong khí quyển Hà Nội

1. Khái quát về SO2 trong khí quyển:

1.1 Đặc điểm khí SO2:

- Khí SO2 được xem là chất gây ô nhiễm trong họ lưu huỳnh oxit.

- Khí SO 2 là loại khí không màu, không cháy, có vị hăng cay khi nồng độ trong không khí không quá một phần một triệu(1 ppm) và nó có vị hăng cay mạnh, mùi vị gây kích thích phát cáu khi ở nồng độ khoảng 3ppm.

1.2: Cơ chế xuất hiện SO2 tồn tại trong bầu khí quyển:

S + O2 SO2

2MeS2 + 11O2 SO2 +Me2O3 +Q

2CuS + 2O2 CuO +SO2

2H2S + 3O2 2SO2 + H2O

4CaSO4 + 2C 4CaO +2CO2 +4SO2


1.3: Nguồn gốc phát sinh khí SO2 trong khí quyển:

Khí SO2 trong khí quyển Hà Nội được hình thành chủ yếu do quá trình đốt cháy nhiên liệu có chứa S như than đá và dầu FO, DO:

Thành phần lưu huỳnh có trong nhiên liệu hóa thạch:

+ Than: S chiếm 0,5%- <0,7%

+ Dầu FO: S chiếm 3%- 3.5%

+ Dầu DO: S chiếm 0,25%-0,5%


1.3: Nguồn gốc phát sinh khí SO2 trong khí quyển:

Khí SO2 được đưa vào bầu khí quyển thông qua:



2. Thực trạng SO2 trong khí quyển Hà Nội:

Hàm lượng khí SO2 được thải ra từ các hoạt động công nghiệp tại Hà Nội:

Năm Hàm lượng SO2 (tấn/năm)

1997 2,4

2010 10,4

2020 16,1

Bảng1: lượng khí thải SO2 từ hoạt động công nghiệp gđ: 1997-2020 (nguồn: PhD Thesis 2010- Ngô Thọ Hùng)



Hàm lượng khí SO2 được thải ra từ các hoạt động giao thông tại Hà Nội:

Bảng1: lượng khí thải SO2 từ hoạt động giao thông gđ: 1997-2020 (nguồn: PhD Thesis 2010- Ngô Thọ Hùng)

Năm Hàm lượng SO2 (tấn/năm)

2003 12,0

2006 16,8

2010 23,5

2020 32,92



Hàm lượng khí SO2 được thải ra từ sinh hoạt của người dân tại Hà Nội:

Bảng1: tốc độ thải SO2 từ đun nấu của người dân tại Hà Nội năm 2007 (nguồn: PhD Thesis 2010- Ngô Thọ Hùng)

Ba Đình

Hoàn Kiếm

Tây Hồ Long Biên

Cầu Giấy

Đống Đa

Hai Bà Trưng

Hoàng Mai

Thanh Xuân

Sóc Sơn

Đông Anh

Gia Lâm

Từ Liêm

Thanh Trì

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

tốc độ thải SO2 (đvị: g/s)



Nồng độ SO2 tại các quận khác nhau trong nội thành Hà Nội là không giống nhau:

Ba Đình Cầu Giấy Đống Đa Hai Bà Trưng

Hoàng Mai Hoàn Kiếm Tây Hồ Thanh Xuân

0

10

20

30

40

50

60

Nồng độ SO2 tại một số quận nội thành Hà Nội (năm 2007, đv: μg/m3)

Nồng độ SO2

(nguồn: PhD Thesis 2010- Ngô Thọ Hùng)

• Tại một số điểm giao thông đông đúc, lượng khí SO2 thải ra từ các phương tiện giao thông vượt quá tiêu chuẩn cho phép nhiều lần:

• Ví dụ:

biểu đồ: thể hiện nồng độ SO2 trên 1 số tuyến đường trong trung tâm thành phố vào giờ cao điểm (năm 2004), đv: μg/m3


Địa điểm Nồng độ SO2

Ngã tư Vọng 360

Ngã tư Kim Liên 350

Ngã tư Sở 370

(nguồn: PhD Thesis 2010- Ngô Thọ Hùng)



Lượng khí SO2 trong khí quyển Hà Nội tại các thời điểm khác nhau trong năm sẽ có sự khác nhau:

0

5

10

15

20

25

30

Biểu đồ: thể hiện lượng SO2 vào các tháng trong vùng năm 2007 ở trạm quan trắc Láng

1

2

3

4

5

6

7

8

9



Þ Kết luận chung:

- Theo tiêu chuẩn Việt Nam ( TCVN 5937 - 2005) thì nồng độ SO2 cho phép trong bầu khí quyển là 50μm/m3

- Từ những số liệu phân tích trên, ta có thể kết luận rằng: lượng SO2 tồn tại trong khí quyển Hà Nội ngày càng cao và tiếp tục tăng, tuy nhiên lượng SO2 trung bình trên toàn Hà Nội vẫn thấp hơn so với tiêu chuẩn cho phép nên có thể nói rằng Hà Nội chưa bị ô nhiễm SO2 ( năm 2007).

3.Ảnh hưởng của S02 đến môi trường, đến sức khỏe con người.

3.1 Gây mưa acid • Mưa acid là hiện tượng tự

nhiên ,kết quả của sự tích tụ từ khí quyển và rơi xuống mặt đất của các chất acid hoặc sẽ thành acid mà gây tác hại cho môi trường.

• Có pH= 5,6.

• Phản ứng hóa hợp giữa lưu huỳnh và hợp chất gốc hydroxit:

SO2 + O- ->HOSO2

• Phản ứng giữa gốc HOSO2 và O2:

HOSO2 + O2 -> HO2 + SO3

• SO3 phản ứng với nước sẽ sinh ra axit sunfuric:

SO3(k)+ H2O(l)-> H2SO4 (l)

Qúa trình hình thành mưa axit từ SO2

Tác hại của mưa axit

• Hoà tan được một số bụi kim loại và ôxit kim loại có trong không khí như ôxit chì,... làm cho nước mưa trở nên độc hơn đối với cây cối, vật nuôi và con người.

• Mưa axit ảnh hưởng xấu tới các thuỷ vực (ao, hồ). Các dòng chảy do mưa axit đổ vào hồ, ao sẽ làm độ pH của hồ, ao giảm đi nhanh chóng, các sinh vật trong hồ, ao suy yếu hoặc chết hoàn toàn. Hồ, ao trở thành các thuỷ vực chết.

• Mưa axit còn phá huỷ các vật liệu làm bằng kim loại như sắt, đồng, kẽm,... làm giảm tuổi thọ các công trình xây dựng.

• Mưa axit ảnh hưởng xấu tới đất do nước mưa ngầm xuống đất làm tăng độ chua của đất, hoà tan các nguyên tố trong đất cần thiết cho cây như canxi (Ca), Magiê (Mg),... làm suy thoái đất, cây cối kém phát triển. Lá cây gặp mưa axit sẽ bị "cháy" lấm chấm, mầm sẽ chết khô, làm cho khả năng quang hợp của cây giảm, cho năng suất thấp

• Ảnh hưởng tới sinh vật thủy sinh:

pH < 6,0

Các sinh vật bậc thấp của chuỗi thức ăn bị chết (như

phù du, stonefly), đây là nguồn thức ăn quan trọng

của cá pH < 5,5

Cá không thể sinh sản được. Cá con rất khó sống

sót. Cá lớn bị dị dạng do thiếu dinh dưỡng. Cá bị

chết do ngạt pH < 5,0

Quần thể cá bị chết

pH < 4,0

Xuất hiện các sinh vật mới khác với các sinh vật

ban đầu

3.2 Ảnh hưởng đến sức khỏe của con người

- SO2 là chất kích thích, khi tiếp xúc với niêm mạc ẩm ướt tạo thành axít ( H2SO3, H2SO4). Các chất khí trên vào cơ thể qua đường hô hấp hoặc hòa tan vào nước bọt rồi vào đường tiêu hoá, sau đó phân tán vào máu tuần hoàn.- Kết hợp với bụi => bụi lơ lửng có tính axít, kích thước < 2-3µm sẽ vào tới phế nang, bị đại thực bào phá hủy hoặc đưa đến hệ thống bạch huyết.- SO2 nhiễm độc qua da làm giảm dự trữ kiềm trong máu, đào thải amoniac ra nước tiểu và kiềm ra nước bọt.- Độc tính chung của SO2 thể hiện ở rối loạn chuyển hóa protein và đường, thiếu vitamin B và C, ức chế enzym oxydaza.- Giới hạn phát hiện thấy bằng mũi SO2 từ 8 – 13 mg/m3.

- Giới hạn gây độc tính của SO2 là 20 – 30 mg/m3, giới hạn gây kích thích hô hấp, ho là 50mg/m3.- Giới hạn gây nguy hiểm sau khi hít thở 30 – 60 phút là từ 130 đến 260mg/m3

- Giới hạn gây tử vong nhanh (30’ – 1h) là 1.000-1.300mg/m3.- Tiêu chuẩn cho phép của Bộ Y Tế Việt Nam đối với SO2, SO3, NO2 tương ứng là 0,5; 0,3 và 0,085 mg/m3 (nồng độ tối đa 1 lần nhiễm).

4. Phương pháp làm giảm hàm lượng SO2 trong khí quyển

4.1: Hấp thụ khí SO2 bằng nước

2giai đoạn:

• Hấp thụ SO2 bằng cách phun nước vào dòng khí thải hoặc cho khí thải đi qua lớp vật liệu đệm có tưới nước – scrubo:

SO2 + H2O = H+ + HSO3-

• Giải thoát khí SO2 ra khỏi chất hấp thụ để thu hồi SO2 và nước sạch:

Khí sạch thoát ra

Khí vào Hơi nước Chất tải lạnh

1

4

6

6

5

23

1. Tháp hấp thụ 2. tháp thoát khí SO23. thiết bị ngưng tụ 4,5 . Thiết bị trao đổi nhiệt 6. bơm

Hình 1.Sơ đồ hấp thụ khí SO2 bằng hơi nước

4.2. Xử lý khí SO2 bằng đá vôi hoặc bằng vôi nung

Các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình xử lý như sau

CaCO3 + SO2 = Ca SO3 + CO2

CaO + SO2 = CaSO2

2CaSO3 + O2 = 2CaSO4

Hiệu suất hấp thụ SO2 bằng sữa vôi đạt 98%. Sức cản khí động của hệ thống không vượt quá 20 mm cột nước.

Khí sạch thoát ra

Khí vào

1

4

5

23

6

Nước

vôi

1- Tháp hấp thụ 2-Bộ phận tách tinh thể 3-Bộ lọc chân không 4,5 – Máy bơm 6- Thùng trộn sữa vôi

Hình 2.Sơ đồ hệ thống xử lý SO2 bằng CaCO3 và CaO

4.3. Xử lý khí SO2 bằng amoniac

• SO2 được hấp thụ bởi dung dịch amoniac hoặc dung dịch sunfit – bisunfit amon.

• Các phương trình phản ứng:

NH4 + H2O + SO2 = (NH4)2SO3

H2O + SO2 + (NH4)2SO3 = 2 NH4HSO3

(NH4)2SO3 = 2(NH4)2SO4 + S+ H2O

(NH4)2SO3 + O = (NH4)2SO4

(NH4)2SO3 + 2NH4HSO3 = 2 (NH4)2SO3 + 2S + H2O

• Các biện pháp xử lí khí theo amoniac như sau:

- Hệ thống xử lí SO2 bằng amoniac theo chu trình. - Xử lí SO2 bằng amoniac có chưng áp. - Xử lí khí SO2 bằng amoniac và vôi.

1.Tháp hấp thụ 2,4.TB làm nguội , 3.Tháp hấp thụ nhiều tầng , 5. hoàn nguyên 6. Tháp bốc hơi , 7.Thùng kết tinh, 8. Máy vắt khô li tâm ,9. nồi trưng áp

Hình 3.Sơ đồ xử lý khí SO2 bằng Amoniac

Một trong phương pháp xử lý bằng Amoniac

Hình 3.Sơ đồ xử lý khí SO2 bằng amoniac chưng áp

4.4 Xử lý khí SO2 bằng MgO

• SO2 được hấp thụ bởi oxit –hydroxit magiê, tạo thành tinh thể

ngậm nước sunfit magiê.• Trong thiết bị hấp thụ xảy ra các phản ứng sau:

MgO + SO2 = MgSO3

MgO + H2O = Mg(OH)2

MgSO3 + H2O + SO2 = Mg( HSO3)2

Mg(OH)2 + Mg(HSO3)2 =2MgSO3 + 2H2O

• Độ hòa tan của sunfit magiê trong nước bị giới hạn, nên lượng dư ở dạng MgSO3.6H2O và MgSO3.3H2O rơi xuống thành cặn lắng MgSO3 + O2 = MgSO4

Do sự hình thành MgSO4 không có lợi cho việc tái sinh MgO. Nên chúng ta có thể xử lí theo các phương pháp sau: - MgO kết tinh theo chu trình.- MgO không kết tinh - Mg sủi bọt- MgO kết hợp với Potas (Kali cacbonat)

4.5 Xử lý khí SO2 bằng ZnO

• Dùng phản ứng giữa SO2 VỚI Zn để thu các muối sunfit và bisunfit, sau đó dùng nhiệt để phân ly thành SO2 và ZnO.

SO2 + ZnO+ 2,5 H2O = ZnSO3.2,5H2O

Khi nồng độ SO2 lớn:

2SO2 + ZnO + H2O = Zn (HSO3)2

• Có 2 phương pháp khi xử lý SO2 bằng kẽm oxit:

- Phương pháp kẽm oxit đơn thuần.

- Phương pháp kẽm oxit kết hợp với natri sulfit

4.5 Xử lý khí SO2 bằng các chất hấp thụ hữu cơ

• Chất hấp thụ khí SO2 được sử dụng phổ biến là các amin thơm như: analin, toludin, xylidin và dimetylanilin.

• Qúa trình xử lí theo phương pháp trên là:- Qúa trình sunfidin

- Qúa trình khử SO2 bằng dimetylanilin- Qúa trình ASARCO

4.6 Xử lí khí SO2 bằng các chất hấp phụ thể rắn

• Các phương pháp hấp thụ:

- Hấp thụ khí SO2 bằng than hoạt tính

- Xử lí khí SO2 bằng than hoạt tính có tưới nước – quá trình LURGI

- Xử lí SO2 bằng nhôm oxit kiềm hóa

- Xử lí khí SO2 bằng MnO

- Xử lí SO2 bằng vôi và dolomit trộn vào than nghiền

• Hai dạng thiết bị là thiết bị tạo bọt và thiết bị lọc ướt có vật liệu đệm lọc với vật liệu đệm sơ sợi hoặc vật liệu đệm là các vòng sứ được chọn vì các lí do:

- Lọc được các hạt bụi nhỏ.

- Hiệu suất cao.

- Chịu được nhiệt độ cao.

- Có khả năng làm nguội khói thải.

- Có khả năng hấp thụ các hơi khí độc hại.

- Dễ vận hành

4.7 Hấp thụ bằng chất hấp thụ trên cơ sở natri

• Dùng soda để hấp thụ ta thu được sunfit và bisunfit natri

Na2CO3 + SO3 = Na2SO3 + CO2

Na2SO3 + SO2 + H2O = 2NaHSO3

Khí tham gia phản ứng với sunfit và bisunfit làm tăng nồng độ bisunfit

SO2 + NaHCO3 = Na2SO3 + H2O+ 3NaHSO3

Dung dịch hình thành tác dụng với kẽm tạo thành sunfit kẽm

NaHCO3 + ZnO =ZnSO3 + NaOH

Khuyết điểm Max: chưa nêu được phương pháp xử lý cụ thể đang được sử dụng tại Hà

N i: (như:xây dựng các chi tiêu giới ôhạn trong xăng dầu, bi n pháp xử ê

lý đang được dùng nhiều nhất etc...)�

p/s: có thể nói thêm về mốc time 2007...

�

Environment

Tìm hiểu về SO2_hà nội_hóa mt