Sương mù quang hóa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT
KHOA SƯ PHẠM

TIỂU LUẬN MÔN
BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU




ĐỀ TÀI

SƯƠNG MÙ QUANG HÓA
( photochemical smog )
NHÓM 10
NỘI DUNG
I. Mở Đầu
II. Khái niệm sương mù quang hóa
Nguyên nhân và Cơ chế hình thành
Các điều kiện hình thành sương mù quang hóa
V. Tác hại của sương mù quang hóa
VI. Thực trạng hiện nay
VII. Biện pháp khắc phục
VIII.Kết luận
I. MỞ ĐẦU
Đêm mùng 10, rạng sáng 11-6-2009, nhiều khu vực nội thành của thành phố như  quận Thanh Xuân, Cầu Giấy, Đống Đa, Ba Đình, Hoàng Mai và các huyện Từ Liêm, Thanh Trì xuất hiện khói mù dày đặc gây cảm giác ngột ngạt, khó chịu cho người dân.
Một số người cho rằng hiện tưởng này do người dân đốt rơm rạ.
Theo phỏng đoán ban đầu hiện tượng trên là hiện tượng sương mù quang hóa. Vậy sương mù quang hóa là gì và có ảnh hưởng như thế nào,… Bài tiểu luận sẽ giúp hiểu rỏ hơn về hiện tượng này
II.KHÁI NIỆM
Sương mù quang hóa ( khói mù quang hóa) được gọi dưới tên “smog” - sương khói (ghép hai từ tiếng Anh fog - sương mù và smoke - khói). Theo đó, smog được định nghĩa là "lớp mù quang hóa gây ra bởi sự tương tác giữa bức xạ của mặt trời và bầu khí quyển bị ô nhiễm bởi các hydrocarbon và ôxít nitrogen thoát ra từ khí thải động cơ”.
Sương mù quang hóa là một dạng ô nhiễm không khí sinh ra khi ánh sáng mặt trời tác dụng lên khí thải động cơ xe máy, khí thải công nghiệp … để hình thành nên những vật chất như ozone, aldehit và peroxyacetylnitrate(PAN).

Sương mù quang hóa xảy ra ở tầng đối lưu của khí quyển – nơi tập trung phần lớn các chất khí gây ô nhiễm : NOx, các hợp chất VOCs (Volatile Organic Compounds) …
II.KHÁI NIỆM
II.KHÁI NIỆM
III. NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH
* Nguyên nhân:
Cuộc cách mạng công nghiệp là nguyên nhân chính làm tăng các chất ô nhiễm trong không khí trong suốt ba thế kỉ qua.
Trước 1950, nguyên nhân chính gây ra sự ô nhiễm này là do đốt than đá để sản sinh ra năng lượng, để nấu ăn và để vận chuyển.
Ngày nay, việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch, năng luợng hạt nhân, và thủy điện, việc đốt các nhiên liệu hóa thạch như gas, xăng dầu có thể gây ra hiện tượng sương mù quang hóa.
* Cơ chế:
Sương mù quang hóa được tổng hợp từ NO, NO2, HNO3, CO, các nitrat hữu cơ (PAN), O3 và các chất oxy hóa quang hóa.
Sự quang phân của NO2 khởi đầu cho sự hình thành sương mù quang hóa.
NO2 + hv → NO + O
Nguyên tử oxy được giải phóng phản ứng với phân tử O2 để tạo ra ozon
O + O2 + M → O3 + M
Ozon sinh ra phản ứng với phân tử NO để tái sản sinh ra NO2 và phân tử O2.
NO(g) + O3(g) → NO2(g) + O2(g)
NO2, O2 và hydrocarbons phản ứng với nhau dưới điều kiện ánh sáng mặt trời tạo peroxyacetylnitrate(CH3CO-OO-NO2)
NO2(g) + O2(g) + hydrocarbons → CH3CO-OO-NO2(g)
* Cơ chế:
CO và hydrocarbons, thông qua phản ứng của chúng với các góc hydroxyl thêm vào đó là sự quang phân của các hợp chất carbonyl, phá hủy chu trình quang phân thông thường thông qua việc hình thành các gốc peroxyl. Các gốc peroxyl này ngăn chặn phản ứng giữa O3 và NO, vì vậy làm kết thúc chu trình và làm tích tụ O3 trong không khí.
* Cơ chế:
Nhưng việc thải ra một lượng lớn NOx, CO, các hợp chất carbonyl và các hydrocarbon bởi các nguồn nhân tạo đã phá vỡ chu trình quang phân, cái mà không làm cho nồng độ của NO2 và O3 trong không khí tăng lên nếu như không bị phá vỡ.
III.NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ HÌNH THÀNH
Hình : Sơ đồ hình thành sương mù quang hóa.
IV.CÁC ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH KHÓI MÙ QUANG HÓA
IV.CÁC ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH KHÓI MÙ QUANG HÓA
* Các chất gây ra sương mù quang hóa:
Phải có nguồn tạo ra các nitơ oxit (NOx) và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOCs) (VOC là "những chất hóa học phản ứng được với nitơ oxit trong khí quyển, dưới tác dụng của tia cực tím (của ánh nắng) tạo thành sương mù,có chứa ozon (O3), alđehyt, peoxyt axetyl nitrat và một lượng nhỏ các chất oxy hóa)
Phản ứng quang hóa học dưới tác dụng của nitơ oxit phân hủy dung môi hữu cơ tạo ra những tác nhân oxy hóa:
VOC + ánh sáng + NO2 + O2→ O3 + NO + CO2 + H2
Nồng độ cao của hai chất này trong không khí có liên quan đến quá trình công nghiệp hóa và quá trình vận chuyển.
IV.CÁC ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH SƯƠNG MÙ QUANG HÓA
Thời gian trong ngày:
+Vào lúc sáng sớm, giao thông làm tăng lượng thải của các oxit nitơ và VOCs khi chúng ta lái xe đi làm.
+Vào khoảng giữa buổi sáng, lượng xe cộ lưu thông giảm, các oxit nitơ và VOCs bắt đầu phản ứng và hình thành NO2, làm tăng nồng độ của nó.

IV.CÁC ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH SƯƠNG MÙ QUANG HÓA
Thời gian trong ngày:
+ Khi mà ánh sáng mặt trời trở nên gắt hơn vào lúc trưa, NO2 bị phá vỡ và sản phẩm phụ của nó được sinh ra và làm tăng nồng độ O3 trong không khí. Cùng lúc đó, một số phân tử NO2 được sinh ra có thể phản ứng với các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi để sinh ra các hóa chất độc hại như PAN (Peroxyacyl nitrate).
+ Khi mặt trời lặn, việc sản sinh ra O3 tạm thời ngừng lại. Lượng O3 còn tồn tại trong không khí được tiêu thụ bởi một vài phản ứng khác nhau.
Yếu tố khí tượng
Mưa
Gió
Hiện tượng đảo nhiệt
Địa hình
IV.CÁC ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH
SƯƠNG MÙ QUANG HÓA
* Một vài yếu tố khí tượng :
IV.CÁC ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH
SƯƠNG MÙ QUANG HÓA
* Một vài yếu tố khí tượng :
- Gió có thể thổi sương mù quang hóa đi và thay thế nó bằng không khí trong lành. Tuy nhiên, lượng chất ô nhiễm bị thổi đi có thể gây ô nhiễm ở những khu vực xa hơn.
- Mưa có thể làm giảm bớt sương mù quang hóa vì các chất ô nhiễm được rửa trôi khỏi không khí cùng với nước mưa.
IV.CÁC ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH KHÓI MÙ QUANG HÓA
Hiện tượng đảo nhiệt có thể làm tăng sự nghiêm trọng của sương mù quang hóa gây ra sự suy giảm sự trộn lẫn không khí và làm giảm phân tán chất ô nhiễm theo chiều thẳng đứng. Các quá trình đảo nhiệt có thể kéo dài từ vài ngày đến vài tuần.

IV.CÁC ĐIỀU KIỆN HÌNH THÀNH KHÓI MÙ QUANG HÓA
*Địa hình:
Các khu vực dân cư tập trung trong các thung lũng thì dễ bị ảnh hưởng bởi sương mù quang hóa hơn vì những đồi núi bao quanh họ có khuynh hướng làm giảm dòng không khí do đó làm tăng nồng độ các chất gây ô nhiễm.
ĐỐI VỚI
CON
NGƯỜI
Bệnh về đường hô hấp
Bệnh về mắt
Bệnh ngoài da
Bệnh về đường tiêu hóa
Ung thư
Bệnh phổi nhiễm bụi
V.TÁC HẠI CỦA KHÓI MÙ QUANG HÓA

Ngoài tác hại đối với sức khỏe, hiện tượng sương mù quang hóa còn ảnh hưởng đến đời sống sinh hoạt, hoạt động sản xuất công nghiệp, nông – lâm – ngư nghiệp…
V.TÁC HẠI CỦA KHÓI MÙ QUANG HÓA

TÁC HẠI
Thực vật
Vật chất
Cây cỏ không phát triển được, bị vàng lá, rụng lá, giảm hoa quả, làm teo hạt, giảm năng suất thậm chí bị tiêu diệt. 
Những loài động vật ăn thực vật bị ngộ độc.
Các thiết bị kim loại nhanh chóng bị ăn mòn.
Động vật
Hà nội: Từ 10-6-2009 đến 12-6-2009 và từ 25-10-2010 đến 27-10-2010 hầu hết các đường phố của Hà Nội bị bao phủ bởi một lớp khói mù dày đặc.
TP.HCM ngày 22-10-2015: Hiện tượng màn sương mờ ảo xuất hiện vào sáng sớm và càng về buổi trưa càng dày đặc.
VI.THỰC TRẠNG HIỆN NAY
Chiều 18.9.2014, Bộ Tài nguyên và Môi trường công bố báo cáo hiện tượng môi trường quốc gia 2013 về không khí. Trong báo cáo cho biết, điều đáng lưu ý là tại các thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí minh và Đà Nẵng đang có xu hướng tăng đáng kể nồng độ khí Ozon, loại khí gây ra nhiều bệnh về đường hô hấp…”
VI.THỰC TRẠNG HIỆN NAY
Trong lịch sử đã có những việc xảy ra đột ngột giết chết hàng ngàn người trong một thủ đô.
-London: Vào khoảng thế kỷ 19 được xem là thời kỳ mãnh liệt của sương mù và với tên gọi là: ’súp đậu’. Đỉnh điểm là vào năm 1952, sương mù đã làm tối sầm cả con đường của London và giết chết khỏang 4000 người trong thời gian ngắn là 4 ngày (và hơn 8000 người chết nữa cũng đã chịu ảnh hưởng của nó trong những tuần, tháng tiếp theo).
- Tehran: Vào tháng 12 năm 2005, các trường học và các văn phòng công cộng đã phải đóng cửa ở Tehran - Iran và 1600 người đã nhập viện do sương mù đã xâm nhập vào bộ lọc khói của xe hơi.
VI.THỰC TRẠNG HIỆN NAY
VI.THỰC TRẠNG HIỆN NAY
Hoa Kỳ:
30-31/10/1948, Donora: 20 người chết, 600 người phải nhập viện, hàng ngàn người chịu ảnh hưởng.
Tháng 10 năm 1953 tại New York sương mù đã giết khoảng từ 170 đến 260 người.
Tháng 19 năm 1954 ở Los Angeles: lượng sương dày đã làm đóng cửa các trường học, các họat động công nghiệp bị ngưng lại trong cả tháng.
Cũng tại New York, năm 1963 có 200 người chết và năm 1966 là 169 người chết vì ảnh hưởng của sương mù.
Thành phố Thượng Hải
- 2/2/2014: Thượng Hải chìm trong sương mù, nhiều chuyến bay đã bị hủy, đóng cửa các tuyến quốc lộ chính nối với thủ đô, nhiều người dân đã chọn các phương tiện công cộng thay vì tự lái xe, các cơ quan khí tượng đã khuyến cáo người già và trẻ em nên ở trong nhà để tránh bệnh về đường hô hấp.
*Phòng chống:
Giảm các khí thải từ các động cơ :
+Thiết bị chuyển đổi-xúc tác (catalytic converters) trong các ống bô xe là một cách để giảm lượng CO và NO sinh ra
+Chất xúc tác được sử dụng là Platin hoặc hợp chất của Platin và Rodi
+Giảm các khí thải từ các nhà máy: Các nhà máy phải có các hệ thống xử lý khí thải đạt tiêu chuẩn, các ống khói phải đủ độ cao.
+Phải tìm kiếm và khuyến khích việc sử dụng các nguồn năng lượng sạch.
+Đối với các quốc gia và các tổ chức quốc tế: cần có các luật định, các hiệp ứơc qui định cụ thể về vấn đề này.
VII. BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC
* Khắc phục:
a) Kiểm soát VOCs:
Nồng độ VOCs cao ( >500 ppm): 3 phương pháp thường sử dụng phổ biến với hàm lượng VOCs cao là:
+ Phương pháp ngưng tụ hơi đông lạnh có nghĩa là sư ngưng tụ xảy ra ở nhiệt độ xấp xỉ âm 80oC.
+ phương pháp hấp thụ hơi bằng dung môi hòa tan được ứng dụng phổ biển ở những nơi mà VOCs ( có chứa khí ) được làm cho nổi bong bóng thông qua một dung môi hữu cơ có khả năng tiếp nhận VOCs dưới dạng dòng khí.
+ Phương pháp flaring( pp đốt ) có thể được sử dụng để xử lí lưu lượng và nồng độ cao của các chất hữu cơ dễ bay hơi và thường đi kèm với các biện pháp thu hồi khác
VII. BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC
* Khắc phục:
a)Kiểm soát VOCs:
- Nồng độ VOCs vừa phải (100-500 ppm): Đối với nồng độ VOCs vừa phải của nguồn thải, thì phương pháp hấp thụ carbon tái sinh hay đốt cháy hòan tòan được sử dụng
- Nồng độ VOCs thấp ( <100 ppm):các dòng không khí có chứa hàm lượng vocs thấp được cho đi qua một hộp nhỏ carbon hoạt hóa ( 1 chỉ xài lần ).carbon sẽ khả năng lưu trữ 6.6 kg trên ở nồng độ 100 ppm và 0.33 5 ppm. Ở cao hơn, thì sự kết hợp giữa việc hấp thụ thiêu đốt là cần thiết.
VII. BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC
* Khắc phục:
a)Kiểm soát VOCs:
- Các tấm lọc sinh học: Hệ thống lọc sinh học sử dụng vi khuẩn để làm giảm hàm lượng VOCs.
- Lọc sinh học TRG: lọc sinh học khử chất ô nhiễm bằng cách cho dòng không khí đi qua một môi trường xốp, ẩm có chứa rất nhiều vi sinh vật.
- PP ngưng tụ lạnh: là pp cho phép thu hồi các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi để sử dụng lại.
- Kiểm soát VOCs bằng cách sử dụng các chất oxihoá
VII. BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC
* Khắc phục:
a)Kiểm soát VOCs:
- Nồng độ VOCs vừa phải (100-500 ppm): Đối với nồng độ VOCs vừa phải của nguồn thải, thì phương pháp hấp thụ carbon tái sinh hay đốt cháy hòan tòan được sử dụng
- Nồng độ VOCs thấp ( <100 ppm):các dòng không khí có chứa hàm lượng vocs thấp được cho đi qua một hộp nhỏ carbon hoạt hóa ( 1 chỉ xài lần ).carbon sẽ khả năng lưu trữ 6.6 kg trên ở nồng độ 100 ppm và 0.33 5 ppm. Ở cao hơn, thì sự kết hợp giữa việc hấp thụ thiêu đốt là cần thiết.
VII. BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC
* Khắc phục:
a)Kiểm soát VOCs:
- Nồng độ VOCs vừa phải (100-500 ppm): Đối với nồng độ VOCs vừa phải của nguồn thải, thì phương pháp hấp thụ carbon tái sinh hay đốt cháy hòan tòan được sử dụng
- Nồng độ VOCs thấp ( <100 ppm):các dòng không khí có chứa hàm lượng vocs thấp được cho đi qua một hộp nhỏ carbon hoạt hóa ( 1 chỉ xài lần ).carbon sẽ khả năng lưu trữ 6.6 kg trên ở nồng độ 100 ppm và 0.33 5 ppm. Ở cao hơn, thì sự kết hợp giữa việc hấp thụ thiêu đốt là cần thiết.
VII. BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC
* Khắc phục:
- Kiểm soát VOCs bằng cách sử dụng các chất oxihoá:
làm suy giảm sự phát thải thường sử dụng như các chất oxi hoá và các chất hấp thụ, các kĩ thuật xử lí không khí như sự quay vòng và từng đợt, và sử dụng các thiết bị điều chỉnh để kiểm soát sự phát thải ở mỗi nhà máy.
- Máy oxi hóa nhiệt tái sinh (regenerative thermal oxidation-RTO)
- Các máy oxi hóa có khả năng thu hồi nhiệt (recuparative thermal oxidizers)
- Các máy oxi hóa sử dụng xúc tác(catalytic oxidizers)
VII. BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC
* Khắc phục:
b)Kiểm soát NOx:
- Phương pháp khử không xúc tác có chọn lọc: pháp này urê được phun vào ống khí ở nhiệt độ 1600-2100oF với sự có mặt của O2, urê phân huỷ, tạo ra NH2. Sau đó xảy ra phản ứng:

Phản ứng này làm giảm sự phát thải NO.
- Phương pháp khử sử dụng xúc tác có chọn lọc
- Phương pháp Exxon Thermal DeNOx
- Phương pháp khử bằng xúc tác
- Phương pháp đốt cháy hoàn toàn: quá trình làm giảm sự phát thải NOx từ khí thải công nghiệp
- Các khối bê tông làm sạch không khí
VII. BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG VÀ KHẮC PHỤC
Khói mù quang hóa đã và đang là vấn đề nóng bỏng trên toàn thế giới, bảo vệ hành tinh tươi đẹp này không phải là nhiệm vụ của riêng ai mà là nhiệm vụ chung của toàn nhân loại,vì vậy ta hãy cùng chung sức bảo vệ môi trường, bảo vệ hành tinh của chúng ta
VII. KẾT LUẬN
Sương mù quang hóa là:
B. Sự ô nhiễm không khí sinh ra khi ánh sáng mặt trời tác dụng lên khí thải động cơ xe máy, công nghiệp...
C. Sự ô nhiễm không khí sinh ra khi ánh sáng quang học tác dụng lên khí thải động cơ xe máy, khí thải công nghiệp...
Sự ô nhiễm không khí sinh ra khi sóng điện từ tác dụng lên khí thải động cơ xe máy, công nghiệp,...
B. Sự ô nhiễm không khí sinh ra khi ánh sáng mặt trời tác dụng lên khí thải động cơ xe máy, công nghiệp...
Hiện tượng sương mù hóa xảy ra ở tầng nào?
A. Tầng bình lưu
C. Tầng ion
B. Tầng đối lưu
B. Tầng đối lưu
Hợp chất khởi đầu cho hình thành sương mù quang hóa là?
A. CO
B. NO
C. NO2
C. NO2
Các chất gây nên sương mù quang hóa?

B. PAN, VOC,NO, H20
A. Nox , PAN, Ozone, VOCS,
A. Nox , PAN, Ozone, VOCS,
C. NOx , PAN, VOCS, SO2
Đặc trưng của hiện tượng sương mù quang hóa là gì?
A. Hàm lượng O3 cao trong không khí.
C. Hàm lượng Cacbon cao trong không khí.
B. Hàm lượng Nito cao trong không khí.
A. Hàm lượng O3 cao trong không khí.
Nồng độ VOCs cao
C. > 500 ppm
A. < 500 ppm
B. = 500 ppm
C. > 500 ppm
Nguyên nhân tạo nên hiện tượng sương mù quang hóa là do?
B. Các loại khí độc, khí thải, khói, bụi mù, khí thải của động cơ, xe cơ giới,…
A. Độ ẩm trong không khí cao
C. Nhiệt độ giảm dần theo độ cao.
B. Các loại khí độc, khí thải, khói, bụi mù, khí thải của động cơ, xe cơ giới,…
Hiện tượng sương mù quang hóa nghiêm trọng hơn khi có:

C. Quá trình đảo nhiệt
A. Nhiệt độ tăng cao
B. Nhiệt độ hạ thấp
C. Quá trình đảo nhiệt
Hiện tượng sương mù quang hóa gây tác hại:
A. Đối với con người, động-thực vật và các vật chất.
C. Đối với sức khỏe, đời sống, hoạt động sản xuất của con người.
B. Đối với sức khỏe con người, động-thực vật.
A. Đối với con người, động-thực vật và các vật chất.
B. Các khu vực dân cư tập trung nhiều, trong các thung lũng.

Hiện tượng sương mù quang hóa thường xảy ra ở khu vực nào?
A. Các khu vực dân cư tập trung nhiều, nơi có địa hình cao.
C. Các khu vực dân cư thưa, trong các thung lũng
B. Các khu vực dân cư tập trung nhiều, trong các thung lũng.

m ơn thầy và các bạn đã theo dõi

Cám ơn cô và các bạn đã theo dõi!