Chương I: Giới thiệu về ô nhiễm không khí và không khí
Câu 1: Thế nào là không khí sạch? Không khí khô? Vai trò của hơi nước
Trả lời:
· Không khí sạch là không khí thuận lợi và tiện nghi cho con người và các loài sinh vật khác sử dụng.
· Không khí khô là không khí có chứa các thành phần khí như Nito,Oxy(chủ yếu),..mà trong đó không có chứa hơi nước
· Vai trò của hơi nước:
- Tạo độ ẩm không khí,điều hòa không khí
- Nhân tố hình thành gây mưa
- Thành phần các khí gây hiệu ứng nhà kính
- Ảnh hưởng rất lớn đến vấn đề ô nhiễm môi trường,là môi trường tạo nên phản ứng hóa học giữa các chất ô nhiễm với nhau đặc biệt là các chất khí có tính “háo nước” dễ tạo thành các axit,đây là nguyên nhân tạo nên các trận mưa axit mà chúng ta thường nhắc đến.
Câu 2: Thế nào là không khí ô nhiễm?
Không khí ô nhiễm là không khí mà ngoài bao gồm các thành phần chính còn có chứa bất kì một chất nào ở dạng rắn,lỏng,khí(được thải vào môi trường khí) với nồng độ vừa đủ gây ảnh hưởng tới sức khỏe con người, gây ảnh hưởng xấu đến sự sinh trưởng phát triển của động thực vật,phá hủy vật liệu,làm giảm cảnh quan môi trường.
Câu 3: Trình bày hệ thống ô nhiễm trong khí quyển?
Câu 4: Các loại nguồn gây ô nhiễm.
· Nguồn tự nhiê n: bao gồm các quá trình tự nhiên như động đất,núi lửa,bão cát sa mạc,cháy
rừng,sóng thần,dịch phấn hoa và quá trình thối giữa của động thực vật
· Nguồn nhân tạo: phát sinh từ quá trình hoạt động công nghiệp(khí thỉa ống khói),giao thông vận tải(khí thải từ xe cộ),nông nghiệp,dịch vụ thương mại,phá rừng,hoạt động do chiến tranh gây ra,..
Câu 5: Phân loại nguồn ô nhiễm không khí.
· Dựa vào nguồn gốc phát sinh
- Nguồn tự nhiên: khí thoát ra từ các hoạt động tự nhiên:núi lửa,đongk đất,bụi tạo thành do bão cát,…
- Nguồn nhân tạo: nguồn ô nhiễm do con người tạo nên,bao gồm
+ nguồn cố định: nguồn từ quá trình đốt khí thiên nhiên,đốt dầu,đốt củi,…;các nhà máy công nghiệp
+ nguồn di động: khí thải từ các quá trình giao thông như khí thải xe cô,máy bay,tàu hỏa,..
· Dựa vào tính chất hoạt động:
- Ô nhiễm do quá trình sản xuất:công nghiệp,nông nghiệp,tiểu thủ công nghiệp
- Ô nhiễm di giao thông vận tải:
- Ô nhiễm do sinh hoạt: quá trình sử dụng nhiên liệu để đun nấu,thắp sang
- Ô nhiễm do quá trình tự nhiên:sự phân hủy các chất hữu cơ do vsv gây nên mùi hôi,bão cát,phấn hoa,núi lửa,động đất,..
· Dựa vào bố trí hình học:có thể chia làm 3 nhóm:
- Điểm ô nhiễm: ống khói nhà máy,thiết bị sản xuất cụ thể
- Đường ô nhiễm: các quá trình hoạt động của các phương tiện giao thông vận tải
- Vùng ô nhiễm: khu chăn nuôi, khu tập trung nhiều nhà máy(KCN)
Các cách phân loại trên chỉ mang tính chất tương đối.
Câu 5: Phân loại chất ô nhiễm không khí.
· Dựa vào hoạt động sử dụng nguyên vật liệu:
- Ô nhiễm từ quá trình đốt;
- Ô nhiễm sinh ra từ quá trình công nghệ khác nhau;
· Dựa vào nguồn gốc phát sinh:
- Ô nhiễm sơ cấp: trực tiếp từ nguồn ô nhiễm: Sox, NOx ,bụi,…
- Ô nhiễm thứ cấp: từ ô nhiễm sơ cấp: H2SO4, HNO3
· Tính chất vật lí: rắn: bụi; khí: hơi khí độc; lỏng: hơi dung môi.
Câu 6: Khái niệm và phân loại bụi.
· Khái niệm: Bụi là một tập hợp nhiều hạt,có kích thước nhỏ bé,tồn tại lâu trong không khí dưới dạn bụi bay,bụi lắng và các hệ thống khí dung nhiều pha gồm hơi,khói,mù.
Bụi bay có kích thước 0,001-10µm bao gồm tro,muội,khói và những hạt rắn được nghiền nhỏ, chuyển động theo kiểu Brao hoặc rơi xuống đất với vận tôc không đổi theo định luật stock
Bụi lắng có kích thước >10 µm,thường rơi nhanh xuống đất theo định luật Niutơn với tốc độ tăng dần.
· Phân loại bụi
- Theo nguồn gốc:
+ Bụi tự nhiên
+Bụi thực vật
+ Bụi động vật
+ Bụi nhân tạo
+ Bụi kim loại
+ Bụi hỗn hấp
· Theo kích thước hạt bụi:
- D>10µm:gọi là bụi
- D=10-0,1µm:gọi là sương mù
- D<0,1µm gọi là khói
· Theo tác hại
- Bụi nhiễm độc chung
- Bụi gây dị ứng viêm mũi,hen,nổi ban
- Bụi gây ung thư
- Bụi gây xơ hóa phổi
Câu 7 : Tính chất bụi
· Tính phân tán : là trạng thái của bụi trong kk, phụ thuộc vào trọng lượng hạt bụi và sức cản kk
· Tính nhiễm điện của hạt bụi
· Tính cháy nổ : bụi càng nhỏ,diện tích tiếp xúc oxy càng lớn thì tính hóa học càng mạnh và dễ bốc cháy,dễ gây nổ
· Tính lắng bụi do nhiệt
- Nếu cho khói chuyển động từ một ống có nhiệt độ cao sang ống có nhiệt độ thấp hơn rất nhiều sẽ có hiện tượng phần lớn khói lắng đọng trên ống lạnh hơn.
- Hiện tượng này là do sự trầm lắng của các hạt do sự giảm tốc độ chuyển động của các hạt khí theo nhiệt độ.
Câu 8 : Nguồn gốc gây ô nhiễm khí độc ?lấy ví dụ
· O nhiễm do quá trình đốt : quá trình nấu ăn do đốt củi,than,gas.
· O nhiễm do giao thông vận tải: xe cô :xe máy,ô tô thải ra các khí khi hoạt động do sử dụng các loại nhiên liệu:xăng,mazut,..
· O nhiễm do hoạt động sản xuất công nghiệp : các bụi quặng từ nhà máy chế biến,luyện kim
· O nhiễm do hoạt động sản xuất nông nghiệp :việc phun thuốc trừ sâu sẽ phát tán vào trong kk
· O nhiễm do các chất khí vô cơ : hợp chất sulfur :sulfur dioxit(SO2,SO3) và H2S
· Ô nhiễm do chất khí hữu cơ:hydrocacbon nguồn gốc chủ yếu từ sản xuất dầu mỏ
Câu 9: nguồn gây ô nhiễm mùi hôi,đặc điểm
· Nguồn gốc:
- Hoạt động sản xuất công nghiệp,tiểu thủ công nghiệp:sản xuất giấy,dệt nhuộm, thuốc trừ sâu,phân bón
- Trong nông nghiệp: chăn nuôi gia súc,gia cầm
- Dịch vụ thương mại:chợ,cửa hang bán lương thực thực phẩm
- Trong gtvt: mùi xăng
· Đặc điểm:
- Đều là các loại hơi khí độc
- Các chất gây mùi đều phát sinh từ chất tự nhiên và hầu hết các hoạt động xã hội
Câu 10: Nguồn gây ô nhiễm do nhiệt
· Nhiệt sinh ra từ quá trình đốt cháy các loại nhiên liệu: dầu, than đá, củi
· Nhiệt sinh ra từ các quá trình công nghệ sản xuất:các lò nung,các quá trình sấy, từ các máy móc thiết bị, đèn chiếu sang, …
· Nhiệt truyền qua các kết cấu công trình:mái nhà,tường nhà,nền nhà vào bên trong công trình
Câu 11: Hiện tượng nghịch đảo nhiệt là gì? Vẽ sơ đồ minh họa và lấy ví dụ trong thực tế:
Chương II: Sự biến đổi chất trong ô nhiễm khí quyển
Câu 1: trình bày cấu trúc bầu khí quyển theo độ cao. Tầng nào của bầu khí quyển có vai trò bảo vệ con người khỏi tia cực tím?Tại sao?
· Cấu trúc bầu khí quyển theo độ cao:
- 0-15km: tầng đối lưu: hệ thống thời tiết hoạt động và quyết định khí hậu trên bề mặt trái đất
- Lớp ranh giới: phần thấp nhất của tầng đối lưu:chịu tác động hằng ngày bởi các hoạt động xảy ra trên trái đất
- Tầng bình lưu:độ cao 10-50km:ổn định, không khí chuyển động thẳng đứng rất chậm,chứa lớp ozon
- Tầng trung lưu: độ cao 50-90km :khu vực có nhiệt độ cực lớn,có sự chuyển động mạnh mẽ trong khí quyển trên quy mô không gian lớn
- Tầng nhiệt lưu(phía trên tang trung lưu) có nhiệt độ tăng lên rất nhanh và các khí N2,o2 bị phân tách thành nguyên tử,áp suất giảm xuống rất thấp.
- Tầng ngoại quyển:nằm ngoài cùng bầu khí quyển
· Tầng bình lưu của khí quyển có vai trò bảo vệ con người khỏi tia cực tím(UV)bởi chứa ozon có tác dụng hấp thụ bức xạ tử ngoại UV của mặt trời.
O3 + hv à O2 + O
Câu 2: Cơ chế và đo đạc quá trình sa lắng khô.
· Cơ chế: gồm 2 giai đoạn chính:
- Giai đoạn dịch chuyển: là quá trình dịch chuyển các chất tới bề mặt
- Giai đoạn hấp phụ: là quá trình hấp phụ các chất trên bề mặt
· Đo đạc quá trình sa lắng:
Quá trình đo đạc số lượng các chất ô nhiễm được thanh lọc do cơ chế sa lắng khô được tiến hành qua 2 giai đoạn:
(1) Đo tốc độ sa lắng khô SO2
(2) Đo nồng độ SO2 trong khí quyển
Tích của 2 giá trị này là số lượng các chất ô nhiễm được thanh lọc do cơ chế sa lắng khô
4 phương pháp chính để đo tốc độ sa lắng khô SO2
- Phương pháp gradient nồng độ:
F = -k(z) dx/dz
F: dòng vật chất rơi xuống mặt đất
X: nồng độ SO2
Z: chiều cao trên mặt đất
Phương pháp này không thể dùng để đo tốc độ sa lắng trên địa hình không đồng nhất như bờ ao, cây cối, bờ rào, bờ dậu
- Phương pháp đánh dấu: dùng đồng vị phóng xạ đánh dấu SO2, để đánh giá mức độ sa lắng trên diện tích đã biết phù hợp trong phòng thí nghiệm.
- Phương pháp cân bằng khối lượng: đo tốc độ SO2 từ không khí trong cùng một hệ kín hoặc sự tích tụ S trong cây cối khi so sánh với mẫu đối chứng phòng thí nghiệm
- Phương pháp tương quan xoắn: phụ thuộc việc đo đạc đồng thời nồng độ và thành phần thẳng đứng của tốc độ gió(w).
E = W hoặc F = W’ + W à dòng vật chất do chuyển động trung bình.
Câu 4: cơ chế và đo đạc sa lắng ướt
· Cơ chế:
Là quá trình rơi các chất ô nhiễm xuống mặt đất nhờ các hạt nnuowcs mưa trong thời gian mưa
Có 5 cơ chế chính được giả thiết đã tham gia vào quá trình sa lắng ướt như sau- theo trình tự giảm dần về tỉ lệ đóng góp:
- Tạo thành hạt nhân ngưng tụ mây
- Hòa tan và oxy hóa các chất khí
- Khuếch tán brown
- Khuếch tán xuyên
· Đo đạc sa lắng ướt: thực hiện bằng cách lấy mẫu và phân tích nước mưa
Lưu ý: cần nắm rõ các nguyên nhân gây sai số của phân tích nước để giảm tối đa sai số trong khả năng có thể.
Câu 5: sự quang hóa là gì? Lấy ví dụ. Định nghĩa khái niệm tần suất quang hóa.
· Sự quang hóa là quá trình gây nên hoặc kích thích phản ứng hóa học do bức xạ mặt trời, có vai trò chủ yếu trong việ hình thành các chất hóa học trong bầu khí quyển, tạo ra các nguyên tử và gốc hoạt động mạnh/
· Ví dụ : phản ứng quan hóa của NO2 :
NO2 + hv à NO + O(3P)
· Tần suất quang hóa hay tốc độ quang hóa là sự giảm đi theo thời gian số lượng phân tử tham gia phản ứng quang hóa.
Câu 6 : Sự ô nhiễm ozon trong tầng đối lưu diễn ra như thế nào ? hãy giải thích quá trình hình thành và phân ly của ozon ở tần đối lưu.
· Ozon là khí ô nhiễm thứ cấp sinh ra nhờ quang hóa,góp một phần trong quá trình hình thành NO2 :
NO2 + hv à NO + O
O + O2 + (M) à O3 + (M)
O3 + NO à NO2 + O2 (*)
Nếu sự biến đổi NOà NO2(*) không thông qua ozon mà qua một số hợp chất khác thì sự tích tụ ozon sẽ xảy ra và gây ô nhiễm ozon tầng đối lưu:
RH + OH à ROO- + H2O
ROO- + NO à NO2 + RO
RO + O2 à Aldehyde + HOO
HOO + NO à NO2 + OH
Câu 7: Khả năng oxi hóa của bầu khí quyển là gì? Hãy trình bày nguồn gốc và vai trò của gốc Hydroxyl(OH).
· Khả năng oxi hóa của bầu khí quyển được quyết định bằng tổng hàm lượng O3, OH và H2O2.
· Nhân tố gây ảnh hưởng nhiều nhất tới các phản ứng oxy hóa trong bầu khí quyển là gốc OH. OH được sinh ra theo các nguồn:
- Sinh ra từ NO : HOO + NO à NO2 + OH
- Sinh ra nhờ sự quan hóa tử ngoại ozon:
O3 + hv(λ<340nm) à O(1D) + O2(1Δg)
O(1D) + H2O à OH + OH
· 2 đặc điểm quan trọng của OH khiến OH trở thành thành phần hóa học quan trọng của khí quyển là: phản ứng sẵn có của OH và hàm lượng tương đối cao.
Vai trò chính của OH là oxy hóa CH4 và CO ở điều kiện thiếu NOx
OH + CO à H + CO2
H + O2 + M à HO2 + M
OH + CH4 àCH3 + H2O
CH3 + O2 + M à CH3O2 + M
Câu 8: Nêu khái niệm và giải thích trạng thái quang hóa ổn định.
Trạng thái quang hóa ổn định thể hiện vai trò của ozon trong việc tái tạo NO2 bằng tỉ lệ (phi)
(phi)=1 khi O3 là chất oxy hóa duy nhất tham gia phản ứng NOàNO2
NO2 + hv à NO + O
O + O2 + M àO3 +M
O3 + NO à NO2 + O2
Câu 10: Những chất có vai trò chính trong quá trình oxy hóa trong bầu khí quyển ban đêm? Giải thích và nêu hệ quả của quá trình đó.
· Chất có vai trò chính trong quá trình oxy hóa trong bầu khí quyển ban đêm là gốc nitrat NO3 được tạo bởi quá trình oxy hóa tương đối chậm của NO2 nhờ O3
o NO2 + O3 à O2 + NO3
Vào ban đêm, NO3 là chất oxy hóa quan trọng giúp tạo ra axit HNO3 khi pản ứng với VOCs và các hợp chất hữu cơ khác
NO3 + RH à HNO3 + R
Hoặc thông qua việc tạo thành N2O5
NO3 + NO2 + M à N2O5 + M
N2O5 + H2O à HNO3 là axit nguy hiểm đến môi trường và con người
NO3 với đặc tính oxy hóa mạnh có khả năng tạo ra một số hợp chất hữu cơ chứa oxy nguy hiểm, và các gốc oxy hóa khác như HOx và RO2.
Câu 11: Trình bày cơ chế và nêu ảnh hưởng của mưa axit trong bầu khí quyển.
· Cơ chế hình thành mưa axit:
Trong bầu khí quyển luôn tồn tại hàm lượng lớn các khí NOx, và SO2(dạng tồn tại chính của S trong khí quyển sinh ra từ hoạt động đốt nhiên liệu hóa thạch va hoạt động núi lửa, cây cối, đất đá hoặc hoạt động sv đại dương).
Bên cạnh đó, bầu khí quyển luôn sẵn hơi nước và các chất oxi hóa, H2SO4, HNO3 được hình thành và di chuyển theo các đám
SO2 + OH + M à HSO3 + M
HSO3 + O2 à HO2 + SO3
SO3 + H2O à H2SO4
Tương tự: NOx + H2O à HNO3
2 axit H2SO4 và HNO3 theo nước mưa rơi xuống mặt đất tạo thành mưa axit.
· ảnh hưởng của mưa axit: môi trường đất, nước, hệ thực vật, hệ thủy sinh, công trình nhân tạo.
Câu 12: Vụ nổ Brom là gì? Giải thích cơ chế của vụ nổ Brom.
· Vụ nổ brom: là cơ chế tự giải phóng halogen trong đó 1 phân tử BrO hoạt động mạnh được chuyển thành 2 phân tử BrO nhờ pản ứng oxy hóa brom từ một bề mặt thích hợp và chỉ xảy ra ở vùng biển có độ pH < 6,5(độ axit cao). Hiện tượng này đi kèm tiêu hủy ozon trong tần đối lưu:
BrO + O3 + (Br-)aq + (H+)aq à 2BrO + pr
· Giải thích cơ chế : trình tự các p , hản ứng thành phần như sau :
Ban đầu Brom được tọa ra chủ yếu bởi sự giải phóng một số chất như IBr, ICl, Br2, và BrCl từ sol muối biển do phản ứng với axit hypohalous(HOX)
HOBr + (Br-)aq + H+ à Br2 + H2O
Br2 được tạo ra nhanh chóng bị quang hóa, tạo thành các nguyên tử brom có thể bị O3, oxy hóa thành BrO
Br2 + hv à Br + Br
BrX + hv à Br + X
Br + O3 à BrO + O2
BrO phản ứng với HO2 để tạo thành HOBr
Chương 3: Phát tán chất ô nhiễm trong khí quyển
Câu 1: Trình bày những yếu tố về nguồn thải có ảnh hưởng tới quá trình phát tán chất ô nhiễm.
· Tải lượng chất ô nhiễm: là khối lượng chất ô nhiễm thải ra ngoài khí quyển.
Tải lượng chất ô nhiễm càng lớn à chất ô nhiễm thải ra khí quyển càng nhiều à mức độ ô nhiễm càng tăng.
· Tốc độ của khí thải: Vận tốc của khí thải trước khi thoát ra khỏi nguồn.
Vận tốc khí thải càng lớn à phát tán chất ô nhiễm càng xa.
· Nhiệt độ của khí thải: nhiệt độ khí thải trong ống khói trước khi thoát ra ngoài khí quyển.
Nhiệt độ khí thải càng lớnàchệnh lệch nhiệt độ và áp suất giữa khí thải và kk bên ngoài càng lớnàthúc đẩy quá trình phát tán càng xa.
· Chiều cao của nguồn: chiều cao tính từ mặt đất đến đỉnh ống khói
Chiều cao của nguồn càng lớn thì chất ô nhiễm phát tán càng xa.
· Đường kính của nguồn: là đường kính trong của ống khói.
·
Đường kính ống khói càng nhỏà tốc độ khí thải càng lớnà quá trình phát tán càng xa.
· Bản chất của khí thải: là các tính chất vật lí, hóa học của chất gây ô nhiễm.
Chất khí thường phát tán xa hơn chất lỏng
Chất có trọng lượng lớn thì dễ sa lắng khô,sa lắng ướt va phát tán gần.
Câu 2: Trình Các yếu tố về khí tượng có ảnh hưởng tới quát trình phát tán chất ô nhiễm.
· Tốc độ gió: tốc độ chuyển động của không khí trong khí quyển do chệnh lệch áp suất của không khí.
· Độ ẩm của không khí: là lượng hơi nước chứa trong không khí.
· Bức xạ mặt trời và độ che phủ.
· Nhiệt độ không khí: là đại lượng biểu thị mức độ nóng hay lạnh của không khí
Bạn đang đọc truyện trên: Truyen2U.Pro