Không khí và sự ô nhiễm không khí

Số liệu tại Bảng 1 cho thấy, ngoài các thành phần khí chính của khí quyển bao gồm N2, O2 và Ar, các chất khí còn lại trong đó có các khí ô nhiễm chỉ chiếm 0,1% thể tích. Như vậy tất cả những vấn đề ô nhiễm không khí hiện nay chỉ nằm trong khoảng thay đổi rất nhỏ của khí quyển. Tuy nhiên, những thay đổi này cũng đã đủ gây ra các tác hại vô cùng to lớn cho loài người.

Ô nhiễm không khí là sự thay đổ i thành phầ n ( đị nh tính hoặ c/và đị nh l ượng) củ a không khí mà có thể hoặc có xu hướng gây hại cho đời sống con người, động thực vật, tài sản và có thể cả thẩm mỹ.

Các dạng ô nhiễm không khí

1. Các chất ô nhiễm dạng bụi

Bụi là một hệ phân tán trong đó môi trường phân tán là khí và pha phân tán là các hạt rắn hoặc lỏng hoặc nửa rắn nửa lỏng có kích thước nằm trong khoảng từ kích thước đơn phân tử đến 500
pm.

• Bụi lắng: Hạt bụi có đường kính khí động học lớn hơn 100 pm
• Bụi lơ lửng (SPM): hạt bụi có đường kính khí động học nhỏ hơn 100 pm.
• Bụi PM10: hạt bụi có đường kính khí động học nhỏ hơn 10 pm.
• Bụi PM2,5: hạt bụi có đường kính khí động học nhỏ hơn 2,5 pm.

1. Các chất ô nhiễm dạng khí

- SO2
SO2 là chất khí không màu, được hình thành chủ yếu do quá trình cháy các nhiên liệu có chứa lưu huỳnh như than đá, một số loại dầu, hoặc các loại khí thải công nghiệp có chứa lưu huỳnh. Sau khi được phát thải vào khí quyển, SO2 tham gia các phản ứng quang hóa tạo ra axit sunfuric và các hợp chất sunfat vô cơ và hữu cơ trong bụi.
- CO
CO là chất ô nhiễm không khí được hình thành do quá trình cháy không hoàn toàn của nhiên liệu và các hợp chất hữu cơ.
- NOx
NOx bao gồm NO và NO2. Hai khí này có thể được phát thải từ quá trình cháy tất cả các loại nhiên liệu có nguồn O2 từ không khí. Ngoài ra hai khí này cũng được phát thải từ quá trình sản xuất axit nitric và các quá trình công nghiệp có phát sinh hoặc sử dụng axit nitric.
NO là chất khí không màu và không hòa tan trong nước. NO2 có thể hòa tan một phần trong nước và có màu nâu hơi đỏ. Màu nâu đỏ của NO2 là nguyên nhân khiến cho khói mù quang hóa ở các đô thị có màu nâu nhạt.
Có 3 cơ chế hình thành NO (NO và một phần nhỏ NO2) trong quá trình cháy là NO nhiệt, NO tức thì và NO nhiên liệu. Trong đó NO nhiệt sẽ tăng cao và tương quan đồng biến với nhiệt độ cháy khi nhiệt độ cháy cao hơn 1200 ^oC. Việc kiểm soát NO do đó, nên tập trung vào việc kiểm soát quá trình cháy.
- Ozon (O3)
O3 trong tầng bình lưu có vai trò quan trọng trong việc ngăn ngừa các tia cực tím có hại cho sự sống của trái đất. Tuy nhiên O3 trong tầng đối lưu lại là khí ô nhiễm. O3 là chất oxy hóa được hình thành trong tầng đối lưu do phản ứng quang hóa của các hợp chất NO_x, VOCs... Do O₃ là các chất ô nhiễm thứ cấp nên việc kiểm soát O3 được thực hiện dựa trên việc kiểm soát các tiền chất của chúng.
- VOCs và các hợp chất hữu cơ khác
VOCs là hợp chất hữu cơ bay hơi. VOCs có thể được định nghĩa cụ thể hơn dựa vào nhiệt độ sôi: Theo định nghĩa của Ủy ban Châu Âu: VOCs là bất cứ chất hữu cơ nào có nhiệt độ sôi nhỏ hơn hoặc bằng 250 ^oC ở điều kiện áp suất tiêu chuẩn.
Hoa Kỳ kiểm soát VOCs trong không khí xung quanh chủ yếu nhằm kiểm soát việc hình thành O3 từ các phản ứng quang hóa. Do đó, tổng cục môi trường Mỹ đưa ra một danh sách các chất hữu cơ không được phân loại là VOCs vì phản ứng quang hóa của các chất này ở mức độ không đáng kể, ví dụ: Metan, etan, CFCs, CHFCs.
Nguồn phát thải VOCs chính tại các nước đã phát triển là quá trình bay hơi của các dung môi trong công nghiệp, bao gồm: quá trình xử lý bề mặt, sơn, quá trình phân phối xăng và quá trình sản xuất tổng hợp các hợp chất hữu cơ.
Một số nghiên cứu tại Việt Nam đã chỉ ra là hàm lượng benzen, toluen, etylbenzen, xylen (BTEX), các hợp chất hữu cơ đa vòng giáp cạnh PAHs trong không khí xung quanh tại các đô thị tương đối cao. Nguồn chính của BTEX là từ hoạt động giao thông, phân phối, lưu trữ xăng. Nguồn chính của PAHs là từ các quá trình cháy không hoàn toàn các hợp chất hữu cơ.

Ô nhiễm không khí có thể được phân loại theo nguồn gốc sinh ra như sau:
a. Nguồn tự nhiên

STT	Nguồn	Chất ô nhiễm
1	Hoạt động của núi lửa	Bụi, SO2
2	Cháy rừng	Bụi, CO, CO2, NOx
3	Bão cát	Bụi
4	Thực vật (sống)	Hyđrocacbon, phấn hoa
5	Thực, động vật (thối rữa):	CH4, H2S
6	Đất	Virut, bụi
7	Đại dương	Bụi muối, v.v...
8	Các nguồn khác

Chất ô nhiễm	Mức độ phát thải (% khối lượng trên tổng số)
	Nguồn tự nhiên	Nguồn do con người
Bụi	89	11
SO2	50	50
CO	91	9
NO2	-	Chủ yếu
HC	84	16

 
Bảng 3 cho thấy đối với hầu hết các chất ô nhiễm nhiễm chính trừ NO2, nguồn tự nhiên lớn hơn về khối tượng tuyệt đối. Tuy nhiên, nguồn do con người sinh ra có mức độ nguy hiểm hơn (có tác hại lớn hơn) nguồn tự nhiên.

b. Nguồn do con người
Các nguồn chính gây ô nhiễm bao gồm: Hoạt động giao thông vận tải, hoạt động sản xuất công nghiệp, hoạt động xây dựng, hoạt động sinh hoạt dân sinh, hoạt động nông nghiệp và làng nghề, xử lý chất thải. Số liệu các phát thải của một số nguồn ô nhiễm chính tại Hà Nội năm 2005 được trình bày ở Bảng 4.

Nguồn	PM10	SO2	NOx
Hộ gia đình	1.099	358	307
Các cửa hàng	1.261	263	220
Công nghiệp	6.665	1.407	1.919
Lò đốt công nghiệp	338	-	-
Hoạt động của các phương tiện giao thông	4.322	1.869	24.537
Bụi cuốn từ đường không lát	3.120	-	-
Bụi cuốn từ đường đã lát	3.036	-	-
Sản xuất gạch	1.817	466	390
Đốt rác	1.800	-	-
Lò đốt rác y tế	37	-	-
Tổng cộng	23.496	4363	27.373