Hậu quả của việc ô nhiễm môi trường khí thải đối với con người là vô cùng quan trọng. Nó chính là tác nhân chính khiến cho việc mắc bệnh đường hô hấp, ung thư đang ngày đang mạnh. Trong đó có rất nhiều người thắc mắc về “công thức tính tải lượng ô nhiễm khí thải”. Cùng Góc Yêu Bé tìm hiểu chi tiết về vấn đề này nhé. Xem thêm: Khí thải được hiểu là khí được phát sinh do sự đốt cháy của những nguyên liệu khí tự nhiên như xăng, dầu, hỗn hợp, nhiên liệu diesel, than đá… Theo như động cơ, khí thải được xả vào khí quyển đi qua ống khí thải, vòi phun hoặc ống xả, nó thường được phân tán theo chiều của gió. Hiện nay, lượng khí thải hàng năm trên thế giới đang ngày càng tăng cao, nó có rất nhiều khí thải khác nhau. Trong đó, có 3 loại khí thải phổ biến nhất là khí thải CFCs, khí thải CO2, khí thải NOX.Khí thải là gì?
Những nguồn phát sinh khí thải
Có rất nhiều nguồn phát sinh khí thải, tuy nhiên có một số nguồn chính như:
- Khí thải công nghiệp: Đây là nguồn khí thải đầu tiên từ ngành công nghiệp. Nó được thải ra từ những nhà máy thép, khí thải lò hơi đốt củi, khí thải lò gạch, khí thải ngành sản xuất tủ lạnh, luyện kim, khai thác dầu khí…
- Khí thải từ những phương tiện giao thông: Đây là nguồn phát sinh chủ yếu và nó có tác động rất lớn đến môi trường xung quanh chúng ta. Các phương tiện giao thông như xe máy, ô tô là nguyên nhân chủ yếu dẫn đến khí thải CO, VOC.
- Khi thải từ sinh hoạt: Nguồn khí thải này từ hoạt động sinh hoạt đời sống hàng ngày của con người, nó có thể là khí thải đốt rác sinh hoạt, những hoạt động đun nấu bằng than củi, than tổ ong, nhiên liệu hóa thạch… Tạo ra khí CO2.
- Khí thải từ nông nghiệp: Một nguồn phát sinh khí thải là hoạt động sản xuất nông nghiệp như đốt rừng làm nương rẫy, đốt rơm rạ, cỏ cây sau mỗi mùa thu hoạch. Nó sẽ chứa những khí thải độc hại như nito, metan, lưu huỳnh, cacbonic…
- Khí thải tự nhiên: Các hoạt động núi lửa phun trào, cháy rừng, các mỏ khí tự nhiên…
Những công thức tính tải lượng ô nhiễm khí thải từ nhiều nguồn
- Lượng không khí khô lý thuyết cần cho quá trình chảy có công thức là:
Vn = 0,089Cp + 0,264Hp – 0,0333 [Op – Sp] [Đơn vị m3 chuẩn/kgNL]
- Lượng không khí ẩm lý thuyết cần cho quá trình cháy [ở t = 28,60C, Φ = 83,6%, d = 30 g/kg]
V2 = [1 + 0,0016d]V0
- Lượng không khí ẩm thực tế với hệ số thừa trong không khí α = 1,2 – 1,6 chọn 1.5
V1 = αV2
- Lượng khí SO2 từ sản phẩm cháy
Vso2 = 0,683 x 10-2Sp
- Lượng khí CO từ sản phẩm cháy với hệ số cháy không hoàn toàn về hóa học và cơ học η [η = 0,01 – 0,05] chọn η = 0,03
VCO = 1,865 x 10-2 x η x Cp
- Lượng khí CO2 từ sản phẩm cháy
VCO2 = 1,853 x 10-2 [1 – η] x Cp
- Lượng hơi nước từ sản phẩm cháy
VH2O = 0,11Hp + 0,0124Wp + 0,0016 dV1
- Công thức tính lượng khí N2 từ sản phẩm cháy
VN2 = 0,8 x 10-2 x Np + 0,79 x V1
- Công thức tính lượng khí O2 trong không khí thừa
VO2 = 0,21 [α – 1] x V2
- Công thức tính lượng khí NO2 từ sản phẩm cháy [xem như NO2: ρNO2 = 2,054 kg/m3 chuẩn
+ Đối với nhiên liệu rắn công thức là: MNO2 = 3,953 x 10-k x [B x Qp]1.1k
+ Đối với nhiên liệu lỏng công thức là: MNO2 = 1,723 x 10-3 x B1.1k
- Công thức tính lưu lượng khói [SPC] ở điều kiện thực tế [tkhói = 1450C]
LT = [[VSPC.B]/3600] x [[273 + Tkhói]/273]
- Công thức tính tải lượng khí SO2 với ρSO2 = 2,926 kg/m3 chuẩn là:
MSO2 = [102 x VSO2 x B x ρSO2]/3600
- Công thức tính tải lượng khí CO với ρCO = 1,25 kg/m3 chuẩn
MCO = [102 x VCO x B x ρCO]/3600
- Công thức tính tải lượng khí CO2 với ρCO2 = 1,977 kg/m3 chuẩn
MCO2 = [102 x VCO2 x B x ρCO2]/3600
- Công thức tính tải lượng khí NO2
MNO2 = [102 x VCO2 x B x ρCO2]/3600
- Công thức tính tải lượng tro bụi với hệ số tro bay theo khói a = 0,1 – 0,85. Chọn a = 0,5
Mbụi = [10 x a x Ap x B]/3600
- Công thức tính nồng độ phát thải các chất ô nhiễm trong khói của khí
+ Khí SO2: MSO2 = MSO2/LT
+ Khí CO: MCO = MCO/LT
+ Khí CO2: MCO2 = MCO2/LT
+ Khí NOx: MNOx/LT
+ Bụi: Cbui = Mbui/LT
Hy vọng với những kiến thức chúng tôi chia sẻ ở trên sẽ giúp quý bạn đọc hiểu về ô nhiễm khí thải và có thể áp dụng công thức tính tải lượng ô nhiễm khí thải phù hợp nhất.
Góc Yêu Bé là cửa hàng đồ chơi dành cho trẻ em và chia sẻ những kiến thức thú vị liên quan Bỏ qua
AQI được tính toán cho từng thông số quan trắc khác nhau. Mỗi thông số sẽ xác định được một giá trị AQI cụ thể. Tại Việt Nam, các thông số thường được sử dụng có quy định trong QCVN 05:2013/BTNMT bao gồm: SO2, CO, NO2, O3, TSP, bụi thô [PM10], bụi mịn [PM2.5], Pb[chì].
Giá trị AQI được công bố là giá trị lớn nhất trong các giá trị AQI của mỗi thông số.
Cách tính của Tổng cục Môi trường.
1. Tính toán giá trị AQI theo giờ
a] Giá trị AQI theo giờ của từng thông số [AQIxh]
Giá trị AQI theo giờ của từng thông số được tính toán theo công thức sau đây:
TSx: Giá trị quan trắc trung bình 1 giờ của thông số X
QCx: Giá trị quy chuẩn trung bình 1 giờ của thông số X
Lưu ý: Đối với thông số PM10: do không có quy chuẩn trung bình 1 giờ, vì vậy lấy quy chuẩn của TSP trung bình 1 giờ thay thế cho PM10
AQIxh : Giá trị AQI theo giờ của thông số X [được làm tròn thành số nguyên].
b] Giá trị AQI theo giờ
Sau khi đã có giá trị AQIxh theo giờ của mỗi thông số, chọn giá trị AQI lớn nhất của 05 thông số trong cùng một thời gian [01 giờ] để lấy làm giá trị AQI theo giờ.
AQIh = max[AQIhx]
Trong 01 ngày, mỗi thông số có 24 giá trị trung bình 01 giờ, vì vậy, đối với mỗi thông số sẽ tính toán được 24 giá trị AQIxh giờ, tương ứng sẽ tính toán được 24 giá trị AQI theo giờ để đánh giá chất lượng môi trường không khí xung quanh và mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe con người theo giờ.
2. Tính toán giá trị AQI theo ngày
a] Giá trị AQI theo ngày của từng thông số
Đầu tiên tính giá trị trung gian là AQI trung bình 24 giờ của từng thông số theo công thức sau đây:
TSx: giá trị quan trắc trung bình 24 giờ của thông số X
QCx: giá trị quy chuẩn trung bình 24 giờ của thông số X
AQIx24: giá trị AQI tính bằng giá trị trung bình 24 giờ của thông số X [được làm tròn thành số nguyên].
Lưu ý: không tính giá trị AQI24hO3.
Giá trị AQI theo ngày của từng thông số được xác định là giá trị lớn nhất trong số các giá trị AQI theo giờ của thông số đó trong 01 ngày và giá trị AQI trung bình 24 giờ của thông số đó.
Lưu ý: Giá trị AQIdO3 = max[AQIhO3]
Trong đó AQIdx là giá trị AQI ngày của thông số X
b] Giá trị AQI theo ngày
Sau khi đã có các giá trị AQI theo ngày của mỗi thông số, giá trị AQI lớn nhất của các thông số đó được lấy làm giá AQI theo ngày của trạm quan trắc đó.
Sau khi tính toán được chỉ số chất lượng không khí, sử dụng bảng xác định giá trị AQI tương ứng với mức cảnh báo chất lượng không khí và mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe con người để so sánh, đánh giá, cụ thể như sau:
Ghi chú: Nhóm nhạy cảm bao gồm: trẻ em, người già và những người mắc bệnh hô hấp
Cách tính theo Cục Bảo vệ môi trường Mỹ EPA
Được sử dụng trên các trang web: www.airnow.gov, //aqicn.org/
Xây dựng được đồ thị quan hệ giữa nồng độ chất ô nhiễm và Chỉ số Chất lượng Không khí AQI dựa vào các nghiên cứu về ảnh hưởng của chất ô nhiễm đến sức khỏe.
Công thức:
Cách tính toán Cp
Bước 1: Xác định giá trị max và min trong bộ số liệu [12h gần nhất];
Bước 2: Xác định trọng số, trọng số có giá trị trong khoảng từ 0.5 – 1, nếu giá trị tính được < 0.5 thì sẽ nhận giá trị là 0.5.
Trọng số = min/max
Bước 3: Tính tổng các tích của nồng độ mỗi giờ với trọng số được nâng lên số mũ của bao nhiêu giờ trước nồng độ được đo [đối với giờ hiện tại, hệ số được nâng lên mức 0].
Bước 4: Chia tổng trên cho tổng của lũy thừa với số mũ như bước 3 của trọng số
Ví dụ:
Ta có một bảng dữ liệu được tại Đại sứ quán Mỹ tại Hà Nội được lấy trên airnow.org
- Bộ dữ liệu nồng độ PM2.5 trong 12h gần nhất của Airnow.
- Xử lí dữ liệu để được nồng độ tính toán
- Thay nồng độ vào công thức tính AQI PM2.5 của Mỹ ta được chỉ số AQI tại thời điểm đang xét.
- So sánh với bảng đánh giá để xác định chất lượng không khí.
Sau khi tính toán và xử lý ta được các giá trị sau:
Trọng số: 0.776
Nồng độ = 60.1 ug/m3
BP high = 150.4
BP low = 55.4
I high = 200
I low = 151
AQI = 153
Với AQI = 153, chất lượng không khí tại thời điểm tính toán [1:00 PM 13/3/2019] được coi là có không tốt cho sức khỏe. Ứng với màu đỏ trên thang đo về mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe.
Nhung Nguyễn