Bài giảng Kiểm soát môi trường không khí - Chương 2: Tác động của các chất ô nhiễm không khí - Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

Nội dung text: Bài giảng Kiểm soát môi trường không khí - Chương 2: Tác động của các chất ô nhiễm không khí - Huỳnh Ngọc Anh Tuấn

1. Tác động của các chất ô nhiễm không khí - Huỳnh Ngọc Anh Tuấn - ◼ Con người ◼ Động vật ◼ Thực vật ◼ Vật liệu
2. Đối với con người ◼ Tác động của chất ô nhiễm đối với cơ thể con người bằng con đường trực tiếp và gián tiếp. ◼ Chất ô nhiễm không khí tác động đến con người bằng con đường trực tiếp. ◼ Chất ô nhiễm thâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp. ◼ Mức độ tác động của chất ô nhiễm phụ thuộc: thời gian tiếp xúc (tác động), độ độc & nồng độ. ◼ Gồm 2 loại tác động: cấp tính và mãn tính. ◼ Cấp tính: nguy hiểm tức thời trong thời gian ngắn chịu tác động của chất ô nhiễm nồng độ cao. ◼ Mãn tính: chỉ biểu hiện rõ rệt sau khi chịu tác động ở nồng độ thấp → khó nhận biết.
3. Các cơ quan dễ bị tác động ◼ Mắt ◼ Hệ thống hô hấp Bộ máy hô hấp phía trên: khoang mũi, cuống họng, thanh quản, khí quản Bộ máy hộ hấp phía dưới: cuống phổi, phế quản, phế nang, các ống mao quản trong phổi. ◼ Da
4. ◼ Larynx: thanh quản ◼ Trachea: khí quản ◼ Bronchus: phế quản ◼ Bronchiole: nhánh cuống phổi nhỏ ◼ Rib: xương sườn ◼ Lung: phổi ◼ Alveoli: túi phổi ◼ Alveolus: phế nang ◼ Respiration: sự hô hấp ◼ Capillary: mao quản
5. Tác hại 1 số chất ÔNKK ◼ CO “EXPOSING THE INVISIBLE KILLER” Không màu, không mùi, không vị nhẹ hơn không khí Có ái lực với hemoglobin (Hb) mạnh gấp 210 → 240 lần so với O2 CO + HbO2 → COHb + O2 Cơ thể thiếu Oxi → quá trình hô hấp của mô bị phá hủy Dấu hiệu khi ngộ độc trầm trọng: ù tai, đau đầu, chóng mặt Ngộ độc CO mãn tính: ngực, phổi, tuyến giáp và tâm thần do hít thở không khí có CO (đường phố có mật độ xe cộ cao)
6. Hàm lượng COHb trong máu ◼ Trong cơ thể người có 5000ml máu, cứ 100ml máu chứa 20ml oxy. Nếu CO thay thế hoàn toàn oxy trong máu → máu bị bão hòa – hàm lượng COHb bằng 100%. ◼ Mức độ bão hòa máu là 50% thì trong máu phải chứa bao nhiêu CO? ◼ Nếu nồng độ CO trong không khí là 700ppm thì cần phải có một thể tích không khí để vận chuyển lượng khí CO trên là bao nhiêu? ◼ Nếu cường độ trao đổi không khí của phế nang là 3,5l/ph thì thời gian tiếp xúc là bao nhiêu để đạt mức bão hòa máu 50% như trên?
7. Tác hại 1 số chất ÔNKK (tt) ◼ SO2 Được tạo ra chủ yếu từ quá trình ôxy hoá khi đốt cháy các hỗn hợp có chứa S. SO2 là nguyên nhân gây ra các thảm hoạ ô nhiễm không khí tại các khu vực đông dân cư. SO2 là khí không màu và dễ tan trong nước. H2SO4 là một loại axít mạnh, đặc biệt hút ẩm rất mạnh. Kích thích niêm mạc mắt và tuyến hô hấp trên. Gây khản giọng, viêm phế quản, thay đổi thành phần của máu.
8. Nguồn phát thải SO2 ◼ Nguồn tự nhiên: Núi lửa và các quá trình tự nhiên khác Nguồn này phát thải lượng SO2 cân bằng với các quá trình tự nhiên ◼ Nguồn nhân tạo: Nguồn phát thải nhiều nhất Đốt nhiên liệu hoá thạch cho các hoạt động sống Hiện nay đã cấm sử dụng than hàm lượng S cao tại nhiều nước châu ÂU → nguồn quan trọng là giao thông và nhiệt điện Tại các nước đang phát tiển: phát sinh từ hoạt động nấu nướng và sưởi ấm (WHO,2005)
9. SO2 tác hại đến sức khỏe? Cách thâm nhập vào cơ thể: qua hoạt động hô hấp, hít vào. ◼ Phơi nhiễm trong thời gian ngắn (dưới 24 tiếng) Sẽ có những phản ứng xảy ra khi tiếp xúc ngay từ những phút đầu tiên hít phải. Những ảnh hưởng có thể là: - Làm giảm giá trị trung bình “MEAN” của FEV1 (lưu lượng thở ra ở giây thứ nhất” - Các triệu chứng: thở khò khè, thở ngắn Nếu tiếp xúc thêm sẽ không gây nên thêm kích thích Người bị hen nhạy cảm với SO2 hơn người thường (WHO,1999)
10. SO2 tác hại đến sức khỏe? (tt) ◼ Phơi nhiễm trên 24 giờ Ở mức phơi nhiễm thấp (không quá 125 μg/m3/ngày) có liên qua tới tử vong và cấp cứu bệnh viên (liên quan tới các bệnh đường hô hấp) (WHO,1999) ◼ Phơi nhiễm trong thời gian dài Những nghiên cứu tại châu Âu cho thấy mối liên quan giữa tỉ lệ hiện mắc các triệu chứng liên quan tới đường hô hấp với sự phơi nhiễm SO2 và bụi lơ lửng (WHO,1999) Mức SO2 thấp nhất có thể ảnh hưởng tới sức khoẻ (có thể quan sát được) là 100 μg/m3/năm (kết hợp với bụi lơ lửng SPM)
11. Nồng độ SO 2 Tác động đối với con người (ppm) 0,2 Nồng độ ở mức thấp nhất gây cơ thể phản ứng 0,3 Ngưỡng nhận biết vị 0,5 Ngưỡng nhận biết mùi 1,6 Ngưỡng cảm ứng nghịch 8 – 12 Kích thích, làm sưng tấy cổ họng 10 Kích thích, làm sưng tấy mắt 20 Ho lập tức
12. Tác hại 1 số chất ÔNKK (tt) ◼ NO2 Là loại Oxít nitơ liên quan tới sức khoẻ con người nhất Là khí có mùi hắc và màu nâu đỏ Là khí có tính oxy hoá cao, tác động với nước tạo axít nitric • Là khí rất quan trọng trong khí quyển: Hấp thụ bức xạ mặt trời và ảnh hưởng tới hiệu ứng nhà kính Giữ vai trò quan trọng đối với tầng Ozon Ảnh hưởng tới các loại động vật và con người Ảnh hưởng tới tầm nhìn trong khí quyển (WHO 2005)
13. Nguồn phát thải NO2 ◼ Tự nhiên Từ NO2 ở tầng Bình lưu, từ các hoạt động núi lửa, vi khuẩn ◼ Nhân tạo Là nguồn phát thải chính Từ các hoạt động của con người o Từ các quá trình đốt tại các nguồn cố định (nhiệt điện, sưởi ấm) o Từ các nguồn di động (giao thông vận tải) o Sản phẩm từ các nguồn trên chủ yếu là NO sau đó chuyển thành NO2
14. NO2 tác hại đến sức khỏe? ◼ Phơi nhiễm trong thời gian ngắn Thí nghiệm trên động vật: o Khi tiếp xúc hàm lượng ít hơn 1880μg/m3 sẽ không nhận thấy phản ứng Ở người khoẻ mạnh: triệu chứng suy giảm chức năng phổi khi tiếp xúc trên 4700μg/m3 trong vòng dưới 2 giờ Với những người có tiền sử bệnh phổi: tiếp xúc với NO2 tại một nồng độ thấp cũng làm giảm chức năng sống và ra tăng những phản ứng của đường thở
15. NO2 tác hại đến sức khỏe? (tt) ◼ Phơi nhiễm trong thời gian dài Nghiên cứu trên động vật phơi nhiễm NO2 trong vài tuần tới vài tháng với nồng độ dưới 1880μg/m3 thấy một loạt phản ứng từ phổi tới các cơ quan khác (gan, lá lách, máu) (WHO 1999) Một số nghiên cứu dịch tễ cho thấy: o Với mức ô nhiễm NO2 trong không khí 15 – 128 μg/m3 hay cao hơn trong vòng 2 tuần, nếu nồng 3 độ trong bình NO2 cứ tăng 28 μg/m thì nguy cơ mắc các bệnh liên quan tới hô hấp ở trẻ từ 5 – 12 tuổi tăng lên 20% (WHO 1999)
16. Amiăng (asbestos) What is Asbestos? Asbestos ore ◼ A group of naturally occurring minerals that can be separated into fibres ◼ Fibres are strong, durable and heat resistant, 30 million tons have been used in the UK ◼ Fibres are also long, thin and flexible and have been woven into cloth Fibre: sợi ; durable: bền; flexible: mềm, dễ uốn; weave – wove – woven: dệt Asbestos fibers
17. Uses of Asbestos ◼ Thermal system Asbestos insulated pipe in utility space insulation ◼ Surfacing materials ◼ Reinforcement of materials ◼ Fireproofing ◼ Acoustic and decorative plaster Asbestos “CAB” siding ◼ Textiles
18. Uses of Asbestos ◼ Friction materials (brakes, clutches, etc.) ◼ Asphalt and vinyl felts ◼ Papers and adhesives ◼ Flooring and roofing materials ◼ Filters, sealants, caulk, and gaskets
19. Asbestos is an Inhalation Hazard Airborne asbestos fibers inhaled deep into the lung can cause damage. ◼ Breathable fibers are deposited in the alveoli, the ending small air sacs in the lungs. Pleura ◼ Body’s defense mechanisms cannot break down the fibers. ◼ Fibers cause damage to respiratory system. ◼ Fibers may also travel to the pleura, the membrane lining the lungs. Alveoli Inhale: hít vào, nuốt vào; sac: túi; pleura: màng phổi; membrane lining: màng bọc
20. 1 số bệnh do ÔNKK ◼ Ung thư phổi Gây phá hoại các mô phổi Ô nhiễm không khí là nhân tố quan trọng nhất Các chất gây ung thư phổi: asen, amiăng, cadimi, crom ◼ Viêm phổi kinh niên Gây thu hẹp đường kính phế quản → khả năng phân phối khí trong phổi bị ngăn trở. Đặc điểm: ho liên tục 3 tháng/năm và liên tục trong 2 năm ◼ Khí thủng phổi (emphysema) Các mô phổi quanh các ống dẫn khí nhỏ bị phá hủy → các ống dẫn khí không thể giữ hình dạng cố định của chúng khi thở ra. ◼ Bệnh hen suyễn Thu hẹp các đường ống phân phối khí trong phổi
21. Đối với động vật ◼ Chất ÔNKK thâm nhập vào cơ thể động vật bằng 2 con đường: Hô hấp do hít thở không khí ô nhiễm Con đường tiêu hóa do ăn cỏ, lá cây bị nhiễm độc ◼ Tác động của một số chất: Khí SO2: Tổn thương lớp mô trên cùng của bộ máy hô hấp, gây bệnh khí thủng và suy tim. Khí CO: là giảm khả năng trao đổi vận chuyển Oxy của hồng cầu trong máu. Khí HF: gây viêm khí quản, viêm phổi ở các loài chuột lang và thỏ. Bò, cừu ăn cỏ chứa các hợp chất của flo thường bị hỏng răng
22. Đối với thực vật ◼ Quá trình sinh hóa của thực vật: Quang hợp: quá trình tạo ra các huydrocacbon đơn như glucozơ trong lá xanh do các hạt diệp lục. 6CO2 + 6H2O + 672 kcal (bức xạ mặt trời) → C6H12O6 + O2 → Cây tăng trưởng và hình thành chất dưỡng dự trữ Hô hấp: quá trình oxy hóa và phân giải các hợp chất hữu cơ C6H12O6 +O2 → 6CO2 +6H2O + năng lượng → Năng lượng giải phóng cung cấp cho hoạt động của tế bào thực vật. Thoát hơi nước: diễn ra tại các nang chứa không khí trong lá cây dưới tác động của ánh sáng Mặt Trời và được điều tiết bởi chất nguyên sinh.
23. Đối với thực vật (tt) ◼ Ảnh hưởng của chất ÔNKK tới quá trình sinh hóa của thực vật: Tốc độ tăng trưởng: cây chậm lớn do quá trình quang hợp và hô hấp bị hạn chế. Hiện tượng vàng lá úa hoặc bạc màu: quá trình quang hợp bị kìm hãm → không tổng hợp được chất diệp lục để nuôi cây → chất diệp lục tích trữ bị tiêu hao nhanh Chết cây từng bộ phận hoặc chết toàn bộ: các phản ứng thuận nghịch trong tế bào và trong các mô không xảy ra được. VD: Khí SO2 thâm nhập vào các mô của cây và kết hợp với hơi nước tạo thành H2SO3 gây tổn thương màng tế bào và làm suy giảm khả năng quang hợp. Cây chậm lớn, vàng úa lá rồi chết.
24. Nồng độ SO 2 Tác động đối với thực vật (mg/m3) 1,04 – 1,82 Thực vật mẫn cảm với thương tích 1,82 – 5,2 Thực vật bị ngộ độc mãn tính 5,2 – 26,0 Giống cây lá kim và cây lá bị ngộ độc cấp tính. Chúng sẽ chết khi tác động kéo dài hay lặp lại 26,0 Cây lá kim chết trong vài giờ
25. Đối với vật liệu ◼ Kim loại: khí SO2 là tác nhân gây han gỉ rất mạnh đối với kim loại ◼ Vật liệu xây dựng: CO2, SO2 tác hại vật liệu có nguồn gốc đá vôi CaCO3 + SO2 = CaSO3 + CO2 CaSO3 + ½ O2 = CaSO4 CaCO3 + CO2 +H2O = Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 + SO2 + ½ O2 = CaSO4 + 2 CO2 + H2O ◼ Đối với vật liệu sơn ◼ Đối với vật liệu dệt ◼