Điểm tên các chất nguy hại gây ô nhiễm không khí

Ô nhiễm không khí là tình trạng trong bầu không khí xuất hiện nhiều chất khác nhau như , chất rắn hoặc sol khí lỏng phân tán mịn với tốc độ vượt quá khả năng tự nhiên của môi trường để phân tán và pha loãng hoặc hấp thụ chúng. Những chất này có thể đạt đến nồng độ trong không khí gây ra những ảnh hưởng không mong muốn đến sức khỏe, kinh tế hoặc thẩm mỹ.

Các chất gây ô nhiễm không khí chính

Tiêu chí chất ô nhiễm

Không khí bao gồm chủ yếu là nitơ và oxy tương ứng với 78% và 21%. 1% còn lại là hỗn hợp của các khí khác, chủ yếu là argon (0,9%), cùng với một lượng nhỏ (rất nhỏ) carbon dioxide , mêtan , hydro , heli , và nhiều hơn nữa. Hơi nước cũng là một

Các chất gây ô nhiễm không khí được quan tâm hàng đầu trong môi trường đô thị bao gồm lưu huỳnh điôxít , nitơ điôxít và cacbon monoxit ; chúng được thải trực tiếp vào không khí từ các nhiên liệu hóa thạch như dầu nhiên liệu , xăng và khí đốt tự nhiên được đốt trong các nhà máy điện, ô tô và các nguồn đốt khác. Ôzôn (một thành phần chính của khói) cũng là một chất ô nhiễm ở thể khí; nó hình thành trong khí quyển thông qua các phản ứng hóa học phức tạp xảy ra giữa nitơ đioxit và các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi khác nhau (ví dụ, hơi xăng).

Các chất lơ lửng trong không khí của các hạt rắn hoặc lỏng cực nhỏ được gọi là “hạt” (ví dụ: muội, bụi, khói, sương mù), đặc biệt là những hạt có kích thước nhỏ hơn 10 micromet (μm; phần triệu mét), là những chất gây ô nhiễm không khí đáng kể vì tác hại rất lớn của chúng đối với sức khỏe con người. Chúng được thải ra từ các quá trình công nghiệp khác nhau, các nhà máy điện đốt than hoặc dầu, hệ thống sưởi ấm dân dụng và ô tô. Khói chì (các hạt trong không khí có kích thước nhỏ hơn 0,5 μm) đặc biệt độc hại và là một chất ô nhiễm quan trọng của nhiều nhiên liệu diesel .

Ngoại trừ chì, các chất ô nhiễm tiêu chí được thải ra ở các nước công nghiệp phát triển với tỷ lệ rất cao, thường tính bằng hàng triệu tấn mỗi năm. Tất cả ngoại trừ ôzôn đều được thải trực tiếp vào khí quyển từ nhiều nguồn khác nhau. Chúng được quy định chủ yếu bằng cách thiết lập các tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh, là nồng độ tối đa có thể chấp nhận được của từng tiêu chí chất ô nhiễm trong khí quyển, bất kể nguồn gốc của nó. Sáu tiêu chí ô nhiễm được mô tả lần lượt dưới đây.

Bụi mịn

Các mảnh rất nhỏ của vật liệu rắn hoặc các giọt chất lỏng lơ lửng trong không khí được gọi là các hạt. Ngoại trừ chì trong không khí, được coi là một loại riêng biệt, chúng được đặc trưng trên cơ sở kích thước và pha (nghĩa là rắn hoặc lỏng) chứ không phải theo thành phần hóa học. Ví dụ, các hạt rắn có đường kính từ 1 đến 100 μm được gọi là hạt bụi, trong khi các chất rắn trong không khí có đường kính nhỏ hơn 1 μm được gọi là khói.

Các hạt được quan tâm nhiều nhất về ảnh hưởng của chúng đối với sức khỏe con người là chất rắn có đường kính nhỏ hơn 10 μm, vì chúng có thể được hít vào sâu trong phổi và bị mắc kẹt trong hệ thống hô hấp dưới. Một số hạt nhất định, chẳng hạn như sợi amiăng, được biết đến chất gây ung thư ( tác nhân gây ung thư ), và nhiều hạt cacbon – ví dụ như bồ hóng – bị nghi ngờ là chất gây ung thư. Các nguồn phát thải hạt chính bao gồm các nhà máy điện sử dụng nhiên liệu hóa thạch, các quy trình sản xuất, hệ thống sưởi ấm trong khu dân cư bằng nhiên liệu hóa thạch và các phương tiện chạy bằng xăng.

Cacbon monoxit

Carbon monoxide là một chất khí không mùi, không nhìn thấy được hình thành do quá trình đốt cháy không hoàn toàn. Nó là chất gây ô nhiễm phổ biến nhất. Các phương tiện đường cao tốc chạy bằng xăng là nguồn chính, mặc dù các hệ thống sưởi ấm trong khu dân cư và các quy trình công nghiệp nhất định cũng thải ra một lượng đáng kể khí này. Các nhà máy điện thải ra tương đối ít khí carbon monoxide vì chúng được thiết kế và vận hành cẩn thận để tối đa hóa hiệu quả đốt cháy. Tiếp xúc với carbon monoxide có thể gây hại nghiêm trọng vì nó dễ dàng thay thế oxy trong máu, dẫn đến ngạt thở ở nồng độ và thời gian tiếp xúc đủ cao.

Ô nhiễm không khí từ ống xả của phương tiện giao thông. Một số tiêu chí gây ô nhiễm, bao gồm carbon monoxide và nitrogen dioxide, được thải ra từ các phương tiện chạy bằng xăng và dầu diesel.

Lưu huỳnh đioxit

Một chất khí không màu, có mùi, lưu huỳnh đioxit được tạo thành trong quá trình đốt cháy than hoặc dầu có chứa tạp chất là lưu huỳnh . Phần lớn khí thải lưu huỳnh điôxít đến từ các nhà máy sản xuất điện; rất ít đến từ các nguồn di động. Khí hăng này có thể gây kích ứng mắt, cổ họng và gây hại cho mô phổi khi hít phải.

Sulfur dioxide cũng phản ứng với oxy và hơi nước trong không khí, tạo thành một màn sương của axit sunfuric mà đạt đến mặt đất như một thành phần của mưa axit . Mưa axit được cho là đã gây hại hoặc tiêu diệt cá và đời sống thực vật ở nhiều hồ và suối ở các khu vực châu Âu , đông bắc Hoa Kỳ, đông nam Canada và một số khu vực của Trung Quốc . Nó cũng gây ra sự ăn mòn kim loại và làm hư hỏng bề mặt tiếp xúc của các tòa nhà và di tích công cộng.

Nito đioxit

Trong số một số dạng oxit nitơ, nitơ đioxit – một loại khí có mùi hăng, khó chịu – được quan tâm nhiều nhất. Nó được biết là gây ra phù phổi , sự tích tụ quá nhiều chất lỏng trong phổi. Nitrogen dioxide cũng phản ứng trong khí quyển để tạo thành axit nitric, góp phần gây ra vấn đề mưa axit. Ngoài ra, nitơ đioxit đóng một vai trò trong việc hình thành sương mù quang hóa, một loại khói màu nâu đỏ thường thấy ở nhiều khu vực đô thị và được tạo ra bởi các phản ứng thúc đẩy ánh sáng mặt trời trong bầu khí quyển thấp hơn.

SO₂ và NO_x 

Oxit nitơ được hình thành khi nhiệt độ đốt cháy đủ cao để khiến nitơ phân tử trong không khí phản ứng với oxy. Các nguồn cố định như các nhà máy điện đốt than là những tác nhân chính gây ô nhiễm này, mặc dù động cơ xăng và các nguồn di động khác cũng rất đáng kể.

Ozone

Một thành phần quan trọng của sương mù quang hóa , ôzôn được hình thành bởi một phản ứng phức tạp giữa nitơ điôxít và hydrocacbon khi có ánh sáng mặt trời . Nó được coi là chất gây ô nhiễm tiêu chuẩn trong tầng đối lưu – tầng thấp nhất của khí quyển – nhưng không phải ở tầng trên của bầu khí quyển , nơi nó xuất hiện tự nhiên và ngăn chặn các tia cực tím có hại từ Mặt trời. Bởi vì nitơ điôxít và hydrocacbon được thải ra với một lượng đáng kể từ các phương tiện cơ giới, nên hiện tượng sương mù quang hóa là phổ biến ở các thành phố như Los Angeles, nơi có nhiều ánh nắng mặt trời và giao thông trên đường cao tốc đông đúc. Một số đặc điểm địa lý nhất định, chẳng hạn như núi cản trở chuyển động của không khí và điều kiện thời tiết , chẳng hạn như sự chênh lệch nhiệt độ trong tầng đối lưu, góp phần giữ lại các chất ô nhiễm không khí và hình thành sương mù quang hóa.

Chì

Các hạt chì hít phải ở dạng khói và bụi đặc biệt có hại cho trẻ em, khi nồng độ chì trong máu chỉ tăng nhẹ có thể ảnh hưởng đến phát triển trí tuệ , co giật hoặc thậm chí tử vong. Các nguồn hạt chì trong không khí bao gồm lọc dầu , nấu chảy và các hoạt động công nghiệp khác. Trong quá khứ, quá trình đốt cháy xăng có chứa một chất phụ gia chống ăn mòn gốc chì được gọi là chì tetraetyl.là một nguồn chính của các hạt chì. Ở nhiều nước hiện đã có lệnh cấm hoàn toàn việc sử dụng chì trong xăng dầu. Tại Hoa Kỳ, nồng độ chì trong không khí ngoài trời giảm hơn 90% sau khi việc sử dụng xăng pha chì bị hạn chế vào giữa những năm 1970 và sau đó bị cấm hoàn toàn vào năm 1996.

Hoá chất trong không khí

Hàng trăm chất cụ thể được coi là nguy hiểm khi tồn tại ở dạng vi lượng trong không khí. Những chất ô nhiễm này được gọi là độc tố không khí. Nhiều người trong số họ gây ra đột biến gen hoặc ung thư ; một số gây ra các loại vấn đề sức khỏe khác, chẳng hạn như ảnh hưởng xấu đến mô não hoặc sự phát triển của thai nhi. Mặc dù tổng lượng phát thải và số lượng các nguồn độc tố không khí là nhỏ so với các chất gây ô nhiễm tiêu chuẩn, nhưng những chất ô nhiễm này có thể gây ra nguy cơ sức khỏe tức thì cho những người tiếp xúc và có thể gây ra các vấn đề môi trường khác.

Hầu hết các chất độc trong không khí là các hóa chất hữu cơ , bao gồm các phân tử có chứa cacbon , hydro và các nguyên tử khác. Nhiều  hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC), các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi. VOC bao gồm hydrocacbon tinh khiết , hydrocacbon bị oxy hóa một phần và các hợp chất hữu cơ có chứa clo , lưu huỳnh hoặc nitơ . Chúng được sử dụng rộng rãi làm nhiên liệu (ví dụ, propan và xăng ), làm chất pha loãng sơn và dung môi, và trong sản xuất nhựa . Ngoài việc góp phần gây độc không khí và khói bụi đô thị, một số khí thải VOC hoạt động như khí nhà kính và do đó, góp phần vào sự nóng lên toàn cầu. Một số chất độc không khí khác là kim loại hoặc hợp chất của kim loại – ví dụ, thủy ngân , asen và cadmium .

Ở nhiều quốc gia, các tiêu chuẩn đã được thiết lập để kiểm soát lượng khí thải công nghiệp của một số chất độc trong không khí. Các chất ô nhiễm không khí nguy hiểm đầu tiên được quy định tại Hoa Kỳ (bên ngoài môi trường làm việc) là asen , amiăng , benzen , berili , khí thải lò luyện cốc , thủy ngân, hạt nhân phóng xạ (đồng vị phóng xạ) và vinyl clorua . Năm 1990, danh sách ngắn này đã được mở rộng để bao gồm 189 chất như là một phần của những sửa đổi quan trọng đối với Đạo luật Không khí Sạch năm 1970. Vào cuối những năm 1990, tại Hoa Kỳ yêu cầu các tiêu chuẩn kiểm soát khí thải cụ thể đối với “các nguồn chính” – tức là thải ra hơn 10 tấn mỗi năm của bất kỳ loại vật liệu nào trong số này hoặc hơn 25 tấn mỗi năm của bất kỳ sự kết hợp nào.của họ. Các chất độc trong không khí, nguồn gốc của chúng và tác động đến môi trường của chúng được tóm tắt trong bảng.

Các chất độc trong không khí có thể được giải phóng liên tục mà thường sinh từ các biến cố. Ví dụ, trongThảm họa Bhopal năm 1984, một sự cố tình cờ phóng thích methyl isocyanate tại một nhà máy sản xuất thuốc trừ sâu Union Carbide ở Bhopal, bang Madhya Pradesh , Ấn Độ , ngay lập tức giết chết ít nhất 3.000 người, cuối cùng gây ra cái chết của khoảng 15.000 đến 25.000 người trong một phần tư thế kỷ sau , và hàng trăm nghìn người khác bị thương. Nguy cơ vô tình phát tán các chất rất độc hại vào không khí nói chung là cao hơn đối với những người sống ở các khu vực đô thị công nghiệp hóa. Hàng trăm sự cố như vậy xảy ra mỗi năm, mặc dù không có sự cố nào nghiêm trọng như sự kiện Bhopal.

Ngoài các trường hợp tiếp xúc nghề nghiệp hoặc do vô tình thải ra, các mối đe dọa sức khỏe do chất độc trong không khí gây ra là lớn nhất đối với những người sống gần các cơ sở công nghiệp lớn hoặc ở các khu vực đô thị đông đúc và ô nhiễm. Hầu hết các nguồn chính của chất độc trong không khí được gọi là nguồn điểm – nghĩa là chúng có một vị trí cụ thể. Các nguồn chủ yếu bao gồm các nhà máy hóa chất, nhà máy thép, nhà máy lọc dầu và lò đốt rác thải đô thị. Các chất ô nhiễm không khí độc hại có thể được giải phóng khi thiết bị bị rò rỉ hoặc khi vật liệu được chuyển đi, hoặc chúng có thể được thải ra từ các ống khói. Ví dụ, lò đốt rác thải đô thị có thể thải ra mức độ nguy hại của dioxin , formaldehyde và các chất hữu cơ khác, cũng như các kim loại như asen, berili, chì và thủy ngân. Tuy nhiên, đốt cháy thích hợp cùng vớicác thiết bị kiểm soát ô nhiễm không khí có thể giảm phát thải các chất này xuống mức có thể chấp nhận được.

Các chất ô nhiễm không khí độc hại cũng đến từ các nguồn khác nhau, là nhiều nguồn nhỏ hơn thải các chất ô nhiễm vào không khí ngoài trời trong một khu vực xác định. Các nguồn như vậy bao gồm các cơ sở giặt khô thương mại , trạm xăng, hoạt động mạ kim loại nhỏ và gỗ. Sự phát thải độc tố không khí từ các nguồn trong khu vực cũng được điều chỉnh trong một số trường hợp.

Các nguồn diện tích nhỏ chiếm khoảng 25% tổng lượng phát thải chất độc trong không khí. Các nguồn điểm chính chiếm 20 phần trăm khác. Phần còn lại — hơn một nửa lượng khí thải gây ô nhiễm không khí độc hại — đến từ các phương tiện cơ giới. Ví dụ, benzen , một thành phần của xăng, được giải phóng dưới dạng nhiên liệu chưa cháy hoặc hơi nhiên liệu, và formaldehyde là một trong những sản phẩm phụ của quá trình đốt cháy không hoàn toàn. Tuy nhiên, những chiếc ô tô mới hơn có các thiết bị kiểm soát khí thải giúp giảm đáng kể việc thải ra chất độc trong không khí.

Khí nhà kính

Sự nóng lên toàn cầu được hầu hết các nhà khoa học khí quyển công nhận là một vấn đề môi trường nghiêm trọng do sự gia tăng mức độ của một số loại khí trong khí quyển kể từ khi bắt đầu cuộc Cách mạng Công nghiệp vào giữa thế kỷ 18. Những khí này, được gọi chung là khí nhà kính , bao gồm carbon dioxide , các hóa chất hữu cơ được gọi là chlorofluorocarbons (CFCs), mêtan , nitơ oxit , ozon , và nhiều loại khác.Điôxít cacbon , mặc dù không phải là khí nhà kính mạnh nhất, nhưng lại là khí quan trọng nhất do khối lượng lớn thải vào không khí do đốt cháy nhiên liệu hóa thạch (ví dụ, xăng, dầu , than đá).