Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình này dùng cho sinh viên Vật lý trường Đại học Đà Lạt. Nó có thể dùng làm tài liệu cho sinh viên các ngành Môi trường, Sinh học, Hóa học, cũng như sinh viên các trường Đại học thủy lợi, Đ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐÀ LẠT GIÁO TRÌNH KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG TRẦN KIM CƯƠNG 2005 Kỹ thuật môi trường -1- MUÏC LUÏC MUÏC LUÏC - Đề tựa - Chương NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG .- §1 MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN - 1- Môi trường - - Tài nguyên .- §2 HỆ SINH THÁI VÀ SỰ PHÁT TRIỂN - - Hệ sinh thái .- - Sự phát triển hệ sinh thái cân sinh thái - - Nguồn lượng cấu trúc dinh dưỡng - §3 NHỮNG VẤN ĐỀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG - 10 - Tác động môi trường - 10 - Đánh giá tác động môi trường(ĐTM) - 12 §4 CHIẾN LƯC QUỐC GIA PHÁP LUẬT - 12 1- Chiến lược quốc gia bảo vệ môi trường tài nguyên thiên nhiên - 12 - Chiến lược bảo vệ môi trường tài nguyên thiên nhiên Việt Nam - 13 - Luật bảo vệ môi trường - 14 Chương MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ - 15 § KHAÙI QUAÙT CHUNG - 15 1- Lớp khí thaáp - 15 - Lớp khí cao .- 16 - Cấu tạo khí theo chiều đứng .- 16 - Sự không đồng theo phương ngang khí - 17 § CHẾ ĐỘ NHIỆT CỦA KHÔNG KHÍ - 18 1- Sự nóng lên lạnh không khí - 18 - bieán thiên nhiệt độ không khí - 19 § NHIỆT LỰC HỌC KHÍ QUYỂN .- 19 1- Chuyển động thăng giáng đoạn nhiệt không khí khô .- 19 - Chuyển động thăng giáng đoạn nhiệt không khí ẩm - 20 – Sự ổn định chuyển động đối lưu - 21 § ĐỘNG LỰC HỌC KHÍ QUYỂN .- 22 - Chuyển động ngang khí .- 22 - Sự diễn biến gió - 23 - Gió địa phương - 24 - Baõo - 24 - Độ ẩm không khí - 24 § CÁC CHẤT GÂY Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ - 26 - Các chất ô nhiễm sơ cấp - 26 - Các chất ô nhiễm thứ cấp - 28 § TÁC ĐỘNG CỦA KHÔNG KHÍ .- 28 - Tác động không khí vật liệu .- 28 - Ảnh hưởng ô nhiễm không khí đến khí hậu thời tiết .- 31 - Trần Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường -2- - Ảnh hưởng ô nhiễm không khí đến sức khỏe người sinh vật- 32 § HIỆU ỨNG NHÀ KÍNH - 35 - Nguyên nhân chế hiệu ứng nhà kính - 35 - Tác động hiệu ứng nhà kính - 36 § OZON VÀ TẦNG OZON - 37 - Ozon ô nhiễm - 37 - Tác động tích cực tầng O3 - 37 - Sự Suy thoái tầng Ozon - 38 § CÁC NGUỒN GÂY Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ - 38 - Nguồn ô nhiễm công nghiệp - 39 - Nguồn ô nhiễm giao thông vận tải - 40 - Nguồn ô nhiễm sinh hoạt - 40 §10 CÁC GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG Ô NHIỄM VÀ LÀM SẠCH MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ .- 40 - Giải pháp quy hoaïch - 40 - Giải pháp cách ly vệ sinh - 41 - Giải pháp công nghệ kỹ thuật - 41 - Giải pháp kỹ thuật làm khí thải - 42 - Giaûi pháp sinh thái học - 47 - Các phương pháp làm giảm chất ô nhiễm không khí từ nguồn - 48 - Giải pháp quản lý- luật bảo vệ môi trường không khí - 49 § 11 TÍNH TOÁN Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ - 49 1– Ảnh hưởng yếu tố khí tượng đến phân bố bụi chất độc hại - 50 - Tính toán nồng độ chất độc hại không khí - 50 Chương Môi trường nước - 53 §1 Nguồn nước ô nhiễm - 53 - Nguồn nước phân bố tự nhiên - 53 - Sự ô nhiễm nước - 54 §2 Quá trình tự làm nước - 58 1- Quá trình tự làm nước mặt .- 58 2- Quá trình tự làm nước ngầm - 61 §3 Các tiêu đánh giá chất lượng nước .- 61 - Nhiệt độ - 62 - Màu sắc - 62 - Chất rắn lơ lửng .- 62 - Độ đục - 63 - Độ cứng - 63 - Độ pH - 64 7- Độ axit độ kiềm - 65 – Cl− - 65 9- SO42 − - 66 10- NH3 - 66 11- NO3− vaø NO2− - 66 - Traàn Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường -3- 12 - Phốt phát - 66 13 - Nồng độ oxy hoøa tan (DO) - 66 14 - Nhu caàu oxy sinh hoùa (BOD) .- 67 15 - Nhu cầu oxy hóa học (COD) .- 68 16 - Tiêu chuẩn vi khuẩn học - 68 §4 biện pháp kỹ thuật xử lý nước - 68 1- Các biện pháp bảo vệ chất lượng nước - 68 - Xử lý nước thải - 71 - Cấp nước tuần hoàn sử dụng lại nước thải xí nghiệp công nghiệp 75 Chương Môi trường đất ô nhiễm - 77 §1 Khái quát chung - 77 - Đặc điểm môi trường đất .- 77 - Nguồn gốc tác nhân gây ô nhiễm môi trường đất .- 78 § CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG ĐẤT .- 80 1- Chống xói mòn .- 80 - Xử lý phế thải rắn sinh hoạt - 81 - Xử lý phế thải rắn công nghiệp .- 82 Chương Các loại ô nhiễm khaùc .- 84 § Ô NHIỄM NHIỆT VÀ BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG - 84 1- Nguồn gốc tác hại ô nhiễm nhiệt - 84 - Các biện pháp làm giảm ô nhiễm nhiệt - 84 §2 Ô nhiễm phóng xạ biện pháp phòng chống - 85 1- Sự phóng xạ nguồn gây ô nhiễm phóng xạ, tác hại phóng xạ - 85 - Các biện pháp giảm ô nhiễm phóng xạ - 85 § Ô NHIỄM TIẾNG ỒN VÀ BIỆn PHÁP PHÒNG CHỐNG .- 87 1- Khái niệm âm tiếng ồn .- 87 - Các nguồn ồn đời sống sản xuất - 89 - Tác hại tiếng ồn - 90 - Các biện pháp chống oàn - 90 - Kiểm tra tiếng ồn kiểm soát ô nhiễm tiếng ồn - 91 TÀI LIỆU THAM KHẢO - 92 - Trần Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường -4- ĐỀ TỰA Giáo trình dùng cho sinh viên Vật lý trường Đại học Đà Lạt Nó dùng làm tài liệu cho sinh viên ngành Môi trường, Sinh học, Hóa học, sinh viên trường Đại học thủy lợi, Đại học xây dựng bạn muốn tìm hiểu thêm Kỹ thuật môi trường Bảo vệ môi trường Với khuôn khổ số dành cho giáo trình, giáo trình đề cập đến vấn đề nhất, chung kỹ thuật môi trường bảo vệ môi trường Với mục đích “Hãy cứu lấy hành tinh xanh” chúng ta, bảo vệ “Chiếc nôi” - môi trường sống chúng ta, tác giả hy vọng sau học xong hay đọc qua giáo trình này, bạn sinh viên ý thức điều chỉnh hành vi : lời nói người, thuốc đám đông, mẩu “rác” “vô tình” thả xuống Vì biên soạn lần đầu, chắn giáo trình có nhiều phiếm khuyết, mong góp ý bạn sinh viên đồng nghiệp Đà Lạt, tháng 3/2001 Trần Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường -5- CHƯƠNG NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MÔI TRƯỜNG VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG §1 MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN 1- Môi trường Tùy theo quan niệm mục đích nghiên cứu môi trường mà có nhiều định nghóa khác Tuy nhiên nêu định nghóa tổng quát môi trường Môi trường tổng thể điều kiện giới bên tác động đến tồn phát triển vật tượng Môi trường sống – tổng hợp điều kiện bên có ảnh hưởng đến sống phát triển sinh vật Môi trường sống người tổng hợp điều kiện vật lý, hóa học, sinh học, xã hội có ảnh hưởng đến sống phát triển cá nhân cộng đồng người Như môi trường sống người hiểu theo nghóa rộng bao gồn toàn vũ trụ có hệ mặt trời trái đất phận ảnh hưởng trực tiếp đến sống người Môi trường thiên nhiên bao gồm yếu tố thiên nhiên : vật lý, hóa học sinh học tồn khách quan ý muốn người Môi trường nhân tạo bao gồm yếu tố lý – hóa – sinh, xã hội người tạo nên chịu chi phối người Những phân chia môi trường để phục vụ nghiên cứu phân tích tượng phức tạp môi trường thực tế loại môi trường tồn tại, đan xen nhau, tương tác với chặt chẽ Tóm lại khái niệm môi trường bao hàm nghóa rộng, nội dung phong phú đa dạng trường hợp cụ thể phải phân biệt rõ ràng Về mặt vật lý trái đất chia làm : + Thạch (môi trường đất) : phần rắn vỏ trái đất có độ sâu khoảng 60km bao gồm khóang vật đất + Thủy (môi trường nước) : phần nước trái đất bao gồm đại dương, ao, hồ, sông, suối, băng, tuyết, nước + Khí (môi trường không khí) : bao gồm tầng không khí bao quanh trái đất Về mặt sinh học trái đất có sinh bao gồm thể sống phần thạch, thủy, khí tạo nên môi trường sống sinh vật Sinh gồm thành phần hữu sinh vô sinh có quan hệ chặt chẽ tương tác phức tạp với Khác với vật lý vô sinh, sinh vật chất lượng chứa thông tin sinh học có tác dụng trì cấu trúc chế tồn – phát triển thể sống mà dạng phức tạp phát triển cao trí tuệ người Trí tuệ tác động ngày mạnh mẽ đến tồn phát triển trái đất Trần Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường -6- Ngày người ta đưa vào khái niệm trí bao gồm phận trái đất có tác động trí tuệ người, nơi xảy biến động lớn môi trường mà kỹ thuật môi trường cần nghiên cứu phân tích đề biện pháp xử lý để phòng chống tác động xấu Các thành phần môi trường không tồn trạng thái tónh mà vận động, thường diễn theo chu trình cân tự nhiên Sự cân đảm bảo sống trái đất phát triển ổn định Nếu chu trình cân cố môi trường xảy ảnh hưởng đến tồn phát triển người sinh vật khu vực chí phạm vi toàn cầu - Tài nguyên Tài nguyên tất dạng vật chất hữu dụng cho người sinh vật, phần môi trường cần thiết cho sống; ví dụ rừng, nước, thực động vật, khóang sản, v.v… Tài nguyên phân loại thành tài nguyên thiên nhiên gắn liền vơí nhân tố thiên nhiên tài nguyên người gắn liền với nhân tố người xã hội Trong sử dụng cụ thể tài nguyên thiên nhiên phân theo dạng vật chất : tài nguyên (đất, nước, biển, rừng, khí hậu, sinh học, …) Tài nguyên người phân thành : tài nguyên (lao động, thông tin, trí tuệ…) * Trong khoa học tài nguyên phân thành loại : - Tài nguyên tái tạo : tài nguyên cung cấp liên tục vô tận từ vũ trụ vào trái đất, tự trì hay tự bổ sung cách liên tục; ví dụ :năng lượng mặt trời, nước, gió, thuỷ triều, tài nguyên sinh vật … - Tài nguyên không tái tạo : tồn cách hữu hạn, bị biến đổi không giữ tính chất ban đầu sau trình sử dụng Ví dụ : loại khóang sản, nhiên liệu hóa thạch, thông tin di truyền cho hệ sau bị mai … *- Theo tồn người ta chia tài nguyên làm hai loại : - Tài nguyên dễ : phục hồi không phục hồi Tài nguyên phục hồi tài nguyên thay phục hồi sau thời gian với điều kiện thích hợp; ví dụ trồng, vật nuôi nguồn nước v.v… Chú ý có tài nguyên phục hồi không tái tạo ;ví dụ : Rừng nguyên sinh bị người khai thác phá huỷ phục hồi không tái tạo đầy đủ giống loài động thực vật quý trước - Tài nguyên không bị : Tài nguyên (vũ trụ, khí hậu, nứớc…) Tuy nhiên thành phần, tính chất tài nguyên bị biến đổi tác động người ; Ví dụ xạ mặt trời đến trái đất không đổi, người làm ô nhiễm không khí mà làm cho nhiệt độ Trái đất tăng lên, khí hậu biến đổi… §2 HỆ SINH THÁI VÀ SỰ PHÁT TRIỂN - Hệ sinh thái Hệ sinh thái đơn vị không gian hay đơn vị cấu trúc bao gồm sinh vật sống chất vô sinh tác động lẫn tạo trao đổi vật chất Trần Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường -7- phận sinh vật thành phần vô sinh Nói cách khác hệ sinh thái hệ thống tương tác cộng đồng sinh học môi trường vô sinh Sinh học ngành khoa học nghiên cứu mối quan hệ sinh vật với với môi trường *- Hệ sinh thái hoàn thiện gồm thành phần sau : a - Các chất vô sinh Bao gồm chất vô (C, N, CO2 , H2O, NaCl, O2 ) tham gia vào chu trình tuần hoàn vật chất sinh vật, chất hũu (protein, gluxid, lipid…), chế độ khí hậu ( nhiệt độ, ánh sáng, độ ẩm yếu tố vật lý khác) b - Các sinh vật sản xuất Bao gồm thực vật số vi khuẩn, chúng có khả tổng hợp trực tiếp hữu từ chất vô cần thiết cho thể sống nên gọi sinh vật tự dưỡng (cây xanh, tảo, số vi khuẩn có khả quang hợp tổng hợp chất hữu ) Mọi sống sinh vật khác phụ thuộc vào khả sản xuất sinh vật sản xuất c – Các sinh vật tiêu thụ Bao gồm động vật sử dụng trực tiếp hay gián tiếp chất hữu thực vật sản xuất ra, chúng không tự sản xuất chất hữu nên gọi sinh vật dị dưỡng * Sinh vật tiêu thụ chia làm loại : + Sinh vật tiêu thụ (động vật ăn thực vật) + Sinh vật tiêu thụ thứ hai (động vật ăn thịt) + Sinh vật tiêu thụ hỗn tạp (động vật vừa ăn thực vật vừa ăn thịt) d – Các sinh vật phân hủy Bao gồm vi khuẩn nấm có khả phân hủy hợp chất hữu Sự sinh dưỡng sinh vật gắn liền với phân rã chấc hữu nên gọi sinh vật tiêu hóa Chúng phân hủy chất hữu phức tạp xác chết sinh vật thành hợp chất vô đơn giản mà thực vật hấp thụ đựơc Sinh vật phân huỷ giữ vai trò mắt xích cuối chu trình sống Trần Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường -8- Quan hệ thành phần chủ yếu hệ biểu diễn theo sơ đồ sau : Sinh vật sản xuất Các chất vô sinh (môi trường ngoài) Sinh vật tiêu thụ Sinh vật phân hủy Chú ý sinh vật sản xuất tiêu thụ thực phần phân hủy trình sống chúng hô hấp, trao đổi chất, Bài tiết Nhưng phân hủy chức chủ yếu chúng Trong hệ sinh thái thường xuyên có vòng tuần hoàn vật chất từ môi trường vào thể sinh vật, từ sinh vật sang sinh vật khác, lại từ sinh vật môi trường Vòng tuần hoàn gọi vòng sinh địa hóa Có vô số vòng tuần hoàn vật chất Dòng lượng xảy đồng thời với vòng tuần hoàn vật chất hệ sinh thái Năng lượng cung cấp cho hoạt động hệ sinh thái trái đất nguồn lượng mặt trời Khác với vòng tuần hoàn vật chất kín, vòng lượng vòng hở, qua mắt xích chu trình sống lượng lại phát tán dạng nhiệt * Hệ sinh thái phân chia theo qui mô : - Hệ sinh thái nhỏ (bể nuôi cá, phòng thí nghiệm, …) - Hệ sinh thái vừa (một thị trấn, hồ nước, cánh đồng… ) - Hệ sinh thái lớn (Đại dương, sa mạc, thành phố) * Phân chia theo chất hình thành : - Hệ sinh thái tự nhiên ( ao, hồ, rừng …) - Hệ sinh thái nhân tạo ( đô thị, công viên, cánh đồng, …) Tập hợp hệ sinh thái trái đất thành hệ sinh thái khổng lồ sinh - Sự phát triển hệ sinh thái cân sinh thái Các hệ sinh thái trải qua trình phát triển có trật tự, kết qủa biến đổi môi trường vật lý sống sinh vật gây nên Sự phát triển hệ sinh thái thấy qua nhiều ví dụ : cộng đồng sinh học thay đổi dần hồ nước nhân tạo sau thời gian, hệ sinh thái đảo núi lửa hoạt động hủy diệt sau tắt vài chục năm, khu rừng nhân tạo, v.v … Trong tự nhiên, phá huỷ hay can thiệp người, hỏa hoạn, lũ lụt hoạt động núi lửa hệ sinh thái có khuynh hướng phát triển Trần Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường -9- cộng đồng sinh học tương đối ổn định với sinh khối lớn phong phú sinh vật tương ứng với điều kiện vật lý Các thành phần hệ sinh thái bị tác động yếu tố môi trường gọi yếu tố sinh thái gồm loại : yếu tố vô sinh, yếu tố sinh vật yếu tố nhân tạo Các yếu tố vô sinh (khí hậu) tạo điều kiện sống cho vi sinh vật ảnh hưởng trực tiếp gián tiếp đến tồn phát triển chúng Các yếu tố sinh vật quan hệ tác động qua lại sinh vật : Cộng sinh, kí sinh hay đối kháng Yếu tố nhân tạo hoạt động người giống yếu tố địa lý tác động trực tiếp đến tồn phát triển sinh vật Cân sinh thái trạng thái ổn định thành phần sinh thái điều kiện cân tương đối cấu trúc toàn hệ không bị thay đổi : cân sinh vật sản xuất, tiêu thụ phân hủy, tồn cân loài có hệ Các hệ sinh thái tự nhiên có khả tự điều chỉnh phạm vi định thay đổi yếu tố sinh thái; trạng thái cân động Nhờ tự điều chỉnh mà hệ sinh thái tự nhiên giữ ổn định chịu tác động nhân tố môi trường Sự tự điều chỉnh hệ sinh thái kết tự điều chỉnh cá thể, quần thể quần xã có thay đổi yếu tố sinh thái Các yếu tố sinh thái đựơc chia làm nhóm : giới hạn không giới hạn Các yếu tố sinh thái giới hạn ví dụ nhiệt độ, lượng ôxy hoà tan nước; nồng độ muối, thức ăn … Các yếu tố sinh thái không giới hạn ví dụ ánh sáng, điạ hình… động vật Mỗi sinh vật hay quần thể có giới hạn sinh thái định Nếu vượt giới hạn hệ sinh thái khả tự điều chỉnh dẫn đến hệ sinh thái bị phá huỷ Ô nhiễm tượng hoạt động người dẫn đến thay đổi yếu tố sinh thái giới hạn sinh thái sinh vật Để kiểm soát ô nhiễm môi trường phải biết giới hạn sinh thái cá thể, quần thể quần xã yếu tố sinh thái xử lý ô nhiễm đưa yếu tố sinh thái trở giới hạn sinh thái cá thể, quần thể quần xã Đễ xử lý ô nhiễm cần biết cấu trúc chức hệ sinh thái nguyên nhân làm cho yếu tố sinh thái vượt giới hạn; nhiệm vụ môn học kỹ thuật môi trường nhằm mục đích bảo vệ môi trường sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên - Nguồn lượng cấu trúc dinh dưỡng Trong hệ sinh thái có chuyển hóa lượng, chuyển hóa lượng không theo chu trình Các nguyên lí nhiệt động học chi phối phương thức hiệu suất chuyển hóa lượng; việc đánh giá phương thức chuyển hóa lượng vấn đề quan trọng sinh thái học Nguồn lượng chủ yếu cho sinh vật mặt trời Khi lượng mặt trời đến thảm thực vật, 56% bị phản xạ, 44% xanh hấp thụ Phần lượng xanh hấp thụ phụ thuộc loại xanh điều kiện môi trường Phần lượng ánh sáng thực vật hấp thụ tiêu thụ trình hô hấp trình vật lý, có khoảng 10% dùng trực tiếp vào trình quang hợp Năng suất sinh thái xanh nhỏ 4% thường khoảng 1-2% Trần Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường - 79 - vào đất v.v… gây nên Ngoài ô nhiễm đất lũ lụt gây xói mòn, chất ô nhiễm không khí lắng đọng lên mặt đất gây nên Các nguồn gốc gây ô nhiễm bao gồm : a - Do hoạt động nông nghiệp Phương thức canh tác lạc hậu đốt phá rừng làm nương rẫy, du canh, trồng lương thực công nghiệp ngắn ngày vùng đất dốc tàn phá đất đai Với lượng mưa lớn tập trung khoảng thời gian ngắn gây lũ lụt làm xói mòn làm trôi phù sa diện tích lớn Việc xây dựng hệ thống tưới tiêu không hợp lí gây thóai hóa môi trường, tạo nên vùng đất phèn có độ pH thấp khó canh tác Sự hóa phèn đất màø nguyên nhân gây nên tiêu nước triệt để, lớp đất hữu che phủ bị rửa trôi, đất bị phơi ánh sáng, hợp chất chứa S bị oxy hóa thành H2SO4 axid phản ứng với Al Fe có sẵn keo đất tạo thành sunfat Việc sử dụng phân bón hóa học không qui cách, việc dùng thuốc trừ sâu diệt cỏ v.v… làm ô nhiễm đất b - Các hoạt động công nghiệp Các hoạt động công nghiệp xả vào đất lượng lớn phế thải thông qua ống khói, hệ thống thoát nước, bãi tập trung rác … , chúng làm thay đổi thành phần đất, thay đổi pH, trình nitrat hóa … , hệ sinh vật đất bị ảnh hưởng Quá trình khai khóang gây ô nhiễm đất nhiều Do khai mỏ lượng lớn phế thải đưa từ lòng đất lên bề mặt, thảm thực vật khu vực khai khóang bị phá hủy làm đất bị xói mòn Ngoài lượng lớn phế thải, xỉ quặng theo khói bụi bay không khí sau lắng đọng làm cho đất bị ô nhiễm qui mô rộng Các loại phế thải rắn tạo nên hầu hết giai đoạn công nghệ trình sử dụng sản phẩm Chúng tập trung nhà máy vận chuyển khỏi khu vực, sau cách hay cách khác trở lại môi trường đất Theo tính chất lý hóa, phế thải công nghiệp chia thành loại : - Phế thải vô từ nhà máy, xí nghiệp mạ điện, thủy tinh, công nghiệp giấy, cặn xỉ trạm xử lý nước … - Phế thải khó phân hủy : dầu mỡ nước, sợi nhân tạo, phế thải công nghiệp da … - Phế thải dễ cháy : từ nhà máy lọc dầu, sửa chửa xe máy, sản xuất máy lạnh, thực phẩm … - Phế thải đặc biệt độc hại : phế thải tác động mạnh, phế thải chất phóng xạ … Đặc điểm chất thải công nghiệp gây ô nhiễm môi trường đất đa dạng thành phần kích thước, không tập trung, nhiều nguồn gốc Do biện pháp xử lý phức tạp Các hoạt động công nghiệp gây ô nhiễm gián tiếp môi trường đất : xả khí độc H2S, SO2 … từ nhà máy xí nghiệp nguyên nhân gây mưa axid làm chua đất, kìm hãm phát triển thực vật Các hoạt động xây dựng công nghiệp bến bãi, đường xá, nhà máy.… , phá hủy thảm thực vật cảnh quan khu vực, làm thay đổi địa hình, cản trở dòng chảy, gây xói mòn đất v.v… c - Sinh hoạt người Trần Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường - 80 - Hàng ngày người thải lượng lớn phế thải sinh hoạt rắn vào môi trường, cuối nhiều đường trở lại đất Trong sinh hoạt đô thị rác phân phế thải có hàm lượng chất hữu lớn, độ ẩm cao Đây môi trường cho loại vi khuẩn, đặc biệt vi khuẩn gây bệnh phát triển Môi trường đất bị ô nhiễm tác nhân : vi khuẩn gây bệnh, chất độc hại, tạp chất rắn vô phế thải bền vững Đất môi trường cho loại vi khuẩn phát triển Hệ vi sinh vật đất đa dạng chủng loại phong phú số lượng, loại vi khuẩn gây bệnh phát triển tốt đất bị nhiễm bẩn, phế thải hữu phân rác, phế thải công nghiệp thực phẩm … Ngoài côn trùng gây bệnh phát triển đất nhiễm bẩn Điều kiện phát triển loại vi khuẩn gây bệnh phụ thuộc lượng mưa, nhiệt độ, thực vật, ánh sáng, độ ẩm v.v… Để thị cho độ nhiễm bẩn phân đất, người ta dùng hàm lượng vi khuẩn E Coli P Bact Các chất độc hại thuốc trừ sâu, diệt cỏ phế thải độc hại rắn công nghiệp tích tụ lại môi trường đất gây ô nhiễm theo chuỗi thực phẩm Các chất độc hại nguy hiểm DDT, Endrin … thường tích tụ nước đất, sinh vật hấp thụ gây ô nhiễm thực phẩm Việc sử dụng với lượng lớn thuốc trừ sâu diệt cỏ làm rối loạn phần cân sinh thái, tiêu diệt nhiều sinh vật đối tượng, gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người Các chất hóa học mang tính độc hại cao môi trường đất As, F, Pb Chúng thực vật hấp thụ qua động vật ăn cỏ ( thịt, sữa ) vào thể người Các chất phóng xạ qua chất thải vụ nổ Hạt nhân lắng xuống đất tích tụ mặt đất số thực vật hấp thụ gây nguy hại cho động vật ăn cỏ Các chất rắn vô kích thước lớn phế thải vật liệu xây dựng, Polyetylen, nhựa tổng hợp v.v… bền vững đất, chúng khó bị phân hủy ngăn cản phát triển thảm thực vật, thay đổi cấu trúc đất địa hình § CÁC BIỆN PHÁP KỸ THUẬT BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG ĐẤT 1- Chống xói mòn Xói mòn tượng lớp đất màu mỡ mặt đất bị gió vùng khí hậu khô nước chảy vùng khí hậu ẩm gây nên Ở vùng đất khí hậu tương tự Việt Nam, xói mòn chủ yếu gây lượng mưa lớn rừng bị tàn phá Cường độ xói mòn lớn vùng đất đồi trọc, nơi có độ dốc lớn có độ che phủ xanh Trần Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường - 81 - Biện pháp chống xói mòn chủ yếu làm giảm độ dốc chiều dài sườn dốc, trồng phục hồi rừng Để giảm độ dốc chiều dài sườn dốc thực biện pháp ruộng bậc thang, đào mương, đắp bờ, trồng hàng để ngăn sườn dốc thành nhiều đoạn ngắn Các biện pháp thủy lợi làm đập, xây dựng hệ thống tưới tiêu hợp lý, xây đập giếng tiêu nơi dốc biện pháp chống xói mòn có hiệu Việc trồng phục hồi rừng có vai trò quan trọng việc bảo vệ đất, đất có độ ẩm lớn để chống lại xói mòn Rừng có tác dụng điều hòa lượng nước mưa tán rễ có tác dụng lưu trữ nước, làm tăng cường cấu trúc đất, cải thiện khí hậu khu vực, giảm tốc độ gió v.v… Do có tác dụng lớn lâu dài việc chống xói mòn - Xử lý phế thải rắn sinh hoạt Đây công đoạn cuôí công tác vệ sinh môi trường đô thị Công đoạn bao gồm thu gom, vận chuyển, tập trung, xử lý chế biến, tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh, chuyển hóa chất hữu dễ phân hủy thành dạng không hôi thối dễ sử dụng Việc xử lý bảo vệ môi trường đất mà chống ô nhiễm môi trường không khí nước Các phế thải rắn chế biến thành phân bón nông nghiệp nguyên liệu thứ cấp cho công nghiệp Phương pháp xử lý phế thải rắn sinh hoạt chia thành hai loại : - Phương pháp loại trừ : giải yêu cầu môi trường - Phương pháp sử dụng lại : giải yêu cầu kinh tế Theo công nghệ, phương pháp xử lý chia thành : -Xử lý sơ : tách rác phân loại, giảm thể tích phế thải -Xử lý sinh học : ủ háo khí để xử lý phần hữu phế thải nhờ vi sinh vật - Xử lý nhiệt : đốt rác - Xử lý học : ép nén phế thải để dễ sử dụng vật chuyển - Xử lý hóa học : thủy phân, chưng cất chân không Việc chọn biện pháp xử lý phụ thuộc điều kiện kinh tế kỹ thuật hoàn cảnh địa phương a - Nhà máy chế biến rác Làm việc theo nguyên lý ủ háo khí nóng Các phế thải hữu ôxy hóa háo khí sản phẩm cuối phân bón hữu nhiên liệu sinh học Quá trình xử lý rác phế thải rắn gồm giai đoạn : - Chuẩn bị phế thải : cân, phân loại, định lượng thổi khí - Ủ háo khí nóng lò quay nhiệt độ 50 ÷ 70oC - Nghiền phế thải xử lý để đưa sử dụng b - Ủ háo khí bãi tập trung rác Với đô thị có dân số trung bình (< 0,5 triệu người), có diện tích đất trồng gần thành phố dùng biện pháp Thời gian ủ cỡ vài tháng Ở rác phế thải rắn xử lý tập trung với bùn cặn nước thải thành phố Quá trình ủ háo khí thực gồm gian đoạn : - Chuẩn bị phế thải : cân, phân loại định lượng Trần Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường - 82 - - Trộn phế thải với bùn cặn nước thải - Vun đắp hỗn hợp thành luống quạt khí vào luống - Nghiền, sấy hỗn hợp xử lý để đưa sử dụng Nhiệt độ ủ thường 30 ÷40oC Phương pháp đơn giản song phụ thuộc vào nhiều điều kiện khí hậu cần diện tích lớn c - Poligon ủ yếm khí Đây phương pháp thông dụng Phế thải tập trung lại phải đáp ứng yêu cầu vệ sinh môi trường : không gây ô nhiễm môi trường đất, nước không khí, phải cách khu dân cư đường giao thông 500m, cách sân bay 10km, đất poligon không thấm nước, mực nước ngầm khu vực phải cách mặt đất 2m Thời gian ủ rác poligon từ 15÷20 năm Trong poligon phế thải ủ thành nhiều lớp Khi độ cao phế thải đạt 2m đắp đất ủ xung quanh phía poligon trồng cỏ, xung quanh poligon bố trí rãnh thoát nước Nước thoát đưa trạm xử lý nước thải để dùng để tưới Sau lấp đất ủ, phế thải bị phân hủy yếm khí Khí sinh học tạo thu gom làm nhiên liệu - Xử lý phế thải rắn công nghiệp Phế thải rắn công ngiệp sử dụng làm nguyên liệu thứ cấp cho trình sản xuất khác Các phế thải không sử dụng lại được, tùy theo mức độ gây bẩn độc hại xử lý theo phương pháp sau : Mức độc Đặc điểm phế thải hại Không bẩn không độc hại I Chất hữu dễ ôxy hóa sinh hóa Chất hữu độc khó hòa tan II nước Các chất chứa dầu mỡ III Độc hại môi trường không khí IV Độc hại V Phương pháp xử lý Dùng san xử lý phế thải sinh hoạt Tập trung xử lý phế thải sinh hoạt Ủ phế thải sinh hoạt Đốt phế thải sinh hoạt Tập trung poligon đặc biệt Chôn khử độc thiết bị đặc biệt VI a - Chôn cất khử độc phế thải công nghiệp độc hại Các chất độc hại Hg từ công nghiệp hóa Clo, xianua từ công nghiệp khí, Cr từ công nghiệp Crôm, chế biến dầu, chế tạo máy, luyện kim màu, Pb từ chế tạo máy v.v… trung hòa, xử lý khử độc thiết bị đặc biệt nhà máy Người ta thường tổ chức poligon đặc biệt thành hai dạng : riêng rẽ để chôn ôxy hóa phế thải độc hại tổng hợp để thu nhận, xử lý chôn nhiều phế thải rắn khác Các phế thải đặc biệt độc hại chôn thùng beton cốt thép đặt sâu đất không thấm nước từ 10 ÷12m Các chất hoạt tính phóng xạ thu gom riêng Trần Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường - 83 - vào thùng mặt nhẵn vận chuyển đến chỗ chôn xe đặc biệt chống phát xạ Việc chôn chất đồng vị phóng xạ chưa giải triệt để, Mỹ ngưới ta chôn dạng dung dịch cement lớp nham thạch, Nga chôn đất lớp cách nước b - Đốt phế thải Đây biện pháp tối ưu làm nhiễm bẩn môi trường không khí không tận dụng nhiệt Biện pháp sử dụng diện tích để xây dựng poligon hay không vận chuyển phế thải Nhiệt độ lò đốt thường từ 800÷1000oC Để khử hết mùi hôi độc hại, nhiệt độ lò > 1000oC Khi đốt chung phế thải phải ý lượng nhiệt giải phóng, lượng tro, khả gây nổ, nhiệt độ cháy v.v… loại phế thải Có thể tách vụn kim loại thiết bị từ tính c - Sử dụng lại phế thải rắn Đây vấn đề chiến lược công nghệ sản xuất để phát triển bền vững Hiện nhiều nước nghiên cứu biện pháp sử dụng lại phế thải rắn, vừa mang ý nghóa vệ sinh vừa có ý nghóa kinh tế Từ phế thải công nghiệp chế tạo loại nhiên liệu, nguyên liệu khác Có thể dùng nguyên lý pin axit để thu điện từ phế thải Trần Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường CHƯƠNG - 84 - CÁC LOẠI Ô NHIỄM KHÁC § Ô NHIỄM NHIỆT VÀ BIỆN PHÁP PHÒNG CHỐNG 1- Nguồn gốc tác hại ô nhiễm nhiệt Nguồn gốc ô nhiễm nhiệt chủ yếu đốt cháy nhiên liệu : than củi, xăng, dầu v.v… sản xuất đời sống người Trong giao thông vận tải, nhà máy nhiệt điện, lò luyện kim, lò nung nói chung v.v… tạo nhiều nhiệt lượng Lượng nhiệt tỏa nguồn trực tiếp hay gián tiếp thải vào môi trường không khí Trong thiết bị làm lạnh nhà máy thường dùng nước Nước lấy từ sông, hồ, giếng với lưu lượng lớn Ngoài dùng không khí để làm mát máy móc, thiết bị Do tăng dân số phát triển sản xuất, lượng nhiệt thải vào khí ngày nhiều làm cho nhiệt độ khí nhiệt độ mặt đất tăng lên Đồng thời với phát triển sản xuất, môi trường không khí ngày bị ô nhiễm, lượng nhiệt xạ Mặt trời bị Trái đất hấp thụ ngày nhiều làm cho nhiệt độ trung bình Trái đất tăng lên, gây tác hại cho đời sống người nói riêng sinh vật nói chung Nhiệt độ trung bình Trái đất tăng làm cho mực nước biển dâng cao gây ngập lụt nhiễm mặn đồng ven biển, gây thiên tai lũ lụt nguy hiểm Ô nhiễm nhiệt làm thay đổi khí hậu cục vùng, đặc biệt khu công nghiệp đô thị Thường khu vực có nhiệt độ cao vùng nông thôn hay rừng núi từ đến 30C Lượng nhiệt sinh hoạt động người xấp xỉ 30% lượng Mặt trời chiếu xuống Trái đất Ô nhiễm nhiệt gây nhiều tác hại cho tồn phát triển người sinh vật nói chung, ngược lại lại tạo điều kiện cho loại vi khuẩn, vi trùng, nấm bệnh phát triển - Các biện pháp làm giảm ô nhiễm nhiệt Trước tiên phải cải tiến kỹ thuật, thay đổi dây chuyền công nghệ, nâng cao hiệu suất máy móc, thiết bị để giảm lượng nhiệt thải vào môi trường Sử dụng biện pháp làm mát nhân tạo ao, hồ, tháp làm mát thông gió tự nhiên thông gió cưỡng Nhờ bốc nước mà không khí làm mát Biện pháp có hiệu cao mang tính chất lâu dài trồng xanh Khi lục diệp phát triển, xanh hấp thụ khí CO2 nhiệt, đồng thời thải O2 Cây xanh hấp thụ xạ Mặt trời để quang hợp, tạo nên râm mát tự nhiên Biện pháp kỹ thuật để giảm ô nhiễm nhiệt dùng dây chuyền thiết bị sử dụng nhiệt : tận dụng nhiệt lượng thải nhà máy cho mục đích sử dụng khác Trần Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường - 85 - cấp nước nóng cho sinh hoạt, cấp nhiệt sưởi ấm, làm ấm bể bơi, làm ấm hồ nuôi cá mùa đông v.v… §2 Ô nhiễm phóng xạ biện pháp phòng chống 1- Sự phóng xạ nguồn gây ô nhiễm phóng xạ, tác hại phóng xạ Các đồng vị phóng xạ sử dụng nhiều : Các lò phản ứng Hạt nhân nhà máy điện viện nghiên cứu, nguồn phóng xạ sử dụng y học Trong ngành sản xuất công nghiệp, nông nghiệp, ngư nghiệp … dùng đồng vị phóng xạ để kiểm nghiệm, sản xuất … có hiệu Bên cạnh lợi tích to lớn, phóng xạ gây nhiều hiểm họa cho người; biện pháp bảo vệ cho người khỏi tia phóng xạ quan trọng Ngoài nguồn phóng xạ nêu trên, vụ thử Hạt nhân làm môi trường bị ô nhiễm phóng xạ nghiêm trọng Việc chuẩn đoán điều trị bệnh y học chiếu xạ làm tăng ô nhiễm phóng xạ Tia phóng xạ chiếu từ vào thể gọi “ngoại chiếu” Chất phóng xạ xâm nhập vào thể, đến phận thể gây tác dụng chiếu xạ gọi “nội chiếu” “Nội chiếu” nguy hiểm “ngoại chiếu” thời gian chiếu lâu hơn, diện chiếu rộng việc loại chất phóng xạ khỏi thể khó khăn nhiều Khi thể người bị chiếu xạ sống môi trường bị nhiễm phóng xạ bị mắc bệnh nhiễm phóng xạ + Bệnh nhiễm phóng xạ cấp tính : Khi thể bị nhiễm xạ với liều lượng > 300Rem (liều Rơnghen tương đương sinh vật) sau thời gian chiếu từ vài giây đến vài Bệnh nhiễm phóng xạ cấp tính thường xảy vụ nổ Hạt nhân cố lò phản ứng Hạt nhân + Bệnh nhiễm phóng xạ mãn tính : triệu chứng bệnh xuất muộn hàng năm đến nhiều năm sau bị chiếu xạ nhiễm xạ Bệnh xảy thể bị nhiễm liều phóng xạ khoảng 200Rem khoảng thời gian ngắn < 200Rem khoảng thời gian dài - Các biện pháp giảm ô nhiễm phóng xạ Trước hết phải hạn chế tiến tới cấm hoàn toàn vụ thử Hạt nhân Trái đất Việc khai thác quặng phóng xạ, việc xử lý tinh chế quặng đồng vị phóng xạ phải thực điều kiện an toàn nghiêm ngặt, thiết bị an toàn phóng xạ phải có độ tin cậy hoạt động cao Đối với xí nghiệp, quan, phòng thí nghiệm dùng đồng vị phóng xạ sản xuất nghiên cứu; y học dùng để chuẩn trị bệnh tia chiếu xạ Trần Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường - 86 - nên sử dụng thật cần thiết Khi sử dụng phải nên ý đến an toàn phóng xạ, tìm cách hạn chế ô nhiễm + Khi tiếp xúc với nguồn phóng xạ kín : Chỉ tiếp xúc với tia phóng xạ, không tiếp xúc với chất phóng xạ Bóng phát tia Rơnghen phải bọc vỏ chì Các chất phóng xạ phải đặt hộp chì kín, sử dụng mở hộp, đủ để thao tác Khi thao tác xa nguồn đỡ nguy hiểm Phòng sử dụng tia phóng xạ phải đủ rộng, không đặt nhiều đồ đạc để hạn chế phát sinh tia phóng xạ thứ cấp, phòng phải bố trí riêng biệt, có tường beton dày Khi làm việc phải mang găng tay, ủng cao su, mắt đeo kính Các thao tác phải nhanh xác để giảm thời gian tiếp xúc với tia phóng xạ + Khi tiếp xúc với nguồn phóng xạ hở : Khi tiếp xúc với quặng phóng xạ, dung dịch lỏng, khí, pin phóng xạ… việc “ngoại chiếu”, thể bị “nội chiếu” chất phóng xạ thể khí, lỏng, rắn bị xâm nhập vào thể qua đường hô hấp, tiêu hóa qua da * Có biện pháp bảo vệ : - Bảo vệ sinh vật : Dùng loại vitamin, chất kháng sinh Việc bảo vệ giúp tế bào tủy xương sinh chất để phục hồi thể - Bảo vệ vật lý : Dùng phương tiện cản tia giống nguồn phóng xạ kín Trước chỗ ngồi làm việc phải có chắn chì dày 1,5-2mm, áo găng chì dày 0,3-0,5mm Tường phải ngăn không cho tia phóng xạ lọt sang phòng khác Tìm biện pháp cách xa nguồn nhiều tốt liều chiếu tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách - Bảo vệ hóa học : Dùng axit amin có nhóm SH, dùng dẫn xuất phá hủy nhóm cacboxyl chúng Tác dụng bảo vệ chất dựa vào chế vai trò Ôxy chiếu xạ Nói chung phòng dùng tia phóng xạ phải bố trí riêng biệt phải có chu vi bảo vệ, vật liệu kết cấu phòng phải có tính hấp thụ phóng xạ dễ cọ rửa để tẩy xạ; mặt sàn phải bóng, khe hở chịu axit Sàn lót nhựa tổng hợp, vải sơn cao su cứng Phần tường sàn đến độ cao 2m phải nhẵn, thường quét sơn bóng Nói chung toàn bề mặt bao che phải bóng thường quét sơn để tránh bụi bám Phòng phải thông gió tốt, lưu lượng thông gió tối thiểu phải lần/giờ phải bố trí hệ thống hút gió ra, lỗ thải khí phải đặt cuối hướng gió phải cao công trình lân cận từ 3-4m phải cách xa vị trí lấy không khí vào 20m Khu vực thí nghiệm phóng xạ phải có đủ thiết bị an toàn vệ sinh Phòng chứa đồng vị phóng xạ phải đặt ngầm đất, phải cản tia γ Phải có đủ thiết bị phòng hộ cho nhân viên làm việc, phải thực tốt nội quy an toàn phóng xạ Đối với mỏ khai thác quặng phải ý phòng chống nhiễm xạ Mỏ phải thông gió tốt (ít lần/giờ), đường ống dẫn khí vào nơi làm việc ngắn tốt, vị trí lấy khí thải khí bẩn phải cách xa > 100m Các đường Trần Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường - 87 - hầm lò không sử dụng phải bịt kín vật liệu không thấm khí Đường ống dẫn nước thải mỏ phải bọc kín tránh chất phóng xạ khuếch tán Các bãi quặng nước thải nhà máy luyện quặng phóng xạ phải xử lý nghiêm ngặt, đạt yêu cầu vệ sinh thải Tránh làm ô nhiễm môi trường không khí xung quanh Các phế thải phóng xạ phải chôn cất hầm đặc biệt kiên cố (như beton chẳng hạn) độ sâu cần thiết nơi cách biệt khu dân cư § Ô NHIỄM TIẾNG ỒN VÀ BIỆn PHÁP PHÒNG CHỐNG 1- Khái niệm âm tiếng ồn Âm dao động học lan truyền dạng sóng môi trường đàn hồi thính giác người cảm nhận Tiếng ồn tập hợp âm có cường độ tần số khác nhau, xếp hỗn độn, gây cảm giác khó chịu cho người nghe, cản trở người làm việc nghỉ ngơi Như việc phân biệt âm tiếng ồn có tính chất tương đối Một số âm phát không lúc, gây cảm giác khó chịu cho người nghe, cản trở làm việc nghỉ ngơi coi tiếng ồn a- Các đặc tính chủ yếu âm + Tần số âm : Đơn vị đo Hz Mỗi âm đặc trưng tần số dao động Tai người cảm nhận âm có tần số khoảng 1620.000Hz Dải âm chia theo tên gọi sau : Âm có tần số < 16Hz gọi hạ âm Âm có tần số < 300Hz gọi âm hạ tần Âm có tần số 300 ÷ 1.000Hz gọi âm trung tần Âm có tần số > 1.000Hz gọi âm cao tần Âm có tần số > 20.000Hz gọi siêu âm Độ cao âm phụ thuộc tần số âm, âm trầm có tần số thấp, âm bổng có tần số cao + Cường độ hay lượng âm thanh: Cường độ âm lượng âm truyền qua đơn vị diện tích, vuông góc với phương truyền sóng âm đơn vị thời gian Ký hiệu I cường độ âm, P áp suất, ρ mật độ khối lượng môi trường, C tốc độ âm môi trường Ta có biểu thức liên hệ : I= P ρ.C Trong kỹ thuật, để thu hẹp phạm vi trị số đo, người ta dùng thang logarit thay cho thang thập phân, gọi mức cường độ âm (mức áp suất âm) - gọi tắt mức âm, đơn vị đo dB Mức cường độ âm Mức áp suất âm Trần Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường L = 10 lg I I0 - 88 - (dB) L = 20 lg P P0 (dB) I0 cường độ ngưỡng nghe ; P0 áp suất âm ngưỡng nghe I0 = 10-12W/m2 P0=2.10-5N/m2 Với sóng âm phẳng, trường âm tự do, điều kiện khí bình thường, mức cường độ âm mức áp suất âm có trị số Mức công suất nguồn âm : Xác định tương tự mức cường độ aâm : L w = 10 lg W W0 (dB) W : công suất nguồn âm W0 : công suất nguồn âm ngưỡng nghe, W0 = 10-12W + Độ vang âm : Những âm có tần số khác nhau, có mức lượng âm nhau, cảm giác nghe rõ tai người lại khác nhau, ta nói âm có độ vang khác Người ta dùng âm tần số 1.000Hz làm âm chuẩn độ vang âm Ví dụ : Âm có cường độ 50dB tần số 100Hz có độ vang âm có cường độ 30dB tần số 1.000Hz Đơn vị đo độ vang phone, dB tần số 1.000Hz tương ứng với phone Trong ví dụ âm có độ vang 30 phone Ngoài có đơn vị Sone - cho biết âm vùng to gấp lần âm khác Độ vang âm 40 phone sone Độ vang âm 50 phone sone Độ vang âm 60 phone sone Khi độ vang âm tăng 10 phone trị số độ vang tính theo sone tăng gấp đôi Các máy đo độ ồn dùng đo mức vang âm theo đơn vị dexiben A (ký hiệu dBA) - mức cường độ âm chung tất giải octa tần số quy tần số 1.000Hz Như âm đo dBA âm đương lượng Khi dùng dBA để âm không cần nói âm có tần số Trị số dBA giúp cho việc đánh giá sơ mặt ô nhiễm xem tiếng ồn có vượt mức cho phép hay không + Dải tần số âm : Cơ quan thính giác người không phản ứng theo độ tăng tuyệt đối tần số âm mà phản ứng theo mức tăng tương đối tần số âm Khi tần số tăng gấp đôi độ cao âm tăng lên tone, ta gọi octa tần số Như dải tần số âm mà giới hạn cao gấp đôi giới hạn chia thành 11 octa có trị số trung bình số học sau : 16 ; 63 ; 125 ; 250 ; 500 ; 1000 ; 2000 ; 4000 ; 8000 ; 16000 Ví dụ octa từ 40 đến 80 Hz trị số trung bình 60 Hz Tiêu chuẩn vệ sinh mức cho phép tiếng ồn thường quy định octa : 63 ; 125 ; 250 ; 500 ; 1000 ; 2000 ; 4000 ; 8000 Hz b- Phân loại tiếng ồn Trần Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường - 89 - + Theo tính chất vật lý : Chia làm loại tiếng ồn ổn định tiếng ồn không ổn định Tiếng ồn ổn định có mức thay đổi cường độ âm không 5dB suốt thời gian có tiếng ồn Nếu vượt trị số 5dB gọi tiếng ồn không ổn định * Tiếng ồn không ổn định chia làm dạng : - Tiếng ồn dao động : mức âm thay đổi liên tục theo thời gian - Tiếng ồn ngắt quãng : âm ngắt quãng, không liên tục -Tiếng ồn xung : âm va đập + Theo phân bố lượng : dải octa tần số, chia thành tiếng ồn dải rộng dải hẹp - Tiếng ồn dải rộng : lượng âm phân bố đồng dải tần số Tiếng ồn dải hẹp (còn gọi tiếng ồn âm sắc) : tần số âm phổ có cường độ âm cao tần số lại octa từ 6dB trở lên Tiếng ồn dải hẹp có tác dụng kích thích mạnh tiếng ồn dải rộng + Theo đặc tính nguồn ồn chia làm loại : - Tiếng ồn học máy - Tiếng ồn va chạm trình sản xuất : Rèn, dập, tán, … - Tiếng ồn khí động máy bay, quạt gió, … - Tiếng nổ sóng xung kích - Các nguồn ồn đời sống sản xuất Nguồn ồn phát nơi, lúc hoạt động người gây nên tự nhiên : sấm sét, gió bão … a - Tiếng ồn giao thông Khi phương tiện giao thông hoạt động gây ồn từ : động cơ, rung động phận phương tiện, qua ống xả khí, mở đóng cửa phương tiện, tiếng rít phanh hãm… Ngoài phương tiện giao thông mặt đất, có nguồn ồn không máy bay gây ra, đặc biệt máy bay phản lực khởi động, cất cánh, tăng tốc, lên cao, hạ cánh phát tiếng ồn mạnh Máy bay siêu âm chở khách bay độ cao 12000m gây độ ồn mặt đất đến 127dB, gây ô nhiễm môi trường, phá hủy tần O3 khí b - Tiếng ồn sản xuất Các trình chấn động, chuyển động, va đập máy móc thiết bị, dòng chất lỏng hay khí chuyển động gây tiếng ồn Tiếng ồn từ máy phát thường lớn Cường độ âm tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách tới nguồn ồn Vì nguồn gây ồn lớn cần đặt xa khu dân cư, phải có biện pháp che chắn thích hợp c - Tiếng ồn sinh hoạt người Mọi hoạt động sinh hoạt người sinh ồn : trò chuyện, lại, hát hò, ăn uống … Trần Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường - 90 - Mức ồn thấp đường phố xe cộ 45 đến 50dBA, đường phố đông đúc nhộn nhịp mức ồn lên tới 90 đến 95dBA Mức ồn thấp khu nhà tập thể 30 đến 35dBA - Tác hại tiếng ồn Tiếng ồn có ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người : tác hại đến thính giác, gây rối loạn tâm sinh lý hệ thần kinh, tim mạch, nội tiết … tiếng ồn làm giảm suất lao động người, làm phát sinh tăng tai nạn lao động, làm giảm tuổi thọ Tiếng ồn ≥ 35dBA gây cảm giác không thỏai mái, tiếng ồn ≥ 40dBA gây cảm giác khó chịu khó ngủ, mức ồn ≥ 50dBA gây rối loạn thần kinh vỏ não Mức ồn ≥ 80dBA làm giảm mức nghe octa tần số 250 ; 500 ; 1.000 ; 4.000Hz, làm giảm ý, dễ mệt mỏi, tăng trình ức chế hệ thần kinh trung ương, gây mạch chậm, giảm huyết áp tâm thu tăng huyết áp tâm trương Tiếng ồn ≥ 150dB (tiếng bom, mìm, súng) làm rách màng nhó, lệch vị trí xương tai giữa, làm tổn thương tai trong, chảy máu tai, gây đau nhức dội tai toàn thân Những người thường xuyên tiếp xúc với tiếng ồn, tổn thương thính giác qua số giai đoạn : mỏi mệt quan thính giác, độ nhạy thính giác tai giảm, tế bào thần kinh thính giác bị thóai hóa hay hủy hoại - giai đoạn điếc nghề nghiệp - Các biện pháp chống ồn a - Quy hoạch kiến trúc xây dựng hợp lý Hạn chế lan truyền tiếng ồn nội nhà máy Giữa nhà máy khu dân cư cần có khu đệm, có dải xanh cách ly, hai bên đường phố trồng xanh để chống ồn chống ô nhiễm không khí Cường độ âm điểm cách nguồn r(m) xác định : L(r) = LW - 10logF - 20 logr - 10logΩ Với LW mức công suất nguồn (dB) Ω góc vị trí nguồn âm không gian Nếu nguồn âm đặt không gian Ω = 4π ; 10logΩ = 11 Nếu nguồn âm đặt mặt phẳng Ω = 2π ; 10logΩ = Nếu nguồn âm đặt cạnh góc nhị diện Ω = π ; 10logΩ = Nếu nguồn âm đặt cạnh góc tam diện Ω = π/2 ; 10logΩ = AÂm lan truyền không khí bị tắt dần nên : ∆L a r L(r) = LW - 10logF - 20 logr - 10logΩ - 1.000 (dB) Với ∆La độ tắt dần âm không khí (dB/km) Nếu có nhiều nguồn ồn tác dụng mức ồn tổng cộng : - Trường hợp có n nguồn có mức công suất L1 : L = L1 + 10.lgn (dB) - Trường hợp có hai nguồn mức công suất L1 L2 (L1 > L2) : L = L1 + ∆L Traàn Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường - 91 - ∆L mức tăng thêm, phụ thuộc hiệu (L1 - L2) Trường hợp có nhiều nguồn với mức công suất khác nhóm hai nguồn từ mức lớn đến mức nhỏ tính tương tự Khi quy hoạch nhà máy cần bố trí nguồn ồn cuối hướng gió năm để dễ xử lý, xung quanh nguồn ồn nên trồng xanh Các trung tâm điều khiển nên đặt riêng ngăn cách với nguồn ồn b - Giảm ồn nguồn Đây biện pháp chủ yếu Muốn phải đại hóa thiết bị, hoàn thiện trình công nghệ : thiết kế, chế tạo, lắp đặt, vận hành, bảo dưỡng Bố trí tổ chức thời gian hoạt động nguồn ồn hợp lý Tự động hóa khâu điều khiển, giảm bớt số lượng nhân viên thời gian làm việc môi trường ồn c - Cách âm giảm chấn động Dùng gối đỡ bệ máy có lò xo cao su đàn hồi cao, sử dụng kết cấu treo có lò xo đàn hồi d - Giảm tiếng ồn đường lan truyền Chủ yếu hút âm cách âm Nguyên lý hút âm dựa vào biến đổi lượng âm thành lượng nhiệt, dạng lượng khác Nguyên lý cách âm : Sóng âm tới bề mặt kết cấu, kết cấu bị dao động cưỡng trở thành nguồn âm xạ lượng sang không gian bên cạnh Khả hút âm vật liệu phụ thuộc tính xốp vật liệu, xốp hút âm tốt Khả cách âm kết cấu phụ thuộc kích thước, trọng lượng, độ cứng kết cấu vào ma sát vật liệu dải tần số tiếng ồn Thường phối hợp cách âm hút âm để chống ồn e - Tuyên truyền giáo dục Tuyên truyền tác hại tiếng ồn biện pháp chống ồn thông qua phương tiện thông tin đại chúng Giáo dục người ý thức tự giác, tôn trọng người khác sinh hoạt nghỉ ngơi - Kiểm tra tiếng ồn kiểm soát ô nhiễm tiếng ồn Cần tổ chức kiểm tra tiếng ồn khu dân cư, nhà ở, nhà nghỉ, bệnh viện, trường học, công sở nơi sản xuất Trên sở đề biện pháp chống ồn hợp lý Cần có luật kiểm soát ô nhiễm tiếng ồn, đề quy định cụ thể, tiêu chuẩn tiếng ồn cho phép; người , quan phải chấp hành luật Trần Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường - 92 - TÀI LIỆU THAM KHẢO 1- Giáo trình môi trường bảo vệ môi trường - Nguyễn Khắc Cường - Trường ĐH kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh 2- Giáo trình kỹ thuật môi trường - Tăng Văn Đoàn, Trần Đức Hạ - NXB giáo dục 1995 3- Introduction to environmental technology - Neal K.Ostler, Editor - Salt Lake commumity college 1996 4- Cơ sở khoa học môi trường – Lê Thạc Cán – Viện Đại học mở Hà Nội Trần Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường - 93 - Đề tựa Giáo trình dùng cho sinh viên Vật lý trường Đại học Đà Lạt Nó dùng làm tài liệu cho sinh viên ngành Môi trường, Sinh học, Hóa học, sinh viên trường Đại học thủy lợi, Đại học xây dựng bạn muốn tìm hiểu thêm Kỹ thuật môi trường Bảo vệ môi trường Với khuôn khổ số dành cho giáo trình, giáo trình đề cập đến vấn đề nhất, chung kỹ thuật môi trường bảo vệ môi trường Với mục đích “Hãy cứu lấy hành tinh xanh” chúng ta, bảo vệ “Chiếc nôi” - môi trường sống chúng ta, tác giả hy vọng sau học xong hay đọc qua giáo trình này, bạn sinh viên ý thức điều chỉnh hành vi : lời nói người, thuốc đám đông, mẩu “rác” “vô tình” thả xuống Vì biên soạn lần đầu, chắn giáo trình có nhiều phiếm khuyết, mong góp ý bạn sinh viên đồng nghiệp Đà Lạt, tháng 3/2001 Trần Kim Cương Khoa Vật lyù ... Vật lý Kỹ thuật môi trường -4- ĐỀ TỰA Giáo trình dùng cho sinh viên Vật lý trường Đại học Đà Lạt Nó dùng làm tài liệu cho sinh viên ngành Môi trường, Sinh học, Hóa học, sinh viên trường Đại học. .. lợi, Đại học xây dựng bạn muốn tìm hiểu thêm Kỹ thuật môi trường Bảo vệ môi trường Với khuôn khổ số dành cho giáo trình, giáo trình đề cập đến vấn đề nhất, chung kỹ thuật môi trường bảo vệ môi. .. đầu, chắn giáo trình có nhiều phiếm khuyết, mong góp ý bạn sinh viên đồng nghiệp Đà Lạt, tháng 3/2001 Trần Kim Cương Khoa Vật lý Kỹ thuật môi trường -5- CHƯƠNG NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ MÔI TRƯỜNG