Tiểu luận Cacbon monooxit trong không khí và khí thải

Click to edit Master title style Click to edit Master text styles Second level Third level Fourth level Fifth level 2/25/2014 ‹#› KÍNH CHÀO thầy CHÀO TẬP THỂ D12MT02 ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA MƠI TRƯỜNG LỚP D12MT02 Bài tiểu luận Chủ đề: Cacbon monooxit trong khơng khí và khí thải Giảng viên hướng dẫn: ThS. Thuỷ Châu Tờ Nhĩm thực hiện: Ng Băng Tuyền, Ng Thị Ánh Linh,Phạm Thị Ngọc Trâm , Chiêm Thị Mỹ Nhi (TCVN 5972:1995) Chương 1: Mở đầu 1.1 Lời mở đầu 1.2 Tính chất của cacbon monoxit 1.3 Độc tính 1.4 Nguồn phát sinh 1.5 Tình hình nghiên cứu Chương 2: Phương pháp chuẩn bị mẫu 2.1 Lấy mẫu 2.2 Bảo quản mẫu 2.3 Xử lí mẫu Chương 3: Tổng quan về các phương pháp phân tích 3.1 Nguyên tắc 3.2 Phạm vi áp dụng Chương 4: Phương pháp phân tích 4.1 Phương pháp sắc ký khí: (TCVN 5972-1995) 4.2 Phương pháp tạo màu với kali iodua và phương pháp tạo màu với thuốc thử Folin – Xiocantơ: (TCVN 7242:2003) Chương 5: Đánh giá kết quả 5.1 Phương pháp sắc ký khí: (TCVN 5972-1995) 5.2 Phương pháp tạo màu với kali iodua và phương pháp tạo màu với thuốc thử Folin – Xiocantơ: (TCVN 7242:2003) Tài liệu tham khảo Chương 1: Mở đầu 1.1 Lời mở đầu Khí CO cĩ khả năng gây ảnh hưởng xấu đến con người ở ngay vùng nồng độ rất thấp khoảng vài trăm ppm. Cacbon monoxit được tạo thành trong quá trình đốt cháy khơng hồn tồn hydocacbon, dầu, và là một thành phần của khí xả động cơ xăng. Chương 1: Mở đầu 1.2 Tính chất của cacbon monoxit 1.2.1 Tính chất vật lý: - Cacbon monoxit cĩ cơng thức hĩa học là CO. - Là một chất khí khơng màu, khơng mùi, khơng vị,hơi nhẹ hơn khơng khí, rất ít tan trong nước.[2] Hình 1.1- Mơ hình phân tử CO 1.2.2 Tính chất hĩa học: - Cacbon monoxit là oxit trung tính [2] - Cacbon monoxit là chất khử mạnh.   Chương 1: Mở đầu 1.2 Tính chất của cacbon monoxit 1.2.2 Tính chất hĩa học:     1.3 Độc tính: - Nồng độ chỉ khoảng 0,1% cacbon monoxit trong khơng khí cũng cĩ thể là nguy hiểm đến tính mạng. Hb.O2 + CO → Hb.CO + O2 Chương 1: Mở đầu 1.4 Nguồn phát sinh: - Khí thải của động cơ đốt trong tạo ra sau khi đốt các nhiên liệu gốc cácbon Hình 1.2- Ơtơ xe máy thải ra nhiều khí CO. - Trong khĩi thuốc lá. - Trong gia đình - Town gas  H2O + C  CO + H2 Chương 1: Mở đầu 1.5. Tình hình nghiên cứu: 1.5.1 Trên thế giới: - Nghiên cứu liên quan đến Cacbon monoxit thuộc tính chống viêm của nĩ. - Phân tử Carbon mơnơxít (CO) trong đám khí ga nĩng 10 triệu độ C phát tán từ tàn tích nổ siêu tân tinh trẻ cĩ tên Cassiopeia A (Cas A). Hình 1.3- Hình ảnh hồng ngoại của Cas A do camera chụp dải hồng ngoại kính thiên văn Spitzer của NASA (IRAC) ghi lại ở bước sĩng 4.5 micrơmet 1.5.2 Tại Việt Nam: - Ngày 21/5/2013, Cục Quản lý Mơi trường y tế (Bộ Y tế) tổ chức Hội thảo gĩp ý về Tiêu chuẩn Chất lượng khơng khí trong nhà Chương 2: Phương pháp chuẩn bị mẫu 2.1 Lấy mẫu: 2.1.1 Mục đích và yêu cầu lấy mẫu để phân tích: - Đại diện đúng cho đối tượng cần nghiên cứu và phân tích. - Đáp ứng đúng yêu cầu phân tích hay nghiên cứu xem xét. - Lấy mẫu, khơng làm mất mẫu hay nhiễm bẩn mẫu. - Phù hợp với phương pháp lựa chọn phân tích. - Cĩ khối lượng đủ để phân tích, khơng quá nhỏ và đúng yêu cầu. - Mẫu phải cĩ lý lịch, các điều kiện lấy mẫu rõ ràng. - Đảm bảo đúng yếu tố của QA/QC. Chương 2: Phương pháp chuẩn bị mẫu 2.1 Lấy mẫu: 2.1.2 Địa điểm và vị trí lấy mẫu: [4] - Địa điểm và vị trí lấy mẫu phải được chọn trên cơ sở khoa học và cĩ hệ thống theo đúng như yêu cầu của nội dung khảo sát - Khoảng cách từ địa điểm lấy mẫu cĩ thể là 10, 50 hoặc 100m so với nguồn phát thải. - Vị trí của các điểm lấy mẫu được chọn bằng việc sử dụng mạng lưới đối xứng cực với nguồn nằm ở trung tâm Chương 2: Phương pháp chuẩn bị mẫu 2.1 Lấy mẫu: 2.1.3 Nguyên tắc lấy mẫu: - Mỗi địa điểm nên lấy hai mẫu song song cách nhau 20 cm - Cĩ 2 hình thức lấy mẫu:[1] + Lấy mẫu khơng khí trong thiết bị chứa (túi, bom) sau đĩ phân tích trên mẫu . + Giữ và làm giàu chất cần phân tích trong khơng khí trên bộ thu mẫu, sau đĩ xử lý và phân tích. - Các kỹ thuật lấy mẫu: + Lấy mẫu thụ động + Lấy mẫu chủ động + Lấy mẫu tự động (liên tục) Chương 2: Phương pháp chuẩn bị mẫu 2.1 Lấy mẫu: 2.1.3 Nguyên tắc lấy mẫu: Lấy mẫu khơng khí vào chai, bom hay túi chứa khí: Phương pháp thơng khí tự nhiên: - Mở nắp chai chứa mẫu, để khơng khí đi vào tự nhiên sau một thời gian, đậy nắp lại và đem mẫu về phân tích. - Cĩ thể xác định được nồng độ trung bình trong khoảng thời gian lấy mẫu. - Lượng mẫu ít. Phương pháp chân khơng: - Rút chân khơng chai hay bom chứa trước khi lấy mẫu, khi lấy mẫu chỉ mở nắp cho khơng khí đi vào. - Cĩ thể lấy mẫu tức thời hoặc mẫu trong khoảng thời gian xác định Hình 2.1.Phương pháp chân khơng. Chương 2: Phương pháp chuẩn bị mẫu 2.1 Lấy mẫu: 2.1.3 Nguyên tắc lấy mẫu: Lấy mẫu khơng khí vào chai, bom hay túi chứa khí: Phương pháp thay chỗ: Áp dụng để lấy mẫu vào túi. - Đặt túi lấy mẫu vào hộp kín (cĩ thể tích lớn hơn thể tích đầy của túi), vịi của túi mẫu hở phía ngồi khơng khí. - Khĩa vịi túi mẫu, rút khơng khí ra khỏi hộp (tạo áp suất âm trong hộp). - Mở vịi túi mẫu, khơng khí đi vào túi để thay chỗ thể tích đã hút ra khỏi hộp. Hình 2.2. Thiết bị dùng cho phương pháp thay chỗ Chương 2: Phương pháp chuẩn bị mẫu 2.1 Lấy mẫu: 2.1.3 Nguyên tắc lấy mẫu: Lấy mẫu khơng khí vào chai, bom hay túi chứa khí: Phương pháp bơm (chủ động): Hình 2.3. Dụng cụ bơm khơng khí Hình 2.4. Túi chứa mẫu làm từ các vật liệu polime Hình 2.5 Bom chứa mẫu bằng thép khơng gỉ Chương 2: Phương pháp chuẩn bị mẫu 2.2 Bảo quản mẫu[2]: - Khi lấy mẫu bằng dụng cụ chứa được giữ trong các hộp gỗ cĩ lĩt xốp để tránh đổ vỡ - Khi lấy mẫu bằng ống hấp thụ xong cần phải chứa mẫu vào trong các bình bằng thủy tinh, cĩ nút nhám, dung tích từ 25-50 ml Chương 2: Phương pháp chuẩn bị mẫu 2.3 Xử lý mẫu: Hình 2.6 Hệ thống hấp thụ mẫu (chủ động) Chương 3: Tổng quan về các phương pháp phân tích 3.1 Nguyên tắc: 3.1.1 Phương pháp sắc ký khí: (TCVN 5972-1995) [10] - Cho Vmẫu khơng khí xác định đi qua cột sắc ký để tách CO ra khỏi các thành phần khí khác. - Khử CO vừa tách được thành mêtan bằng dịng khí hydro trên xúc tác niken nĩng. - Tín hiệu sắc ký nhận được tỷ lệ với lượng CO cĩ trong mẫu. 3.1.2 Phương pháp tạo màu với kali iodua và phương pháp tạo màu với thuốc thử Folin – Xiocantơ: (TCVN 7242:2003) CO + PdCl2 + H2O  CO2 + 2HCl + Pd Chương 3: Tổng quan về các phương pháp phân tích 3.2 Phạm vi áp dụng: 3.1.1 Phương pháp sắc ký khí: (TCVN 5972-1995) [10] - Phương pháp này được dùng để đo những nồng độ CO nhỏ hơn 25 mg/m3 - Cũng cĩ thể dùng để đo những nồng độ CO lớn đến 1000 mg/m3 ở nhiệt độ 25oC và áp suất 101,3 kPa - Hệ số chuyển: 1mg/m3 ≥ 0,88 ppm (v/v) 1ppm (v/v) ≥ 1,14 mg/m3 - Phương pháp này cũng cĩ thể đo được những nồng độ CO nhỏ hơn 1mg/m3 nhưng phải thao tác thật cẩn thận Chương 3: Tổng quan về các phương pháp phân tích 3.2 Phạm vi áp dụng: 3.1.2 Phương pháp tạo màu với kali iodua và phương pháp tạo màu với thuốc thử Folin – Xiocantơ: (TCVN 7242:2003) - Xác định nồng độ cacbon monoxit (CO) trong khí ống khĩi lị đốt chất thải rắn y tế, quy về điều kiện nhiệt độ 0oC và áp suất 101,3 kPa. _ Phương pháp A: Xác định CO bằng phương pháp tạo muối với kali iodua.Áp dụng trong trường hợp nồng độ CO cao. [11] _ Phương pháp B: Xác định CO bằng phương pháp tạo muối với thuốc thử Folin-Xiocantơ.[11] Chương 4: Phương pháp phân tích 4.1 Phương pháp sắc ký khí: (TCVN 5972-1995) 4.1.1 Nguyên vật liệu: 4.1.1.1 Các khí: [10] Lượng ẩm tối đa phải nhỏ hơn 10 mg/m3 nồng độ hidrocacbon tồn phần .Tính theo mêtan phải nhỏ hơn 0,1 mg/m3 và CO phải nhỏ hơn 0,1 mg/m3 4.1.1.2 Các hỗn hợp khí chuẩn:[10]  Mêtan trong khơng khí: Một hỗn hợp tiêu chuẩn khí mêtan trong khơng khí cần cho việc đo hiệu suất chuyển hĩa. Chương 4: Phương pháp phân tích 4.1 Phương pháp sắc ký khí: (TCVN 5972-1995) 4.1.1 Nguyên vật liệu: 4.1.1.2 Các hỗn hợp khí chuẩn:[10] Cacbon monovit trong khơng khí: 4.1.1.3 Nguyên vật liệu cho chuyển hĩa và sắc ký khí: - Nguyên liệu nhồi cột chuyển hĩa là diatomit cĩ cỡ hạt 0,125 mm đến 0,15 mm: (từ 100 đến 120 mesh ASTM) - Nguyên liệu nhồi cột tách sắc ký cỡ hạt từ 0,18 mm đến 0,25 mm (từ 60 đến 80 mesh ASTM). Những hỗn hợp tiêu chuẩn của CO trong khơng khí hoặc trong khí nitơ (chính xác đến ± 1%) được dùng làm các khí chuẩn. Chương 4: Phương pháp phân tích 4.1 Phương pháp sắc ký khí: (TCVN 5972-1995) 4.1.2 Thiết bị: 4.1.2.1 Cột: 4.1.2.2 Lị chuyển hĩa: 4.1.2.3 Tổ hợp lị chuyển hĩa: 4.1.2.4 Hệ thống nạp mẫu: Hình 4.1 Sơ đồ của lị chuyển hố Hình 4.2 Sơ đồ dịng khí Chương 4: Phương pháp phân tích 4.1 Phương pháp sắc ký khí: (TCVN 5972-1995) 4.1.3 Quy trình: - Khoảng những nồng độ dự kiến. Những đặc trưng - Tín hiệu đo sắc ký và nồng độ tối thiểu cĩ thể phát hiện so với tín hiệu nhiễu. - Số mẫu gián đoạn được đo trong một đơn vị thời gian. - Độ trơi điểm “khơng” và thời gian trơi. - Độ lặp lại của các phép đo. - Hiệu suất chuyển hĩa. - Khoảng nhiệt độ ở đĩ các mẫu sẽ được lấy. Chương 4: Phương pháp phân tích 4.1 Phương pháp sắc ký khí: (TCVN 5972-1995) 4.1.3 Quy trình: Chương 4: Phương pháp phân tích 4.1 Phương pháp sắc ký khí: (TCVN 5972-1995) 4.1.4 Trình bày kết quả: - Ở nhiệt độ 25oC và áp suất 101,3kPa.   -Ở các nhiệt độ khác và áp suất 101,3kPa.   Trong đĩ t là nhiệt độ tính bằng độ bách phân (oC). Chương 4: Phương pháp phân tích 4.2 Phương pháp tạo màu với kali iodua và phương pháp tạo màu với thuốc thử Folin – Xiocantơ: (TCVN 7242:2003) 4.2.1 Nguyên tắc: 4.2.1.1 Nguyên tắc chung cho cả 2 phương pháp: CO + PdCl2 + H2O  CO2 + 2HCl + Pd 4.2.1.2 Phương pháp A: PdCl2 + 2 KI  2 KCl + PdI2 (màu đỏ) Sử dụng máy đo quang phổ để đo độ hấp thụ của dung dịch màu đỏ ở bước sĩng từ 490 nm đến 530 nm. [11] 4.2.1.3 Phương pháp B: 2H3PO4.10MoO3 + 4HCl + 2Pd  2PdCl2 +2H2O + 2 [(MoO3)4.(MoO2). H3PO4] Chương 4: Phương pháp phân tích 4.2 Phương pháp tạo màu với kali iodua và phương pháp tạo màu với thuốc thử Folin – Xiocantơ: (TCVN 7242:2003) 4.2.1 Nguyên tắc: Sử dụng máy đo quang phổ để đo độ hấp thụ của dung dịch màu vàng xanh ở bước sĩng từ 650 nm đến 680 nm.[11] Chương 5: Đánh giá kết quả 5.1 Phương pháp sắc ký khí: (TCVN 5972-1995) 5.1.1 Độ lặp lại [10]: Độ lặp lại 0,05 mg/m3 ở nồng độ cacbon monoxit 1mg/m3 5.1.2 Độ chính xác [10]: ± 0,05mg/m3 trong khoảng nồng độ của khí CO từ 0 đến 1mg/m3 ± 25mg/m3 trong khoảng nồng độ của cacbon monoxit từ 0 đến 25mg/m3 5.1.3 Tiêu chuẩn, quy chuẩn đánh giá: Chương 5: Đánh giá kết quả 5.1 Phương pháp sắc ký khí: (TCVN 5972-1995) 5.1.3 Tiêu chuẩn, quy chuẩn đánh giá: Bảng 5.1 Giá trị giới hạn của CO trong khơng khí xung quanh .Đơn vị (µg/m3 ) [5] Thơng số Trung bình 1 giờ Trung bình 8 giờ Trung bình 24 giờ Trung bình năm CO 30.000 10.000 - - [5] Theo QCVN 05:2013/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng khơng khí xung quanh Chương 5: Đánh giá kết quả 5.2 Phương pháp tạo màu với kali iodua và phương pháp tạo màu với thuốc thử Folin – Xiocantơ: (TCVN 7242:2003) - Giá trị tối đa cho phép của CO trong khí thải là 350 mg/N.m3 với lị đốt chất thải rắn y tế tập trung theo quy hoạch [2] - Giá trị tối đa cho phép của CO trong khí thải là 200 mg/Nm3 đối với lị đốt chất thải rắn y tế được lắp đặt trong khuơn viên của cơ sở y tế [2] [2] Theo QCVN 02:2013/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về lị đốt chất thải rắn y tế thì giá trị tối đa cho phép của CO trong khí thải. Chương 5: Đánh giá kết quả 5.2 Phương pháp tạo màu với kali iodua và phương pháp tạo màu với thuốc thử Folin – Xiocantơ: (TCVN 7242:2003) - Giá trị tối đa cho phép của CO trong khí thải là 300 mg/N.m3 đối với tất cả các lị đốt chất thải cơng nghiệp cho đến ngày 31 tháng 12 năm 2014. [3] - Giá trị tối đa cho phép của CO trong khí thải là 250 mg/N.m3 đối với tất cả các lị đốt chất thải cơng nghiệp kể từ ngày 01 tháng 01 năm 2015.[3] [3] Theo QCVN 30:2013/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về lị đốt chất thải rắn y tế Chương 5: Đánh giá kết quả 5.2 Phương pháp tạo màu với kali iodua và phương pháp tạo màu với thuốc thử Folin – Xiocantơ: (TCVN 7242:2003) Bảng 5.2 Giá trị C để tính nồng độ tối đa cho phép của CO trong khí thải cơng nghiệp sản xuất thép [8] Thơng số Đơn vị Giá trị C A B1 B2 CO mg/Nm3 1.000 1.000 500 [8] Theo QCVN 05:2013/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải cơng nghiệp sản xuất thép. Tài liệu tham khảo [1] Bài giảng Quan trắc và đánh giá chất lượng nước và khơng khí. Chương 3. Quan trắc và đánh giá chất lượng khơng khí. (www.khoamoitruonghue.edu.vn/courses/EnvMonitor/Chapter03.pdf‎) [2] Lê Xuân Trọng (Tổng Chủ biên), Nguyễn Hữu Đĩnh (Chủ biên), Lê Chí Kiên – Lê Mậu Quyền, Hĩa học 11 nâng cao, Nhà xuất bản giáo dục, Hà Nội, 2008. [3] Phát hiện Cacbon monoxit (CO) trong khơng khí nĩng 10 triệu độ C. ( [4] Phương pháp quan trắc, lấy mẫu và phân tích chất độc trong khơng khí. (www.khoamoitruonghue.edu.vn/courses/EnvMonitor/Chapter03.pdf‎) Tài liệu tham khảo [5] QCVN 05:2013/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng khơng khí xung quanh. ( [6] QCVN 02:2013/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về lị đốt chất thải rắn y tế thì giá trị tối đa cho phép của CO trong khí thải. ( [7] QCVN 30:2013/BTNMT – Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về lị đốt chất thải rắn y tế. ( Tài liệu tham khảo [8] QCVN 05:2013/BTNMT - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về khí thải cơng nghiệp sản xuất thép. ( [9] Quang Nguyễn, Hội thảo gĩp ý về tiêu chuẩn chất lượng khơng khí trong nhà, ngày 22 tháng 05 năm 2013. [10] TCVN 5972:1995 (ISO 8186:1989), Khơng khí xung quanh – Xác định khối lượng ra cacbon monoxit (CO) – Phương pháp sắc ký khí. ( [11] TCVN 7242:2003, Lị đốt chất thải rắn y tế - Phương pháp xác định nồng độ cacbon monoxit CO trong khí thải. (( Kính chúc thầy nhiều sức khỏe. Chúc tập thể D12MT02 học tốt