Luận văn Khảo sát đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường do khí thải của các loại xe mô tô hai bánh trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Khảo sát đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường do khí thải của các loại xe mô tô hai bánh trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VÕ THÀNH NHÂN KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO KHÍ THẢI CỦA CÁC LOẠI XE MÔ TÔ HAI BÁNH TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC – 60520116 S K C0 0 5 2 4 2 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 05/2016
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ VÕ THÀNH NHÂN KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG DO KHÍ THẢI CỦA CÁC LOẠI XE MÔ TÔ HAI BÁNH TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC – 60520116 Hướng dẫn khoa học: TS. LÊ THANH PHÚC Tp. Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2016
3. LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tác giả xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô khoa Cơ Khí Động Lực đã tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn. Xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của Thầy TS Lê Thanh Phúc đã giúp em hoàn thành luận văn một cách thuận lợi. Thầy đã luôn bên cạnh để đóng góp và sửa chữa những thiếu sót, khuyết điểm em mắc phải và đề ra hướng giải quyết tốt nhất từ khi em nhận đề tài luận văn đến khi hoàn thành. Xin chân thành cảm ơn Thầy phản biện đã dành thời gian và công sức để đọc và đóng góp ý kiến quý báu giúp em hoàn thiện nội dung của luận văn. Một lần nữa tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các thầy cô. Tác giả cũng xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè đã ủng hộ, động viên tinh thần giúp tác giả hoàn thành luận văn. Xin kính chúc quý thầy cô mạnh khoẻ, hạnh phúc và vững bước trên con đường sự nghiệp trồng người vinh quang mà trách nhiệm đã giao phó. Xin trân trọng cảm ơn ! TPHCM, ngày . tháng . năm 2016 Học viên thực hiện Võ Thành Nhân i
4. TÓM TẮT Thành phố Hồ Chí Minh là thành phố năng động và là trung tâm văn hóa chính trị lớn nhất nước,có kinh tế phát triền nhanh nhất đóng góp GDP hàng đầu cho đất nước với số lượng dân số khoảng 10 triệu dân chưa kể người dân nhập cư về làm tại các khu công nghiệp góp phần phát triển của thành phố, bên cạnh đó cũng là thành phố có môi trường ô nhiễm nhất làm gây ra các bệnh như ung thư và các bệnh về hô hấp, đồng thời bên cạnh đó còn có khả năng gây ra bệnh vô sinh do khói bụi khí thải từ hoạt động công nghiệp và khí thải từ phương tiện giao thông vận tải trong đó có khí thải từ xe mô tô và xe gắn máy. Theo lộ trình thì chính phủ sẽ kiểm soát khí thải xe gắn máy tại Đà Nẵng năm 2018 và các thành phố trực thuộc trung ương khác bao gồm Hà Nội, TP HCM, Hải Phòng và Cần Thơ vào năm 2019 theo tiêu chuẩn khí thải Euro 2. Nhằm tạo nguồn tài liệu tham khảo,bài báo này trình bày khảo sát thực tế đối với tình hình ô nhiễm do khí thải của hai hãng xe gắn máy phổ biến là Yamaha, Honda tạo ra và góp ý các biện pháp kỹ thuật cho các xe tham gia khảo sát để giảm thiểu lượng khí gây ô nhiễm. Từ khóa: Ô nhiễm môi trường, xe máy, phương tiện giao thông, khí thải, khảo sát thực nghiệm. ii
5. ABSTRACT Ho Chi Minh City is a big city that contributesalarge part of GDP for the country. The population is 10 million people excluding the immigration. Ho Chi Minh City is facingthe matter of pollution. Emissions from vehicles such as cars and motorcycles take important part of pollution that causes cancer, respiratory diseases and infertility. The government is planning to control the motorcycle emissions at Danang in 2018 and the other cities including Hanoi, Ho Chi Minh City, Hai Phong and Can Tho in 2019 by Euro II emission standards. This paper presents a survey on environmental pollution due to emission from two popular motorcycle manufacturers Yamaha and Honda. The results also suggest technical method reduce polluted emissions. Keywords: pollution, motorcyles, exhaust, transports, experimental investigation. iii
6. MỤC LỤC Trang tựa TRANG Lý lịch cá nhân i Cảm tạ ii Tóm tắt iii Mục lục iv Danh sách các hình v Danh sách các bảng vi Chương 1. TỔNG QUAN 1 Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 7 Chương 3. KHẢO SÁT KIỂM TRA THỰC TẾ 28 Chương 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 PHỤ LỤC 56 iv
7. DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1:Khí thải xe máy ở Tp Hồ Chí Minh 2 Hình 2.1:Thành phần khí xả trong động cơ xăng 7 Hình 2.2:Phổ bức xạ nhiệt của mặt trời và vỏ trái đất 15 Hình 2.3:Hiện tượng hiện ứng nhà kính 16 Hình 2.4:Giao diện của phần mềm R 23 Hình 2.5:Giao diện cài đặt package 24 Hình 2.6: Vị trí xe kiểm tra 24 Hình 2.7: Bảng nhập số liệu 25 Hình 2.8: Thiết bị lấy mẫu khí thải 25 Hình 2.9: Cảm biến tốc độ động cơ 26 Hình 2.10: Màn hình hiển thị thống số 26 Hình 3.1: Kết quả thử xe không phun xăng ở chế độ không tải 30 Hình 3.2: Kết quả thử xe không phun xăng ở chế độ có tải 10N 31 Hình 3.3:Kết quả thử xe không phun xăng ở chế độ có tải 20N 32 Hình 3.4:Kết quả thử xe không phun xăng ở chế độ có tải 30N 32 Hình 3.5:Kết quả thử xe phun xăng ở chế độ không tải 33 Hình 3.6:Kết quả thử xe phun xăng ở chế độ có tải 10N 33 Hình 3.7:Kết quả thử xe phun xăng ở chế độ có tải 20N 34 Hình 3.8:Kết quả thử xe phun xăng ở chế độ có tải 30N 35 Hình 3.9: Sơ đồ khối xử lý số liệu bằng phần mềm R 35 Hình 3.10:Bộ chế hòa khí đã được gắn bộ tiết kiệm 49 Hình 3.11:Bộ tiết kiệm xăng lắp trên xe Wave S110 49 Hình 3.12:Đồ thị tiêu hao nhiên liệu trước và sau gắn bộ tiết kiệm xăng 50 Hình 3.13 :Đồ thị so sánh CO 50 Hình 3.14:Đồ thị so sánh HC 51 v
8. DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 2.1:Tỷ lệ phần trăm khí xả của ô tô và xe máy 7 Bảng 3.1: Kết quả thống kê hàm lượng CO và HC của 298 xe 37 Bảng 3.2:Kết quả so sánh nồng độ HC giữa hai hãng 39 Bảng 3.3:Kết quả so sánh nồng độ CO và HC giữa hai hãng đối với xe FI 41 Bảng 3.4:Kết quả so sánh nồng độ CO và HC giữa hai hãng đối với xe không FI 44 Bảng 3.5:Kết quả so sánh nồng độ CO và HC đối vơi xe chạy dưới 30000 Km 46 Bảng 3.6:Kết quả so sánh nồng độ CO và HC đối vơi xe chạy trên 30000Km 47 vi
9. CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 1.1.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước Theo các nhà khoa học Nhật Bản ở Đại học Kanazawa đã đưa ra kết luận bất ngờ: so với khí thải ôtô, khí thải mô tô gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng hơn và gây nguy hiểm hơn cho con người. Nhờ phương pháp phân tích mẫu không khí ở 7 thành phố lớn của châu Á, nhóm các nhà khoa học trường Kanazawa, Nhật Bản [1] đã cho rằng, chính mô tô tạo ra nhiều phần tử nguy hiểm hơn ôtô. Hơn nữa, hydrocarbon trong khí thải mô tô gây đột biến gen cao hơn so với khí thải từ các loại động cơ khác. Nói chung các hidrocarbon hình thành trong quá trình đốt cháy của động cơ hủy hoại sự chuyển hóa testerosterone ở đàn ông và oestrogen ở phụ nữ. Do sự tác động như vậy mà đàn ông bị ung thư tuyến tiền liệt và phụ nữ bị ung thư các cơ quan sinh sản cũng như gây ra bệnh vô sinh. Theo kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả Đài Loan ở trường Đại học quốc gia Sun Yat-Sen [2] thì mức tiêu hao nhiên liệu ở trung tâm thành phố cao hơn 30% so với nông thôn và xe máy hai thì thường có lượng khí thải HC cao hơn đáng kể và lượng khí thải NOx khá thấp so với các xe máy bốn thì. Và từ đó so sánh với các nghiên cứu khác cho thấy các yếu tố như đặc điểm đường, lưu lượng giao thông, loại xe, điều kiện lái xe và hành vi của người lái xe lái xe có thể ảnh hưởng đến mức độ khí thải xe máy trong các tình huống giao thông thực tế. Theo kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả Đại học Quốc gia Cheng Kung, Đài Loan [3], thì phát thải đối với xe mô tô cảu chu trình KHM cao chu trình phát thải ECE 10%. Trang 1
10. 1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước Theo thống kê của Cục đăng kiểm Việt Nam [4] hơn 70% ô nhiễm môi trường do giao thông, mà nguyên nhân chủ yếu là do mô tô. Chính vì vậy, Bộ Giao thông Vận tải giao Cục Đăng kiểm Việt Nam quán triệt thực hiện Chỉ thị số 08/CT-TTg của Thủ tướng Chính phủ trong nâng cao chất lượng công tác kiểm tra, kiểm định khí thải phương tiện giao thông cơ giới đường bộ theo Quyết định số 249/2005/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ. Hình 1.1: Khí thải mô tô ở Tp Hồ Chí Minh [4] Theo kết quả nghiên cứu của tác giả Đỗ Khắc Sơn Giảng viên bộ môn Cơ khí ô tô – Trường ĐH GTVT Hà Nội, Trong khí thải có rất nhiều thành phần độc hại như khí NOX, HC, CO. Những khí này, đặc biệt là khí CO, HC khi thải ra môi trường gây độc hại làm cho con người bị ngộ độc, thậm chí ngạt thở. Đối với động cơ diesel gây ra cái bụi khi hít thở vào trong người gây rất độc cho phổi và các bệnh tim mạch. Tính hệ số phát thải cho mô tô ứng với điều kiện giao thông thực tế ở Hà Nội, của tác giả Tạ Hương Thu, Lê Anh Tuấn và Nghiêm Trung [5], trình bày phương pháp luận để ước tính hệ số phát thải cho mô tôdựa trên chu trình lái đặc trưng và phương thức phát thải của phương tiện được đo đạc trong phòng thí nghiệm. Áp dụng phương pháp Trang 2
11. này vào việc xác định hệ số phát thải cho bốn chất ô nhiễm chính của mô tôlà HC, CO, CO2, và NOx cho kết quả tương ứng là: 1,109(g/km), 11,35(g/km), 43,971(g/km) và 0,124(g/km). Kết quả này là đóng góp đáng kể cho cơ sở dữ liệu về hệ số phát thải của Việt Nam, hiện nay còn rất nghèo nàn. Hệ số phát thải thu được trong nghiên cứu này cũng giúp nâng cao tính chính xác của mô hình phát thải và kiểm kê phát thải – là công cụ rất quan trọng trong công tác quản lí chất lượng không khí và quy hoạch giao thông của Thủ đô Hà Nội. Như vậy đã có rất nhiều công trình nghiên cứu trong và ngoài nước về hệ số phát thải của mô tô. Kết quả đưa ra nhận định rằng: thành phần khí xả của mô tô ảnh hưởng rất lớn đến sức khỏe của con người và môi trường; các công trình nghiên cứu trên chưa khảo sát cụ thể trên các dòng xe đang lưu hành hiện nay. Trên cơ sở kế thừa các kết quả nghiên cứu, đồng thời làm tiền đề cho việc đánh giá tiêu chuẩn lượng khí xả mô tô được áp dụng kiểm định vào năm 2018 theo tiêu chuẩn Euro. Do đó tác giả đã chọn hướng nghiên cứu khảo sát thành phần khí thải của mô tô mô tô trên các dòng xe lưu hành phổ biến tại Việt Nam. 1.2. Lý do chọn đề tài Hồ Chí Minh là thành phố năng động và là trung tâm văn hóa chính trị lớn nhất nước, có kinh tế phát triển nhanh nhất đóng góp GDP hàng đầu cho đất nước. Với số lượng dân số khoảng 10 triệu dân chưa kể người dân nhập cư về làm tại các khu công nghiệp góp phần phát triển của thành phố, bên cạnh đó cũng là thành phố có môi trường ô nhiễm nhất làm gây ra các bệnh như ung thư và hô hấp vô sinh do khói bụi khí thải từ hoạt động công nghiệp và khí thải từ phương tiện giao thông vận tải trong đó có khí thải từ xe mô tô. Theo lộ trình thì chính phủ sẽ kiểm soát khí thải xe mô tô tại Đà Nẵng năm 2018 và các thành phố trực thuộc trung ương khác bao gồm Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh, Hải Phòng và Cần Thơ vào năm 2019 theo tiêu chuẩn khí thải Euro 2. Nhằm tạo nguồn tài liệu tham khảo, chúng tôi thực hiện việc khảo sát thực tế đối với Trang 3
12. tình hình ô nhiễm đo khí thải của hai hãng xe mô tô phổ biến là Yamaha, Honda. Đồng thời góp ý sửa chữa cho các xe tham gia khảo sát để giảm thiểu lượng khí gây ô nhiễm. Xe mô tô sử dụng động cơ đốt trong cháy cưỡng bức, với phản ứng hóa học giữa Oxy (không khí) và Hydrocacbon (Xăng), trong điều kiện lý tưởng phản ứng này chỉ sinh ra chất thải là CO2, H2O và N2. Tuy nhiên trong điều kiện thực tế trong thành phần khí thải có rất nhiều chất độc hại khác như oxit nitơ (NO, NO2, N2O, gọi chung là NOx), monoxit carbon (CO), các hydrocarbure chưa cháy (HC) và SO2 Các chất này là nguyên nhân gây ra ô nhiễm không khí và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của con người. Bộ GTVT đã tập trung triển khai Quyết định số 249/2005/QĐ-TTg ngày 10/10/2005 của Thủ tướng Chính phủ quy định lộ trình áp dụng tiêu chuẩn khí thải đối với phương tiện cơ giới đường bộ để tổ chức quản lý, kiểm soát nguồn khí thải do hoạt động của phương tiện giao thông cơ giới đường bộ gây ra ở cấp quốc gia, hạn chế mức độ gia tăng ô nhiễm không khí, góp phần cải thiện môi trường nói chung và môi trường không khí đô thị nói riêng. Với thực trạng trên, việc tiến hành “Khảo sát đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường do khí thải của các loại xe mô tô hai bánh trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh” trở nên cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao. 1.3. Mục đích và đối tượng nghiên cứu 1.3.1. Mục đích nghiên cứu Khảo sát đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường do xe mô tô thải ra tại khu vực thành phố Hồ Chí Minh, từ đó có những kiến nghị với cơ quan chức năng để giảm thiểu ô nhiễm môi trường đối với xe mô tô. Khuyến khích người dân sử dụng loại xe mô tô nào thân thiện môi trường và cũng đồng thời bảo vệ môi trường. 1.3.2. Đối tượng nghiên cứu: Các dòng mô tô của các hãng thông dụng tại Việt Nam (Honda, Yamaha). Khảo sát lượng khí thải xe mô tô trên địa bàn Tp. Hồ Chí Minh. Trang 4
13. Nghiên cứu phần mềm phân tích R để xử lý số liệu thực nghiệm. Nghiên cứu thiết bị và quy trình kiểm tra khí thải của xe mô tô. 1.4. Nhiệm vụ và giới hạn đề tài 1.4.1. Nhiệm vụ của đề tài Khảo sát thực tế lượng khí xả trên các dòng xe mô tô. Đánh giá được mức độ khí xả ở các dòng xe, cũng như giữa các hãng xe với nhau. Đưa ra giải pháp hạn chế lượng khí xả cho các dòng xe mô tô tại Việt Nam. 1.4.2. Giới hạn của đề tài Do điều kiện nghiên cứu còn hạn chế, tác giả chỉ khảo sát và đánh giá trên hai dòng xe thông dụng là Honda và Yamaha phổ biến nhất và lưu hành tại khu vực Tp. Hồ Chí Minh. 1.5. Phương pháp nghiên cứu: Gồm lý thuyết và thực nghiệm:  Lý thuyết Phân tích tác hại của khí thải đối với môi trường, con người. Nghiên cứu cách sử dụng thiết bị kiểm tra khí xả. Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm bằng phần mềm R để đánh giá khí thải.  Thực nghiệm Quy trình kiểm tra khí xả xe mô tô. Tổng hợp kết quả và đánh giá. Đề xuất giải pháp giảm lượng khí thải trên các dòng xe khảo sát. 1.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:  Ý nghĩa khoa học Nghiên cứu được tác hại của khí xả của xe mô tô đến môi trường và con người. Kháo sát được các thành phần khí thải trên các dòng xe mô tô trên địa bàn Tp. Trang 5
14. Hồ Chí Minh.  Ý nghĩa thực tiễn Kết quả khảo sát là cơ sở để đánh giá kiểm định khí xả cho mô tô áp dụng tại Việt Nam vào năm 2018. Khuyến cáo người sử dụng nên sử dụng các dòng xe ít gây độc hại, ô nhiễm cho con người và môi trường sống. Trang 6
15. CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1. Các thành phần khí thải của xe mô tô Động cơ xăng chuyển đổi năng lượng hóa học (carburant Gasoil) thành năng lượng cơ học. Quá trình cháy lí tưởng của hỗn hợp hydrocarbure với không khí chỉ sinh ra CO2, H2O và N2. Tuy nhiên, do sự không đồng nhất của hỗn hợp một cách lí tưởng cũng như do tính chất phức tạp của các hiện tượng lý hóa diễn ra trong quá trình cháy nên trong khí xả động cơ đốt trong luôn có một hàm lượng đáng kể những chất độc hại như: oxit nitơ (NO, NO2, N2O, gọi chung là NOx), monoxit carbon (CO), các hydrocarbure chưa cháy (HC) và một ít SO2 [6], [7]. Hình 2.1: Thành phần khí xả trong động cơ xăng Bảng 2.1: Tỷ lệ phần trăm khí xả của ô tô và xe mô tô Phương tiện lắp động cơ Thành phần gây ô nhiễm cháy cưỡng bức trong khí thải Ô tô Mô tô, xe máy Mức 1 Mức 2 Mức 3 Mức 1 Mức 2 CO (% thể tích) 4.5 3.5 3.0 4.5 HC (ppm thể tích): Trang 7
16. Động cơ 4 kỳ 1200 800 600 1500 1400 Động cơ 2 kỳ 7800 7800 7800 10000 7800 2.1.1. Nitơ (N2) Là một chất khí không cháy trong ngọn lửa, không màu, không mùi. Nitơ là một thành phần cơ bản của không khí chúng ta hít thở (78% nitơ, 21% oxy, 1% các khí khác) và được di chuyển vào trong buồng đốt trong kỳ nạp. Phần lớn khí nitơ sẽ thải ở dạng tinh khiết trong khí xả. Chỉ có một tỷ lệ nhỏ nitơ kết hợp với oxy để tạo thành các oxit nitơ NOX. 2.1.2. Oxy (O2) Là một chất khí cháy trong ngọn lửa, không màu, không mùi. Oxy là một thành phần cơ bản của không khí chúng ta hít thở (21% oxy), và được di chuyển vào trong buồng đốt trong kỳ nạp. Phần lớn khí oxy sẽ phản ứng cháy với nhiên liệu và kết hợp với các chất khác để hình thành các khí: CO2, CO, SO2, NOx và hơi nước thải môi trường trong khí xả. Chỉ có một tỷ lệ nhỏ Oxy chưa cháy sẽ thải ra môi trường dưới dạng tinh khiết O2. 2.1.3. Nước (H2O) Nước được tạo ra bởi động cơ (độ ẩm không khí) hoặc trong quá trình đốt cháy nhiên liệu ở nhiệt độ thấp (giai đoạn khởi động). Nước là một thành phần khí thải vô hại. 2.1.4. Carbon Dioxide (CO2) Carbon dioxide là một chất khí không màu, không cháy. Nó là sản phẩm của quá trình đốt cháy nhiên liệu có chứa carbon (ví dụ như xăng, diesel). Carbon kết hợp với oxy vào động cơ. Các cuộc tranh luận về biến đổi khí hậu (nóng lên toàn cầu) đã nâng cao nhận thức công chúng về chủ đề khí thải CO2. Carbon dioxide làm phá hủy tầng ôzôn, mà tầng ôzôn bảo vệ trái đất khỏi tia cực tím của mặt trời (hiệu ứng nhà kính). Trang 8
17. 2.1.5. Carbon monoxide (CO) Sinh ra từ quá trình đốt cháy không hoàn toàn của chất dễ cháy có chứa carbon (xăng). Đó là khí không màu, không mùi, chất nổ và chất độc hại cao. Carbon monoxide ngăn hồng cầu hấp thu oxy. Ngay cả một nồng độ tương đối thấp của carbon monoxide trong không khí, khi chúng ta hít vào sẽ chết người. Ở nồng độ bình thường trong điều kiện mở, carbon monoxide sẽ oxy hoá thành carbon dioxide CO2 trong vòng một thời gian ngắn. 2.1.6. Oxit nitơ (NOX) Những hợp chất của nitơ (N2) và oxy (O2) (NO, NO2, N2O, vv.). Oxit nitơ được tạo ra bởi áp lực cao, nhiệt độ cao và oxy dư trong buồng đốt động cơ ở kỳ cháy (Nổ). Các oxit nitơ có hại cho sức khỏe. Những hoạt động nhằm giảm mức tiêu thụ nhiên liệu đã dẫn đến sự gia tăng nồng độ oxit nitơ trong khí thải do quá trình đốt cháy hiệu quả hơn tạo ra nhiệt độ cao hơn. Khi tạo nhiệt độ cao có nghĩa sẽ sinh ra oxit nitơ cao. 2.1.7. Sulphur dioxide (SO2) SO2 là một chất khí không màu, cay và không cháy. Sulphur dioxide gây bệnh đường hô hấp, nhưng trong khí thải chỉ sinh ra ở nồng độ rất thấp. Khí thải SO2 có thể được kiểm soát bằng cách giảm hàm lượng lưu huỳnh trong nhiên liệu. 2.1.8. Hydrocarbons (HC) Hydrocarbons được sinh ra từ thành phần nhiên liệu không cháy hết. Hydrocarbons (HC) ở một trong các hình thức (ví dụ: C6H6, C8H18) và từng có hiệu ứng khác nhau trên cơ thể con người. Một số hydrocarbon kích thích các giác quan, trong khi những người khác là chất gây ung thư (ví dụ như benzen). 2.2. Tác hại của các chất ô nhiễm trong khí xả động cơ đốt trong 2.2.1. Đối với sức khỏe con người 2.2.1.1. CO Khí CO là loại khí không màu, không mùi và không vị, tạo ra do sự cháy không hoàn toàn của nhiên liệu chứa carbon. Con người đề kháng với CO rất khó khăn. Trang 9
18. Những người mang thai và đau tim tiếp xúc với khí CO sẽ rất nguy hiểm vì ái lực của CO với hemoglobin cao hơn gấp 200 lần so với oxy, cản trở oxy từ máu đến mô. Thế nên phải nhiều máu được bơm đến để mang cùng một lượng oxy cần thiết. Một số nghiên cứu trên người và động vật đã minh hoạ những cá thể tim yếu ở điều kiện căng thẳng trong trạng thái dư CO trong máu, đặc biệt phải chịu những cơn đau thắt ngực khi lượng CO bao quanh nâng lên. Ở nồng độ khoảng 5ppm CO có thể gây đau đầu, chóng mặt. Ở những nồng độ từ 10ppm đến 250ppm có thể gây tổn hại đến hệ thống tim mạch, thậm chí gây tử vong. Người tiếp xúc với CO trong thời gian dài sẽ bị xanh xao, gầy yếu. Khí CO có thể bị oxy hoá thành cacbon dioxyt (CO2) nhưng phản ứng này xảy ra rất chậm dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời. CO có thể bị oxy hoá và bám vào thực vật và chuyển dịch trong qúa trình diệp lục hoá . Các vi sinh vật trên mặt đất cũng có khả năng hấp thụ CO từ khí quyển. Tác hại của khí CO đối với con người và động vật xảy ra khi nó hoà hợp thuận nghịch với hemoglobin (Hb) trong máu. – Hemoglobin có ái lực hoá học đối với CO mạnh hơn đối với O2, khi CO và O2 có mặt bão hoà số lượng cùng với hemoglobin thí nồng độ HbO2(oxi hemoglobin) và HbCO (caroxihemoglobin) có quan hệ theo đẳng thức Haridene như sau : [HbCO]/[HbO2] = M * P(CO)/P(O2) (2.1) Ở đây P(CO) và P(O2) thành phần (hay nồng độ) khí CO và O2, còn M là hằng số và phụ thuộc vào hình thái động vật . Đối với con người,M có giá trị từ 200  300. Hỗn hợp hemoglobin và CO làm giảm hàm lượng oxi lưu chuyển trong máu và như vậy tế bào con người thiếu oxy . Các triệu chứng xuất hiện bệnh tương ứng với các mức HbCO gần đúng như sau : 0.0  0.1 : không có triệu chứng gì rõ rệt , nhưng có thể xuất hiện một số dấu hiệu của stress sinh lý . 0.1  0.2 : hô hấp nặng nhọc, khó khăn 0.1  0.3 : đau đầu . 0.3  0.4 : làm yếu cơ bắp , buồn nôn và loá mắt. Trang 10
19. 0.4  0.5 : sức khoẻ suy sụp , nói líu lưỡi . 0.5  0.6 : bị co giật , rối loạn . 0.6 0.7 : hôn mê tiền định . 0.8 : tử vong Thực vật ít nhạy cảm với CO hơn người , nhưng ở nồng độ cao (100 – 10000ppm) nó làm cho lá rụng , bị xoắn quăn , diện tích lá bị thu hẹp , cây non bị chết yểu. CO có tác dụng kềm chế sự hô hấp của tế bào thực vật. Khí CO có thể kết hợp với nguyên tố sắt trong máu, ngăn cản quá trình hấp thụ oxy của tế bào máu trong cơ thể. Trường hợp nặng có thể dẫn tới tử vong. Ngoài ra, trong khí thải mô tôcòn chứa HC, một dạng nhiên liệu cháy không hết từ động cơ xe thải ra ngoài. Trong HC có chứa Hidro cacbon thơm một loại chất gây ung thư. Các nghiên cứu khoa học khẳng định, chất gây ô nhiễm từ khí thải xe cơ giới xâm nhập vào phổi và thậm chí vào máu con người có thể gây ra các vấn đề về mắt và hệ thống hô hấp. Tổ chức Y tế thế giới cũng đã cảnh báo những tác động lâu dài của khí thải xe cơ giới có thể dẫn tới các bệnh rất nguy hiểm như vô sinh, các bệnh về tim, thận, và ung thư phổi 2.2.1.2. NOx Oxit nitơ có nhiều dạng, do nitơ có 5 hoá trị từ 1 đến 5. Do ôxy hoá không hoàn toàn nên nhiều dạng oxit nitơ có hoá trị khác nhau hay đi cùng nhau được gọi chung là NOx. Có độc tính cao nhất là NO2 khi chỉ tiếp xúc trong vài phút với nồng độ NO2 trong không khí 5 phần triệu đã có thể gây ảnh hưởng xấu đến phổi, tiếp xúc vài giờ với không khí có nồng độ NO2 khoảng 15÷20 phần triệu có thể gây nguy hiểm cho phổi, tim, gan. Nồng độ NO2 trong không khí 1% có thể gây tử vong trong vài phút. NOx bị ôxy hoá dưới ánh sáng mặt trời có thể tạo khí Ôzôn gây chảy nước mắt và mẩn ngứa da, NOx cũng góp phần gây bệnh hen, thậm chí ung thư phổi, làm hỏng khí quản. Trang 11
20. Nó đi vào cơ thể qua đường hô hấp vào phổi cùng với hơi nước tạo HNO3 làm sưng viêm phổi và làm hủy hoại các tế bào của cơ quan hô hấp nạn nhân sẽ bị mất ngủ, ho, khó thở. Ngoài ra nó còn cùng với CH gây kích thích giác mạc, gây hiện tượng mù quang hóa. Nồng độ và tác hại của NOx: 0.5 ppm hít liên tục sau ba tháng sẽ sưng phổi. 0.1 ppm cảm nhận mùi hôi. 2.5 ppm làm cây cối vàng lá khi tồn tại trong môi trường liên tục sau 7 giờ. 5.0 ppm mùi hôi khó chịu. 50 ppm sau 1 phút hít phải sẽ bị ho, khó thở, nhức đầu, chóang. 80 ppm sau 3 phút sẽ gây tức ngực, ép tim. 100150 ppm phù phổi sau 3060 phút rồi tử vong. >150 ppm tử vong nhanh nếu hít phải. 2.2.1.3. Hydocarbure Do quá trình cháy không hoàn toàn hoặc hiện tượng cháy không bình thường do nguồn gốc của nhiên liệu có chứa nhiều phân tử nặng. Chúng có mùi khét rất khó chịu. Gây hại đến sức khỏe con người chủ yếu là do các hydrocarbure thơm (họ Benzen).Từ lâu nay người ta đã xác định được vai trò của benzen trong việc gây ung thư, rối loạn hệ thần kinh và các bệnh về gan, kích thích mũi, mắt, niêm mạc đường hô hấp. Ngoài ra nó còn là chất xúc tác tạo hiện tượng mù quang hóa. Benzen là một chất lỏng dễ bay hơi, khi hỗn hợp với không khí có thể gây nổ. Benzen xâm nhập vào cơ thể người qua da (tiếp xúc trực tiếp) và qua phổi. Khi xâm nhập, chừng 7590% được cơ thể thải ra trong vòng nửa giờ, phần còn lại tích luỹ trong mỡ, tuỷ xương, não, sau đó được bài tiết rất chậm ra ngoài. Phần Benzen tích luỹ sau này có thể gây các biểu hiện sinh lý: gây ra sự tăng Trang 12
21. tạm thời của bạch cầu, gây rối loạn ôxy hoá khử của tế bào dẫn đến tình trạng xuất huyết bên trong cơ thể, nếu hấp thụ nhiều Benzen trong cơ thể sẽ bị nhiễm độc cấp với các hội chứng khó chịu, đau đầu, nôn, có thể tử vong vì suy hô hấp. Nếu thường xuyên tiếp xúc với Benzen có thể gây độc mãn tính, lúc đầu là rối loạn tiêu hoá, ăn kém ngon, xung huyết niêm mạc miệng, rối loạn thần kinh, đau đầu, chuột rút, cảm giác kiến bò, thiếu máu nhẹ, xuất huyết trong, phụ nữ hay bị rong kinh, khó thở do thiếu máu, tiếp theo là xuất huyết trong nặng, thiếu máu nặng, giảm bạch cầu và cả hồng cầu, phụ nữ đẻ non hoặc sẩy thai. Đây là bệnh nguy hiểm vì Benzen có thể tích luỹ lâu dài trong tuỷ xương, có thể sau hai năm mới phát bệnh kể từ khi nhiễm Benzen. Toluen là chất dễ bay hơi, dễ cháy nổ. Chỉ cần một nồng độ nhỏ 1/1000, toluen đã gây cảm giác mất thăng bằng, loạng choạng, đau đầu, nếu nồng độ cao hơn có thể làm nạn nhân có ảo giác hoặc ngất xỉu. 2.2.1.4. SO2 Oxide lưu huỳnh là một chất háo nước nên rất dễ hòa vào hơi nước trong sản phẩm cháy trong buồng cháy của động cơ biến thành hơi H2SO3, H2SO4. Khí SO2 xâm nhập vào cơ thể qua đường hô hấp hoặc hoà tan với nước bọt, từ đó qua đường tiêu hoá để ngấm vào máu. SO2 có thể kết hợp với các hạt nước nhỏ hoặc bụi ẩm để tạo thành các hạt axít H2SO4 nhỏ li ti, xâm nhập qua phổi vào hệ thống bạch huyết. Trong máu, SO2 tham gia nhiều phản ứng hoá học để làm giảm dự trữ kiềm trong máu gây rối loạn chuyển hoá đường và protêin, gây thiếu vitamin B và C, tạo ra methemoglobine để chuyển Fe2+ (hoà tan) thành Fe3+(kết tủa) gây tắc nghẽn mạch máu cũng như làm giảm khả năng vận chuyển oxy của hồng cầu gây co hẹp dây thanh quản, khó thở. Mặt khác, SO2 còn làm giảm khả năng đề kháng của cơ thể và làm tăng cường độ ảnh hưởng tới khả năng nam tính của đàn ông. Trang 13
22. S K L 0 0 2 1 5 4