85 86 Chơng 4 sự ô nhiễm khí quyển từ các nguồn thải di động 4.1. Mở đầu Trong những thập niên gần đây, do sự phát triển nhanh của ngnh vận tải ô tô v hng không đã tăng mạnh tỉ phần các chất thải nhập vo khí quyển từ các nguồn di động: ô tô tải v xe hơi, máy kéo, tầu hỏa chạy bằng điêzen v máy bay. Theo các số liệu ớc lợng, tại các thnh phố, tỉ phần vận tải ô tô (tùy thuộc sự phát triển công nghiệp v số lợng ô tô ở đó) chiếm từ 30 đến 70 % tổng khối lợng chất thải. ở Mỹ, tính trên ton quốc, các chất thải từ nguồn di động cấu thnh ít nhất 40 % tổng khối lợng của năm chất ô nhiễm chính. 4.2. Vận tải ô tô Các xe ô chạy xăng (ở Mỹ tỉ lệ loại xe ny gần 75 %), sau đó l các máy bay (khoảng 5 %), máy kéo v các máy nông nghiệp khác (gần 4 %), vận tải đờng sắt v đờng thủy (khoảng 2 %) chiếm tỉ phần chính lm ô nhiễm khí quyển. Những chất chính gây ô nhiễm khí quyển do các nguồn di động thải ra (tổng số các chất đó l trên 40) gồm ôxit cacbon (ở Mỹ tỉ phần trong tổng khối lợng bằng gần 70 %), hyđrô cacbua (khoảng 19 %) v các ôxit nitơ (gần 9 %). Ôxit cacbon (CO) v các ôxit nitơ (NO x ) đi vo khí quyển chỉ cùng với các khí xả động cơ đốt trong, còn các hyđrô cacbua cháy không hon ton (H n C m ) đi vo khí quyển cùng với các khí xả (khoảng 60 % tổng lợng các hyđrô cacbua thải) cũng nh từ khoang máy (gần 20 %), bình nhiên liệu (gần 10 %) v từ bộ chế hòa khí (xấp xỉ 10 %); các tạp chất rắn nhập vo khí quyển chủ yếu l đi cùng với khí xả (90 %) v từ khoang máy (10 %). Lợng các chất ô nhiễm lớn nhất đợc thải ra trong khi chạy ô tô, đặc biệt khi chạy nhanh, cũng nh trong khi chuyển động với tốc độ nhỏ. Tỉ phần tơng đối (so với tổng khối lợng phát thải) của hyđrô cacbua v ôxit cacbon cao nhất khi phanh v khi chạy không tải, tỉ phần các ôxit nitơ trong khi chạy. Từ những dữ liệu đó, suy ra rằng các ô tô đặc biệt lm ô nhiễm mạnh môi trờng không khí khi dừng thờng xuyên v khi chuyển động với vận tốc nhỏ. Những hệ thống giao thông đợc xây dựng trong các thnh phố theo chế độ không chặn cắt giảm đáng kể số lợng các đợt dừng giao thông tại các ngã t l nhằm mục đích giảm thiểu ô nhiễm không khí khí quyển ở các thnh phố. Chế độ vận hnh động cơ, thí dụ tơng quan giữa khối lợng nhiên liệu v không khí, thời điểm đốt, chất lợng nhiên liệu, tỉ lệ bề mặt buồng đốt trên thể tích của nó có ảnh hởng lớn tới chất lợng v số lợng phát thải tạp chất. Khi tăng tỉ lệ khối lợng không khí v nhiên liệu đi vo buồng đốt, sẽ giảm bớt lợng thải ôxit cacbon v hyđrô cacbua, nhng tăng lợng thải các ô xit nitơ. Mặc dù các động cơ điêzen tiết kiệm hơn, chúng thải các chất nh CO, H n C m , NO x không nhiều hơn so với động cơ xăng, nhng chúng thải nhiều khói hơn (chủ yếu l cacbon cha cháy), hơn nữa, chúng có mùi khó chịu (do một số hyđrô cacbua cha cháy). Kết hợp với tiếng ồn tạo ra, các động cơ điêzen không những lm ô nhiễm môi trờng mạnh hơn, m còn ảnh hởng tới sức khỏe con ngời nhiều hơn rất nhiều so với các động cơ chạy xăng. 87 88 4.3. Máy bay Mặc dù tổng lợng thải các chất ô nhiễm bởi các động cơ máy bay tơng đối không lớn (đối với thnh phố, một nớc), nhng ở vùng sân bay, những lợng thải ny góp phần nhất định vo sự ô nhiễm môi trờng. Hơn nữa, các động cơ tuabin phản lực (cũng nh các động cơ điêzen) trong khi hạ v cất cánh thải ra vệt khói nhận thấy rõ. Một lợng đáng kể tạp chất ở sân bay còn do các phơng tiện di chuyển mặt đất, các xe hơi lui tới thải ra. ở sân bay LosAngeles, năm 1970, phát thải từ máy bay v các phơng tiện mặt đất nh sau: Chất CO H n C m NO x Sôn khí Phát thải (tấn) Máy bay 10 260 18 000 2 500 3 820 Phơng tiện mặt đất 8 980 1 235 750 80 Theo các ớc lợng nhận đợc, về trung bình gần 42 % tổng chi phí nhiên liệu tiêu phí cho việc di chuyển máy bay tới đờng băng trớc cất cánh v dẫn máy bay khỏi đờng băng sau hạ cánh (trung bình thời gian khoảng 22 phút). ở đây tỉ phần nhiên liệu cha cháy v phát thải vo khí quyển lớn hơn nhiều so với thời gian bay. Bên cạnh việc cải tiến hoạt động của động cơ (hóa khí nhiên liệu, lm giu hỗn hợp trong buồng đốt, sử dụng phụ gia nhiên liệu ), có thể giảm thiểu phát thải một cách đáng kể bằng cách cắt giảm thời gian hoạt động của động cơ trên mặt đất v số động cơ vận hnh trên đờng dẫn (chỉ nhờ biện pháp sau cùng có thể giảm phát thải 38 lần). Trong 1015 năm gần đây, ngời ta đã chú ý nghiên cứu những hiệu ứng có thể xuất hiện liên quan tới các chuyến bay của máy bay siêu âm v tầu vũ trụ. Những chuyến bay ny kèm theo sự ô nhiễm lớp bình lu bởi các ôxit nitơ v axit sunphua (các máy bay siêu âm), cũng nh các hạt ôxit nhôm (các tầu vũ trụ vận tải). Vì những chất ô nhiễm ny phá hủy ôzôn, nên thoạt đầu tạo ra ý kiến (các tính toán mô hình cũng khẳng định) rằng kế hoạch tăng số chuyến máy bay siêu âm v tầu vũ trụ vận tải sẽ dẫn tới lm giảm đáng kể hm lợng ôzôn với tất cả những tác động hủy diệt sinh quyển Trái Đất của bức xạ cực tím kèm theo. Tuy nhiên, tiếp cận sâu sắc hơn tới vấn đề ny đã cho phép rút ra kết luận về ảnh hởng yếu của phát thải do các máy bay siêu âm tới trạng thái lớp bình lu. Thật vậy, với số lợng máy bay siêu âm hiện tại v lợng phát thải các chất ô nhiễm trên độ cao gần 16 km, thì giảm lợng tơng đối về hm lợng O 3 có thể bằng xấp xỉ 0,60 %; nếu số máy bay tăng lên 200 v độ cao bay sẽ gần tới 20 km, thì giảm lợng tơng đối về hm lợng O 3 có thể nâng lên tới 17 %. Nhiệt độ không khí mặt đất ton cầu do hiệu ứng nh kính gây bởi phát thải của các máy bay siêu âm có thể tăng lên không quá 0,1 o C. Các chất cloflomêtan (CFM): phreon11 v phreon12, l các khí sinh ra, thí dụ trong khi bay hơi các thứ thuốc sôn khí dùng để lm đẹp tóc (chủ yếu cho phụ nữ) có thể có ảnh hởng mạnh hơn tới lớp ôzôn v nhiệt độ không khí ton cầu. Vì các chất CFM rất bền, nên chúng lan truyền v sống lâu không chỉ trong lớp đối lu, m cả trong lớp bình lu. Vì có những khoảng hấp thụ khá mạnh trong cửa sổ trong suốt của khí quyển (812 m), các chất phreon lm tăng hiệu ứng nh kính. Nhịp độ tăng trởng sản xuất các chất phreon nhận thấy trong những thập niên gần đây có thể dẫn tới tăng hm lợng phreon11 v phreon12 vo năm 2030 tới 0,8 v 2,3 phần tỉ (các trị số hiện tại l 0,1 v 0,2 phần tỉ). Dới ảnh hởng của lợng các chất phreon nh vậy, tổng hm lợng ôzôn trong khí quyển sẽ giảm 18 %, v ở lớp bình lu hạ thậm chí 40 %, nhiệt độ mặt đất ton cầu tăng lên 0,120,21 o C. 89 90 Để kết luận, có thể nhận xét rằng tất cả những hiệu ứng nhân sinh ny đang bị che phủ ở qui mô ton cầu bởi các nhân tố tự nhiên, ví dụ sự ô nhiễm khí quyển bởi các vụ phun núi lửa. 4.4. Tiếng ồn Tiếng ồn thuộc loại ô nhiễm khí quyển có hại đối với con ngời. Tác động gây nóng giận của âm thanh (tiếng ồn) tới con ngời phụ thuộc vo cờng độ, thnh phần phổ v thời gian tác động của nó. Những tiếng ồn với phổ liên tục ít gây nóng giận so với những tiếng ồn với khoảng tần hẹp. Tiếng ồn gây cáu giận mạnh nhất trong dải tần 3 0005 000 Hz. Lm việc trong điều kiện tiếng ồn cao, những lúc đầu lm cho chóng mệt mỏi, lm căng thính giác tại các tần số cao. Sau đó con ngời dờng nh quen với tiếng ồn, tính nhạy bén với các tần số cao giảm nhanh, bắt đầu suy giảm thính giác, dần dần phát triển thnh khiếm thính v điếc. Với cờng độ tiếng ồn 145140 dB, xuất hiện những rung chấn trong mô mềm của mũi v họng cũng nh trong xơng hm v răng, nếu cờng độ vợt quá 140 dB, thì bắt đầu chấn rung khoang ngực, cơ tay v chân, xuất hiện đau nhức ở tai v đầu, mệt mỏi cùng kiệt v cáu giận; với mức ồn cao hơn 160 dB có thể xảy ra đứt mng nhĩ. Tuy nhiên, tiếng ồn tác động tai hại không chỉ tới cơ quan thính giác, m còn tới hệ thần kinh trung ơng v hệ thần kinh thực vật của ngời, hoạt động tim, l nguyên nhân nhiều bệnh tật khác. Một trong những nguồn tiếng ồn mạnh nhất l máy bay lên thẳng v máy bay, đặc biệt các máy bay siêu âm. Với những đòi hỏi cao về độ chính xác v độ tin cậy điều khiển máy bay hiện đại đối với đội bay, những mức ồn cao có tác động xấu tới khả năng lm việc v thu nhận thông tin nhanh của đội bay. Tiếng ồn của máy bay gây suy yếu thính giác v các hiện tợng bệnh lý khác ở những nhân viên phục vụ mặt đất trong sân bay, cũng nh ở những ngời sống tại các điểm dân c có tuyến bay đi qua. Tác động xấu tới ngời phụ thuộc không những vo mức tiếng ồn cực đại do máy bay gây ra khi bay qua, m cả vo thời gian k éo di tác động, tổng số chuyến bay trong ngy v mức ồn nền. Các điều kiện khí tợng: tốc độ gió, phân bố gió v nhiệt độ không khí theo độ cao, mây v giáng thủy, có ảnh hởng đáng kể tới cờng độ tiếng ồn v diện tích vùng lan truyền của nó. Vấn đề tiếng ồn có tính chất đặc biệt gây cấn liên quan tới công tác khai thác các máy bay siêu âm. Gắn liền với chúng l tiếng ồn, va đập sóng âm v chấn rung nh cửa gần các sân bay. Những máy bay siêu âm hiện đại phát sinh tiếng ồn với cờng độ vợt xa các chuẩn cho phép tới hạn. . (gần 4 %), vận tải đờng sắt v đờng thủy (khoảng 2 %) chiếm tỉ phần chính lm ô nhiễm khí quyển. Những chất chính gây ô nhiễm khí quyển do các nguồn di động thải ra (tổng số các chất đó l trên 40 ). phreon 11 v phreon12 vo năm 2030 tới 0,8 v 2,3 phần tỉ (các trị số hiện tại l 0 ,1 v 0,2 phần tỉ). Dới ảnh hởng của lợng các chất phreon nh vậy, tổng hm lợng ôzôn trong khí quyển sẽ giảm 18 %, v ở. (H n C m ) đi vo khí quyển cùng với các khí xả (khoảng 60 % tổng lợng các hyđrô cacbua thải) cũng nh từ khoang máy (gần 20 %), bình nhiên liệu (gần 10 %) v từ bộ chế hòa khí (xấp xỉ 10 %); các tạp