บทท่ี 9การป้ องกนัและควบคมุ มลพษิ ทางอากาศ อ.ดำรงศักด์ิ สอนแจ้ง
บรรยากาศ (Atmosphere)•คอื ชนั้ ก๊าซตา่ ง ๆ ท่ีห่อห้มุ โลกไว้ด้วยแรงโน้มถว่ ง•ให้ และรักษาสมดลุ ย์ O2•ฉนวนป้ องกนั รังสี UV, IR, แกมมา่•กระจายความร้อน แสง เสยี ง ความชืน้ ถา่ ยเทพลงั งาน และควบคมุ ฤดกู าลตา่ งๆ
องคป์ ระกอบบรรยากาศ• NOCก๊าO22ซ722เ180ฉ%%.่ือ03ย%เชน่ อาร์กอน•••• ไอนา้ และสง่ิ เจือปน
บรรยำกำศ (Atmosphere)ควำมดนั (Pressure) ควำมหนำแน่น (Density)
ช้นั บรรยากาศ (Atmosphere Layers)•แบง่ เป็นชนั้ ๆ โดยใช้อณุ หภมู ิ ความหนาแนน่ และความสงู เป็ นเกณฑ์•80% ของมลสารในอากาศอยู่ ในชนั้ บรรยากาศ Troposphere•มีความแปรปรวนสงู และ อณุ หภมู ิจะลดลง 6.5°C ทกุ 1 กม. (Troposphere)
•Thermosphere ชนั้ บรรยากาศ เบาบางมาก แตกตวั เป็นไอออน ใช้ สะท้อนคลืน่ วิทยุ•Mesosphere อณุ หภมู ิเร่ิม ลดลงอกี ครัง้ เน่ืองจากมีโอโซนเบา บาง•Stratosphere เป็นชนั้ ท่ีมีโอโซน ท่ีปกป้ องโลก อณุ หภมู ิเริ่มสงู ขนึ ้ อกี ครัง้ เนื่องจากก๊าซโอโซนดดู ซบั UV•Troposphere อณุ หภมู ิลดลง ตามความสงู จนถงึ -55°C
การหมุนเวียนของกระแสอากาศ เมื่อโลกหมุน
เขตภมู ิอากาศ•สนั ฐานของโลก และการหมนุ รอบตวั เองและรอบดวงอาทิตย์•มีผลตอ่ การกาหนดเขตภมู อิ ากาศ•เช่นการหมนุ เวียนของกระแสลมมีผลตอ่ การเกิดทะเลทราย
มลพษิ ทำงอำกำศช้นั บรรยากาศท่เี กีย่ วข้องกบั ชีวิตประจาวัน ของเรามากที่สดุ ได้แก่ ชนั้ โทรโปสเฟียร์(Troposphere) เปน็ บรรยากาศทอ่ี ยเู่ หนือผวิ โลกข้ึนไปในขอบเขต 10 ไมล์ ซง่ึ ประมาณ 90 %ของนา้ หนกั บรรยากาศท้ังหมดองค์ประกอบหลักของอากาศN2 = 78 %O2 = 21 %CO2 = 0.03%ก๊าซอื่น ๆ = 0.97 %
มลพษิ ทำงอำกำศมลพษิ ทำงอำกำศ หมำยถงึ ภำวะอำกำศทม่ี ีสำรเจอื ปนอยู่ในปริมำณทสี่ ูงกว่ำระดับปกตเิ ป็ นเวลำนำนพอทจ่ี ะทำให้เกดิ อนั ตรำยแก่สิ่งมชี ีวติ หรือทรัพย์สินต่ำงๆ กรณที เ่ี กดิ ขึน้ เองตำมธรรมชำติ เช่น ฝ่ ุนละอองจำกลมพำยุ ภูเขำไฟระเบิด แผ่นดินไหว ไฟไหม้ป่ ำ อำกำศเสียท่ีเกดิ ขึน้ โดยธรรมชำติเป็ นอนั ตรำยต่อมนุษย์น้อยมำก เพรำะแหล่งกำเนิดอยู่ไกล และปริมำณของสำรทเี่ ข้ำสู่สภำพแวดล้อมของส่ิงมีชีวติ มนี ้อย กรณที เ่ี กดิ จำกกำรกระทำของมนุษย์ ได้แก่ มลพษิ จำกท่อไอเสียของรถยนต์ จำกขบวนกำรผลติ ของโรงงำนอตุ สำหกรรม จำกกำรระเหยของก๊ำซซ่ึงเกดิ จำกขยะมูลฝอยและของเสีย เป็ นต้น
สภำพมลพษิ ทำงอำกำศ มลพษิ ทางอากาศ หรืออากาศเป็ นพษิ หมายถงึ สภาพของอากาศไม่บริสุทธ์ิมีมวลสารเจอื ปนอยู่ มาก เช่น ก๊าชคาร์บอนมอนนอกไซด์ ก๊าช คาร์บอนไดออกไซด์ เขม่าควัน ฝ่ ุน และละออง ตะก่ัว ฯลฯ
ชนิดของมลพษิ ทางอากาศ1.) Inorganics - Oxide ของ N,S,C เช่น NO ,NO2 ,SO2 ,SO3 ,CO ,CO2 - อื่น ๆ เชน่ H2S , HF , NH3 , Cl22.) Organics - Hydrocarbon : Methane , Buthane , Octane , Benzene , Acetylene , Ethylene , Butadiene - Aldehyde and Ketone : Formadehyde ,Acetone - อื่น ๆ :3.) particulates - ของแขง็ : ควนั เขม่ำ ฝ่ ุน ขเี้ ถ้ำ คำร์บอน ตะกว่ั asbestos - ของเหลว : ละอองนา้ ละอองนา้ มัน ไอของกรดต่าง ๆ - แกส็
Changes of statesolid melting liquid boiling gas freezing condensing
Changes of state – heating curve melting boiling solid liquid liquid gas condensing freezing time
Changes of state – cooling curve activity
Changes of state activity
TIME FOR The particle modelA SONG1. All substances are made up of particles (atoms, ions or molecules).2. These particles are attracted to each other, some strongly and others weakly.3. These particles move around (i.e. have kinetic energy).4. The kinetic energy of particles increases with temperature.
Temperature and energy
What is evaporation?Evaporation occurs when the particles in aliquid escape to form a vapour.Evaporation can occur at any temperaturebut it occurs most rapidly at a liquid’s boilingpoint.The particles that escape take some energyfrom the remaining particles and so thetemperature of the liquid falls.
แหลง่ ของสารมลพษิ ทางอากาศ การคมนาคม : CO มากที่สดุความเป็ นพษิ ของสารมลพษิ Pสมัaพrทtั iธc์ ulate เป็ นพษิ ร้ายแรงท่ีสดุ ซง่ึ ดไู ด้จากคา่ ความเป็นพษิ ระดบั ควำมทนได้ ควำมเป็ นพษิ สัมพทั ธ์ (tolerent level) (relative toxicity)สำรมลพษิ ppm g / m3 1,000 40,000 2.07CO 32 19,300 28 1,430 77.8Hydrocarbon - 514 106.7 375Oxide ของ S 0.5Oxide ของ N 0.25Particulates -
มลพษิ ในอากาศท่สี าคัญ ได้แก่1. CO ( CO โดยเฉลี่ยในอากาศมี ความเขม้ ขน้ ประมาณ 0.1 ppm)เป็ นสารพษิ ทางอากาศท่มี ีปริมาณมากท่สี ุดแหล่ง : การคมนาคม การอุตสาหกรรม ธรรมชาติ การเผาไหม้ (ท่ี ไม่สมบูรณ์) : การเผาไหม้ของนา้ มนั เชอื้ เพลิง เช่น Isooctane (2 , 2 , 4 - trimethylpentane) เป็ นองค์ประกอบของนา้ มนั เชอื้ เพลงิ - มนุษย์เป็ นสาเหตขุ อง CO 10 % ของทงั้ หมด - แหล่งธรรมชาติ ประมาณ 90 % ของทงั้ หมด 1.) ปฏกิ ิรยิ า Oxidation ของ CH4 (g) ซง่ึ เกดิ จากการเนา่ สลายของ ส่งิ มีชีวิต โดย O2 ในอากาศ หรือ free radical (OH) 2.) ปฏกิ ิริยา Oxidation ของสำรอนิ ทรีย์ (โดยแสงแดด) ทีผ่ วิ นำ้ ทะเล และมหำสมุทร หรือ biological oxidation ของส่ิงมีชีวติ ในทะเล
• ผลกระทบของก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ที่มีตอ่ สขุ ภาพมนษุ ย์ในระดบั ที่ความ เข้มข้นตา่ งๆ แสดงดงั นี ้[9]• ระดบั ความเข้มข้น 50 ppm ถงึ 200 ppm อาการ ปวดศีรษะเลก็ น้อยและ ออ่ นเพลีย• ระดบั ความเข้มข้น 200 ppm ถงึ 400 ppm อาการ คลน่ื ไส้ อาเจียน วิงเวียน ศีรษะอยา่ งรุนแรงและอาจถงึ ขนั้ เป็นลม• ระดบั ความเข้มข้นประมาณ 1,200 ppm อาการ หวั ใจเต้นเร็วขนึ ้ ผดิ ปกติ และ เริ่มเต้นผิดจงั หวะ• ระดบั ความเข้มข้นประมาณ 2,000 ppm อาการ อาจถงึ ขนั้ หมดสติ และ อาจถงึ เสียชีวิต• ระดบั ความเข้มข้นประมาณ 5,000 ppm อาการ อาจทาให้เสียชีวติ ภายใน ไมก่ ี่นาที แตอ่ าจจะรอดชีวิตถ้ารีบนาผ้ปู ่ วยออกจากบริเวณอบั อากาศมาสู่ บริเวณท่ีมีอากาศบริสทุ ธ์ิ หรือมีออกซเิ จนเพียงพอ
COconcentration
การขจดั CO โดยธรรมชาติมี 2 ทาง- เปล่ยี นเป็ น CO2 โดย hydroxyl radical (OH) ในอากาศ หรือโดยจลุ นิ ทรีย์ในดนิ หรือโดยเชอื้ รา- สลายตวั โดยแสงแดดความเป็ นพษิเป็ นพษิ ต่อคนและสตั ว์อย่างร้ายแรง เพราะ CO สามารถเกาะตดิ กบัฮโี มโกลบนิ ในโลหติ ได้ดกี ว่า O2 มากHb + O2 HbO2 (Oxy - haemoglobin)CO + HbO2 HbCO + O2--#carboxyhaemoglobin ถ้าได้ CO มากเกินจะต้องให้ O2 ตามสมการ --------------#
2. Oxide ของกามะถัน 2SO2 + 2H2O(การเน่าเปื่ อยของสิง่ มชี ีวติ ) SO2 ในธรรมชาติได้จาก 2SO3+H2O 2H2SO4 2H2S + 3O2 2SO2 + O2 (air) แสงSO2 - ไม่มสี ี ไม่ตดิ ไฟ มกี ล่นิ มรี สเป็ นกรด - ในธรรมชาตมิ ปี ระมาณ 0.0002 ppm ถ้ามมี ากกว่าปกติ ทาให้เกดิ หลอดลม อกั เสบ ถุงลมโปร่งพอง มะเร็งปอดSO3 - เป็ นฝนกรด (เม่อื เกดิ ปฏกิ ริ ิยากบั H2O) - ทาปฏกิ ริ ิยากบั สี โลหะ เสอื้ ผ้า (ทาด้วยไนลอน ฝ้ าย เรยอน) - ทาปฏกิ ริ ิยากบั หนิ อ่อน หนิ ปูน (ทาลายอาคาร โบราณสถาน)
กา๊ ซซลั เฟอร์ไดออกไซด์ (SO2)• เป็นกา๊ ซกล่ินฉุน คลา้ ยกลิ่นไมข้ ีดไฟ มีอานาจกดั กร่ อนและเป็ นพิษต่อสิ่งมีชีวติ• เกิดจากการเผาไหมเ้ ช้ือเพลิง พวกน้ามนั เตา ดีเซล และถ่านหิน ซ่ึงมีกามะถนั (S) เป็นองคป์ ระกอบอยู่• หรือจากภเู ขาไฟระเบิด• ร้อยละ 60 มาจากถ่านหิน (เฉล่ียทว่ั โลก)
ผลกระทบต่อสุขภาพ• หลอดลมส่วนบนจะดูดซึมกา๊ ซน้ี กระจายสู่เลือดทว่ั ร่างกาย• ชีพจรเตน้ ถี่ หายใจเขา้ ออกนอ้ ยลง• เมื่อร่วมกบั ฝ่ นุ เกิดระคายคอแสบตา แน่นหนา้ อก
ผลกระทบอ่ืน ๆ• เมื่อฟ้ งุ กระจายในอากาศ สามารถเปลี่ยนเป็นรูป ซลั เฟอร์ไตรออกไซด์ (SO3)• เม่ือรวมกบั น้ากลายเป็นกรดซลั ฟรู ิค (H2SO4)• ฝนชะลงมากลายเป็นฝนกรด
ฝนกรด•เกิดจากก๊าซออกไซด์ของไ(SนOโตXร)เรจวนม(ตNวั OกXบั )ไแอลนะา้ ซในลั อเฟาอกรา์ ศ•กลายเป็น กรัดซลั ฟรู ิค (H2SO4) และไนตริก (HNO3)•เม่ือรวมตวั กบั เมฆแล้วเกิดเป็นฝนกรด
บริเวณที่เกิดปัญหา• ท่ี ๆ มีการจราจรคบั คงั่ เช่น กรุงเทพมหานคร และเมืองใหญ่ตาม ปริมณฑล• แม่เมาะ จงั หวดั ลาปาง เนื่องจากโรงไฟฟ้ าพลงั ความร้อน ที่ใชถ้ ่านหิน SO2 H+2OO2 → HSO2S3O4SO3 + → NO + O3 ⇌ NO22NO2 + H2O → HNO3 (กรดไนตริก) + HNO2
ความเขม้ ขน้ และผลกระทบ– ความเขม้ ขน้ 3-5 ppm เรมิ่ รบั กลนิ่ ได้– ความเขม้ ขน้ 8-12 ppm ทาใหแ้ สบคอ– ความเขม้ ขน้ 20 ppm ระคายเคอื งต่อเยอ่ื บตุ า และระบบทางเดนิ หายใจ มอี าการแสบตาแสบจมกู แสบคอ– ความเขม้ ขน้ 1500 ไมโครกรมั /ลบ.ม. (24 ซม.) ทำให้เพิ่มอตั รำกำรตำยสงู ขึน้– ความเขม้ ขน้ มากกวา่ 750 ไมโครกรมั /ลบ.ม. (24 ซม.) อาจเพมิ่ อตั ราการตายตอ่ วนั สงู ขน้ึ– ความเขม้ ขน้ มากกวา่ 300-500 ไมโครกรมั /ลบ.ม. (24 ซม.) เพมิ่ อตั ราผปู้ ว่ ยเขา้ รกั ษาดว้ ยโรคระบบทางเดนิ หายใจ– ความเขม้ ขน้ มากกวา่ 345 ไมโครกรมั /ลบ.ม. มผี ลต่อการกดั กรอ่ นวสั ดุ โดยเฉพาะวสั ดุโลหะ– ความเขม้ ขน้ มากกวา่ 85 ไมโครกรมั /ลบ.ม. พชื ใบรว่ ง และเกดิ โรคพชื เรอ้ื รงั
ปัญหาที่เกิดข้ึน• น้าเสีย• สตั วน์ ้าสูญพนั ธุ์• พชื ผกั ไม่เจริญงอกงาม• ทาลายสถาปัตยกรรม โดยเฉพาะที่ทาดว้ ย หินปนู หินออ่ น หินชนวน
แนวทางการแกไ้ ขลดการผลิตกา๊ ซ SOX และ NOX• ใชพ้ ลงั งานอ่ืนทดแทนเช้ือเพลิง• ประหยดั พลงั งาน• ควบคุมมลภาวะท่ีแหล่งกาเนิด
โรงไฟฟ้ าพลงั ความร้อน ที่ใชถ้ ่านหิน
ลกั ษณะการเกิดอุณหภมู ิผกผนั ที่แม่เมาะ
มาตรการแกไ้ ข ป้ องกนัมาตรการระยะส้นั• ลดกาลงั ผลิตในฤดูหนาว• จดั เตรียมสญั ญาณภยั ล่วงหนา้• กาหนดมาตรฐาน 1 ชวั่ โมงไม่เกิน 1,300 ไมโครกรัม/ลบ.ม.
มาตรการระยะยาว• ติดต้งั ระบบกาจดั กา๊ ซซลั เฟอร์ไดออกไซดแ์ บบเปี ยก (Wet Type-Flue Gas Desulphurization)• สามารถลดไดร้ ้อยละ 90• ต้งั มาตรฐานใหเ้ ขม้ งวดข้ึน• 15 ตนั /ชวั่ โมง และ 7 ตนั /ชวั่ โมงในฤดูหนาว
แนวทางการแกไ้ ข: ควบคุมมลภาวะท่ีแหล่งกาเนิด 5 %. combustion efficiently of Coal 80-95 % of SOx (No removal of NOx)
ลกั ษณะของข้ีเถา้ ท่ีไดจ้ ากการเผาถ่านหินข้ีเถา้ ที่ไดจ้ ากการเผาถ่านหินนามาผสมทาเป็นคอนกรีต เพ่ือใชใ้ นการก่อสร้าง
แนวทางการแกไ้ ข: ควบคุมมลภาวะท่ีแหล่งกาเนิด 5 %. combustion efficiently of Coal 90 % of SOx (15-35 % of NOx)
Search
