Tải bản đầy đủ

Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

LỜI CẢM ƠN
Khóa luận này là thành quả của quá trình nghiên cứu và học tập không đơn thuần
chỉ là trong 5 tháng nhận đề tài mà còn là kết tinh của kiến thức và kinh nghiệm tích lũy
của em trong gần 5 năm theo học tại trường đại học tài nguyên và môi trường thành phố
hồ chí minh. May mắn là một trong những sinh viên khóa đầu tiên của trường, em luôn
nhận được sự giúp đỡ ân cần, và tận tâm của toàn bộ thầy cô và cán bộ nhà trường ngay
từ những ngày đầu bỡ ngỡ nhập học. Trong quá thực hiện khóa luận này cũng như quãng
thời gian em đã học tập tại trường, mặc dù cơ sở vật chất còn rất nhiều thiếu thốn và
điều kiện nghiên cứu không mấy thuận lợi, nhưng nhiệt huyết truyền đạt từ các thầy cô,
đặc biệt là các thầy cô từ khoa môi trường, đã cổ vũ và tiếp sức cho em hoàn thành được
bước đi cuối cùng trong con đường sinh viên của mình. Em xin chân thành gửi lời cảm
ơn và tri ân những thầy cô đã truyền đạt và nâng tầm cho em với những kiến thức quý
báu trong suốt 5 năm qua.
Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy TS. Nguyễn Lữ Phương, người
đã luôn gắn bó, theo sát và chỉ dạy cho em những kinh nghiệm quý báu, không chỉ trong
thời gian làm khóa luận mà còn là một quá trình rất dài trong quãng thời gian thầy chủ
nhiệm. Những buổi họp nhóm nghiên cứu, những đề tài hay những buổi nói chuyện ,

thảo luận luôn là những dịp bổ ích để trau dồi thêm cho em không những về kiến thức
chuyên ngành mà còn tích lũy rất nhiều vấn đề khác của cuộc sống. Bước đầu thực hiện
nghiên cứu và tìm hiểu về đề tài này em còn rất nhiều bỡ ngỡ, tuy nhiên với sự trợ giúp
của thầy và nhóm nghiên cứu, em đã dần dần từng bước hoàn thành khóa luận này. Em
cũng xin được gửi lời cám ơn đến các bạn trong nhóm nghiên cứu ô nhiễm không khí
trong nhà đã hỗ trợ và đồng hành cùng em trong suốt quá trình thực hiện.
Sau cùng, em xin kính chúc quý thầy cô trong khoa Môi trường nói riêng và toàn
thể thầy cô tại Đại học Tài nguyên và Môi trường Thành phố Hồ Chí Minh thật dồi dào
sức khỏe, niềm tin và nhiệt huyết tiếp tục những sứ mệnh gây dựng trường như trong 5
năm vừa qua để các thế hệ sinh viên tiếp theo ngày một thành công hơn.
Trân trọng
Tp.HCM, ngày 14 tháng 12 năm 2016
Sinh viên thực hiện đề tài
Phạm Gia Huấn

SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

i


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐH TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

KHOA MÔI TRƯỜNG

Tp. Hồ Chí Minh, ngày 5 tháng 6 năm 2015
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
BẬC ĐẠI HỌC CHÍNH QUY
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG

BỘ MÔN: QL MÔI TRƯỜNG

HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN: PHẠM GIA HUẤN

MSSV: 0150020020
LỚP: 01ĐH – QLMT1

1. Tên đề tài Khóa luận:
“NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA ĐIỀU KIỆN VI KHÍ HẬU, NỒNG ĐỘ CO, CO2
TRONG PHONG HỌC ĐỐI VỚI HIỆU QUẢ HỌC TẬP CỦA SINH VIÊN VÀ ĐỀ
XUẤT PHƯƠNG ÁN CẢI THIỆN HIỆU QUẢ HỌC TẬP”
2. Nhiệm vụ Khóa luận:
- Chế tạo thiết bị đo đạc tự động thông số vi khí hậu, nồng độ CO và CO2 trong phòng
học theo thời gian liên tục và tần suất lấy mẫu cao.
- Thu thập và đánh giá số liệu vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học
- Khảo sát chất lượng học tập của sinh viên khi có sự thay đổi của điều kiện nhiệt độ
điều hòa trong phòng.
3. Ngày giao Khóa luận: 26/08/2016
4. Ngày hoàn thành Khóa luận: 19/12/2016
5. Họ và tên người hướng dẫn:

Phần hướng dẫn

- TS. NGUYỄN LỮ PHƯƠNG

Toàn bộ khóa luận

6. Ngày bảo vệ Khóa luận: 28/12/2016

SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

i


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

TÓM TẮT KHÓA LUẬN

Ô nhiễm không khí trong nhà là một trong những nguyên nhân chính ảnh hưởng
đến chất lượng và hiệu quả làm việc của con người. Các thông số vi khí hậu, nồng độ
CO2 và CO là một trong những yếu tố quan trọng nhằm đánh giá sơ bộ chất lượng khí
hậu trong nhà cũng như khảo sát sự tác động đến hiệu quả học tập của sinh viên. Khóa
luận này đã thành công trong việc xây dựng một thiết bị quan trắc vi khí hâu, nồng độ
CO2 và CO phù hợp với yêu cầu lấy mẫu liên tục và tần suất cao, đồng thời lưu trữ dữ
liệu ở dạng số hóa dễ tiến hành xử lý. Kết quả quan trắc phòng học tại trường đại học
Hoa Sen cho thấy trong điều kiện số sinh viên khoảng 30 người và không có sự thay
đổi đáng kể cấu trúc lớp học thì nhiệt độ (trung bình 25,75oC) và độ ẩm (trung bình
26,62%) trong phòng đều đạt mức chuẩn REHVA (châu Âu) và có sự thay đổi phụ thuộc
vào khả năng của hệ thống điều hòa. Trong khi đó, nồng độ CO (trung bình 107,46 ppm)
và CO2 (trung bình 865,64 ppm) là khá cao so với các yêu cầu của REHVA. Theo khảo
sát, nồng độ CO và CO2 còn có sự thay đổi theo số lượng sinh viên trong phòng và sự
hoạt động của hệ thống thông gió. Đó là các điều kiện thực tế để khóa luận này có được
các giải pháp thay đổi nhằm giảm thiểu năng lượng và cải thiện hiệu quả học tập giảng
dạy trong phòng học.

SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

ii


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

ABSTRACT

Indoor Air Polution is of potential threats that impose low – effectiveness in
working environment and many Sick Building Symptoms on human. It is obvious that
microclimate condition and CO2, CO concentration has played an important role for not
only Indoor Air Quality assessment but also student learning effectiveness evaluation.
This work has succeed in designing and building a new monitoring device that adapted
all requirements for continuous and high frequency sampling as well as simultaneously
store data in digital form to easily handle afterward. The results has pointed out that in
the condition of 30 inhabitants and no critical impacts the average temperature (25,75oC)
and humidity (26,62%) was in the acceptable range of the REHVA Standard threshold
and also effected by the conditioner levels. Meanwhile, the CO2 (865,64 ppm average)
and CO (107,46 ppm average) was far over the hazardous point of REHVA. It was also
found that the CO2 concentration in classroom was controlled by the work of ventilating
system and the number of inhabitants. This was the key status for imposing several plans
to improve the Indoor Air Quality of classroom and also the quality of learning.
Keywords: Indoor Air Quality, microclimate, ventilating system

SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

iii


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………

Tp,Hồ Chí Minh, ngày……tháng……năm 2016

Giảng viên hướng dẫn

TS. Nguyễn Lữ Phương

SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

iv


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………

Tp,Hồ Chí Minh, ngày…..tháng…..năm 2016

Giảng viên phản biện

SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

v


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
Đặt vấn đề ...................................................................................................................1
Phương pháp nghiên cứu...........................................................................................2
Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu ...........................................................3
Nội dung thực hiện .....................................................................................................4
Kết quả đạt được của đề tài ......................................................................................4
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .................................................................4

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................... 6
1.1 KHÁI QUÁT VỀ THỰC TRẠNG Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ .........................6
1.2 TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ ĐỘC CHẤT Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ .............7
1.2.1 Khái quát chung về một số chất ô nhiễm không khí .......................................7
1.2.2 Benzen .............................................................................................................8
1.2.3 Formaldehyde ..................................................................................................9
1.2.4 Naphthalene ...................................................................................................10
1.2.5 Nitrogen Dioxide ...........................................................................................10
1.2.6 Carbon Monoxide (CO) .................................................................................11
1.2.7 Carbon Dioxide (CO2) ...................................................................................13
1.3 KHÁI QUÁT VỀ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG TRONG NHÀ .............15
1.4 CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ ...............................................16
1.4.1 Khái niệm.......................................................................................................16
1.4.2 Cảm nhận về chất lượng không khí trong nhà ...............................................17
1.4.3 Các yếu tố tác động đến sự cảm nhận chất lượng không khí của con người 17

SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

vi


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

1.4.4 Mối liên hệ chất lượng không khí trong nhà và hiệu suất làm việc, học tập .18
1.4.5 Tình hình nhiễm độc khí CO trên thế giới và ở Việt Nam ............................20
1.4.6 Mối liên hệ giữa nồng độ khí CO2 trong không khí và hiệu suất làm việc ...22
1.5 CHẤT LƯỢNG NHIỆT TRONG NHÀ ...........................................................23
1.5.1 Khái niệm về chất lượng nhiệt .......................................................................23
1.5.2 Cơ chế điều nhiệt trên cơ thể người...............................................................23
1.5.3 Cân bằng năng lượng trong cơ thể người ......................................................23
1.5.4 Điều kiện để đạt được sự thoải mái về nhiệt .................................................25
1.5.5 Tác động của chất lượng nhiệt trong nhà đối với làm việc và học tập ..........26
1.6 Chất lượng độ ẩm trong nhà .............................................................................27
1.6.1 Khái niệm về độ ẩm .......................................................................................27
1.6.2 Tác động của chất lượng độ ẩm đến sức khỏe con người .............................27
1.7 Giới thiệu cảm biến nồng độ khí CO, CO2, nhiệt độ và độ ẩm ......................28
1.7.1 Giới thiệu cảm biến nhiệt độ và độ ẩm - DHT22 ..........................................28
1.7.2 Giới thiệu Sensor cảm biến nồng độ CO – MQ07.........................................30
1.7.3 Giới thiệu cảm biến nồng độ CO2 – MG811 .................................................32
1.8 GIỚI THIỆU VỀ MÁY LẠNH DAIKIN ỐP TRẦN FFQ-B9V ....................33
1.8.1 Tổng quan về máy điều hòa không khí..........................................................33
1.8.2 Phương trình cân bằng nhiệt ẩm ....................................................................33
1.8.3 Giới thiệu về máy lạnh Daikin ốp trần FFQ-B9V .........................................36
1.9 Giới thiệu về các phương pháp thống kê .........................................................37
1.9.1 Các giá trị thống kê mô tả ..............................................................................37
1.9.2 Phân tích phương sai một yếu tố ...................................................................38
1.9.3 Phân tích tương quan .....................................................................................40

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................... 42
2.1 Sơ đồ tổng quát ...................................................................................................42
2.2 Tiến hành khảo sát .............................................................................................43
2.2.1 Giới thiệu về trường Đại học Hoa Sen – Cơ sở Tản Viên .............................43
SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

vii


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

2.2.2 Tiến hành đo đạc và số hóa lớp học ..............................................................44
2.2.3 Chế tạo thiết bị cảm biến vi khí hậu và quan trắc nồng độ CO, CO2 ............47
2.2.4 Tiến hành đo và xử lý số liệu.........................................................................49
2.2.5 Tiến hành khảo sát chất lượng học tập ..........................................................51

CHƯƠNG 3 Kết quả và thảo luận............................................................... 52
3.1 Kết quả so sánh giá trị thiết bị đo với các thiết bị đo chuẩn đã kiểm định ..52
3.2 Kết quả quan trắc các thông số vi khí hậu và nồng độ CO, CO2 ..................52
3.2.1 Kết quả quan trắc thông số vi khí hậu trong phòng học ................................54
3.2.2 Kết quả quan trắc nồng độ CO trong phòng học ...........................................64
3.2.3 Kết quả quan trắc nồng độ CO2 trong phòng học ..........................................68
3.3 Kết quả đánh giá hiệu quả học tập của sinh viên khi có sự biến đổi của điều
kiện vi khí hậu, nồng độ co và co2 trong phòng học..............................................71
3.4 Giải pháp cải thiện chất lượng học tập của sinh viên .....................................75
3.4.1 Giải pháp về nhiệt độ điều hòa trong phòng học ...........................................75
3.4.2 Giải pháp về cải thiện chất lượng thông gió ..................................................75

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ.................................................... 78

SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

viii


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Phân loại mức độ nhạy cảm của đối tượng khảo sát ........................... 17
Bảng 1.2 Triệu chứng nhiễm độc của ngườitiếp xúc với CO ở các nồng độ .... 20
Bảng 1.3 Thông số kỹ thuật của cảm biến DHT22 .............................................. 29
Bảng 1.4 Thông số kỹ thuật của cảm biến MQ07 ................................................ 31
Bảng 1.5 Mô hình thí nghiệm phân tích phương sai một yếu tố ........................ 39
Bảng 1.6 Bảng tính toán ANOVA ......................................................................... 39
Bảng 2.1 Ví dụ về mẫu câu hỏi được sử dụng trong bảng khảo sát................... 51
Bảng 3.1 Kết quả giá trị kiểm định thiết bị so với các thiết bị chuẩn khác ...... 52
Bảng 3.2 Bảng số liệu trích dẫn của ngày đo 10-10-2016.................................... 53
Bảng 3.3 Các giá trị thực đo các ngày so với tiêu chuẩn REHVA ..................... 54
Bảng 3.4 Một số giá trị thống kê mô tả nhiệt độ phòng qua các ngày đo.......... 55
Bảng 3.5 Giá trị trung bình nhiệt độ phòng và một số giá trị liên quan khác .. 55
Bảng 3.6 Tính toán giá trị ANOVA nhiệt độ giữa các ngày đo .......................... 56
Bảng 3.7 Một số giá trị thống kê mô tả độ ẩm phòng qua các ngày đo ............. 60
Bảng 3.8 Giá trị trung bình độ ẩm phòng và một số giá trị liên quan khác ..... 60
Bảng 3.9 Tính toán giá trị ANOVA độ ẩm giữa các ngày đo ............................. 61
Bảng 3.10 Một số giá trị thống kê mô tả nồng độ CO qua các ngày đo ............ 65
Bảng 3.11 Giá trị trung bình độ ẩm phòng và một số giá trị liên quan khác ... 65
Bảng 3.12 Một số giá trị thống kê mô tả nồng độ CO trong phòng ................... 68
Bảng 3.13 Mức độ hài lòng của sinh viên về điều kiện nhiệt .............................. 74
Bảng 3.14 So sánh chất lượng thông gió của phòng học và giải pháp đề xuất . 76

SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

ix


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Cấu trúc thiết kế của cảm biến DHT22. .................................................... 29
Hình 1.2 Cấu trúc kỹ thuật của cảm biến MQ-07. ................................................... 32
Hình 1.3 Cấu trúc kỹ thuật cảm biến MG-811. ........................................................ 33
Hình 1.4 Máy lạnh ốp trần Daikin 12000 BTU FFQ-B9V. ...................................... 36
Hình 1.5 Mặt cắt và kích thước kỹ thuât máy lạnh Daikin FFQ-B9V. .................. 36
Hình 1.6 Mô tả các trường hợp của biến ngẫu nhiên. .............................................. 40
Hình 2.1 Sơ đồ tổng quát về phương pháp nghiên cứu............................................ 42
Hình 2.2 Cơ sở Tản Viên – trường Đại học Hoa Sen. .............................................. 43
Hình 2.3 Một số hình ảnh về lớp học Trường Đại học Hoa Sen ............................. 44
Hình 2.4 Tiến hành đo đạc các kích thước của lớp học. .......................................... 45
Hình 2.5 Hình dạng lớp học nhìn từ mặt cắt trên. ................................................... 45
Hình 2.6 Hình dạng lớp học nhìn theo các góc nhìn trong không gian. ................. 46
Hình 2.7 Sơ đồ cấp gió và thông khí của các máy điều hòa trong phòng học........ 46
Hình 2.8 Sơ đồ mạch của thiết bị. .............................................................................. 48
Hình 2.9 Sơ đồ mạch được xây dựng bằng máy tính. .............................................. 48
Hình 2.10 Quá trình chế tạo và xây dựng thiết bị. ................................................... 49
Hình 2.11 Vị trí đặt máy trong phòng học. ............................................................... 50
Hình 3.1 Sự thay đổi nhiệt độ và nhiệt độ phòng theo từng ngày đo...................... 58
Hình 3.2 Tổng hợp kết quả đo đạc nhiệt độ qua các ngày....................................... 59
Hình 3.3 Sự thay đổi độ ẩm và nhiệt độ phòng theo từng ngày đo. ........................ 63
Hình 3.4 Tổng hợp kết quả đo đạc độ ẩm qua các ngày. ......................................... 64
Hình 3.5 Sự thay đổi của nồng độ CO và nhiệt độ điều hòa theo thời gian. .......... 67
Hình 3.6 Tổng hợp kết quả đo đạc nồng độ CO qua các ngày đo........................... 68
Hình 3.7 Sự thay đổi của nồng độ CO2 nhiệt độ và số người theo thời gian. ......... 70

SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

x


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

Hình 3.8 Phân bố điểm của các bài khảo sát sinh viên ở các mức nhiệt độ. .......... 71
Hình 3.9 Thời gian hoàn thành các bài khảo sát theo số thứ tự. ............................ 72
Hình 3.10 Thời gian hoàn thành bài khảo sát phân theo từng ngày ..................... 73

SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

xi


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

ANOVA:

Analysis of Variance – Phân tích phương sai một yếu tố

ASHRAE:

American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning
Engineers – Hiệp hội kỹ sư về thông gió, điều hòa và làm mát sửa ấm của
Mỹ

COP:

Coefficient of Performance – Hệ số sử dụng hiệu quả điện năng

ĐHNĐ:

Điều hòa nhiệt độ

IAQ:

Indoor Air Quality – Chất lượng không khí trong nhà

IEQ:

Indoor Environment Quality – Chất lượng môi trường trong nhà

PMV:

Predicted Mean Vote – Giá trị đánh giá cảm nhận nhiệt của con người

REHVA:

Federation of European Heating, Ventilation and Air Conditioning
Associations – Hiệp hội thông gió, điều hòa và làm mát sưởi ấm của châu
Âu

SBS:

Sick Building Syndromes – Các loại bệnh lý do môi trường trong nhà

VBA:

Visual Basic for Applications – Ngôn ngữ lập trình Visual Basic

VOCs:

Volatile Organic Compounds – Các loại hợp chất hữu cơ bay hơi

WHO:

World Health Organization – Tổ chức y tế thế giới

SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

xii


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

MỞ ĐẦU
ĐẶT VẤN ĐỀ
Cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, nước ta đã và đang
từng ngày hội nhập khẳng định mình trên trường thế giới. Nền công nghiệp, hiện đại
hóa đất nước ngày càng phát triển kèm theo đó là sự ô nhiễm môi trường dẫn đến các
thảm họa không thể tránh khỏi trong tương lai. Trong đó vấn đề chất lượng môi trường
không khí đang ngày càng được quan tâm nhiều. Do đó việc quản lí, giám sát, khắc
phục, ngăn ngừa các hoạt động có tác động xấu đến môi trường trong tương lai là điều
hết sức cần thiết.
Thông thường con người giành khoảng 3 giờ để di chuyển mỗi ngày, có nghĩa là
giành 80-90% thời gian sinh sống và làm việc ở trong nhà; trong đó, 8 giờ mỗi ngày để
làm việc tại các cơ quan xí nghiệp,….Điều đó có nghĩa là chiếm khoảng 30% thời gian
để hít thở không khí trong các nhà máy xí nghiệp, vì vậy chất lượng không khí trong các
nhà máy xí nghiệp đóng một vai trò rất quan trọng, ảnh hưởng rất nhiều đến người lao
động. Các thông số vi khí hậu, CO, CO2 là những thông số cơ bản luôn luôn hiện diện
trong môi trường dễ đo đạc nhưng có ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người và hệ
sinh thái. Không những có tác động đến sức khỏe và hiệu quả lao động, ô nhiễm môi
trường không khí trong nhà còn được xem là một trong những nguyên nhân chính gây
nên sự hao phí năng lượng trong quá trình sử dụng tòa nhà (thông qua việc sử dụng máy
lạnh và các thiết bị thông gió, chiếu sáng trong tòa nhà) và gia tăng chi phí trong việc
bảo trì bảo dưỡng thiết bị. Sinh viên, học sinh là đối tượng nhạy cảm với sự thay đổi của
môi trường không khí do hệ miễn dịch chưa hoàn thiện đầy đủ, đặc trưng làm việc đòi
hỏi sự tập trung cao độ, cường độ làm việc cao và yếu tố sức khỏe tác động trực tiếp tới
hiệu quả học tập, hơn nữa môi trường làm việc tiếp xúc với nhiều người trong một không
gian cố định chật hẹp gây nên sự lây nhiễm, lây lan dễ dàng của các bệnh suy hô hấp và
các bệnh lý trong nhà (SBS) khác.
Nhận ra được mối nguy hại đó, trên thế giới, vấn đề ô nhiễm môi trường không
khí luôn là một vấn đề nóng trên nhiều diễn đàn khoa học, đặc biệt là vấn đề ô nhiễm
không khí trong nhà. Nhiều nghiên cứu được báo cáo chủ yếu tập trung làm rõ tầm quan
trọng của việc thông thoáng không khí đối với sức khỏe và cảm nhận của con người ở
nhiều môi trường khác nhau: học tập, ăn uống, làm việc, nghỉ dưỡng và bệnh viện, …và
đề ra nhiều phương án và chương trình giảm thiểu cụ thể. Ngoài ra, một số tổ chức quốc
SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

1


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

tế về thông gió và điều hòa không khí như REHVA (châu Âu) đã được thành lập nhằm
đề ra phương hướng chung và tạo ra sức ảnh hưởng trong nhận thức của con người về
vấn đề cấp thiết này. Đặc biệt, tại Nhật Bản và nhiều quốc gia châu Âu khác đã tiến hành
nghiên cứu tại các trường học, khi mà học sinh bắt đầu giờ học trên lớp. Họ tiến hành
quan trắc nồng độ các chất ô nhiễm, tỉ lệ thông thoáng khí và điều kiện vi khí hậu cùng
lúc phân tích sự thay đổi sức khỏe của học sinh dựa trên các thang đo sức khỏe. Kết quả
cho thấy nhiều mối tương quan chặt chẽ và sự nhạy cảm của học sinh đối với điều kiện
môi trường thay đổi.
Tại Việt Nam những năm gần đây, sự ứng dụng khoa học kỹ thuật và công nghệ
vào nghiên cứu, xây dựng đã trở nên phổ biến. Sự phát triển của công nghệ thông tin và
điện-điện tử đã giúp con người tiếp cận sâu hơn vào các mối quan tâm mới, hướng đi
mới trên thế giới, trong đó có ô nhiễm không khí trong nhà. Tỉ lệ thông gió và điều kiện
không khí nơi làm việc đã được đề cập nhiều trong các báo cáo và nghiên cứu về chất
lượng làm việc của công nhân và người lao động tại các xưởng cơ khí, máy móc và nhà
máy. Tại đó, các nghiên cứu này đa số chỉ ra các tác động của chất ô nhiễm đặc trưng
tương ứng với hoạt động sản xuất của nhà máy đối với sức khỏe công nhân. Các nghiên
cứu ở Việt Nam tuy còn mang tính chất thô sơ, đơn giản hơn rất nhiều so với thế giới
do vẫn còn nhiều hạn chế về nhận thức và thiết bị tuy nhiên đã tạo nhiều dấu ấn và nền
tảng cho những nghiên cứu về sau.
Từ những lợi thế và hạn chế ở trên, thực tế đòi hỏi cần có những nghiên cứu đa
dạng hơn về hiệu quả lao động và học tập của con người trong một môi trường chuyên
sâu và phức tạp như trường đại học để khảo sát sự thay đổi về nồng độ các chất ô nhiễm,
điều kiện vi khí hậu lên sinh viên trong các trường hợp khác nhau. Đó là lý do ra đời
của khóa luận thực hiện “Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO,
CO2 trong phòng học đối với hiệu quả học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải
thiện hiệu quả học tập”.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
a. Phương pháp điều tra và nghiên cứu thực địa
Hiện nay, với sự hỗ trợ của máy móc và công nghệ thông tin cho phép con người
có thể đo đạc và quan trắc nồng độ các chất ô nhiễm một cách đơn giản hơn rất nhiều
mà không cần phải thông qua các hình thức lấy mẫu phức tạp và chuẩn độ mất nhiều
thời gian và công sức. Hơn thế nữa, các thiết bị công nghệ hiện đại với độ nhạy cao còn
có thể đo được nồng độ với độ chính xác cao hơn nhiều so với thao tác bằng tay trong
SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

2


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

một thời gian liên tục, nhiều lần với giá trị có thể được số hóa và lưu trữ. Tận dụng sự
phát triển đó, khóa luận này ứng dụng xây dựng một thiết bị quan trắc phù hợp với điều
kiện thực địa và đòi hỏi của đề tài là đo đạc trong một thời gian liên tục (tần suất lấy
mẫu 0.1 giây), đầu dò cảm biến (sensor) có độ nhạy cao thích ứng với đặc điểm thay đổi
nhỏ của không khí trong nhà và kết quả được lưu trữ bằng bộ nhớ di động (SD card)
thích hợp để sao lưu và xử lý mẫu.
Hiệu quả học tập của sinh viên được trắc nghiệm dựa trên các bài kiểm tra tính
toán đơn giản và phức tạp, đòi hỏi mức độ tư duy logic nhằm khảo sát hiệu quả làm việc
qua từng khung thời gian khác nhau.
b. Phương pháp xử lý số liệu
Mẫu thu được và số liệu được xử lý bằng các công cụ máy tính có sẵn, một số
chương trình được sử dụng là:
Sử dụng phần mềm Origin 9.0
Sử dụng phần mềm Excel
Sử dụng phần mềm Autocad
MỤC ĐÍCH, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
a. Mục tiêu chung




Khảo sát sự thay đổi của các thông số vi khí hậu, nồng độ CO2, CO dựa trên
sự thay đổi mật độ học sinh và số lượng người trong lớp, từ đó đề ra phương
hướng giảm thiểu ô nhiễm và giảm thiểu tác động đến giảng viên và sinh
viên.
Khảo sát sự thay đổi của các thông số vi khí hậu đến hiệu quả suy nghĩ và
làm việc của sinh viên, từ đó đưa ra định hướng thiết kế phù hợp cho lớp học.

c. Mục tiêu cụ thể



Đo đạc được các thông số nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc gió, nồng độ CO, CO2
trong phòng học mang tính chất đặc trưng.
Xử lý số liệu, tìm ra mối liên hệ giữa các thông số vi khí hậu, nồng độ CO,
CO2 và số lượng người trong phòng học trong điều kiện thể tích phòng cố
định.

SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

3


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập



Đánh giá và đề xuất các giải pháp cải thiện để nâng cao chất lượng học tập:
thay đổi mật độ lớp học, lượng sinh viên, hệ thống thông gió điều hòa để chất
lượng học tập, giảng dạy đạt hiệu quả.

d. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: điều kiện vi khí hậu, CO, CO2 trong các phòng học.
Phạm vi thực hiện trong quá trình thực tập của sinh viên gồm:
Không gian: Trường đại học Hoa Sen
Thời gian: 26/09 – 25/12/2016
NỘI DUNG THỰC HIỆN
Sử dụng thiết bị chế tạo để đo đạc các thông số nhiệt độ, độ ẩm, vận tốc gió, nồng
độ CO, CO2 trong một số phòng học mang tính chất đặc trưng.
Thiết kế và số hóa phòng học bằng phần mềm Autocad
Sử dụng phần mềm xử lý số liệu Excel, Origin 9.0 để loại bỏ các sai số. Tìm ra các
mối liên hệ nếu có.
Dựa vào các số liệu đã có và các nghiên cứu trong , ngoài nước để đánh giá và đề
xuất các giải pháp cải thiện chất lượng không khí.
KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CỦA ĐỀ TÀI
Đạt được các số liệu quan trọng là nền tảng cho các nghiên cứu sau này liên quan
đến chất lượng không khí trong nhà.
Đề xuất các giải pháp cho việc tiết kiệm năng lượng, tăng hiệu suất làm việc và bố
trí không gian phòng học.
Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài cung cấp các dẫn liệu khoa học về chất lượng không khí trong nhà. Kết quả
nghiên cứu về điều kiện vi khí hậu, nồng độ các chất CO, CO2 cũng như kết quả đánh
giá các số liệu, dẫn chứng sẽ góp một phần vào dữ liệu chung cho các nghiên cứu về
sau. Chất lượng không khí trong nhà tương tác và ảnh hưởng đến nhiều khía cạnh, có
liên quan chặt chẽ đến việc thực hiện xây dựng và lắp đặt hệ thống tương ứng; còn liên
quan đến các vấn đề khác như yếu tố con người và điều kiện thời tiết ngoài trời.

SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

4


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

Chất lượng không khí trong nhà có tác động chi phối nhận thức về sự thỏa mái của
con người. Hơn nữa, ngoài liên quan đến sưởi ấm, làm mát và thông gió, nó có liên quan
rất cao đến hiệu suất năng lượng và sự vận hành của một tòa nhà. Cùng lúc đó, chất
lượng không khí trong nhà còn liên quan đến năng suất làm việc của người cư trú. Tương
lai của nghiên cứu này có thể ứng dụng kết hợp giữa việc cải thiện sự thỏa mái cuả cư
dân, tăng hiệu quả sử dụng năng lượng, giảm chi phí bảo dưỡng. Tạo nên một tiêu chuẩn
sống cho con người hiện đại.

SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

5


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 KHÁI QUÁT VỀ THỰC TRẠNG Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ
Ô nhiễm môi trường không khí đang là một vấn đề bức xúc đối với môi trường đô
thị, công nghiệp trên thế giới và ở nước ta hiện nay. Ô nhiễm môi trường không khí có
tác động xấu đối với sức khoẻ con người (đặc biệt là gây ra các bệnh đường hô hấp),
ảnh hưởng đến các hệ sinh thái và biến đổi khí hậu (hiệu ứng "nhà kính", mưa axít và
suy giảm tầng ôzôn),... Công nghiệp hoá càng mạnh, đô thị hoá càng phát triển thì nguồn
thải gây ô nhiễm môi trường không khí càng nhiều, áp lực làm biến đổi chất lượng không
khí theo chiều hướng xấu càng lớn, yêu cầu bảo vệ môi trường không khí càng quan
trọng.
Ở Việt Nam, Công nghiệp cũ (được xây dựng trước năm 1975) đều là công nghiệp
vừa và nhỏ, công nghệ sản xuất lạc hậu, một số cơ sở sản xuất có thiết bị lọc bụi, hầu
như chưa có thiết bị xử lý khí thải độc hại. Nói chung, công nghiệp cũ không đạt tiêu
chuẩn về chất lượng môi trường. Công nghiệp cũ lại rất phân tán, do quá trình đô thị
hoá, phạm vi thành phố ngày càng mở rộng nên hiện nay phần lớn công nghiệp cũ này
nằm trong nội thành của nhiều thành phố.
Hoạt động công nghiệp gây ô nhiễm không khí còn từ các khu, cụm công nghiệp
cũ, như các khu công nghiệp: Thượng Đình, Minh Khai - Mai Động (Hà Nội), Thủ Đức,
Tân Bình (thành phố Hồ Chí Minh), Biên Hoà I (Đồng Nai), Khu Công nghiệp Việt Trì,
Khu Gang thép Thái Nguyên,... và ô nhiễm không khí cục bộ ở xung quanh các xí
nghiệp, nhà máy xi măng (đặc biệt là xi măng lò đứng), các lò nung gạch ngói, xí nghiệp
sản xuất đồ gốm, các nhà máy nhiệt điện đốt than và đốt dầu FO, các nhà máy đúc đồng,
luyện thép, các nhà máy sản xuất phân hoá học,... Các chất ô nhiễm không khí chính do
công nghiệp thải ra là bụi, khí SO2, NO2, CO, HF và một số hoá chất khác.
Ô nhiễm môi trường không khí ở nhiều làng nghề đã tới mức báo động, một số bài
báo đã đưa ra kết quả nghiên cứu đáng lo ngại về sức khỏe của con người tại nhiều địa
phương. Ở rất nhiều làng nghề, đặc biệt là các làng nghề ở vùng Đồng bằng Bắc Bộ,
đang kêu cứu về ô nhiễm môi trường không khí (L.V. Trinh và cộng sự, 2009).
Cùng với quá trình công nghiệp hoá và đô thị hoá, phương tiện giao thông cơ giới
ở nước ta tăng lên rất nhanh, đặc biệt là ở các đô thị. Trước năm 1980 khoảng 80 - 90%

SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

6


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

dân đô thị đi lại bằng xe đạp, ngày nay, ngược lại khoảng 80% dân đô thị đi lại bằng xe
máy, xe ôtô con. Nguồn thải từ giao thông vận tải đã trở thành một nguồn gây ô nhiễm
chính đối với môi trường không khí ở đô thị, nhất là ở các đô thị lớn như Hà Nội, thành
phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng. Theo đánh giá của chuyên gia môi trường, ô
nhiễm không khí ở đô thị do giao thông vận tải gây ra chiếm tỷ lệ khoảng 70%.
Nồng độ trung bình 1 giờ, cũng như trung bình ngày của khí CO trong không khí
ở gần hầu hết các đô thị Việt Nam đều nhỏ hơn hoặc xấp xỉ trị số tiêu chuẩn cho phép.
Ở các thành phố lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Hải Phòng, nồng
độ khí CO trung bình ngày dao động từ 2 - 5 mg/ m3, nồng độ khí NO2 trung bình ngày
dao động từ 0,04 - 0,09mg/ m3, chúng đều nhỏ hơn trị số tiêu chuẩn cho phép, tức là
chưa bị ô nhiễm khí CO. Tuy vậy ở các nút giao thông chính và ở gần một số khu công
nghiệp, một số xí nghiệp nung gạch ngói, nồng độ các khí này đã xấp xỉ bằng hoặc lớn
hơn trị số tiêu chuẩn cho phép, có chỗ tới 2 - 4 lần (L.V. Trinh và cộng sự, 2009)..
Như vậy, bên cạnh các loại khí SO2, NO2 được đo đạc có nồng độ cao trong không
khí, thì khí CO vẫn còn thấp, nhưng có xu hướng gia tăng nhiều qua các năm. Điều này
cho thấy, tại các khu đô thị vẫn chưa có sự nhận thức và áp dụng hợp lý các biện pháp
giảm thiểu ô nhiễm môi trường, ngăn ngừa ô nhiễm.

1.2 TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ ĐỘC CHẤT Ô NHIỄM TRONG KHÔNG KHÍ
1.2.1 Khái quát chung về một số chất ô nhiễm không khí
Theo các nghiên cứu của WHO, các chất gây ô nhiễm không khí và có ảnh hưởng
trực tiếp tới con người làm việc trong môi trường không khí trong và ngoài nhà gồm
Benzen, Toluen, Carbon Monoxide, Formaldehyde, Naphtalene, Nitrogen Dioxide, và
một số chất khác. Đây là những chất độc tính và khả năng gây kích ứng đối với con
người ở một mức độ phơi nhiễm nhất định gây nên các tác hại về sức khỏe.
Qua các đặc tính được cung cấp, nguồn phát sinh và con đường phơi nhiễm với
các độc chất này, có thể thấy rằng, đa số các chất độc có ảnh hưởng đến con người trong
không khí đều bắt nguồn từ các hoạt động sống thường ngày do chính con người tạo ra.
Chúng là các hợp chất hữu cơ bay hơi (VOCs), CO, và NO2. Hầu hết các chất đều có
thể gây tử vong cho con người ở thời gian phơi nhiễm lâu dài, gây bệnh tật và các bệnh
lý trong nhà (SBS). Tuy nhiên, tại môi trường công sở và trường học, đặc biệt là các
trường đại học, khác với các hợp chất hữu cơ, độc tính cấp tính của CO và NO2 là đáng
kể hơn đối với đối tượng học sinh, sinh viên và người lao động trí óc hơn cả do các khí
SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

7


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

này có sự kích ứng hô hấp và làm suy giảm chức năng của não với sự tác động trực tiếp
với Hemoglobin trong máu, qua đó làm giảm hiệu quả học tập và làm việc của con
người, nơi mà sự vận động vật lý về tay chân rất ít nhưng cần đòi hỏi sự hiệu quả của
khả năng tư duy, tập trung. Khí Cacbon monoxide thường có nồng độ cao hơn trong
không khí, và thường xuất hiện nhiều trong môi trường trong nhà, đặc biệt là các khu
vực trường học do quá trình nấu nướng từ các bếp ăn, căn tin và từ các bãi đỗ xe đông
đúc.
1.2.2 Benzen
Benzen (C6H6; phân tử trọng lượng 78,1 g / mol) là một hợp chất thơm có vòng
cacbon không bão hòa. Benzen là một chất lỏng không màu, dễ bay hơi, dễ cháy, dễ
nhận biết với một mùi đặc trưng, tỷ khối là 874 kg / m3 ở 25oC. Benzen có điểm nóng
chảy là 5,5oC, với nhiêt đội sôi tương đối thấp 80,1 oC và áp suất bay hơi (12,7 kPa ở
25oC), khiến nó bay hơi nhanh chóng ở nhiệt độ phòng. Nó ít hòa tan trong nước (1,78
g / l ở 25 oC) và có thể hòa tan trong hầu hết các dung môi hữu cơ. Benzen tồn tại trong
không khí chủ yếu ở thể khí.
Benzen là một chất độc gây ung thư ở con người và không có ngưỡng an toàn ở
bất kỳ mức độ tiếp xúc nào. Nguy cơ nhiễm độc khí benzen trong nhà và ngoài trời là
như nhau, do đó các chỉ tiêu về benzen ngoài trời đều có thể áp dụng ở trong các tòa
nhà.
Benzen trong không khí trong nhà có thể bắt nguồn từ không khí ngoài trời và cũng
từ các nguồn trong nhà như vật liệu xây dựng và đồ nội thất, nhà để xe, thiết bị sưởi ấm
và hệ thống nấu ăn, dung môi được lưu trữ và các hoạt động của con người. Nồng độ
trong nhà cũng bị ảnh hưởng bởi điều kiện khí hậu và tỷ lệ trao đổi không khí do thông
gió cưỡng bức hoặc tự nhiên.
Nồng độ trong nhà bị ảnh hưởng bởi nồng độ ngoài trời do sự trao đổi không khí
trong nhà và ngoài trời. Nồng độ benzen ngoài trời chủ yếu là từ các nguồn giao thông
và bị ảnh hưởng bởi thời tiết và khí tượng học. Nguồn ngoài trời khác của benzen là
trạm xăng dầu và các ngành công nghiệp nhất định như những người liên quan với nhiên
liệu hóa thạch như sản xuất than, dầu, khí đốt tự nhiên, hóa chất và thép.
Benzen trong không khí trong nhà thường xuất hiện với nồng độ cao tại các nhà
xưởng, các xí nghiệp sử dụng nhiên liệu hóa thạch làm nguyên liệu đốt như công nghiệp
gang thép, công nghiệp điện, … và một số các khu kho chứa, bảo quản xăng dầu.

SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

8


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

1.2.3 Formaldehyde
Formaldehyde (công thức phân tử H2 - C = O) là một chất khí không màu khí, dễ
cháy và dễ phản ứng ở nhiệt độ phòng. Trong không khí xung quanh, formaldehyde có
thể nhanh chóng bị oxy hóa bởi carbon dioxide. Nó cũng phản ứng rất nhanh với các
gốc hydroxyl để tạo thành axit formic. Vòng đời ước tính cho các phản ứng này là
khoảng một giờ tùy thuộc vào môi trường điều kiện.
Phân tử khối 30,03 g / mol; tỷ khối hơi 1,03 - 1,07 (không khí = 1); điểm nóng
chảy -92°C; và điểm sôi -19,1°C. Formaldehyde có thể hòa tan trong nước (khoảng 400
g/ l ở 20 °C), ethanol và cloroform và có thể trộn với acetone, benzen và diethyl ether. Hệ
số octanol / phân vùng nước (log Kow) là 0,35, áp suất hơi là 5,19 × 105 Pa ở 25 °C.
Formaldehyde được ở khắp nơi tìm thấy trong môi trường, bởi vì nó được hình
thành chủ yếu bởi nhiều nguồn tự nhiên và các hoạt động của con người. Trong môi
trường, nó được phát hành thông qua đốt sinh khối (cháy rừng và cây bụi) hoặc phân
hủy và thông qua các núi lửa. Nguồn do con bao gồm những nguồn trực tiếp như khí
thải công nghiệp và quá trình đốt cháy nhiên liệu từ giao thông. Quá trình đốt khác (nhà
máy điện, đốt than, v.v) cũng đại diện cho các nguồn phát thải formaldehyde trong không
khí. Tuy nhiên, formaldehyde cũng được sản xuất rộng rãi trong công nghiệp trên toàn
thế giới sử dụng trong sản xuất các loại nhựa, như một chất khử trùng và định hình, hoặc
như một chất bảo quản trong tiêu dùng sản phẩm.
Nguồn Formaldehyde trong môi trường trong nhà bao gồm: đồ nội thất bằng gỗ và
các sản phẩm có chứa formaldehyde ví dụ như ván ép, gỗ ép; vật liệu cách nhiệt (vào
đầu năm 1980, xốp cách nhiệt urê formaldehyde là một nguồn gây ô nhiễm trong
nhà); hàng dệt may; sản phẩm sơn, giấy dán tường, keo, keo dán, vecni và sơn mài; các
sản phẩm tẩy rửa gia dụng như chất tẩy rửa, chất tẩy, chất làm mềm, chất tẩy rửa thảm
và các sản phẩm giày; mỹ phẩm như xà phòng lỏng, dầu gội, dầu bóng móng tay và làm
cứng móng tay; thiết bị điện tử, bao gồm máy tính và máy photocopy; và các mặt hàng
tiêu dùng khác như thuốc trừ sâu và các sản phẩm giấy.
Formaldehyde là chất độc có thể gây ung thư cho con người. Chất này chủ yếu
xuất hiện tại các nhà xưởng chế biến sản xuất gỗ, sử dụng sơn phủ hoặc xi mạ. Con
người có thể phơi nhiễm trực tiếp Formaldehyde qua nhiều con đường, hô hấp và đường
ăn uống và mức độc nguy hiểm là như nhau. Ở mức nhiễm độc cấp tính nhẹ có thể thấy
như dị ứng, hen suyễn, co thắt phế quản. Ở mức nhiễm độc mãn tính có thể gây ảnh
hưởng chức năng của các cơ quan, phổi, gan, tim mạch và có thể dẫn đến tử vong.
SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

9


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

1.2.4 Naphthalene
Naphthalene (công thức phân tử C10H8) là một dạng bột tinh thể màu trắng với một
mùi đặc trưng (băng phiến). Nó là một chuỗi hydrocarbon thơm tách từ nhựa than đá. Từ
đồng nghĩa được sử dụng là antimite, naphthalin, long não, naphthene và long
não. Naphthalene là hydrocacbon dễ bay hơi nhất đa vòng thơm (PAH), và có chu kỳ
phân tử tương đối ngắn 3-8 giờ trong khí quyển. Tính chất hóa lý như sau: trọng lượng
phân tử 128,17 g/ mol; điểm nóng chảy 80,2°C; điểm sôi 218 °C; tỷ khối hơi 4,42g/
cm3 ở 20 °C và 1 atm; áp suất hơi 10 Pa ở 25 °C. Nó hòa tan trong rượu và acetate nhưng
không phải trong nước.
Naphthalene được sản xuất từ các phần phân đoạn nhựa than đá bằng cách chưng
cất.Nó được sử dụng làm nguyên liệu trong sản xuất các anhydrit phthalic cho sự tổng
hợp các chất hoá dẻo phthalate và nhựa tổng hợp. Nó cũng được sử dụng làm nguyên
liệu cho các axit sulfonic naphthalene thường được sử dụng trong việc sản xuất các chất
làm dẻo cho bê tông, nguyên liệu cho ván trượt, như các chất phân tán trong tổng hợp
và tự nhiên cao su và các đại lý thuộc da trong ngành da. Naphthalene cũng được sử
dụng trong các loại sơn và trong sản xuất thuốc trừ sâu, được sử dụng trong sân nhà và
sân vườn. Chiếm ưu thế trong các tiếp xúc của người tiêu dùng trên toàn thế giới là sản
xuất và sử dụng các tinh thể (tinh khiết) naphthalene là một thuốc chống mối mọt
làm chất khử trùng. Gỗ khói, dầu nhiên liệu và xăng dầu cũng chứa naphthalene. Các
thành phần chính của creosote, được sử dụng để ngâm tẩm gỗ, là naphthalene và đồng
đẳng alkyl của nó.
Nguồn ngoài trời có thể đóng góp vào mức thấp của naphthalene trong nhà. Nồng
độ Naphthalene trong nhà đến từ các sản phẩm tiêu dùng như dung môi đa năng, chất
bôi trơn, thuốc diệt cỏ, bật lửa than và thuốc xịt tóc, máy sưởi dầu hỏa có quạt thông
gió, khói thuốc lá, cao su nguyên liệu và naphthalene trong viên đuổi côn trùng (băng
phiến) dùng để bảo vệ hàng dệt may được lưu trữ trong nhà trong tủ quần áo.
Naphthalene là một chất độc có thể gây ung thư nếu tiếp xúc lâu dài. Đây là chất
không thường xuyên xuất hiện trong môi trường không khí trong nhà, đặc biệt là tại các
công sở, văn phòng, trường học.
1.2.5 Nitrogen Dioxide
Có bảy oxit của nitơ có thể được tìm thấy trong không khí xung quanh. Nitrous
oxide (N2O) là một loại khí nhà kính từ các nguồn nhân tạo (~ 0,3 ppm). Tuy nhiên,
nitric oxide (NO) và nitơ dioxide (NO2) là hai oxit nitơ chủ yếu liên quan đến các nguồn
SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

10


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

đốt. Nồng độ môi trường xung quanh của hai loại khí này thay đổi tùy theo rộng rãi các
nguồn phát sinh và đặc điểm của địa phương, nhưng có thể vượt quá 500 mg/ m3 ở các
khu vực đô thị dày đặc. Axit nitơ là một chất gây ô nhiễm phổ biến trong môi trường
xung quanh và trong nhà, được sinh ra bởi các phản ứng của nitơ dioxide với nước.
Nó là một chất oxy hóa mạnh, ăn mòn và kém hòa tan trong nước. Trọng lượng
phân tử của nó là 46,01 g / mol, nhiệt độ nóng chảy -11,2 °C, nhiệt độ sôi 21,15 °C và
tỷ khối hơi 1,59 (không khí = 1). Nó phản ứng với nước và hòa tan trong sulfuric và
nitric axit.
Giao thông đường bộ là nguồn phát thải chính của nitơ dioxide. Phần lớn nguồn
trong nhà quan trọng bao gồm khói thuốc lá và khí đốt, gỗ, dầu, và các thiết bị đốt than
như bếp, lò nướng, máy nước nóng và lò sưởi. Các nguồn ngoài trời cũng có thể ảnh
hưởng đến môi trường trong nhà. Phơi nhiễm độc chất có thể được gia tăng trong không
gian trong nhà, bao gồm cả phơi nhiễm với thức ăn ủ lâu trong tủ băng hoặc tiếp xúc với
nhiên liệu máy móc và trong các bãi đậu xe ngầm dưới đất. Trong điều kiện môi trường
xung quanh, cả ngoài trời và trong nhà, nitơ dioxide tồn tại ở dạng khí, và do đó hít phải
là con đường tiếp xúc chính ở nhiệt độ phòng. Đặc biệt, tiếp xúc trực tiếp với mắt có thể
dẫn đến kích ứng mắt, mặc dù điều này là nhiều khả năng xảy ra trong các thiết lập công
nghiệp.
1.2.6 Carbon Monoxide (CO)
a. Đặc tính chung
Khí CO là một loại khí độc không màu, không mùi, không vị và không có sự kích
ứng da nào. Đây là khí được sinh ra bởi sự đốt cháy không hoàn toàn các hợp chất có
Carbon như gỗ, than, khí tự nhiên và dầu mỏ. Phân tử khối CO là 28,01g/ mol, nhiệt độ
nóng chảy là -205,1 oC, nhiệt độ sôi (tại áp suất 760 mmHg) là -191,5 oC. Khí CO tan
trong nước ở 1atm là 3,54 ml/ 100 ml ở 0oC, 2,14 ml/100 ml ở 25 oC và 1,83 ml/ 100 ml
ở 37oC.
Khối lượng phân tử của CO gần bằng với khối lượng riêng của không khí (28 so
với 29 của không khí). Do đó khí CO có thể trộn lẫn với không khí với bất kỳ tỉ lệ nào
và có thể di chuyển cùng với luồng không khí. Khí CO có thể cháy được, chúng thường
được trộn với nguyên liệu cháy hoặc làm thành phần trong vật liệu nổ. Khí CO có thể
phản ứng với oxy, acetylen, khí clo, khí flo và nito oxit. Khí CO là loại khí không thể
nhận biết được với khả năng của con người dù bằng thị giác, vị giác hay bằng khứu giác.

SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

11


Luận văn tốt nghiệp
Nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện vi khí hậu, nồng độ CO, CO2 trong phòng học đối với hiệu quả
học tập của sinh viên và đề xuất phương án cải thiện hiệu quả học tập

Trong cơ thể người, chất khí này có thể chiếm chỗ Oxy trong hemoglobin có trong máu
tạo thành COHb gây tức ngực, ngạt thở, nhức đầu và gây tử vong ở nồng độ cao.
b. Nguồn phát sinh khí CO
Phát thải do con người chính là tác nhân chính sinh ra khoảng 2/3 thể tích khí CO
trong không khí và phần còn lại là do các quá trình tự nhiên sinh ra. Cơ thể con người
có thể sinh ra một lượng nhỏ khí CO trong không khí. Tuy nhiên, phần lớn khí CO được
sinh ra từ giao thông, từ các động cơ xăng và diesel. Đường giao thông và các khu đỗ
đậu xe là nơi phát thải nhiều khí CO nhất.
Khí CO được sinh ra ở môi trường trong nhà bởi các nguồn cháy (như nấu nướng
và sưởi ấm) và cũng có thể do sự thâm nhập từ không khí bên ngoài vào môi trường bên
trong nhà. Ở các quốc gia phát triển, các nguồn gây ô nhiễm không khí trong nhà chủ
yếu là do sự lắp đặt sai, thiếu sót, không đầy đủ hệ thống thông khí và duy trì không khí
cho các thiết bị nấu nướng và sưởi ấm sử dụng nhiên liệu hóa thạch. Còn tại các quốc
gia đang phát triển, khí CO sinh ra do quá trình đốt các nhiên liệu sinh khối và do khói
thuốc lá. Thêm vào đó là hệ thống thông khí, ống khói, ống thông khí bị tắc nghẽn hoặc
không đầy đủ có thể gây gia tăng nồng độ khí CO trong nhà (R. Prill, 2000).
Tỉ lệ phối trộn các nhiên liệu cháy không hợp lý cũng gây nên sự cháy không hoàn
toàn, điều này luôn có thể xảy ra thường trực mỗi ngày và tác động trực tiếp tới con
người, tuy nhiên chúng ta vẫn thường không nhận ra được sự nguy hiểm. Bếp gas cũ kỹ,
bếp than củi (củi ướt), bếp sưởi củi, hay các động cơ xe máy, ô tô đã quá niên hạn sử
dụng luôn luôn là nguồn gây phát thải lớn khí CO trong không khí.
Theo nghiên cứu của Jetter và cộng sự nghiên cứu về thành phần khí thải của 23
loại vật liệu khác nhau như hương đốt, dây thừng, gỗ, đá, bột, … thường xuất hiện trong
các quá trình sinh hoạt trong nhà, thì tỉ lệ phát thải khí CO là 144 đến 531 mg/ giờ. Cao
nhất là từ việc đốt nhang quá nhiều (khoảng 9,6 mg/ m3) và có thể vượt qua ngưỡng giới
hạn về chất lượng không khí của USEPA là 10 mg/ m3 cho khoảng trung bình 8 giờ, tùy
thuộc vào diện tích phòng, tỉ lệ thông khí và số lượng hương đốt. Điều này cần được
chú trọng ở Việt Nam, nơi mà nền tôn giáo luôn gắn liền với khói hương (J.S. Lumio,
1948).
c. Mối liên hệ giữa sự phát thải CO ngoài trời và môi trường trong nhà
Theo các tài liệu nghiên cứu của WHO đo đạc so sánh nồng độ khí CO ngoài trời
và trong nhà tại nhiều loại hình tòa nhà khác nhau với các chức năng và mục đích vị trí
đo khác nhau. Tổng kết lại, nồng độ khí CO ngoài trời tại thời điểm đo có thể cao hơn
SVTH: Phạm Gia Huấn
GVHD: TS. Nguyễn Lữ Phương

12


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×