Khí thải sản xuất thép và nguy cơ gây ô nhiễm

Khí thải trong ngành sản xuất thép đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất, tuy nhiên, nó cũng mang theo nguy cơ gây ô nhiễm môi trường. Hiểu rõ về khí thải trong ngành sản xuất thép và những tác động tiêu cực của nó là một yếu tố cần thiết để tìm ra các giải pháp bảo vệ môi trường hiệu quả.

Thép là vật liệu được sử dụng rộng rãi, chúng cũng được tái chế thường xuyên đóng góp một phần đáng kể đến doanh thu nội địa sản phẩm (GDP). Hơn 73% các sản phẩm làm từ thép được chế tạo bằng công nghệ OC, 25.7% sử dụng phương pháp lò điện hồ quang (EAF) và dưới 1% sử dụng các phương pháp khác. Tuy nhiên, ngành công nghiệp luyện thép lại là một trong những nguyên nhân chính gây ra thảm họa môi trường toàn cầu bao gồm biến đổi khí hậu, sương mù quang hóa và sự suy giảm tầng ôzôn. Khí thải từ quá trình luyện thép gây ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động và người dân xung quanh. Bài viết này cập nhật các thông tin liên quan đến chất lượng không khí trong nhà trong một số ngành công nghiệp luyện thép ở Ả Rập Xê Út. Các chất gây ô nhiễm chính gồm SO₂, NO_x, CO, CO₂, O₃, PM₁₀ và PM_2.5 được đo tại tám địa điểm trên cùng một nhà máy. Các kết quả thu được chỉ ra rằng các công đoạn nấu chảy, đổ xỉ và đúc là những nguồn gây ô nhiễm không khí trong nhà chính. So với không khí xung quanh, nồng độ ô nhiễm trong nhà tăng lên: 13,50, 9,8, 1,29, 2,7, 15,6, lần lượt đối với SO₂, NO_x, CO₂, VOCs, O₃. Do đó, việc ngăn ngừa và áp dụng các phương pháp xử lý không khí trong nhà máy sản xuất thép là rất quan trọng.

Một nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học tại Ấn Độ về các chất gây ô nhiễm trong nhà máy sản xuất gang thép là minh chứng cụ thể hơn cho sự ảnh hưởng của chúng đến sức khoẻ con người.Cụ thể như sau:

Nồng độ SO2 trong khí thải

SO2 là chất gây ô nhiễm chính tồn tại trong các nhà máy luyện gang thép. Chỉ số đo được của lưu huỳnh dioxit trong lò nung là 0.02 đến 0.2ppm.

Về sự ảnh hưởng của chúng đến sức khoẻ của con người, khi chỉ số lên đến 5 ppm, chúng gây kích ứng đường hô hấp, đến 10 ppm sẽ gây kích ứng cổ họng, mũi và mắt, thậm chí có thể gây tử vong.

Trên thực tế, nhiều quốc gia đã ban hành chính sách liên quan đến việc quy định nồng độ SO2 trong môi trường làm việc. Tại Úc, chỉ số về chất khí này không được cao hơn 2ppm trong 8 giờ và 5ppm trong 15 phút.

Nồng độ NO2 trong khí thải

Sự đốt cháy trong quá trình sản xuất gang thép tạo ra khí thải Nox- chất đóng góp đáng kể vào việc gây ô nhiễm không khí, hình thành mưa axit.

Trong cuộc khảo sát được thực hiện tại Ấn Độ, nồng độ của NO2 dao động từ 0,07 0,49ppm tại nhiều điểm sản xuất khác nhau của nhà máy.

Nồng độ VOCs trong khí thải

Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) là một trong những chất nguy hiểm, gây hậu quả nặng nề cho sức khoẻ của con người cũng như các loài sinh vật khác trên Trái Đất. Phơi nhiễmVOCs có thể gây ra các vấn đề về da, đường hô hấp, tim mạch, mắt, gan, thận, đường tiêu hóa, …

Nồng độ cao VOCs đã được đo tại các điểm khác nhau trong nhà máy sản xuất gang theo với chỉ số đo được giao động từ 324,09ppb đến 645,2 ppb. Rõ ràng, các chất VOC tại nhà máy cao hơn gấp nhiều lần so với môi trường xung quanh bầu không khí (233ppb).

Nồng độ ôxít cacbon trong khí thải

Trong khi CO2 được coi là chất đóng góp chính trong việc làm thay đổi khí hậu, tác động tiêu cực đến sức khoẻ con người, là nguyên nhân dẫn đến sự hình thành các triệu chứng như đau đầu, buồn nôn, chóng mặt, nôn mửa thậm chí có thể gây tử vong nếu tồn tại ở nồng độ cao thì tại các xưởng sản xuất thép, nồng độ oxit cacbon luôn ở mức báo động.

Do đó, WHO đề nghị doanh nghiệp cần đặc biệt chú ý đến chỉ số CO2 trong không gian làm việc, đưa ra các giải pháp xử lý kịp thời. Tiêu chuẩn giới hạn TWAcủa CO2 tại nơi làm việc là ở mức 5000 ppm (WHO, 2000).

Một điều cần chú ý đó là nồng độ của CO là 0 trong tất cả đo điểm tại nhà máy trong khi chỉ số CO2 lại rất cao (dao động từ 356 ppm đến 410 ppm). Điều này có thể được giải thích bằng việc CO đã chuyển đổi thành CO2.

Nồng độ O3 trong khí thải

Một chất khác cũng được tìm thấy trong nhà máy sản xuất thép đó là ozone. Mặc dù đây là chất có tính oxy hoá khử mạnh, được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực xử lý khí thải, nước thải để loại bỏ mùi, màu, tiệt trùng nhưng khi tồn tại ở nồng độ cao, ozone cũng gây ra những tác động xấu cho con người.

Theo nguyên cứu, khi công nhân tiếp xúc với ozone ở nồng độ cao sẽ gây kích ứng da, mắt, mũi và cổ họng, đau đầu, nôn mửa, giảm chức năng phổi, làm chứng bệnh hen suyễn thêm trầm trọng và có thể gây tổn thương phổi vĩnh.

Nồng độ ozone trong nhà máy gang theo được đo trong khoảng từ 0,026 đến 0,156ppm. Tuy nhiên, sự hình thành của Ozon lại phụ thuộc vào sự xuất hiện của các chất NOx và VOC. Do đó, tại các điểm có chỉ số NOx và VOCs cao, chỉ số O3 cũng cao hơn.

Nồng độ của PM1.0 và PM 2.5

Trong luyện thép, bụi là chất ô nhiễm được tạo ra trong khác nhau quá trình, bắt đầu từ giai đoạn lưu trữ nguyên liệu thô, xử lý cho đến hoàn thiện. Thông thường, bụi chứa đựng nhiều chất gây ô nhiễm chủ yếu là oxit, canxi oxit và kẽm oxit. Ngoài ra, chúng có thể chứa các dạng bụi kim loại như: Al, Cd, Cr, Ni, Co, Cu và Pb.

Việc nhận thức về tác động tiêu cực của khí thải ngành sản xuất thép đang tăng lên và các biện pháp kiểm soát ô nhiễm môi trường cũng đang được nâng cao. Các nhà máy sản xuất thép hiện đại đang áp dụng các công nghệ tiên tiến để giảm thiểu khí thải và tối ưu hóa quá trình sản xuất. Điều này bao gồm việc sử dụng các hệ thống lọc và thiết bị xử lý khí thải hiện đại để giảm lượng chất ô nhiễm thải ra môi trường.

Nên sử dụng các biện pháp quản lý môi trường và quy định nghiêm ngặt cũng đóng vai trò quan trọng trong việc giảm ô nhiễm môi trường từ ngành sản xuất thép. Sự hợp tác giữa chính phủ, các tổ chức quản lý môi trường và các công ty sản xuất thép là cần thiết để đảm bảo tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn môi trường.