tiểu luận hóa môi trường bụi PM2 5

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ -o0o - TIỂU LUẬN MƠN: HĨA MƠI TRƯỜNG PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ SỰ THAY ĐỔI NỒNG ĐỘ BỤI MỊN PM2.5 TẠI HÀ NỘI THEO THỜI GIAN ĐÁNH GIÁ THÀNH PHẦN HÓA HỌC ĐẶC TRƯNG CỦA BỤI MỊN, ẢNH HƯỞNG CỦA BỤI MỊN TỚI SỨC KHỎE CON NGƯỜI Học viên: Trịnh Thị Thủy Mã học viên: 19812025 Lớp: Kỹ thuật Môi trường 2020A Khoa: Công nghệ Môi trường Hà Nội, năm 2021 MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU Q trình cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước với hoạt động phát triển kinh tế xã hội năm gần dẫn đến tình trạng nhiễm khơng khí ngày gia tăng hầu Thế giới nói chung Việt Nam nói riêng Tình trạng nhiễm không sgia tăng ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng môi trường sống sức khỏe người Chính vậy, tình trạng nhiễm khơng khí khơng cịn vấn đề riêng lẻ quốc gia hay khu vực mà trở thành vấn đề tồn cầu Tại Việt Nam, nhiễm khơng khí thành phố lớn ngày đáng báo động đặc biệt ô nhiễm bụi mịn PM2.5 Các chất nhiễm khơng khí bao gồm bụi (particulate matter, aerosol) chất nhiễm dạng khí PM 2.5 bụi có đường kính khí động học ≤ 2,5 µm; tác nhân nhiễm khơng khí quan tâm Nhiều nghiên cứu ảnh hưởng xấu PM2.5 lên sức khỏe, tác nhân gây nên nhiều loại bệnh làm suy giảm sức khỏe người, đối tượng nghiên cứu liên quan đến tỷ lệ chết trẻ em, người già nhiều thành phố giới Nguyên nhân trực tiếp tạo bụi PM2.5 chủ yếu từ chất hữu cơ, khí thải từ hoạt động sản xuất công nghiệp phương tiện giao thơng nhiễm thứ cấp nguyên nhân quan trọng làm tăng nồng độ PM 2.5 khơng khí…[1, 2] Gần chất lượng khơng khí nhiều thời điểm, thể qua Chỉ số chất lượng khơng khí - AQI thu hút ý truyền thông nước quốc tế quan tâm cộng đồng AQI định thơng số thành phần có giá trị chất lượng quy đổi Hiện nay, Việt Nam, AQI chủ yếu định nồng độ PM2.5 Dữ liệu đo bụi PM2.5 Việt Nam rải rác theo thời gian không gian Tuy nhiên, kết đo cho thấy nồng độ PM 2.5 Việt Nam cao nhiều địa phương nhiều thời điểm Ví dụ giai đoạn 2010 -2018, nồng độ hàng năm sẵn có PM2.5 trạm quan trắc quốc gia đặt Hà Nội, Phú Thọ, Quảng Ninh cao ngưỡng cho phép Quy chuẩn quốc gia 25 µg/m3, đó, số thành phố khác Huế, Đà Nẵng, Khánh Hòa, nồng độ bụi PM 2.5 đạt Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia cao mức khuyến nghị WHO (10 µg/m3)[3] Kết quan trắc [3, 4] mơ hình, vệ tinh cho thấy nồng độ bụi PM 2.5 có xu hướng phân vùng không gian rõ rệt với nồng độ khu vực miền Bắc cao miền Nam, miền Trung Tại Việt Nam, nghiên cứu chất lượng không khí chủ yếu tập trung Hà Nội Thành phố Hồ Chí Minh Trong khn khổ luận sử dụng kết nghiên cứu đợt nhiễm bụi Hà Nội từ tiến hành phân tích đánh giá thay đổi nồng độ bụi mịn PM2.5 Hà Nội theo thời gian, đánh giá thành phần hóa học đặc trưng bụi mịn ảnh hưởng đến sức khỏe người I TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH Ơ NHIỄM BỤI PM2.5 TẠI HÀ NỘI Bụi PM2.5 bụi mịn có đường kích nhỏ 2.5µm, hợp chất có bụi gọi chung Particulate Matter – ký hiệu PM Theo nghiên cứu thành phố ô nhiễm giới chủ yếu Ấn Độ, Hà Nội, nồng độ bụi PM 2.5 cao gấp lần so với ngưỡng trung bình giới Những năm gần đây, Hà Nội liên tục rơi vào tình trạng báo động mức độ nhiễm khơng khí Có nhiều ngày nồng độ PM2.5 cao mức quy định quy chuẩn 50 µg/m3 [4] Những đợt nhiễm bụi, với tiêu chí nồng độ bụi PM2.5 > 100 µg/m3, xảy 13 lần thời gian từ tháng 10/2016 - 3/2017 [5] Một số nghiên cứu nồng độ bụi PM2.5 trung bình năm 2019 tất quận, huyện thị xã địa bàn thành phố Hà Nội cao từ 1,1 - 1,5 lần so với mức quy chuẩn Việt Nam (25μg/m3) gấp từ 2,8 3,9 lần so với mức không khí khuyến nghị WHO (10 μg/m3 Kết quan trắc chất lượng khơng khí tháng 12/2020 đầu tháng 1/2021 trạm quan trắc khơng khí tự động liên tục số đô thị miền Bắc, Trung, Nam cho thấy, giá trị trung bình 24 thông số bụi PM2.5 Hà Nội cao so với đô thị khác Hà Nội có 22/34 ngày giá trị trung bình 24 thơng số bụi PM2.5 (tính trung bình trạm) vượt giới hạn cho phép so với QCVN 05:2013/BTNMT từ 1,2 - lần Hình Nồng độ PM2.5 trung bình năm quận/huyện Hà Nội năm 2019 Đánh giá chất lượng khơng khí theo số AQI ngày cho thấy, Hà Nội, nhiều ngày có chất lượng khơng khí mức "kém" Đặc biệt, ngày cuối tháng 12/2020 đầu tháng 1/2021, số AQI chạm mức "xấu" Kết quan trắc chất lượng khơng khí trạm quan trắc khơng khí tự động địa bàn Hà Nội ghi nhận đợt giá trị trung bình 24 thơng số bụi PM 2.5 nội thành Hà Nội vượt nhiều lần giới hạn cho phép so với QCVN 05:2013/BTNMT vào khoảng thời gian sau: từ ngày 7/12 - 13/12/2020, từ ngày 21/12 - 29/12/2020 từ ngày 1/1 4/1/2021 Hình Chỉ số AQI ngày trạm thành phố Hà Nội từ 12/2020-01/2021 Tuy vậy, khu vực khác nhau, chất lượng khơng khí có khác biệt đáng kể Thời gian xuất nhiễm khơng khí với số AQI mức cao tiếp tục diễn chủ yếu vào ban đêm vào sáng sớm Theo số liệu thống kê từ Chi cục Bảo vệ Môi trường Hà Nội cho thấy chất lượng mơi trường khơng khí xung quanh khác biệt khu vực thành phố vị trí đặt 10 trạm quan trắc Nồng độ tiêu quan trắc số ngày có nồng độ vượt giới hạn Quy chuẩn Việt Nam trạm khu vực giao thông (Minh Khai – Bắc Từ Liêm Đường Phạm Văn Đồng) cao nhiều so với trạm đặt khu dân cư cận thị (Hồn Kiếm, Kim Liên, Tân Mai, Trung Yên) Các trạm đặt Ba Đình, Cầu Giấy, Bắc Từ Liêm thường có kết quan trắc thông số bụi PM2.5 cao khu vực khác Tại trạm Thành Công, Hàng Đậu, Phạm Văn Đồng khơng có ngày chất lượng khơng khí mức tốt Các phương tiện giao thơng có động biết đến nguồn quan trọng đóng góp lớn vào việc gây nhiễm khơng khí đô thị nước phát triển[5] Những nghiên cứu trạng ô nhiễm bụi Hà Nội thực hiện, công bố vào khoảng năm 2000 Nhiều nghiên cứu cho thấy, nồng độ PM2.5 trung bình năm Hà Nội cao nhiều lần ngưỡng khuyến nghị WHO cao gấp khoảng 1,5 lần ngưỡng quy định Quy chuẩn quốc gia[3, 6] Các quận nội thành Đống Đa, Ba Đình, Hai Bà Trưng có nồng độ PM 2.5 cao khu vực tập trung đơng dân cư, có mật độ dân số giao thông cao, nhiều hoạt động kinh tế xã hội Các huyện ngoại thành có nồng độ bụi PM 2.5 thấp hơn, Ba Vì nơi khơng khí "sạch" bị ô nhiễm Tác giả Cao Dũng Hải Nguyễn Thị Kim Oanh [7] xác định nguồn đóng góp đến nồng độ bụi PM2.5 điểm đo hỗn hợp Hà Nội vào thời gian từ tháng 12/2006 2/2007 là: Phần thứ cấp hỗn hợp (40%); nhiên liệu diesel giao thông (10%); nấu ăn hộ gia đình thương mại (16%); thứ cấp giàu sunphat (16%); thứ cấp giàu muối hình thành từ nguồn biển (11%); công nghiệp/đốt rác (6%); xây dựng/bụi đất (1%) Hai nghiên cứu nói dựa số liệu toàn khoảng thời gian nghiên cứu Trong đó, nghiên cứu tác giả Phạm Duy Hiển cs đánh giá phần đóng góp nguồn lên phân đoạn bụi mịn bụi thô (trong nghiên cứu này, hai phân đoạn tương ứng với bụi đường kính khí động học khả rủi ro mức nguy hiểm, ngược lại HQ < mức chấp nhận an toàn Giá trị ELCR 17 x 10 -6 mức nguy gây ung thư cao[10] 18 Bảng Kết đánh giá rủi ro người lao động làm việc trời độ tuổi lao động Năm Nồng độ bụi trung bình ELCR (10-6) HQ 2016 50,8 ±36,3 0,36 8,29 2017 42,6 ± 35,2 0,30 6,96 2018 40,7 ± 31,3 0,28 6,64 Từ kết đánh giá rủi ro cho thấy hệ số rủi ro chất không gây ung thư HQ năm tính theo nồng độ bụi trung bình năm lớn mức cao từ 6,64 đến 8,29 Còn số rủi ro vượt ngưỡng có khả gây ung thư tính độ tuổi lao động mức chấp nhận theo khuyến cáo EPA-US 19 KẾT LUẬN Trong thời gian qua, nồng độ PM2.5 trung bình năm Hà Nội cao Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia, QCVN 05:2013/BTNMT mức khuyến nghị WHO Nồng độ bụi PM2.5 cần tiếp tục kiểm soát để đạt mức quy định quy chuẩn, tiến tới đạt mức khuyến nghị WHO Bên cạnh nguồn chỗ nồng độ PM2.5 đóng góp vận chuyển từ xa phần bụi thứ cấp Biến thiên nồng độ bụi chịu ảnh hưởng yếu tố khí tượng Sự đóng góp đáng kể phần bụi thứ cấp lên nồng độ bụi PM2.5 việc hình thành số đợt nhiễm dự đốn dựa kết nghiên cứu Việt Nam khu vực Có thể kết luận nồng độ bụi mịn PM 2.5 Hà Nội có xu hướng giảm dần theo năm, cao điểm với nhiều phương tiện giao thơng thị ngun nhân gia tăng nồng độ bụi mịn khơng khí Thói quen sinh hoạt người dân vào ngày làm cuối tuần tạo khác biệt nồng độ bụi mịn theo ngày Nhiệt độ, lượng mưa, tốc độ gió, lượng tia UV phản ứng quang hóa làm giảm nồng độ PM 2.5 vào mùa hè Q trình thị hóa phía tây Hà Nội, đường vành đai khu chung cư phía đơng bắc, đơng nam Hà Nội góp phần đáng kể vào việc gia tăng nồng độ bụi mịn không khí Bên cạnh đó, lan truyền chất nhiễm đặc biệt từ phía đơng bắc Trung Quốc làm gia tăng nồng độ PM2.5 Hà Nội đặc biệt vào tháng cuối năm (mùa Thu-Đông) 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO 10 11 12 13 14 15 16 17 Cohen, A.J., Brauer, M., Burnett, R., Anderson, H R., Frostad, J., Estep, K., … Forouzanfar, M H, Estimates and 25-year trends of the global burden of disease attributable to ambient air pollution: An analysis of data from the Global Burden of Diseases Study (2015) 2019: p 1907–1918 Landrigan, P.J., Fuller, R., Acosta, N.J.R., Adeyi, O., Arnold, R., Basu, N.N., Baldé, A.B., Bertollini, R., Fuster, V., Greenstone, M., Haines, A., Hanrahan, D., Hunter, D., Khare, M., Krupnick, A., Lanphear, B., Lohani, B., Martin, K., Mathiasen, K V., Mcteer, M A., Murray, C.J.L., Ndahimananjara, J.D., Perera, F., Potočnik, J., Preker, A.S., Ramesh, J., Rockström, J., Salinas, C., Samson, L D., Sandilya, K., Sly, P.D., Smith, K.R and Steiner, A., , The Lancet Commission on pollution and health 2017 Hoang Anh L., N.D.T., Luan V.N, Ô nhiễm bụi PM số thành phố Việt Nam - Biến động theo không gian, thời gian PM10 PM2.5 Tạp chí Mơi trường, 2018 M.T.M, L.V.N.v.T., Ô nhiễm bụi mịn (PM2.5) số thành phố châu Á Tạp chí Mơi trường, 2019 Bich-Thuy L., M.Y., Nakayama T., Sakamoto Y., Kajii Y., and Nghiem D T., Characterizing PM2.5 in Hanoi with new high temporal resolution sensor 2018: p 2487-2497 Đăng, P.N., Đánh giá diễn biến chất lượng khơng khí số thị nước ta đề xuất giải pháp cải thiện Tạp chí Mơi trường, 2020 Hai C.D, K.O.N.T., Effects of local, regional meteorology and emission sources on mass and compositions of particulate matter in Hanoi Atmos Environ.78, 2013: p 105-122 Hopke, P.K., et al., Urban air quality in the Asian region Sci Total Environ, 2008: p 404 103–112 Cohen, D.D., Crawford, J., Stelcer, E and Bac, V.T., Characterisation and source apportionment of fine particulate sources at Hanoi from 2001 to 2008 Atmos Environ, 2010a: p 320-328 Thăng, P.Q., et al., Xu hướng, biến thiên theo thời gian nguồn gốc bụi mịn (PM 2.5) hà nội từ 2016 đến 2018, ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động trời 2020 Bich Thuy L., M.Y., Tuan V.V., Sekiguchi K., Thu-Thuy N., Chau-Thuy P., Trung-Dung N., Ich-Hung N., Kurotsuchi Y., Thu-Hien N., NakayamT, The effects of meteorological conditions and long-range transport on PM2.5 levels in Hanoi revealed from multi-site measurement using compact sensors and machine learning approach J Aerosol Science, 2021 J Aerosol Science,152 Squizzato, S., et al., Factors determining the formation of secondary inorganic aerosol: a case study in the Po Valley (Italy) Atmos Chem Phys., 2013 13(4): p 1927-1939 Stockwell, W.R., et al., The Treasure Valley secondary aerosol study II: modeling of the formation of inorganic secondary aerosols and precursors for southwestern Idaho Atmospheric Environment, 2003 37(4): p 525-534 Hai, C.D and N.T Kim Oanh, Effects of local, regional meteorology and emission sources on mass and compositions of particulate matter in Hanoi Atmospheric Environment, 2013 78: p 105-112 Thuy, N.T.T., et al., Mass Concentrations and Carbonaceous Compositions of PM0.1, PM2.5, and PM10 at Urban Locations of Hanoi, Vietnam Aerosol and Air Quality Research, 2018 18(7): p 1591-1605 Weagle, C.L., et al., Global Sources of Fine Particulate Matter: Interpretation of PM2.5 Chemical Composition Observed by SPARTAN using a Global Chemical Transport Model Environmental Science & Technology, 2018 52(20): p 11670-11681 Cohen, D.D., et al., Characterisation and source apportionment of fine particulate sources at Hanoi from 2001 to 2008 Atmospheric Environment, 2010 44(3): p 320-328 21 ... không chắn 95% (UI)) Tử vong tiếp xúc với PM2. 5 Việt Nam 42,2 nghìn ca ( 95% UI) vào năm 20 15 Ngoài ra, nghiên cứu tác động ngắn hạn bụi PM2. 5 việc nhập viện trẻ em 15 Chỉ số PM2. 5 (μg/m3) Chỉ... - 50 12.1 - 35. 4 35. 5 - 55 .4 55 .5 - 150 .4 Mức độ an toàn Tốt Tác động tới sức khỏe Biện pháp phịng ngừa Hầu khơng có Khơng Những người nhạy cảm nên giảm hoạt động phải gắng sức nặng kéo dài 51 ... độ bụi mịn theo ngày tuần III THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA BỤI PM2. 5 Thành phần hóa học bụi mịn PM 2 .5 gồm cation, anion, kim loại, hợp chất hữu cơ, sol khí… [12, 13] Nghiên cứu thành phần hóa học bụi