Đánh giá hiện trạng chất lượng không khí theo aqi từ các trạm quan trắc tự Động, liên tục tại quảng ninh và Đề xuất các giải pháp cải thiện

Đánh giá hiện trạng chất lượng không khí theo aqi từ các trạm quan trắc tự Động, liên tục tại quảng ninh và Đề xuất các giải pháp cải thiện

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Trần Thị Hải Yến

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ THEO AQI TỪ CÁC TRẠM QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG, LIÊN TỤC TẠI QUẢNG NINH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CẢI THIỆN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2022

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Trần Thị Hải Yến

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ THEO AQI TỪ CÁC TRẠM QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG, LIÊN TỤC TẠI QUẢNG NINH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP CẢI THIỆN

Chuyên ngành: Khoa học Môi trường

Mã số: 8440301.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Thị Hà

TS Ngô Vân Anh

Hà Nội – 2022

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn tốt nghiệp cao học, ngoài sự cố gắng của bản thân, tôi còn nhận được sự quan tâm giúp đỡ của các cá nhân trong và ngoài Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

Qua đây tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới toàn thể các thầy cô giáo trong khoa Môi trường cùng các thầy cô giáo trong Trường Đại học Khoa học

Tự nhiên đã dìu dắt, dạy dỗ tôi trong quá trình học tập tại trường

Tôi bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới PGS.TS Nguyễn Thị Hà và TS Ngô Vân Anh đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thiện luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn tới Ban Giám đốc Trung tâm Quan trắc môi trường miền Bắc, Tổng cục Môi trường đã tạo điều kiện cung cấp những số liệu cần thiết và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã luôn động viên, khích lệ, tạo mọi điều kiện cho tôi trong quá trình hoàn thiện luận văn

Học viên

Trần Thị Hải Yến

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 10

1.1 Tổng quan về chất lượng không khí 10

1.1.1 Thành phần không khí 10

1.1.2 Nguồn gốc của ô nhiễm không khí 11

1.1.3 Tác nhân gây ô nhiễm môi trường không khí và ảnh hưởng đến sức khỏe 12

1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng không khí 14

1.2 Hệ thống quan trắc không khí tự động và các chỉ số được áp dụng trong đánh giá chất lượng không khí 19

1.2.1 Hệ thống quan trắc môi trường không khí 19

1.2.2 Các chỉ số đánh giá chất lượng không khí trên thế giới 22

1.2.3 Các chỉ số đánh giá chất lượng không khí ở Việt Nam 28

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 33

2.1 Đối tượng nghiên cứu 33

2.1.1 Điều kiện tự nhiên 33

2.1.2 Đặc điểm địa hình 34

2.1.3 Đặc trưng khí hậu 35

2.1.4 Đặc trưng mạng lưới thủy văn 37

2.1.5 Điều kiện kinh tế xã hội 37

2.2 Phạm vi nghiên cứu 42

2.3 Phương pháp nghiên cứu 42

2.3.1 Phương pháp tổng hợp, thu thập số liệu 42

2.3.2 Phương pháp xử lý số liệu 43

2.3.3 Phương pháp kiểm kê khí thải từ hệ thống quan trắc khí thải tự động, liên tục 44

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 46

3.1 Phân tích, đánh giá số liệu CLKK tại các trạm ở Quảng Ninh 46

3.2 Quy luật diễn biến các thông số theo thời gian 50

3.3 Phân tích các khối khí di chuyển tới Quảng Ninh và ảnh hưởng của quỹ đạo

khối khí tới các thông số trong môi trường không khí 63

3.4 Kết quả tính toán khí phát thải từ các trạm quan trắc tự động 63

3.5 Đề xuất một số giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường không khí 63

3.5.1 Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả hoạt động của trạm quan trắc 64 3.5.2 Đề xuất biện pháp giảm thiểu ô nhiễm cho khu vực nghiên cứu 66

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

PHỤ LỤC 75

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết

AQI Air Quality Index (Chỉ số chất lượng không khí)

API Air Pollution Index (chỉ số ô nhiễm không khí)

APCI Air Pollulion Cost Index (chỉ số thiệt hại do ô nhiễm không khí)

CLMT Chất lượng Môi trường

EPA Environmental Protection Agency (Cục Bảo vệ môi trường)

PSI Pollutant Standard Index (Chỉ số tiêu chuẩn chất ô nhiễm)

PM Particulate Matter (thành phần dạng hạt)

TCCP Tiêu chuẩn cho phép

TN&MT Tài nguyên và Môi trường

TSP Total Suspended Particulate (bụi lơ lửng tổng số )

NOAA

National Oceanic and Atmospheric Administration

(Cơ quan Quản lý Khí quyển và Đại dương Quốc gia Mỹ)

NCEP National Centers for Environmental Prediction (Trung tâm Quốc gia

về Dự báo Môi)

VNAQI Air Quality Index Viet Nam (Chỉ số chất lượng không khí ở Việt Nam)

DANH MỤC BẢNG

Bảng.1 Các thông số ảnh hưởng đến ô nhiễm không khí 13

Bảng 2 Mối liên quan giữa nồng độ CO và triệu chứng nhiễm độc ở người 17

Bảng 3 Giới hạn gây độc của SO2 18

Bảng 4 Phân loại các nhóm chất lượng của AQI 24

Bảng 5 Mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe con người của chất lượng không khí ở các mức API khác nhau 26

Bảng 6 Ảnh hưởng của API ven đường đối với sức khỏe 27

Bảng 7 Khoảng giá trị AQI và đánh giá chất lượng không khí theo Quyết định 1459/QĐ-TCMT 31

Bảng 8 Danh sách trạm quan trắc không khí tự động 41

Bảng 9 Các mức AQI và đánh giá CLKK 44

Bảng 10 Số ngày vượt quá QCVN các thông số tại trạm Uông Bí 49

Bảng 11 Số ngày vượt quá QCVN đối với các thông số tại trạm Nam Cầu Trắng 49 Bảng 12 Số ngày vượt quá QCVN đối với các thông số tại trạm Móng Cái 49

Bảng 13: Tỉ lệ các mức AQI ngày các trạm tại quận Bắc Từ Liêm (%) 63

DANH MỤC HÌNH

Hình 1 Sơ đồ truyền nhận dữ liệu 21

Hình 2 Sơ đồ modul trong trạm 21

Hình 3 Hình ảnh biểu diễn chất lượng AQI trên trang web www.quantracmoitruong.gov.vn 22

Hình 4 Bản đồ hành chính tỉnh Quảng Ninh 33

Hình 5 Tốc độ tăng trưởng GRDP gia đoạn 2016 – 2020 38

Hình 6 So sánh GRDP bình quân đầu người giai đoạn 2016 -2020 39

Hình 7 Bản đồ vị trí các trạm quan trắc tại Quảng Ninh 42

Hình 8 Dữ liệu đầu vào của mô hình Hysplit 44

Hình 9 Cấu hình thông tin chạy mô hình Hysplit 44

Hình 10 Thông số PM10 trung bình năm tại Quảng Ninh 46

Hình 11 Thông số PM2.5 trung bình năm tại Quảng Ninh 47

Hình 12 Thông số NO2 trung bình năm tại Quảng Ninh 48

Hình 13 Thông số CO trung bình năm tại Quảng Ninh 49

Hình 14 Diễn biến nồng độ thông số NO-NO2-NOx theo các giờ trong ngày giai đoạn 2019 – 2021 trạm Uông Bí 50

Hình 15 Diễn biến nồng độ thông số NO-NO2-NOx theo các giờ trong ngày giai đoạn 2019 – 2021 trạm Nam Cầu Trắng 51

Hình 16 Diễn biến nồng độ thông số NO-NO2-NOx theo các giờ trong ngày giai đoạn 2019 – 2021 trạm Móng Cái 51

Hình 17 Diễn biến nồng độ thông số PM10 – PM2.5 – PM1 theo các giờ trong ngày giai đoạn 2019 – 2021 trạm Uông Bí 52

Hình 18 Diễn biến nồng độ thông số PM10 – PM2.5 – PM1 theo các giờ trong ngày giai đoạn 2019 – 2021 trạm Nam Cầu Trắng 52

Hình 19 Diễn biến nồng độ thông số PM10 – PM2.5 – PM 1 theo các giờ trong ngày giai đoạn 2019 – 2021 trạm Móng Cái 53

Hình 20 Diễn biến trung bình theo từng tháng của thông số PM10 – PM2.5 – PM 1 từ năm 2019 - 2021 tại trạm Uông Bí 54

Hình 21 Diễn biến trung bình theo từng tháng của thông số PM10 – PM2.5 – PM1 từ

năm 2019– 2021 tại trạm Móng Cái 54

Hình 22 Diễn biến trung bình theo từng tháng của thông số PM10 – PM2.5 – PM1 từ năm 2019– 2021 tại trạm Nam Cầu Trắng 55

Hình 23 Diễn biến trung bình theo từng tháng của thông số NO-NO2-NOx từ năm 2019– 2021 tại trạm Uông Bí 56

Hình 24 Diễn biến trung bình theo từng tháng của thông số NO-NO2-NOx từ năm 2019– 2021 tại trạm Móng Cái 56

Hình 25 Diễn biến trung bình theo từng tháng của thông số NO-NO2-NOx từ năm 2019– 2021 tại trạm Nam Cầu Trắng 57

Hình 26 Diễn biến trung bình theo từng tháng của thông số CO từ năm 2019– 2021 tại Quảng Ninh 57

Hình 27 Diễn biến trung bình theo từng tháng của thông số SO2 từ năm 2019 - 2021 tại Quảng Ninh 58

Hình 28 Giá trị AQI ngày tại trạm Uông Bí 59

Hình 29 Giá trị AQI ngày tại trạm Nam Cầu Trắng 60

Hình 30 Giá trị AQI ngày tại trạm Móng Cái 61

Hình 31 Tỉ lệ AQI các trạm tại Quảng Ninh 62

Hình 32 Tần suất quỹ đạo khối khí theo năm 63

Hình 33 Tần suất quỹ đạo khối khí theo mùa 63

Hình 34 Tỉ lệ các cụm khối khí theo năm 63

Hình 35 Tỉ lệ các cụm khối khí theo mùa 63

Hình 36 Ảnh hưởng của quỹ đạo khối khí đến các thông số 63

Hình 37 Tỷ lệ đóng góp phát thải của các ngành được xem xét 63

MỞ ĐẦU

Ô nhiễm môi trường đã và đang là một trong những thách thức lớn trên phạm vi toàn cầu Trong xu thế hội nhập và phát triển chung của thế giới, Việt Nam cũng đang từng bước chuyển mình với những chính sách, định hướng phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Quá trình công nghiệp hóa nền kinh tế và phát triển đô thị ở hầu hết quốc gia đều kéo theo những vấn đề ô nhiễm môi trường trong đó có ô nhiễm không khí Ô nhiễm không khí ở các đô thị lớn có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cuộc sống và sức khỏe con người

Quảng Ninh là một trong các tỉnh luôn đi đầu trong những cải cách phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa Trong những năm qua Quảng Ninh đã có những bước phát triển mạnh mẽ về: du lịch, công nghiệp thương mại, cảng biển, khai thác khoáng sản Sự tăng trưởng kinh tế, du lịch và dịch vụ của thành phố dự kiến sẽ tiếp tục giữ ở mức cao Đến năm 2045, Quảng Ninh đặt mục tiêu trở thành tỉnh dịch vụ, công nghiệp hiện đại, vùng đô thị lớn mang tầm khu vực và quốc tế, một trong những đầu tàu thúc đẩy phát triển kinh tế quốc gia [1] Điều này cũng đặt ra những thách thức nhất định đối với sự phát triển tương tự như tình trạng chung của cả nước Sự phát triển của các ngành công nghiệp, dịch vụ đang là nguyên nhân làm cho môi trường thành phố ngày càng xuống cấp nghiêm trọng, đặc biệt môi trường không khí ở các thành phố, đô thị, khu công nghiệp tập trung

Hiện nay các hoạt động cải thiện chất lượng môi trường ngày càng được

sự quan tâm đầu tư nhiều hơn từ các cơ quan tổ chức Trên thế giới các trạm quan trắc môi trường không khí tự động liên tục được lắp đặt từ rất lâu đặc biệt

ở các nước phát triển Mỹ, Nhật, Đức…với mạng lưới dày đặc nhằm xác định

và đánh giá chính xác mức độ ô nhiễm của từng khu vực Hiện nay, trên địa bàn toàn quốc đã đầu tư 280 trạm QTTĐ môi trường xung quanh và truyền số liệu về Bộ Tài nguyên và Môi trường, nằm trên địa bàn 41 tỉnh thành trong đó

có 131 trạm không khí xung quanh (23 trạm quốc gia (bao gồm 14 trạm cảm

biến, 9 trạm tiêu chuẩn); 108 trạm địa phương (bao gồm 32 trạm cảm biến, 76 trạm tiêu chuẩn) Tuy nhiên, số liệu hàng năm thu thập hiện chưa được sử dụng hiệu quả cho mục đích đánh giá được mức độ ảnh hưởng của ô nhiễm không khí đối với con người và hệ sinh thái và cung cấp thường xuyên, liên tục các số liệu quan trắc có ảnh hưởng đến sức khỏe để người dõi và có biện pháp bảo vệ sức khỏe Chính vì vậy, cần có những nghiên cứu, đánh giá, phân tích một cách

cụ thể, tính chính xác về hiện trạng môi trường ô nhiễm theo chỉ số AQI từ số liệu thu thập của các trạm quan trắc tự động, liên tục Từ đó đề xuất các giải pháp phù hợp nhằm nâng cao, cải thiện chất lượng không khí Xuất phát từ

thực tiễn nói trên, đề tài “Đánh giá hiện trạng chất lƣợng không khí theo AQI từ các trạm quan trắc tự động, liên tục tại Quảng Ninh và đề xuất các giải pháp cải thiện’’ đã được lựa chọn và thực hiện

Mục tiêu nghiên cứu

Đánh giá được chất lượng không khí thông qua số liệu của trạm quan trắc không khí tự động, liên tục và Đề xuất được các giải pháp hạn chế, giảm thiểu các tác động đến sức khỏe con người và hệ sinh thái

Nội dung nghiên cứu

1 Tổng quan về các phương pháp tính chỉ số chất lượng không khí trên thế giới và Việt Nam

2 Nghiên cứu và đánh giá hiện trạng môi trường thông qua chỉ số chất lượng không khí (AQI) tại Quảng Ninh

3 Nghiên cứu và đề xuất một số giải pháp hạn chế tác động của ô nhiễm không khí đến sức khỏe con người và hệ sinh thái và đưa ra các nguồn gây ô nhiễm không khí

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học: cung cấp phương pháp tính toán chỉ số chất lượng

không khí nhằm để thực hiện việc đánh giá chất lượng không khí Đồng thời

là cơ sở để tiến hành xây dựng chỉ số chất lượng không khí tại Việt Nam

- Ý nghĩa thực tiễn: góp phần vào việc đánh giá hiện trạng chất lượng

môi trường không khí khu vực tỉnh Quảng Ninh và đưa ra các nguồn gây ô nhiễm không khí Đồng thời phục vụ cho các nhà quản lý đưa ra những định hướng, giải pháp hạn chế tác động của ô nhiễm không khí đến sức khỏe con người và hệ sinh thái

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về chất lượng không khí

1.1.1 Thành phần không khí

Không khí là một hỗn hợp khí gồm có khí nitơ chiếm 78,9%, oxi chiếm 19,5%, acgong chiếm 0,93%, đioxit cacbon chiếm 0,32% và một số hiếm khí khác như nêôn, hêli, mêtan, kripton Trong điều kiện bình thường của độ ẩm tuyệt đối, hơi nước chiếm gần 1-3% thể tích không khí [1]

Môi trường không khí: là hỗn hợp các khí bao bọc quanh trái đất, có nhiệm vụ duy trì và bảo vệ sự sống trên trái đất - đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong sự sinh tồn Không khí là rất cần thiết cho sự sống của con người Chỉ ở trong môi trường không khí trong lành con người mới có thể tồn tại và phát triển được, còn khi đã khi tiếp xúc với không khí ô nhiễm thì dù chỉ trong một thời gian rất ngắn con người vẫn có thể bị mắc một số bệnh nghiêm trọng, đôi khi có thể dẫn đến tử vong Môi trường không khí là môi trường rất nhạy cảm, rất dễ biến đổi và lan truyền Nó không dừng lại ở biên giới lãnh thổ quốc gia nào và nó tuân theo những quy luật về môi trường khí hậu riêng của nó [1]

Ô nhiễm không khí là sự thay đổi lớn trong thành phần của không khí hoặc có sự xuất hiện các khí lạ làm cho không khí không sạch, có sự tỏa mùi, làm giảm tầm nhìn xa, gây biến đổi khí hậu, gây bệnh cho con người và sinh vật

Chất gây ô nhiễm môi trường không khí: là những chất mà sự có mặt của

nó trong không khí gây ra những ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người, sự sinh trưởng và phát triển của động thực vật…

Ô nhiễm không khí là một yếu tố quan trọng đóng góp vào các gánh nặng bệnh tật toàn cầu Chất lượng không khí tác động lớn đến sức khỏe con người, đặc biệt là đối với những người có thu thập thấp và thuộc nhóm dễ bị ảnh hưởng như người già và trẻ em Theo ước tính của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), 92% dân số thế giới sống trong môi trường không khí độc hại, hằng

năm ô nhiễm không khí là nguyên nhân gây tử vong cho 7 triệu người [13] Tại các quốc gia kém phát triển 98% trẻ em dưới 5 tuổi hít thở không khí độc hại,

là nguyên nhân tử vong của 600.000 trẻ em dưới 15 tuổi mỗi năm [14] Ô nhiễm không khí cũng gây thiệt hại 5 nghìn tỉ đô la mỗi năm trên toàn thế giới

[15] Ô nhiễm không khí có thể gây ra các vấn đề nghiêm trọng về sức khỏe [16,17], thu nhập [17,18], phát triển kinh tế [19-20], sự di cư của người dân để tránh ô nhiễm [21,22] Đối với các vấn đề môi trường khu vực và toàn cầu, ô nhiễm không khí gây tác động đến các hệ sinh thái [23,24], biến đổi khí hậu và nóng lên toàn cầu [25,26] Gần 90% các trường hợp này xảy ra ở các nước có mức thu nhập thấp và trung bình, và khoảng gần hai phần ba tại khu vực châu

Á Thái Bình Dương

Tại Tại Châu Á, chất lượng không khí được đánh giá là thấp nhất thế giới Năm 2019, trong 355 thành phố được đánh giá tại Châu Á chỉ có 6 thành phố đạt yêu cầu về chất lượng không khí theo tiêu chuẩn của WHO Trong 30 thành phố ô nhiễm nhất thế giới năm 2019, khu vự Nam Á có 27 thành phố Bangladesh, Pakistan, Mông Cổ, Afghanistan và Ấn Độ được đánh giá là những quốc gia ô nhiễm không khí nghiêm trọng nhất thế giới, Việt Nam đứng thứ 15 trong danh sách các quốc gia ô nhiễm PM2.5 nhất [27] Trong các thủ đô trên thế giới, Delhi (Ấn Độ), Dhaka (Bangladesh) là 2 thủ đô ô nhiễm nhất Tại Việt Nam, chất lượng không khí tại các đô thị lớn thường xuyên bị ô nhiễm đặc biệt là bụi PM10 và PM2.5 Mức độ ô nhiễm bụi có xu hướng tăng từ 2017–2019 [2]

1.1.2 Nguồn gốc của ô nhiễm không khí

Nguồn gốc của ô nhiễm không khí bao gồm 2 nguồn chính: nguồn tự nhiên và nguồn nhân tạo

Nguồn tự nhiên:

+ Núi lửa: hoạt động của núi lửa phun ra một lượng khổng lồ các chất ô nhiễm như tro bụi, khí SOx, NOx, có tác hại nặng nề và lâu dài tới môi trường

+ Cháy rừng cháy rừng do các nguyên nhân tự nhiện cũng như các hoạt động thiếu ý thức của con người, chất ô nhiễm như khói, bụi, khí SOx , NOx,

CO, THC

+ Bão bụi gây nên do gió mạnh và bão, mưa bào mòn đất sa mạc đất trống và gió thổi tung lên thành bụi Nước biển bốc hơi và cũng với sóng biển tung bọt mang theo bụi muối lan truyến trong không khí

+ Các quá trình phân hủy, thối rửa xác động thực vật tự nhiên cũng phát thải nhiều chất khí, các phản ứng hóa học giữa những khí tự nhiên hình thành những khí sunfua, nitrit, các loại muối Các loại bụi, khí này đều gây ô nhiễm không khí

Nguồn nhân tạo:

+ Hoạt động nông nghiệp: sử dụng phân bón, phun thuốc trừ sâu diệt cỏ + Dịch vụ thương mại: chợ buôn bán

+ Sinh hoạt: nấu nướng phục vụ sinh hoạt hàng này của con người (gia đình, công sở…) Vui chơi, giải trí: khu du lịch, sân bóng Nguồn ô nhiễm nhân tạo rất đa dạng nhưng chủ yếu là do hoạt động công nghiệp, đốt cháy nhiên liệu hóa thạch và hoạt động của các phương tiện giao thông

1.1.3 Tác nhân gây ô nhiễm môi trường không khí và ảnh hưởng đến sức khỏe

Tác nhân gây ô nhiễm môi trường không khí chủ yếu bao gồm: bụi

lơ lửng tổng số (TSP), bụi PM10 (bụi ≤ 10µm), chì (Pb), ôzôn (O3); các chất

vô cơ như cacbon monoxit (CO), lưu huỳnh đioxit (SO2), oxit nitơ (NOx), hydroclorua (HCl), hydroflorua (HF)…; các chất hữu cơ như hydrocacbon (CnHm), benzen (C6H6)…; các chất gây mùi khó chịu như amoniac (NH3), hydrosunfua (H2S)…; nhiệt độ, tiếng ồn…

Theo Tổng cục Môi trường (2013), đặc trưng của một số thông số dùng trong đánh giá ô nhiễm môi trường không khí là các chỉ số được thể hiện trong Bảng 1 [3]

Bên cạnh đó, yếu tố gây ảnh hưởng lớn tới chất lượng không khí còn phải kể đến lượng khí thải nhà kính, lượng phát thải khí nhà kính (CO2, CH4,

N2O, ) toàn cầu không ngừng tăng nhanh kể từ sau thời kỳ cách mạng công nghiệp do các hoạt động của con người, đặc biệt là do sử dụng nhiên liệu hóa thạch phục vụ công nghiệp, giao thông vận tải, nông nghiệp Khí nhà kính được tích lũy trong thời gian dài gây ra hiện tượng hiệu ứng nhà kính, làm tăng nhiệt độ của Trái đất Chính vì vậy mà chúng ta cần đến quan trắc môi trường nhằm kiểm tra, kiểm soát mức độ ô nhiễm gây ra trong môi trường

Bảng 1 Các thông số ảnh hưởng đến ô nhiễm không khí

1 SO2 Đây cũng là chất góp phần gây lắng đọng axit Thời gian

tồn tại trong môi trường từ 20 phút đến 7 ngày

2 CO Gây giảm khả năng hấp thu oxy Thời gian lưu trong khí

quyển có thể dao động từ 1 tháng đến 2,7 năm

tồn tại trong môi trường từ 2 giờ - 3 ngày

Gây ảnh hưởng đến hệ hô hấp

Gồm: Bụi lơ lửng tổng số (TSP: là các hạt bụi có đường kính động học ≤100µm); Bụi PM10 (các hạt bụi có đường kính động học ≤10µm); Bụi PM2,5 (các hạt bụi có đường kính động học ≤2,5µm); Bụi PM1 (các hạt bụi có đường kính động học ≤1µm) Trong các loại bụi này thì bụi

PM2,5 có khả năng đi sâu vào các phế nang phổi, gây ảnh hưởng trực tiếp đến hệ hô hấp

STT Thông số Ảnh hưởng đến ô nhiễm không khí

Thẩm thấu qua da, phế nang phổi gây độc cho cơ thể Thời gian lưu trong khí quyển thường dao động từ 7,5 đến

11,5 ngày

Luật Bảo vệ môi trường 2014 tại điều 3 ghi rõ: Quan trắc môi trường là

quá trình theo dõi có hệ thống về môi trường, các yếu tố tác động lên môi trường nhằm cung cấp thông tin phục vụ đánh giá hiện trạng, diễn biến chất lượng môi trường và các tác động xấu đối với môi trường Mục tiêu của quan trắc môi trường nhằm: Xác định mức độ ô nhiễm không khí ảnh hưởng đến sức khoẻ cộng đồng theo các tiêu chuẩn cho phép hiện hành; Xác định ảnh hưởng của các nguồn thải riêng biệt hay nhóm các nguồn thải tới chất lượng môi trường không khí địa phương; Cung cấp thông tin giúp cho việc lập kế hoạch kiểm soát ô nhiễm và quy hoạch phát triển công nghiệp; Đánh giá diễn biến chất lượng môi trường không khí theo thời gian và không gian; Cảnh báo về ô nhiễm môi trường không khí; Đáp ứng các yêu cầu của công tác quản lý môi trường của Trung ương và địa phương (Quốc hội nước CHXHCN Việt Nam, 2014) [4]

1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng không khí

Gió là yếu tố khí tượng cơ bản nhất có ảnh hưởng đến sự lan truyền chất độc hại trong không khí Gió tạo ra các dòng không khí chuyển động rối trên mặt đất Nồng độ của chất ô nhiễm tại một địa điểm phụ thuộc nhiều vào hướng gió và vận tốc gió thổi Gió có vận tốc lớn ở tầng không khí sát mặt đất vào ban ngày, còn ban đêm thì ở tầng cao Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng trong thành phố với các nguồn thải thấp thì nồng độ chất độc hại trong không khí sẽ cao nhất khi vận tốc gió có giá trị nhỏ 0,4 - l m/s

Nhiệt độ sự thay đổi nhiệt độ theo chiều cao và trạng thái của khí quyển Trong tầng không khí gần mặt đất, sự thay đổi của nhiệt độ không khí ảnh hưởng rõ tới sự phân bố nồng độ chất độc hại Khả năng hấp thụ và bức

xạ nhiệt của mặt đất có ảnh hưởng tới sự phân bố nhiệt độ không khí theo chiều cao

Độ ẩm và lượng mưa khi độ ẩm của không khí lớn, các hạt bụi lơ lửng

có thể liên kết lại thành hạt to hơn và rơi nhanh xuống đất Độ ẩm còn tạo ra phản ứng hoá học với các khí thải công nghiệp như SO2, để tạo thành H2SO3 và

H2SO4 Các vi sinh vật từ mặt đất phát tán vào không khí gặp độ ẩm lớn sẽ phát triển nhanh chóng, bám vào các hạt bụi bay đi xa gây truyền nhiễm bệnh

Mưa có tác dụng làm sạch môi trường không khí Các hạt mưa kéo theo các hạt bụi, hoà tan một số khí độc hại và sau đó rơi xuống, gây ô nhiễm đất

và ô nhiễm nguồn nước Mưa cũng làm sạch bụi ở trên các lá cây, làm cho các dải cây xanh tăng khả năng hút bám và che chắn bụi

Địa hình ở các vùng địa hình không bằng phẳng, có đồi, có gò việc phát tán chất ô nhiễm có biểu hiện phụ thuộc vào địa hình rất rõ nét bởi vì phân bố hướng và tốc độ gió rất khác so với địa hình vùng bằng phẳng, xuất hiện các vùng xoáy quẩn ở dưới các lũng sâu, phía sau các gò đồi dốc cũng như có thể

có các luồng gió lạnh trượt dọc theo các triền dốc xuống các thung lũng Các nghiên cứu thực nghiệm chứng tỏ không khí ở phía sau đồi, gò do hiệu ứng quẩn gió nên nồng độ chất ô nhiễm lớn hơn

Ảnh hưởng của bụi

Nguồn bụi:

Bụi được sinh ra chủ yếu là do các dòng xe lưu thông trên đường Các phương tiện đang di chuyển trên đường ma sát với đường làm mòn đường và mòn lốp; hoặc khi hãm phanh, các bộ phận ma sát của phanh bị đều gây ra bụi; ngoài ra, các vật chất cháy không hết trong quá trình đốt nhiên liệu cũng tạo ra bụi

Bên cạnh nguồn bụi sinh ra từ xe cộ còn có bụi từ đất, đá tồn đọng trên đường (đặc biệt là hai bên đường) do chất lượng đường kém, đường bẩn hay đường đang sửa chữa, do xe chuyên chở các vật liệu xây dựng

Tác hại của bụi:

Các chất ô nhiễm dạng hạt là thành phần chính của chất ô nhiễm không khí Theo một định nghĩa đơn giản, chúng là hỗn hợp của các hạt được tìm thấy trong không khí Ô nhiễm dạng hạt hay còn gọi là bụi PM có liên quan đến hầu hết đến bệnh về tim và phổi Chúng có kích thước khác nhau, chủ yếu

Thành phần hóa học của bụi, thời gian tiếp xúc là các yếu tố ảnh hưởng đến các cơ quan nội tạng của người Mức độ bụi trong bộ máy hô hấp phụ thuộc vào kích thước, hình dạng, mật độ hạt bụi và cá nhân từng người Bụi

có thể gây các bệnh ở đường hô hấp, tim mạch, tiêu hóa, mắt, da, ung thư Hơn nữa, trong nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng chất ô nhiễm dạng bụi mịn gây tử vong sớm ở những người bị bệnh tim và phổi Tùy thuộc vào mức

độ tiếp xúc, các chất ô nhiễm dạng hạt có thể gây ra các bệnh từ nhẹ đến nặng

[32,33]

Những hạt bụi lớn hơn 10 µm sẽ bị chặn lại ở mũi hoặc được hệ bạch huyết ở vùng hầu họng bảo vệ, không thể xâm nhập vào cơ thể Các hạt bụi có kích thước từ 5 - 10 µmkhi đi vào ống dẫn khí cũng sẽ bị cản trở bởi các phản

xạ như: ho, khạc đờm… Những hạt có kích thước < 2 µmthì cơ thể không thể

"lọc" kịp Những hạt này sẽ vào tận phế nang, gây xơ phổi, màng phế nang dày lên khiến sự trao đổi khí để lấy oxy trở nên khó khăn, có nhiều nguy cơ bị suy hô hấp [5]

Tác hại của CO

CO là một chất khí không màu, không mùi, không vị Trong không khí,

CO bị oxy hóa thành CO2 nhưng với tốc độ chậm dưới tác dụng của ánh sáng mặt trời Sự nguy hại chủ yếu của CO cho con người và động vật là vì CO có ái lực rất mạnh với hồng cầu trong máu, tạo một lớp chất bền vững làm giảm lượng hồng cầu dẫn đến giảm khả năng hấp thụ oxy nuôi dưỡng tế bào cơ thể [34]

HbO2 + CO ↔ HbCO + O2Nồng độ CO < 1% gây ngộ độc, để lại di chứng thiếu máu, hay quên Ngộ độc nặng gây ngất, lên cơn giật, liệt tay chân và cơ thể dẫn đến tử vong

Bảng 2 Mối liên quan giữa nồng độ CO và triệu chứng nhiễm độc ở người

Ảnh hưởng của SO 2

Tác động lên sức khỏe của khí SO2 đã được nghiên cứu nhiều và có nhiều bằng chứng thuyết phục SO2 là tác nhân gây ra hơn 4000 cái chết trong thảm họa ô nhiễm không khí “sương mù gây chết ở Luân Đôn, 1952

Tiếp xúc với SO2, ngay cả ở mức độ thấp có liên quan đến việc tăng co thắt phế quản ở những người bị hen suyễn, và giảm chức năng phổi đã được quan sát thấy ở nồng độ cao hơn Tiếp xúc lâu dài SO2 có liên quan đến giảm chức năng phổi và tăng tỷ lệ tử vong [35,36] Khí SO2 là một chất khí ô nhiễm khá điển hình SO2 có khả năng hòa tan trong nước cao hơn các khí gây ô nhiễm khác nên dễ phản ứng với cơ quan hô hấp của con người và động vật

Độc tính chung của SO2 thể hiện ở rối loạn chuyển hóa protein và đường, thiếu vitamin B và C, ức chế enzyme oxydaza

Khi hàm lượng thấp, SO2 làm sưng niêm mạc Khi liều lượng cao (> 0,5 ppm) SO2 gây tức thở, ho, viêm loét đường hô hấp Nếu hít phải SO2 nồng

độ cao có thể gây tử vong

Sau đây là phạm vi nồng độ gây độc và các biểu hiện triệu chứng biểu hiện khi nhiễm SO2 được thể hiện qua Bảng 1.3 [35]

Bảng 3 Giới hạn gây độc của SO2

Ảnh hưởng của NO 2

Nguồn chủ yếu được tạo ra bởi sự ôxy hóa nitơ ở nhiệt độ cháy cao từ

xe tải NO2 được tạo ra nhiều nhất khi chạy máy nổ đều đều

NO2 là khí có màu hồng nâu, mùi của nó có thể phát hiện vào khoảng nồng độ 0,12 ppm Nó hấp thụ ánh sáng mặt trời và tạo ra hàng loạt các phản ứng quang hóa

Khí NO2 với nồng độ 100ppm có thể làm chết người và động vật sau vài phút Với nồng độ 15 -50ppm gây nguy hiểm cho phổi, tim gan sau vài giờ tiếp xúc Nồng độ 5ppm có thể gây hại với bộ máy hô hấp và nếu tiếp xúc trong một thời gian dài nồng độ NO2 0,6 ppm cũng có thể gây bệnh phổi cho người Một số thực vật có tính nhạy cảm đối với môi trường khi tiếp xúc với nồng độ NO2 khoảng 1ppm trong một ngày (còn nồng độ 0,35ppm trong một tháng) cũng sẽ gây hại [37]

1.2 Hệ thống quan trắc không khí tự động và các chỉ số được áp dụng trong đánh giá chất lượng không khí

1.2.1 Hệ thống quan trắc môi trường không khí

Hiện tại, Việt Nam đang tiến hành công tác quan trắc chất lượng không khí thông qua 02 phương pháp:

- Quan trắc không khí bằng phương pháp thủ công: tiến hành quan trắc tại vị trí cần đo, lấy mẫu và mang về phòng thí nghiệm phân tích

- Quan trắc không khí bằng phương pháp tự động: trang bị đầu tư hệ thống trạm quan trắc tự động để tiến hành đo liên tục các mẫu tại vị trí cần quan trắc và cho kết qua tức thời

Hệ thống Trạm quan trắc tự động được lắp đặt đồng bộ tất cả các hợp phần: hợp phần thiết bị quan trắc, hợp phần thiết bị lưu trữ dữ liệu và hợp phần thiết bị bổ trợ cho hệ thống Trạm

+ Hợp phần thiết bị quan trắc: bao gồm các hệ thống modul quan trắc phân tích các thông số khí tượng và không khí: nhiệt độ; độ ẩm; tốc độ gió; hướng gió; áp suất; bụi PM10, PM2.5, PM1; SO2, NOx-NO2-NO; O3; CO, THC, BTEX Các thiết bị quan trắc với tần suất 3s/1số liệu đối với tất cả các thông số

+ Hợp phần thiết bị lưu trữ số liệu: số liệu quan trắc từ các modul được lưu giữ tại datalogue của Trạm, các số liệu được xuất ra qua cổng internet hoặc trích xuất trực tiếp Số liệu xuất ra theo định dạng excel trung bình mỗi 5 phút,

1 giờ và 24 giờ Các số liệu sau khi quan trắc được đưa trực tiếp lên cổng potal của Trung tâm Quan trắc môi trường www.quantracmoitruong.gov.vn

+ Hợp phần thiết bị bổ trợ: bao gồm các hệ thống điện, UPS lưu trữ điện, máy phát điện, điều hòa trạm, quạt gió luôn hoạt động ổn định nhẳm đảm bảo duy trì hoạt động 24/24 giờ của trạm Trạm quan trắc liên tục cho số liệu 3s/số liệu, số liệu quan trắc được tập hợp và lưu trữ vào datalogue trong Trạm Nhóm vận hành lấy số liệu trực tiếp từ datalogue, số liệu sử dụng là số liệu tổng hợp mỗi 5 phút, 1 giờ và 24 giờ

Trạm đã cung cấp được bộ cơ sở dữ liệu rất lớn và tin cậy về chất lượng môi trường không khí tại khu vực đặt trạm Trung tâm Quan trắc môi trường đã xây dựng được một hệ thống truyền nhận số liệu trực tuyến từ trạm

về lưu trữ tại trung tâm Số liệu quan trắc được truyền trực tuyến về trung tâm

sẽ đảm bảo việc đánh giá chất lượng số liệu một cách thường xuyên, kịp thời đưa ra các hành động khắc phục khi trạm xảy ra sự cố Mô hình truyền nhận

số liệu được thể hiện trong hình dưới đây:

Hình 1 Sơ đồ truyền nhận dữ liệu

Hình 2 Sơ đồ modul trong trạm

Hệ thống trạm quan trắc tự động cố định được lắp đặt đồng bộ và đầy

đủ, hệ thống trạm hoạt động liên tục 24/24 giờ cung cấp chuỗi số liệu liên tục

Số liệu quan trắc ngoài việc sử dụng cho việc nhận xét đánh giá còn được hiện thị trực tuyến dạng đồ thị và chỉ số chất lượng không khí AQI trên

cổng thông tin điện tử www.quantracmoitruong.gov.vn để người quan tâm có thể tham khảo

Hình 3 Hình ảnh biểu diễn chất lượng AQI trên trang web

www.quantracmoitruong.gov.vn

1.2.2 Các chỉ số đánh giá chất lượng không khí trên thế giới

Chỉ số chất lượng không khí (AQI) đang sử dụng rộng rãi trên thế giới và từng bước áp dụng tại Việt Nam Theo Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (EPA), chỉ số chất lượng không khí AQI, chỉ số ô nhiễm không khí (Air Pollution Index – API), chỉ số tiêu chuẩn ô nhiễm (Pollutant Standard Index – PSI), chỉ số thiệt hại ô nhiễm không khí (Air Pollulion Cost Index - APCI) là các chỉ số được các cơ quan của chính phủ sử dụng để cho biết đặc điểm chất lượng không khí tại một vị trí nào đó [38]

Mục tiêu của việc đưa ra các chỉ số nói trên nhằm: giúp cho người bình thường có thể đánh giá được mức độ nghiêm trọng của ô nhiễm không khí; giúp đánh giá được khả năng hoán đổi giữa các chính sách kiểm soát ô nhiễm

không khí khác nhau hoặc đánh giá tính hiệu quả các thiết bị xử lý nhằm làm giảm thiểu tải lượng ô nhiễm

Chỉ số chất lượng không khí AQI

Mục đích của việc sử dụng chỉ số chất lượng không khí

- Đánh giá nhanh chất lượng không khí một cách tổng quát

- Có thể được sử dụng như một nguồn dữ liệu để xây dựng bản đồ phân vùng chất lượng không khí

- Cung cấp thông tin môi trường cho cộng đồng một cách đơn giản, dễ hiểu, trực quan

- Nâng cao nhận thức về môi trường

Các nguyên tắc xây dựng chỉ số AQI

Nguyên tắc xây dựng chỉ số AQI dựa trên 6 nguyên tắc bao gồm:

c) Các yêu cầu đối với việc tính toán chỉ số chất lượng không khí

Chỉ số chất lượng không khí được tính toán riêng cho số liệu của từng trạm quan trắc không khí tự động cố định liên tục đối với môi trường không khí xung quanh;

AQI được tính toán cho từng thông số quan trắc Mỗi thông số sẽ xác định được một giá trị AQI cụ thể, giá trị AQI cuối cùng là giá trị lớn nhất trong các giá trị AQI của mỗi thông số

Thang đo giá trị AQI được chia thành các khoảng nhất định Khi giá trị AQI nằm trong một khoảng nào đó, thì thông điệp cảnh báo cho cộng đồng ứng với khoảng giá trị đó sẽ được đưa ra

d) Quy trình tính toán và sử dụng AQI trong đánh giá chất lượng môi trường không khí xung quanh bao gồm các bước:

- Thu thập, tập hợp số liệu quan trắc từ trạm quan trắc môi trường không khí tự động cố định liên tục (số liệu đã qua xử lý)

- Tính toán các chỉ số chất lượng không khí đối với từng thông số theo công thức

Theo EPA tính toán AQI cho 5 chất ô nhiễm chính: SO2, NOx, CO, O3, TSP Dùng để theo dõi chất lượng môi trường không khí hàng ngày Thể hiện mức độ ô nhiễm không khí và ảnh hưởng đến sức khỏe (khi hít thở ô nhiễm không khí trong vài giờ, vài ngày) Từ đó cung cấp thông tin để đối phó với tình trạng đó [39]

Chỉ số AQI càng cao mức ô nhiễm càng lớn

Bảng 4 Phân loại các nhóm chất lượng của AQI

e) Cấu trúc của chỉ số chất lượng không khí AQI

- Chỉ số các chất ô nhiễm vùng đô thị: gồm có các thông số SO2, NOx,

CO, O3, TSP

- Chỉ số chất lượng không khí vùng ven đô

- Chỉ số thải công nghiệp

Chỉ số thiệt hại do ô nhiễm không khí (APCI)

Chỉ số này dùng để mô tả thiệt hại về kinh tế do ô nhiễm không khí Nó chia thiệt hại kinh tế thành nhiều loại, mỗi loại tương ứng với một loại tác động khác nhau của ô nhiễm không khí Tổng chi phí của một dạng thiệt hại được tính bằng Số thiệt hại trên một đơn vị bị tác động nhân số tiền bị mất đi khi một đơn vị bị thiệt hại

Tổng chi phí thiệt hại do ô nhiễm không khí được tính bằng công thức:

TC = ΣCi.Qi.Fi (1) Trong đó: TC : Tổng chi phí thiệt hại do ô nhiễm không khí

Ci : Chi phí trên một đơn vị của một dạng thiệt hại i

Qi : Số đơn vị bị tác động ở dạng thiệt hại i

Fi : Mô tả sự thay đổi đối với đơn vị thiệt hại của từng dạng ứng với các mức ô nhiễm không khí

Chỉ số ô nhiễm không khí (API)

Chỉ số này dùng để cảnh báo đến cộng đồng tình trạng ô nhiễm (xấu) đang xuất hiện, giúp cộng đồng và những người nhạy cảm có những đề phòng cần thiết

Tính toán API dựa vào việc so sánh nồng độ của những chất ô nhiễm chính (SO2, NOx, CO, O3, TSP) và tác động của chúng đến sức khỏe API của chất nào cao nhất sẽ được chọn làm API của giờ đó

Bảng 5 Mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe con người của chất lượng không khí

ở các mức API khác nhau

Thể hiện chất

lƣợng không khí

Mức ô nhiễm không khí

sẽ gây ảnh hưởng do vậy cần cẩn thận khi tiếp xúc trong thời gian dài

Chất lượng không

khí cực xấu cho tiếp

xúc ở thời gian dài

Vài người có thể cảm thấy những ảnh hưởng tức thời đến sức khỏe, tiếp xúc thời gian dài

sẽ gây ảnh hưởng Chất lượng không

Ngoài ra còn sử dụng chỉ số API ven đường để cung cấp thông tin về mức độ ô nhiễm gần nguồn thải của các phương tiện giao thông của những thành phố đông đúc

Bảng 6 Ảnh hưởng của API ven đường đối với sức khỏe

Mức ô

nhiễm

không khí

API

Lời khuyên với cộng đồng

Nguy hiểm 201 – 500

Cộng đồng nên Tránh những hoạt động ngoài trời

Cộng đồng nên tranh tiếp xúc thời gian dài ở những khu vực đó Nếu cần thiết phải ra ngoài thì cần giảm thiểu tiếp xúc tối đa

Rất cao 100 – 200

Những người bị bệnh về tim và phổi nên giảm thiểu những họat động ngoài trời và

sự tiếp xúc

Những người bị bệnh về tim và phổi nên tránh tiếp xúc với thời gian dài ở những khu vực đó Nếu cần thiết phải ra ngoài thì cần giảm thiểu tiếp xúc tối đa

Cao 51 – 99 Không có yêu cầu gì, nhưng có thể có tác hại

nếu tiếp xúc thời gian dài Trung bình 26 – 50 Không có yêu cầu gì

Thấp 0 – 25 Không có yêu cầu gì

Nguồn: [6]

Chỉ số tiêu chuẩn chất gây ô nhiễm không khí (PSI)

Chỉ số này được Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ (EPA) đưa ra để thể hiện sự cảnh báo chất lượng không khí đối với cộng đồng

Giá trị PSI xuất phát từ việc đo lường nồng độ các chất ô nhiễm và được báo cáo hàng ngày ở tất cả các vùng đô thị ở Mỹ với số dân trên 200.000 người giá trị PSI được thông báo trên tivi, radio, báo của địa phương

PSI cũng được tính toán từ nồng độ các chất ô nhiễm SO2, NO2,

CO, O3, PM10

PSI tổng hợp thông tin nồng độ của các tác nhân gây ô nhiễm thông qua mạng lưới giám sát liên hoàn, sau đó cung cấp chỉ số chất lượng không khí vùng đô thị Ước tính PSI dựa vào số chất ô nhiễm được giám sát cũng như số trạm giám sát thu thập được dữ liệu

1.2.3 Các chỉ số đánh giá chất lượng không khí ở Việt Nam

Tổng cục Môi trường ban hành “Hướng dẫn kỹ thuật tính toán và công

bố chỉ số chất lượng không khí Việt Nam (VNAQI)” ngày 12/11/2019 (Quyết định 1459/QĐ-TCMT) quy định sử dụng AQI để đánh giá chất lượng không khí cho các trạm tự động [7]

Hiện tại, các trạm quan trắc không khí tự động tại Quảng Ninh sử dụng cách tính AQI được hướng dẫn và ban hành theo Quyết định 1459/QĐ-TCMT của Tổng cục Môi trường nhằm đánh giá nhanh, chính xác hiện trạng ô nhiễm tại các vị trí, các điểm quan trắc cũng như cung cấp thông tin về chất lượng môi trường cho cộng đồng một cách đơn giản, dễ hiểu, trực quan nhất, đồng thời khai

thác thêm những thông tin về số liệu quan trắc được tại vị trí quan trắc

Tính toán giá trị AQI theo giờ

a Giá trị AQI theo giờ của từng thông số (AQI x )

Giá trị AQIh của các thông số SO2, CO, NO2, O3 được tính toán

theo công thức 2 giá trị AQIh của các thông số PM10, PM2.5 được tính toán

theo công thức:

AQIx =

(Cx - BPi) + Ii (2)

AQIx =

(Nowcast - BPi) + Ii (3) Trong đó:

AQIx: Giá trị AQI của thông số x

BPi: Nồng độ giới hạn dưới của giá trị thông số quan trắc được quy định trong Bảng 2 tương ứng với mức i

BPi+1: Nồng độ giới hạn trên của giá trị thông số quan trắc được quy định trong Bảng 2 tương ứng với mức i+1

Ii: Giá trị AQI ở mức i đã cho trong bảng tương ứng với giá trị BPi

Ii+1: Giá trị AQI ở mức i+1 cho trong bảng tương ứng với giá trị BPi+1

Cx: Giá trị quan trắc trung bình 1 giờ của thông số x Nowcastx: Giá trị Nowcast được tính toán ở phần a

b Giá trị AQI tổng hợp

Sau Sau khi đã có giá trị AQIx của mỗi thông số, chọn giá trị AQI lớn nhất của các thông số để lấy làm giá trị AQI giờ tổng hợp

AQIh = max(AQIx)

Ghi chú: Giá trị AQI giờ được làm tròn thành số nguyên

Tính toán giá trị AQI theo ngày

a Giá trị AQI ngày đƣợc tính toán dựa trên các giá trị nhƣ sau:

- Thông số PM2.5 và PM10: giá trị trung bình 24 giờ

- Thông số O3: giá trị trung bình 1 giờ lớn nhất trong ngày và giá trị trung bình 8 giờ lớn nhất trong ngày

-Thông số SO2, NO2 và CO: giá trị trung bình 1 giờ lớn nhất trong ngày

Giá trị AQI ngày của các thông số SO2, CO, NO2, O3, PM10, PM2.5 được tính toán theo công thức 4 như sau:

AQIx =

(Cx - BPi) + Ii (4)

Trong đó:

Bảng giá trị BPi và Ii lấy trong bảng 2

AQIx: Giá trị AQId của thông số x

BPi: Nồng độ giới hạn dưới của giá trị thông số quan trắc được quy định trong Bảng 2 tương ứng với mức i

BPi+1: Nồng độ giới hạn trên của giá trị thông số quan trắc được quy định trong Bảng 2 tương ứng với mức i+1

Ii: Giá trị AQI ở mức i đã cho trong bảng tương ứng với giá trị BPi

Ii+1: Giá trị AQI ở mức i+1 cho trong bảng tương ứng với giá trị BPi+1

Cx: được quy định cụ thể như sau:

- Đối với thông số PM2.5 và PM10: Cx là giá trị trung bình 24 giờ

- Đối với thông số O3: Cx là giá trị lớn nhất trong giá trị trung bình 1 giờ lớn nhất trong ngày và giá trị trung bình 8 giờ lớn nhất trong ngày

Lưu ý: Không tính toán AQI thông số O3 khi giá trị trung bình 8 giờ lớn nhất trong ngày cao hơn 400 µg/m3 (lúc này chỉ tính toán AQI đối với trung bình 1 giờ lớn nhất trong ngày)

- Đối với thông số SO2, NO2 và CO: Cx giá trị trung bình 1 giờ lớn nhất trong ngày

b Giá trị AQI ngày tổng hợp

Sau khi đã có giá trị AQIx ngày của mỗi thông số, chọn giá trị AQI lớn nhất của các thông số để lấy làm giá trị AQI ngày tổng hợp

AQId = max(AQIx)

Ghi chú: Giá trị AQId được làm tròn thành số nguyên

Sau khi tính toán được chỉ số chất lượng không khí, sử dụng bảng xác định giá trị AQI tương ứng với mức cảnh báo chất lượng không khí và mức

độ ảnh hưởng tới sức khỏe con người để so sánh, đánh giá Cụ thể như sau:

Bảng 7 Khoảng giá trị AQI và đánh giá chất lượng không khí theo Quyết

định 1459/QĐ-TCMT [7]

Khoảng giá

trị AQI

Chất lƣợng

0 – 50 Tốt Chất lượng không khí tốt, không ảnh

51 – 100 Trung bình

Chất lượng không khí ở mức chấp nhận được Tuy nhiên đối với những người nhạy cảm (người già, trẻ em, người mắc bệnh hô hấp tim mạch

…) có thể chịu những tác động nhất định tới sức khỏe

Vàng

101 – 150 Kém

Những người nhạy cảm gặp phải các vấn đề sức khỏe, những người bình thường ít ảnh hưởng

Da cam

Những người bình thường bắt đầu có ảnh hưởng tới sức khỏe nhóm người nhạy cảm có thể gặp vấn đề sức khỏe nghiêm trọng hơn

Đỏ

201 – 300 Rất xấu

Cảnh báo ảnh hưởng tới sức khỏe:mọi người bị ảnh hưởng tới sức khỏe nghiêm trọng hơn

Kết quả tính toán AQI cho thấy, mức độ ô nhiễm không khí tại Hà Nội cần

có sự quan tâm thích đáng của các cơ quan chức năng Tại hầu hết các trạm quan trắc, kể cả các trạm quan trắc đặt tại khu vực có nhiều công viên, xa đường giao thông lớn (trạm Tân Mai) thì vẫn có nhiều ngày chất lượng không khí ở mức “xấu” Mức độ ô nhiễm tại các vị trí khác nhau có sự khác biệt khá lớn, các vị trí có mức độ ô nhiễm cao nhất thường gần các trục đường giao thông chính (đường Minh Khai, Phạm Văn Đồng) Giá trị PM2.5 là thông số có mức độ ô nhiễm cao nhất Diễn biến giá trị AQI theo các giờ trong ngày cho thấy, giờ cao điểm giao thông có mức độ ô nhiễm cao hơn so với các khoảng thời gian còn lại nhưng mức độ chênh lệch không quá lớn Diễn biến giá trị AQI theo các ngày trong năm cho thấy, mùa đông có mức độ ô nhiễm cao hơn mùa hè và có mức độ khác biệt khá lớn Do 10 trạm quan trắc không khí tự động tại Hà Nội mới đi vào hoạt động nên cần tiếp tục theo dõi để phân tích các chiều hướng thay đổi dài hạn, từ đó đề xuất các biện pháp BVMT không khí phù hợp [8]

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG

PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu

2.1.1 Điều kiện tự nhiên

Vị trí địa lý:

Quảng Ninh nằm trong dải hành lang biển lớn của Bắc Bộ, trên đó có mạng lưới đường bộ, đường sắt và cảng biển lớn đang được mở rộng và phát triển Cùng với Hải Phòng, Quảng Ninh giữ vai trò cửa mở lớn ra biển cho cả vùng Bắc Bộ Tỉnh có toạ độ địa lý trải dài từ 106026’ đến 108031’ độ kinh Đông và 20040’ đến 21040’ độ vĩ Bắc Bề ngang từ Đông sang Tây, nơi rộng nhất là 195 km; bề dọc từ Bắc xuống Nam khoảng 102km Quảng Ninh có biên giới quốc gia và hải phận giáp nước Cộng Hòa nhân dân Trung Hoa Biên giới hành chính của tỉnh như sau:

Hình 4 Bản đồ hành chính tỉnh Quảng Ninh

- Trên đất liền: Phía Tây giáp tỉnh Lạng Sơn và tỉnh Bắc Giang; Phía Đông giáp vịnh Bắc Bộ; Phía Tây Nam giáp tỉnh Hải Dương và Thành phố Hải Phòng; Phía Bắc giáp huyện Phòng Thành và thị trấn Đông Hưng (tỉnh

Quảng Tây, Trung Quốc), có đường biên giới dài khoảng 132,8 km

- Về phía biển: Quảng Ninh có vùng lãnh hải, vùng tiếp giáp lãnh hải, vùng đặc quyền kinh tế và vùng thềm lục địa trong vịnh Bắc Bộ kéo dài theo hướng Bắc Nam gần 200 hải lý, giáp vùng biển Trung Quốc ở phía Đông

- Về đơn vị hành chính: tính đến ngày 30/9/2020, tỉnh Quảng Ninh có 4 thành phố,2 thị xã và 7 huyện (trong đó có 01 huyện đảo) với tổng số 177 đơn

xã Đông Triều

Vùng trung du và đồng bằng ven biển: gồm những dải đồi thấp bị phong hoá và xâm thực tạo nên những cánh đồng từ các chân núi thấp dần xuống các triền sông và bờ biển Đó là vùng Đông Triều, Uông Bí, bắc Quảng Yên, nam Tiên Yên, Đầm Hà, Hải Hà và một phần Móng Cái Ở các cửa sông, các vùng bồi lắng phù sa tạo nên những cánh đồng và bãi triều thấp gồm: vùng nam Uông Bí, nam Quảng Yên (đảo Hà Nam), đông Quảng Yên, Đồng Rui (Tiên Yên), nam Đầm Hà, đông nam Hải Hà, nam Móng Cái Tuy

có diện tích hẹp và bị chia cắt nhưng vùng trung du và đồng bằng ven biển thuận tiện cho nông nghiệp và giao thông nên đang là những vùng dân cư trù phú của Quảng Ninh

2.1.3 Đặc trưng khí hậu

 Nhiệt độ

Quảng Ninh tuy nằm trong khu vực khí hậu ẩm nhiệt đới gió mùa song nền nhiệt chung của tỉnh không cao Chỉ có những khu vực có độ cao dưới 200m mới có tổng nhiệt độ năm trên 8000 ºC và nhiệt độ trung bình năm trên 22 ºC, đạt tiêu chuẩn nhiệt đới Các khu vực còn lại trong vùng (khu vực núi cao trên 200m thuộc cánh cung Nam Châu Lĩnh - Yên Tử, khu vực đồi, núi khuất sau cánh cung này, một số núi cao trên đảo và dọc bờ biển) đều có tổng nhiệt độ và nhiệt độ trung bình năm thấp hơn giới hạn nói trên Một số đỉnh núi cao 1000m thì tổng nhiệt độ dưới 6500ºC, nhiệt độ trung bình năm dưới 18ºC

Tỉnh thuộc vùng khí hậu Đông Bắc, do đó có sự thay đổi khác biệt giữa hai mùa trong năm:

+ Mùa đông từ tháng 11 năm trước đến tháng 3 năm sau, nhiệt độ trưng bình dưới 20ºC, số ngày có nhiệt độ không khí trung bình dưới 10ºC chỉ còn xuất hiện vào tháng 1 và tháng 2, trung bình 0,5-2,5 ngày/năm Do ảnh hưởng của hoàn lưu cực đới, nhiệt độ mùa Đông ở Quảng Ninh khá thấp, nhiệt độ trung bình tháng 1 dưới 17ºC, nhiệt độ cực tiểu ở đất liền và hải đảo có thể xuống thấp đến 5ºC, một số nơi nhiệt độ có thể xuống đến 1ºC

+ Mùa hè từ tháng 4 đến tháng 10, số ngày có nhiệt độ không khí trung bình trên 30ºC (thời tiết “oi bức”) xuất hiện nhiều hơn, trung bình tăng 4-6 ngày/năm Nhiệt độ trung bình tháng 7 đều trên 28 ºC; biên độ năm của nhiệt độ ở khu vực phía Đông khoảng 12 - 13ºC, ở khu vực phía Tây khoảng

11 - 12ºC

 Mƣa – độ ẩm

Quảng Ninh được xem như một trong những vùng có mưa nhiều của miền Bắc với lượng mưa trung bình 1800-2000mm/năm, nhưng phân bố theo không gian lãnh thổ rất khác nhau Trung tâm mưa lớn của vùng là sườn đón

gió của dãy Nam Châu Lĩnh – Yên Tử và vùng đồng bằng duyên hải trước núi này (phía Bắc Cửa Lục, khu vực đồng bằngbình năm khoảng 1.401 mm

Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 (lượng mưa lớn hơn 100mm/tháng), mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau Lượng mưa tập trung trong mùa hè chiếm 75-85% lượng mưa năm Số ngày mưa trong năm khoảng 110÷180 ngày

Độ ẩm không khí vùng Quảng Ninh tương đối cao, cao nhất là vùng Tiên Yên, Móng Cái, Hải Hà và Đầm Hà Trị số bình quân năm 84%, các nơi khác từ 81-83% Tuy lượng mưa khác nhau giữa các vùng nhưng chênh lệch

độ ẩm không lớn lắm Có thể thấy rằng Quảng Ninh là một vùng có lượng mưa tương đối lớn, nhưng do địa hình của Quảng Ninh rất phức tạp, phân cắt mạnh, nằm trải dài qua 2 kinh tuyến nên có sự phân vùng khí hậu rõ rệt giữa hai miền Đông và Tây

 Nắng

Số giờ nắng trung bình năm của tỉnh Quảng Ninh là 1290 giờ/năm Tổng số giờ nắng trong năm nằm trong khoảng 1000 ÷ 1700 giờ, trung bình một ngày đạt 3,6 giờ Tuy nhiên, số giờ nắng chỉ chiếm không đầy một nửa thời gian chiếu sáng Những tháng mưa phùn nhiều (tháng 2, 3) nắng rất ít, tỷ suất nắng không quá 20% Tháng 9, 10 tỷ suất nắng cao hơn cả Hai tháng này thời gian chiếu sáng không dài nhưng số giờ nắng xấp xỉ các tháng giữa mùa

hạ (tháng 6, 7, 8)

 Gió

Thuộc khu vực ven biển nhưng do địa hình phức tạp, cơ chế gió trên địa bàn tỉnh không thuần nhất Các đảo ngoài khơi và những nơi địa hình không ảnh hưởng nhiều đến gió thì cơ chế gió phản ánh tương đối rõ điều kiện hoàn lưu: từ tháng 10 đến tháng 4 hướng gió có tần suất cao nhất là Bắc (Đông Bắc hoặc Tây Bắc), từ tháng 5 đến tháng 9 hướng có tần suất cao nhất

là Nam (Đông Nam hoặc Tây Nam) Các nơi khác, cơ chế gió mang nhiều