Nghiên cứu xác định hàm lượng cacbon đen và bụi (PM10, PM2,5) tại một số nút giao thông của hà nội

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG CACBON ĐEN VÀ BỤI (PM10, PM2,5) TẠI MỘT SỐ NÚT GIAO THÔNG CỦA HÀ NỘI CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG NGUYỄN LÊ MINH PHƢƠNG HÀ NỘI, NĂM 2019 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG CACBON ĐEN VÀ BỤI (PM10, PM2,5) TẠI MỘT SỐ NÚT GIAO THÔNG CỦA HÀ NỘI NGUYỄN LÊ MINH PHƢƠNG CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG MÃ SỐ: 8440301 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN THỊ THU PHƢƠNG HÀ NỘI, NĂM 2019 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI Cán hướng dẫn chính: TS Nguyễn Thị Thu Phương – Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội Cán chấm phản biện 1: TS Nguyễn Hùng Minh – Trung tâm quan trắc môi trường Miền Bắc – Tổng cục Môi trường Cán chấm phản biện 2: TS Trần Mạnh Trí – Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội Luận văn thạc sĩ bảo vệ tại: HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI Ngày 19 tháng 04 năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn thành thực thân tơi suốt q trình nghiên cứu đề tài vừa qua Những kết thực nghiệm trình bày luận văn trung thực cộng thực hướng dẫn TS Nguyễn Thị Thu Phương Các kết nêu luận văn chưa đuợc công bố cơng trình nhóm nghiên cứu khác Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung trình bày báo cáo TÁC GIẢ LUẬN VĂN Nguyễn Lê Minh Phƣơng LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn cách hoàn chỉnh, lời với lòng kính trọng biết ơn sâu sắc nhất, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Thị Thu Phương – người hướng dẫn, bảo thực thành công luận văn thạc sỹ Xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban lãnh đạo khoa Môi trường thầy cơ, bạn bè phòng Phân tích khoa Mơi trường - trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội hết lòng ủng hộ, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ suốt thời gian thực luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới gia đình, nguời thân bạn bè ln mong muốn tơi hồn thành tốt luận văn Trong trình thực luận văn dù cố gắng tránh khỏi thiết sót, tơi mong nhận đóng góp ý kiến quý Hội đồng, quý thầy cô bạn để luận văn tơi hồn chỉnh Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội ngày 02 tháng 05 năm 2019 Học viên Nguyễn Lê Minh Phƣơng MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề .1 Mục tiêu nghiên cứu Nội dung nghiên cứu .2 CHƢƠNG I: TỔNG QUAN .3 1.1 Tổng quan bụi 1.1.1 Định nghĩa 1.1.2 Phân loại 1.1.3 Tính chất 1.1.4 Tác động bụi .4 1.2 Tổng quan cacbon đen .5 1.2.1 Khái niệm, tính chất hạt cacbon đen 1.2.2 Nguồn phát sinh cacbon đen .8 1.2.3 Hiện trạng phát thải cacbon đen giới 12 1.2.4 Tác động hạt cacbon đen 16 1.2.5 Các phương pháp xác định cacbon đen khơng khí 24 1.3 Tình hình nghiên cứu cacbon đen mơi trường khơng khí 26 1.3.1 Tình hình nghiên cứu giới 26 1.3.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam .27 1.4 Tổng quan khu vực nghiên cứu 27 1.4.1 Hiện trạng chất lượng khơng khí Hà Nội 27 1.4.2 Hiện trạng khơng khí nút giao thơng Hà Nội 29 CHƢƠNG II: THỰC NGHIỆM 31 2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 31 2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 31 2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 31 2.2 Phương pháp nghiên cứu 31 2.3 Lựa chọn vị trí lấy mẫu 31 2.4 Phương pháp lấy mẫu phân tích loại bụi .32 2.4.1 Dụng cụ, thiết bị sử dụng 32 2.4.2 Quy trình lấy mẫu bụi .36 2.4.3 Quy trình phân tích bụi 36 2.5 Phương pháp phân tích BC loại bụi 38 2.6 Lấy mẫu BC loại bụi TSP, PM10 PM2,5 vị trí nghiên cứu 40 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 42 3.1 Kết hàm lượng loại bụi vị trí quan trắc 42 3.2 Kết hàm lượng cacbon đen bụi TSP vị trí lấy mẫu 44 3.3 Kết hàm lượng cacbon đen bụi PM10 vị trí lấy mẫu .46 3.4 Kết hàm lượng cacbon đen bụi PM2,5 vị trí lấy mẫu 48 3.5 Đánh giá tỷ lệ hàm lượng cacbon đen loại bụi vị trí quan trắc… 52 3.6 Xây dựng quy trình lấy mẫu phân tích cacbon đen bụi .54 3.6.1 Quy trình lấy mẫu cacbon đen 54 3.6.2 Quy trình phân tích cacbon đen 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58 Kết luận 58 Kiến nghị .58 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC THÔNG TIN LUẬN VĂN Họ tên học viên: Nguyễn Lê Minh Phương Lớp: CH3MT1 Khóa: Cao học 3A (2017 – 2019) Cán hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Thu Phương – Đại học Công nghiệp Hà Nội Tên đề tài: “Nghiên cứu xác định hàm lượng cacbon đen bụi (PM10, PM2,5) số nút giao thơng Hà Nội” Tóm tắt Cacbon đen thành phần bụi, tạo từ đốt cháy khơng hồn tồn hợp chất có chứa cacbon, có ảnh hưởng mạnh mẽ tới khí hậu tồn cầu sức khoẻ người Hà Nội nằm top thành phố ô nhiễm bụi mịn hàng đầu Châu Á Do đó, luận văn thực với mục tiêu nâng cao kiến thức cung cấp số liệu có giá trị thực tiễn nhằm giúp hạn chế cải thiện tình trạng nhiễm khơng khí nút giao thơng Thủ đô Kết luận văn thu giá trị 03 loại bụi (TSP, PM10, PM2,5) hàm lượng cacbon đen tương ứng 02 điểm nóng giao thơng ngã tư Nguyễn Chí Thanh – La Thành nút giao Xuân Thuỷ - Phạm Hùng – Hồ Tùng Mậu – Phạm Văn Đồng DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT AQI : Chỉ số chất lượng khơng khí BC : Black Carbon (Cacbon đen) CB : Carbon Black (Than đen) CC : Controlled Combustion (Đốt có kiểm sốt) EC : Elemental Carbon (Cacbon nguyên tố) EPA : Cục Bảo vệ Mơi trường Hoa Kỳ IPCC : Uỷ ban Liên phủ Biến đổi khí hậu KNK : Khí nhà kính OC : Organic Carbon (Cacbon hữu cơ) OB : Open Burning (Đốt trời) PAHs : Hydrocarbon thơm đa vòng PM : Particulate matter (Bụi) POPs : Các hợp chất ô nhiễm hữu bền TSP : Tổng bụi lơ lửng WHO : Tổ chức Y tế Thế giới DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Bảng mô tả nguồn phát thải BC tỷ lệ (%) tổng phát thải .8 Bảng 1.2 Tỷ lệ OC/BC từ trình đốt cháy nguồn nguyên/nhiên liệu 11 Bảng 1.3 Các đặc điểm khác cacbon đen CO2 20 Bảng 2.1 Thông số thiết bị lấy mẫu 32 Bảng 2.2 Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm 37 Bảng 2.3 Bảng mơ tả vị trí lấy mẫu 40 Bảng 3.1 Kết hàm lượng loại bụi vị trí quan trắc HN1 42 Bảng 3.2 Kết hàm lượng loại bụi vị trí quan trắc HN2 43 Bảng 3.3 Kết hàm lượng BC bụi TSP hai vị trí 44 Bảng 3.4 Kết trung bình TSP BC hai vị trí quan trắc .45 Bảng 3.5 Hàm lượng BC PM10 vị trí quan trắc 46 Bảng 3.6 Kết trung bình PM10 BC hai vị trí quan trắc 47 Bảng 3.7 Hàm lượng BC PM2,5 vị trí quan trắc 48 Bảng 3.8 Kết trung bình PM2,5 BC hai vị trí quan trắc .49 Bảng 3.9 Hàm lượng BC trung bình 24h 03 dạng bụi hai vị trí quan trắc 51 Bảng 3.10 Hàm lượng BC trung bình 24h số khu vực giới 51 Bảng 3.11 Bảng đánh giá tỷ lệ hàm lượng BC loại bụi 52 HN1 Thời điểm Ngày Ngày Ngày HN2 BC (µg/m3) Trung bình 24h PM2,5 (µg/m3) 121,4 BC (µg/m3) 14,6 PM2,5 (µg/m3) 294,7 5h30 – 9h30 130,6 13,5 248,9 32,9 10h – 14h 96,5 11,0 200,0 20,4 14h30 – 18h30 138,6 19,1 245,3 26,0 19h – 23h 78,4 10,3 235,6 24,0 Tr.bình 24h 111,0 13,5 232,4 25,8 5h30 – 9h30 141,4 16,3 303,3 31,0 10h – 14h 98,4 10,3 223,3 22,6 14h30 – 18h30 161,2 20,7 287,3 29,1 19h – 23h 97,7 10,9 181,1 19,9 Tr.bình 24h 124,7 14,6 248,8 25,6 30,1 Hàm lượng trung bình thơng số PM2,5 BC vị trí lấy mẫu theo thời điểm quan trắc thể bảng sau: Bảng 3.8 Kết trung bình PM2,5 BC hai vị trí quan trắc 5h30 – 9h30 PM2,5 (µg/m3) 135,8 HN1 BC (µg/m3) 15,1 PM2,5 (µg/m3) 298,5 HN2 BC (µg/m3) 32,6 BC/PM2,5 (%) 11,07 BC/PM2,5 (%) 11,09 10h – 14h 99,2 11,1 11,15 226,4 23,2 10,23 14h30 – 18h30 151,8 19,0 12,59 280,0 28,3 10,15 19h – 23h 89,4 11,7 13,13 229,6 24,7 10,77 Tr.bình 14h 119,0 14,2 11,95 258,6 27,2 10,55 49 Hàm lƣợng bụi PM2,5 BC vị trí 350 (µg/m3 ) (µg/m3 ) Hàm lƣợng bụi PM2,5 BC vị trí 300 250 350 300 250 200 200 150 150 100 100 50 50 0 5h30 9h30 10h - 14h 14h30 - 19h - 23h 18h30 PM2,5 5h30 9h30 BC 10h - 14h 14h30 - 19h - 23h 18h30 PM2,5 BC Hình 3.3 Kết trung bình hàm lượng bụi PM2,5 BC hai vị trí Nhận xét: - Hàm lượng trung bình ngày BC hai vị trí ghi nhận giá trị 14,2 µg/m3 27,2 µg/m3 BC chiếm tỷ lệ khoảng 1/10 PM2,5 Cụ thể, tỷ lệ BC/PM2,5 vị trí đạt trung bình 11,95% (11,07 – 13,13%) đạt 10,55 % (10,15 – 11,09%) vị trí - Tương tự trên, hàm lượng PM2,5 BC hai thời gian cao điểm cao so với thời điểm lại ngày Giá trị cao HN1 đạt 15,1 µg/m3 vào 14h30 – 18h30, HN2 đạt 32,6 µg/m3 vào 5h30 – 9h30 Giá trị thấp đạt (11,1 23,2 µg/m3) vào 10h – 14h Nhận xét chung: Ta thấy thành phần bụi nên đặc điểm hạt BC theo vị trí thời điểm tương tự TSP hay PM10, PM2,5 Thông thường, hoạt động người dân 6h sáng mật độ giao thơng liên tục tăng cường đến 9h, bảng giá trị ghi nhận hàm lượng cacbon đen cao thời điểm Sau 9h30, đối lưu khí khí tăng cường, kéo theo nồng độ BC giảm dần Bức xạ mặt trời đối lưu khí đạt đỉnh xuất từ 12h đến 15h, dẫn đến tượng phân tán hạt BC đen, qua giải thích giá trị 50 BC thấp xảy vào khoảng thời gian Nồng độ cacbon đen cao dần sau 16 tối đạt cực đại trở lại vào khoảng 18h đến 19h30 Khi này, xạ mặt trời giảm dần, đối lưu suy yếu lượng lớn BC bị thải khí thời gian cao điểm ngày với số lượng phương tiện tham giao vào hoạt động giao thông lớn Thời điểm cuối ngày cho thấy hàm lượng BC thấp - Hàm lượng trung bình ngày cacbon đen thu sau phân tích là: Bảng 3.9 Hàm lượng BC trung bình 24h 03 dạng bụi hai vị trí quan trắc BC (TSP) BC (PM10) BC (PM2,5) HN1 16,9 14,6 14,2 HN2 31,1 27,9 27,2 Bảng 3.10 Hàm lượng BC trung bình 24h số khu vực giới Vị trí Đặc điểm Thời gian Dạng bụi Thạch Thất 10/2015 – Hà Nội, Ngoại thành 6/2016 Việt Nam Tây An, 09/2003 – Ngoại thành PM2,5 Trung Quốc 08/2005 Kathmandu, 02/2014 Thung lũng Nepal 03/2014 CBC TB (g/m3) Tác giả 8,43 & 7,64 (0,36 – 36,8) (TB giờ) Hoang Xuan Cơ cs 14,7 15 Jakarta, Indonesia Khu đô thị 01/2011 – PM2,5 12/2011 3,37 Seoul, Hàn Quốc Bến xe buýt thành phố 07/2014 – PM2,5 12/2014 1,8 – 6,3 Ashaiman, Ghana 02/2008 – Ngoại thành 05/2008 PM10 3,98 PM2,5 2,83 Cao cs Kabindra cs Muhayatun Santoso cs Sungroul Kim cs SamQuarcoo Dotse cs Vì thực quan trắc nút giao thông trọng điểm thành phố nên so sánh với nghiên cứu thực nhiều vùng khác giới cho thấy giá trị BC cao so với hàm lượng BC nơi khác 51 - Hàm lượng BC ngã tư Nguyễn Chí Thanh có giá trị cao xấp xỉ với thành phố Tây An (Trung Quốc) Kathmandu (Nepal) Tây An thành phố lớn phát triển ngành than vùng Tây Bắc, Kathmandu thủ Nepal, hai khu vực ghi nhận hàm lượng BC cao Chỉ tính riêng lượng xe máy Katmandu chiếm khoảng 50% tổng số 1,18 triệu số xe đăng ký toàn quốc, nghiên cứu thực để đánh giá tác động nguồn thải giao thông đến khu vực dân cư xung quanh Hàm lượng BC (PM2,5) cao gấp 4,2 so với Jakarta Indonesia gấp lần so với thành phố Ashaiman Ghana - Hàm lượng BC nút giao Phạm Văn Đồng ghi nhận giá trị cao lần (khi so sánh BC PM10), 9,6 (BC PM2,5) so với Ashaiman Ghana Tương tự, hàm lượng BC PM2,5 cao gấp 8,1 lần so với Jakarta (Indonesia) Tuy nhiên, so sánh với nghiên cứu Hoang Xuan Co cs ta thấy hàm lượng trung bình nghiên cứu vào khoảng 8,43 (từ 23 – 25/10/2015) 7,64 (từ 26 – 28/2/2016) nhỏ BC HN2 ghi nhận có thời điểm giá trị BC cao lên đến 36,8 g/m3 Ngoài ra, nghiên cứu thực để đánh giá hàm lượng BC xã Lại Yên (Hoài Đức, Hà Nội) vào mùa đốt rơm rạ nông thôn, mà ta biết, dạng vật chất từ đốt cháy rơm rạ có tỷ lệ BC sinh thấp từ động nhiên liệu khoảng 1,4 – 12,5 lần (Bảng 1,2) 3.5 Đánh giá tỷ lệ hàm lƣợng cacbon đen loại bụi vị trí quan trắc Bảng đánh giá tỷ lệ hàm lượng cacbon đen loại bụi loại bụi theo ngày thể bảng sau: Bảng 3.11 Bảng đánh giá tỷ lệ hàm lượng BC loại bụi Đơn vị Giá trị lớn 592,2 Giá trị trung bình 567,7 Giá trị nhỏ 536,9 µg/m3 314,7 282,3 254,2 128,9 119,0 111,0 TSP HN1 PM10 PM2,5 52 Giá trị lớn 193,3 Giá trị trung bình 163,3 Giá trị nhỏ 143,2 44,82 42,36 38,58 3,07 2,98 2,91 5,43 5,19 4,15 BC/PM2,5 (%) 12,12 11,95 11,68 TSP 899,3 879,9 845,6 518,6 495,2 480,2 294,7 258,6 232,4 PM2,5-10 269,8 236,6 192,2 PM2,5/PM10 60,53 52,30 47,97 3,75 3,53 3,38 6,37 5,63 5,05 11,12 10,55 10,21 Đơn vị PM2,5-10 PM2,5/PM10 BC/TSP BC/PM10 PM10 PM2,5 HN2 BC/TSP BC/PM10 BC/PM2,5 (%) % µg/m3 % Nhận xét: - Giá trị PM2,5-10 hạt bụi có kích thước từ 2,5 – 10 m, tính hiệu số giá trị bụi PM10 PM2,5 Tại hai vị trí, hàm lượng dạng bụi ghi nhận giá trị thấp 163,3 g/m3 236,6 g/m3 Ngoài ra, tỷ lệ chênh lệch PM2,5/PM10 42,36% 52,3% chứng tỏ bụi khu vực nghiên cứu dạng bụi tinh chủ yếu Điều cho thấy hợp lý kết quan trắc bụi PM2,5 phát sinh chủ yếu từ hoạt đống đốt cháy động cơ, đặc biệt phương tiện giao thơng [50], lựa chọn địa điểm quan trắc ngã tư giao thơng, hàm lượng PM2,5 có xu hướng chiếm tỷ lệ cao khối lượng bụi lơ lửng - Tỷ lệ phần trăm hàm lượng cacbon đen bụi TSP, PM10 PM2,5 tính tốn để xác định tỷ lệ phần trăm BC hai dạng bụi tinh (PM2,5) bụi thơ (TSP, PM10) Vì có tương đồng hai vị trí quan trắc – nút giao thông trọng điểm Thành phố, ta thấy % hàm lượng BC loại bụi có 53 qn khơng khác biệt đáng kể Cụ thể, tỷ lệ hàm lượng BC PM2,5 (11, 95% 10,55%) cao lần so với hàm lượng PM10 (5,19 5,63%), chí cao – lần so với TSP (2,98 3,53%) - Từ rút kết luận cacbon đen chiếm ưu thành phần vật chất dạng hạt tinh hạt thơ 3.6 Xây dựng quy trình lấy mẫu phân tích cacbon đen bụi 3.6.1 Quy trình lấy mẫu cacbon đen a Hoá chất, dụng cụ, thiết bị  Thiết bị lấy mẫu vật liệu lọc Sau khảo sát trường lựa chọn vị trí quan trắc, loại thiết bị sử dụng để lấy mẫu BC tương ứng với loại bụi mơi trường khơng khí xung quanh gồm: - Thiết bị lấy mẫu khí tốc độ lớn, ví dụ như: Thiết bị SIBATA HV – 500R có lưu lượng – 800 L/ph; thiết bị Staplex TSP – có lưu lượng 500 – 2000 L/ph, thiết bị SIBATA LV – 20P có lưu lượng – 30 L/ph, … Có thể sử dụng thiết bị lấy mẫu với đầu lọc bụi loại giấy lọc tương ứng để xác định BC dạng bụi khác - Giấy lọc lưu lượng lựa chọn theo thông số kỹ thuật thiết bị lấy mẫu khuyến nghị hãng sản xuất - Giấy lọc bụi đựng bao kép làm giấy can kỹ thuật Bao chứa giấy lọc ký hiệu mẫu/đánh số sấy, cân lọc, bao để bảo vệ, có ký hiệu với bao - Thể tích lấy mẫu khoảng từ 5,28 – 192 l  Dụng cụ phục vụ lấy mẫu - Giá đỡ thiết kế đảm bảo đầu lấy mẫu độ cao 1,5m tính từ mặt đất; - Panh gắp kim loại không rỉ, đầu nhựa bịt nhựa khơng có mấu; - Găng tay lấy mẫu; Hộp bảo quản mẫu; - Biên lấy mẫu trường, nhãn mẫu, bút ghi nhãn mẫu 54 b Công tác kiểm tra, chuẩn bị trường - Kiểm tra hoạt động máy bơm, kiểm tra lưu lượng dòng, thời gian lấy mẫu; - Kiểm tra dụng cụ chứa mẫu: Đảm bảo kín, chắn; - Lắp giá đỡ thiết bị lấy mẫu, kiểm tra phận lấy mẫu, đảm bảo độ cao lấy mẫu khoảng 1,5 m từ mặt đất; - Phải đeo găng tay thao tác quan trắc; - Các điều kiện đảm bảo an tồn lao động khác vị trí lấy mẫu, trang thiết bị an toàn lao động Chú ý: Kiểm tra đảm bảo dòng điện đáp ứng với cơng suất bơm, tránh trường hợp dòng điện tăng giảm ảnh hưởng đến vận tốc hút bơm c Quy trình lấy mẫu - Chuẩn bị lấy mẫu: Dùng panh gắp lọc vào đầu lấy mẫu, tránh tiếp xúc với bề mặt thu mẫu lọc, thao tác đưa lọc vào đầu lấy mẫu phải thực nơi kín gió Hệ thống đầu lấy mẫu - lưu lượng kế phải đảm bảo kín Ghi địa điểm, thời gian lấy mẫu, số hiệu lọc vào biên trường; - Thời gian lấy mẫu vòng 24 giờ, chia làm thời điểm khác nhau, gồm thời gian cao điểm thấp điểm - Lấy mẫu: + Bật máy, đồng thời xác định thời điểm bắt đầu lấy mẫu; + Chỉnh lưu lượng bơm hút; + Sau thời gian lấy mẫu cần thiết, tắt máy Ghi lại lưu lượng lấy mẫu + Dùng panh gắp lọc vào bao, để vào hộp bảo quản + Ghi chép thông tin lấy mẫu: Thời gian kết thúc lấy mẫu, lưu lượng dòng, nhiệt độ, áp suất khí phục vụ cơng tác tính tốn kết + Ghi chép tượng ghi nhận trình lấy mẫu vào Biên trường ví dụ xuất nguồn nhiễm phát sinh, điều kiện khí tượng tượng thời tiết lúc lấy mẫu d Bảo quản, vận chuyển mẫu - Mẫu sau lấy cất vào hộp kín để bảo quản, tránh tối đa rung lắc va chạm mẫu với điệu kiện bên ngồi 55 3.6.2 Quy trình phân tích cacbon đen a Thiết bị, dụng cụ - Máy đo độ phản xạ khói EEL Model M43D - 05 Mẫu giấy lọc kiểm sốt sạch: lơ với giấy lọc thu mẫu - 01 Mẫu giấy lọc trắng trường b Quy trình chuẩn bị máy - Làm đầu đo, nắp đậy C2H5OH tinh khiết (hoặc dung mơi thích hợp khác) vải khơng thấm Gắn đầu đo, bật thiết bị để ấm 30 phút - Điều chỉnh số đọc thành 0,0 cách sử dụng núm xoay số Đặt vị trí đầu đo tiêu chuẩn trắng điều chỉnh độ phản xạ thành 100,0 cách sử dụng nút điều chỉnh độ thô mịn Tiếp tục di chuyển đầu đo qua tiêu chuẩn màu xám; việc đọc độ phản xạ phải nằm giới hạn đưa cho tiêu chuẩn hướng dẫn sử dụng nhà sản xuất c Quy trình lựa chọn giấy lọc kiểm sốt thích hợp - Đặt năm tờ giấy lọc kiểm soát vào tiêu chuẩn trắng, đo độ phản xạ từ trung tâm lọc điều chỉnh số đọc thành 100,0; ghi lại toàn số đo phản xạ vào sổ ghi kết quả, đo lặp lại bốn (4) lần vị trí đo khác cho phép đo (áp dụng phương pháp điểm) Tiến hành đo tiếp độ phản xạ cho bốn tờ giấy lọc lại theo cách tương tự ghi lại lần đọc Kết để so sánh tờ giấy lọc kết trung bình lần đo/tờ; giấy lọc có giá trị trung bình tất giá trị phản xạ trung bình chọn làm giấy lọc kiểm soát sạch, sử dụng để hiệu chỉnh lại thiết bị trình đo tờ lọc chứa mẫu bụi Nếu năm giá trị đo có độ lệch chuẩn lớn 0,5 đơn vị, cần phải chọn giấy lọc làm lại quy trình lựa chọn tìm thấy giấy lọc kiểm sốt phù hợp d Quy trình đo độ phản xạ - Sau hiệu chỉnh độ phản xạ thành 100,0 giấy lọc kiểm soát chọn, tiến hành đo giấy lọc mẫu bụi tương tự phương pháp điểm ghi lại độ phản 56 xạ Lặp lại quy trình hiệu chuẩn giấy lọc kiểm soát sau loạt 25 mẫu giấy lọc môi trường Ghi lại đọc phản xạ giấy lọc kiểm soát trước điều chỉnh lại thành 100,0 Độ phản xạ phải nằm khoảng từ 98 đến 102, không mẫu phải xử lý lại - Vào cuối đợt đo, đo lại độ phản xạ 10% mẫu lặp Nếu sai số (trung bình) mẫu lặp sai lệch 3% so với kết ban đầu tất mẫu giấy lọc đo đợt cần phải phân tích lại e Đảm bảo chất lượng - Khi kết thúc đợt đo, chọn ngẫu nhiên đo độ phản xạ cho 10% giấy lọc lơ Nếu độ phản xạ (trung bình) mẫu lặp sai lệch 3% so với kết ban đầu, tất mẫu giấy lọc đo trước cần phải đo lại - Thực phép đo phản xạ phòng tối để loại bỏ ảnh hưởng mặt trời nguồn sáng khác Không hướng đầu đo phía nguồn sáng làm hỏng thiết bị Để tránh làm nhiễm bẩn lọc trình đo, đảm bảo dụng cụ môi trường làm việc phải vệ sinh - Không sử dụng tờ giấy lọc bị rách cong để lấy mẫu bụi chúng gây khó khăn q trình đo độ phản xạ nên bị loại bỏ trước lấy mẫu 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Qua trình nghiên cứu, luận văn thu kết sau: - Đã xác định hàm lượng 03 loại bụi TSP, PM10, PM2,5 02 nút giao thơng trọng điểm gồm: ngã tư Nguyễn Chí Thành – La Thành (HN1) nút giao Xuân Thuỷ - Phạm Hùng – Hồ Tùng Mậu – Phạm Văn Đồng (HN2), vị trí lấy mẫu 03 ngày liên tục Kết cho thấy hàm lượng bụi vị trí HN2 ln cao HN1 có xu hướng tăng cao vào thời gian cao điểm ngày 5h30 – 9h30 14h30 – 18h30 Trong ngày lấy mẫu hàm lượng loại bụi vị trí cao, so với QCVN 05:2013/BTNMT hàm lượng TSP cao từ 2,7 lần đến 4,5 lần; hàm lượng bụi PM10 cao từ 1,7 lần đến 3,5 lần; hàm lượng PM2,5 cao từ 2,2 lần đến 5,9 lần - Đã xác định hàm lượng cacbon đen 03 loại bụi TSP, PM10, PM2,5 02 vị trí, kết cho thấy hàm lượng cacbon đen 03 loại bụi thời điểm gần nhau, hàm lượng cacbon đen cao 37,6 g/m3, thấp 10,3 g/m3 Tỷ lệ hàm lượng cacbon đen loại bụi mịn PM2,5 cao - Xây dựng quy trình lấy mẫu phân tích BC khơng khí xung quanh Kiến nghị Do hạn chế mặt thời gian, kinh phí, khó khăn việc tìm kiếm, hạn chế mặt trang thiết bị, trình độ chun mơn nên kết nghiên cứu nhiều thiếu xót, xin kiến nghị tiếp tục nghiên cứu bổ sung kết đề tài nghiên cứu sau Kính mong nhận góp ý thầy để luận văn em hoàn thiện 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Health Effects Institute, (2018) State of Global Air 2018 Special Report Boston, MA: Health Effects Institute [2] World Health Organization, (2016) Ambient air pollution: A global assessment of exposure and burden of disease [3] European Environment Agency, (2013) Status of black carbon monitoring in ambient air in Europe EEA Technical Report, No 18/2013 [4] United States Environmental Protection Agency, (2012) Report to Congress on Black Cacbon Publication No EPA-450/R-12-001, March 2012 [5] Bộ Tài nguyên Mơi trường, (2016) Chương 2: Mơi trường khơng khí Báo cáo trạng môi trường quốc gia năm 2016: Môi trường đô thị [6] Bond et al (2013) Bounding the role of black carbon in the climate system: A scientific assessment Journal of Geophysical Research: Atmosphere, Vol 118, Issue I1 [7] Vincent A Dutkiewicz et al., (2009) Black carbon aerosols in urban air in South Asia Atmospheric Environment 43 (2009) 1737–1744 [8] Lamarque et al., (2010) Historical (1850–2000) gridded anthropogenic and biomass burning emissions of reactive gases and aerosols: methodology and application Atmos Chem Phys., 10, 7017-7039."Structures, Phase Transformations, and Dielectric Properties of BiTaO4 Ceramics." [9] Pósfai, M., Anderson, J R., Buseck, P R., & Sievering, H (1999) Soot and sulfate aerosol particles in the remote marine troposphere Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 104(D17), 21685-21693 [10] John Bachman (2009) Black carbon: A Science/Policy Primer PEW Center on global climate change [11] R Zimmermann et al., (2001) Emission of Nonchlorinated and Chlorinated Aromatics in the Flue Gas of Incineration Plants during and after Transient Disturbances of Combustion Conditions:  Delayed Emission Effects Environmental 59 Science & Technology, 35 (6), pp.1019–1030 [12] Ni, M., Huang, J., Lu, S., Li, X., Yan, J., & Cen, K (2014) A review on black carbon emissions, worldwide and in China Chemosphere, 107, 83–93 [13] Sims, R., V Gorsevski and S Anenberg (2015) Black Carbon Mitigation and the Role of the Global Environment Facility: A STAP Advisory Document Global Environment Facility, Washington, D.C [14] Mansurov, Z., (2005) Soot formation in combustion processes (review) Combust Explo Shock 41, 727–744 [15] Favez, O., Alfaro, S.C., Sciare, J., Cachier, H., Abdelwahab, M.M., (2009) Ambient measurements of light-absorption by agricultural waste burning organic aerosols J Aerosol Sci 40, 613–620 [16] Bice et al., (2009) Black Carbon: A Review and Policy Recommendations Princeton University [17] Jacobson and Street, (2009) Influence of future anthropogenic emissions on climate natural emissions, and air quality Journal of Geophys Res., Vol 114, D 08118 [18] The World Bank and The International Cryosphere Climate Initiative, (2013) On thin ice – How cutting pollution can slow warming and save lives [19] IPCC, (2014) Climate Change, 2014: Synthesis Report Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, R.K Pachauri and L.A Meyer (eds.)] IPCC, Geneva, Switzerland, 151 pp [20] A Ban-Weiss, Long Cao, B Govindasami, Ken C., (2011) Dependence of climate forcing and response on the altitude of black carbon aerosols Climate Dynamics, 38(5): 897 – 911 [21] Zala Jenko Pražnikar1, Jure Pražnikar, (2011) The effects of particulate matter air pollutionon respiratory health and on the cardiovascular system Zdrav Var 2012; 51: 190-199 60 [22] Robert D Brook et al., (2004) Air Pollution and Cardiovascular Disease Circulation 109: 2655 –2671 [23] Nicole AH Janssen e al., (2012) Health Effects of Black Carbon In R Bohr (Ed.) World Health Organization Regional office for Europe [24] Tankersley et al., (2008) Exposure to inhaled particulate matter impairs cardiac function in senescent mice Am J Physiol Regul Integr.Comp Physiol 295, R252 - R263 [25] Gan WQ et al (2011) Long-term exposure to traffic-related air pollution and the risk of coronary heart disease hospitalization andmortality Environmental Health Perspectives, 119: 501–507 [26] Clark NA et al., (2010) Effects of early life exposure to air pollution on development of childhood asthma Environmental Health Perspectives, 118:284– 290 [27] Suglia SF et al., (2008) Association of black carbon with cognition among children in a prospective birth cohort study Am J Epidemiol 2008 Feb 1;167(3): 280-6 [28] Chameides W.L et al., (1999) Case study of the effects of atmospheric aerosols and regional haze on agriculture: anopportunity to enhance crop yields in China through emission controls Proceedings of the National Academy of Sciences, 96, 13626-13633 [29] Auffhammer M., Ramanathan V., and Vincent J.R., (2006) Integrated model shows that atmospheric brown clouds andgreenhouse gases have reduced rice harvests in India Proceedings of the National Academy of Sciences,103, 1966819672 [30] Yan Mu et al., (2015) Methods Development for the Optical Determination of the Black Carbon Content of Loess Samples American Journal of Analytical Chemistry, 2015, 6, 585-603 [31] Huntsicker J J et al., (1982) Analysis of organic and elemental carbon in 61 ambient aerosols by a thermal-optical method Carbon 20, 79-88 [32] ISO 9835, (1993) Methods for measurement of air pollution – part 11: Determination of a Black Smoke index in ambient air [33] Lou S J, Mao J T, Wang M H (2005) Observational study of black carbon aerosol in Beijing Acta Scientiae Circumstantiae, Vol 25, pp.17-22 [34] Lili Tang et al., (2011) Observational Study of Black Carbon in the North Suburb of Nanjing, China Advanced Air Pollution, chapter 1, pp.3-20 [35] Janez Žibert, Jure Pražnikar, (2012) Cluster analysis of particulate matter (PM10) and black carbon (BC) concentrations Atmospheric Environment, Volume 57, pp.1-12 [36] Giovanni Invernizzi et al., (2011) Measurement of black carbon concentration as an indicator of air quality benefits of traffic restriction policies within the ecopass zone in Milan, Italy Atmospheric Environment, 45, pp 3522-3527 [37] Sungroul Kim, Sol Yu and Dongmin Yun, (2017) Spatio temporal Association of Real-Time Concentrations of Black Carbon (BC) with Fine Particulate Matters (PM2,5) in Urban Hotspots of South Korea International Journal of Environmental Research and Public Health, 14, 1350 [38] Hopke K et al., (2008) Urban air quality in the Asian region Science of The Total Environment 404 (1):103-12 [39] Hoang Xuan Co et al., (2016) Assessment of Black Carbon Concentration in Rice Straw Open Burning Season in Lai Yen Commune, Hanoi Suburban Area VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, Vol 32, No 1S (2016) 53-58 [40] Bộ Tài nguyên Môi trường, (2014) Báo cáo môi trường quốc gia 2014: Môi trường nông thôn Hà Nội [41] Bộ Tài nguyên Môi trường, (2013) Báo cáo môi trường quốc gia 2013: Mơi trường khơng khí Hà Nội [42] Nguyễn Thị Anh Thư, (2018) Báo cáo chất lượng mơi trường khơng khí năm 62 2017 Trung tâm Phát triển Sáng tạo Xanh [43] Nguyễn Thị Anh Thư, (2018) Chất lượng khơng khí Việt Nam: Cập nhật trạng chất lượng khơng khí Q I năm 2018 Trung tâm Phát triển Sáng tạo Xanh [44] Australian/New Zealand Standard 3580.9.6: Determination of suspended particulate matter – PM10 high volume sampler with size selective inlet – Gravimetric method [45] Paul Quincey, (2007) A relationship between Black Smoke Index and Black Carbon concentration Atmospheric Environment 41 (2007), 7964 – 7968 [46] Sam-Quarcoo Dotse et al., (2012) Particulate Matter and Black Carbon Concentration Levels in Ashaiman, a Semi-Urban Area of Ghana, 2008 Research Journal of Environmental and Earth Sciences 4(1): 20-25, 2012 [47] Hee-Jong Yoo et al., (2011) Analysis of black carbon, particulate matter, and gaseous pollutants in an industrial area in Korea Atmospheric Environment 45 (2011) 7698 – 7704 [48] Li Y, Cao J J, Zhang X Y, (2005) The variability and source apportionment of black carbonaerosol in Xi’an atmosphere during the autumn of 2003 Climatic and Environmental Research Vol 10, pp.229-237, ISBN 1006-9585 [49] Kabindra et al, (2012) Black carbon aerosols variation in Kathmandu valley, Nepal Atmospheric Environment 63: 282 – 288 [50] EPA, (2012) Air quality Communication Workshop: San Salvador, El Salvador 63 ... nghiên cứu - Xác định hàm lượng cacbon đen bụi (TSP, PM10, PM2,5) số nút giao thông Hà Nội - Xác định tỷ lệ loại bụi tỷ lệ bon đen loại bụi Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan cacbon đen, ... TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG CACBON ĐEN VÀ BỤI (PM10, PM2,5) TẠI MỘT SỐ NÚT GIAO THÔNG CỦA HÀ NỘI NGUYỄN... tài: Nghiên cứu xác định hàm lượng cacbon đen bụi (PM10, PM2,5) số nút giao thơng Hà Nội Tóm tắt Cacbon đen thành phần bụi, tạo từ đốt cháy khơng hồn tồn hợp chất có chứa cacbon, có ảnh hưởng