Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết trình bày kết quả tính toán AQI cho 10 trạm quan trắc không khí tự động tại Hà Nội từ tháng 7/2017 đến hết tháng 6/2018. 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”.
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG KHƠNG KHÍ HÀ NỘI THƠNG QUA CHỈ SỐ AQI Dương Thành Nam (1) Lê Hoàng Anh Vương Như Luận TÓM TẮT Chỉ số chất lượng khơng khí (AQI) sử dụng rộng rãi giới bước áp dụng Việt Nam Bài báo trình bày kết tính tốn AQI cho 10 trạm quan trắc khơng khí tự động Hà Nội từ tháng 7/2017 đến hết tháng 6/2018 Kết tính tốn AQI cho thấy, mức độ nhiễm khơng khí Hà Nội cần có quan tâm thích đáng quan chức Tại hầu hết trạm quan trắc, kể trạm quan trắc đặt khu vực có nhiều cơng viên, xa đường giao thơng lớn (trạm Tân Mai) có nhiều ngày chất lượng khơng khí mức “xấu” Mức độ nhiễm vị trí khác có khác biệt lớn, vị trí có mức độ nhiễm cao thường gần trục đường giao thông (đường Minh Khai, Phạm Văn Đồng) Giá trị PM2.5 thơng số có mức độ nhiễm cao Diễn biến giá trị AQI theo ngày cho thấy, cao điểm giao thơng có mức độ ô nhiễm cao so với khoảng thời gian lại mức độ chênh lệch khơng q lớn Diễn biến giá trị AQI theo ngày năm cho thấy, mùa đơng có mức độ nhiễm cao mùa hè có mức độ khác biệt lớn Do 10 trạm quan trắc khơng khí tự động Hà Nội vào hoạt động nên cần tiếp tục theo dõi để phân tích chiều hướng thay đổi dài hạn, từ đề xuất biện pháp BVMT khơng khí phù hợp Từ khóa: AQI, chất lượng khơng khí, PM2.5, PM10, khơng khí Hà Nội Đặt vấn đề Ơ nhiễm khơng khí thách thức môi trường Việt Nam Thủ Hà Nội có quy mơ lớn, tốc độ phát triển nhanh, vấn đề nhiễm khơng khí đặt nhiều thách thức Để đưa giải pháp BVMT khơng khí hiệu đầu tiên, cần phải đánh giá xác trạng chất lượng khơng khí Trước năm 2017, nguồn số liệu sử dụng để đánh giá chất lượng khơng khí Hà Nội hạn chế Số liệu quan trắc tự động bao gồm trạm: trạm Tổng cục Môi trường quản lý (1 trạm đặt 556 Nguyễn Văn Cừ - Long Biên hoạt động từ tháng 6/2009; trạm đặt khu vực Lăng Chủ tịch Hồ Chí Minh hoạt động từ tháng 10/2012) trạm Đại sứ qn Mỹ lắp đặt tòa nhà Đại sứ quán hoạt động từ tháng 1/2015 Số liệu quan trắc định kỳ bao gồm: Chương trình quan trắc mơi trường quốc gia Tổng cục Mơi trường, Chương trình quan trắc môi trường địa phương Sở TN&MT Hà Nội số chương trình, đề tài nghiên cứu khác Quan trắc định kỳ thường thực với tần suất từ - lần/năm, lần lấy mẫu từ 1- [1] Vì vậy, số liệu quan trắc định kỳ hạn chế việc đánh giá chất lượng khơng khí Hà Nội Từ tháng 5/2017, Sở TN&MT Hà Nội lắp đặt vận hành 10 trạm quan trắc khơng khí tự động Số liệu từ mạng lưới trạm quan trắc sở để đánh giá chất lượng khơng khí Hà Nội cách toàn diện [5] Phương pháp nghiên cứu Thu thập số liệu: Lấy trực tiếp từ website http:// moitruongthudo.vn, số liệu 10 trạm quan trắc khơng khí tự động, cố định, liên tục đặt khu vực nội thành Hà Nội Các trạm quan trắc chia làm loại bao gồm: trạm trạm cảm biến Trạm trạm sử dụng phương pháp quan trắc tiêu chuẩn, có độ xác cao, trạm cảm biến sử dụng đầu đo nhỏ gọn với chi phí thấp Số liệu trạm sử dụng làm số liệu đối chứng so với trạm cảm biến Các thông số trạm bản: PM10, PM2.5, NO/NO2/ NOx, SO2, O3, CO, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất khí quyển, hướng gió, tốc độ gió, lượng mưa, cường độ xạ mặt trời Các thông số trạm cảm biến: PM10, PM2.5, NO/ NO2/NOx, CO, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất khí quyển.Thiết bị quan trắc trạm bao gồm MP101M (bụi Trung tâm Quan trắc môi trường miền Bắc, Tổng cục Môi trường Chuyên đề IV, tháng 12 năm 2018 31 PM10 PM2.5), AC32M (NO2), CO12M (CO), O342M (O3), AF22M (SO2) hãng Environment S.A Thiết bị quan trắc trạm cảm biến Cairsens sensor hãng CAirPol [2] Số liệu từ trạm truyền máy chủ với tuần suất 15 phút/lần (số liệu trung bình 15 phút), sau đó, số liệu tính tốn thành trung bình giờ, trung bình 24 giờ, trung bình năm Các trạm quan trắc hoạt động từ 1/5/2017 thời gian đầu trạm hoạt động chưa ổn định Vì vậy, với trung bình từ 1/7/2017 - 30/6/2018 sử dụng để phân tích đánh giá ▲Hình Bản đồ vị trí trạm quan trắc khơng khí tự động Bảng Thông tin chungcủa trạm quan trắc tự động, liên tục TT Tên trạm Loại trạm Vĩ độ Kinh độ Chi cục BVMT Vị trí Cơ 21,01525 105,80013 Tầng 6, Chi cục BVMT Hà Nội, Số 17, Trung Yên 3, Trung Hòa Minh Khai Cơ 21,04975 105,74187 UBND phường Minh Khai, Bắc Từ Liêm Hàng Đậu Cảm biến 21,03982 105,84726 Trụ sở Công an phường Hàng Mã Hoàn Kiếm Cảm biến 21,02629 105,85109 Trụ sở Cơng an quận Hồn Kiếm Kim Liên Cảm biến 21,00720 105,83572 Mầm non Kim Liên, số 19, Hồng Tích Trí Mỹ Đình Cảm biến 21,01994 105,77056 UBND phường Mỹ Đình I Phạm Văn Đồng Cảm biến 21,05121 105,78232 TTQT&PT TN& MT Hà Nội, 36A Phạm Văn Đồng Thành Công Cảm biến 21,02022 105,81232 Nóc nhà quản lý Hồ Thành Cơng Tân Mai Cảm biến 20,98832 105,854897 UBND phường Hoàng Văn Thụ, quận Hoàng Mai 10 Tây Mỗ Cảm biến 21,00577 105,748420 UBND phường Tây Mỗ, Nam Từ Liêm Xử lý số liệu: trạm quan trắc hoạt động liên tục 24/7 có khoảng thời gian số liệu, số liệu không sử dụng Tỷ lệ số liệu sử dụng chi tiết Bảng Bảng Tỷ lệ số liệu sử dụng trạm quan trắc TT Tên trạm Thông số (Đơn vị: %) CO NO2 PM10 PM2.5 91,7 79,7 85,4 64,2 82,0 Chi cục BVMT 91,5 91,0 91,9 Minh Khai 89,2 89,3 91,4 91,7 Hàng Đậu 87,4 87,3 91,9 91,9 Hoàn Kiếm 88,4 84,7 92,6 92,6 Kim Liên 88,5 87,5 92,6 92,6 Mỹ Đình 87,0 86,7 91,7 91,7 Phạm Văn Đồng 88,1 88,2 92,5 92,5 Thành Công 87,3 87,6 89,1 89,1 Tân Mai 88,3 87,5 92,6 92,6 10 Tây Mỗ 87,9 88,2 92,6 92,6 SO2 O3 Ghi chú: Tỷ lệ số liệu sử dụng tính tỉ số số lượng số liệu sử dụng số lượng số liệu thiết kế (ví dụ, số lượng số liệu thiết kế năm 365 x 24 = 8.760 giá trị trung bình giờ) 32 Chuyên đề IV, tháng 12 năm 2018 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ Phương pháp tính tốn số chất lượng khơng khí (AQI) Giá trị AQI tính theo phương pháp tính tốn AQI ban hành Quyết định số 878/QĐ-TCMT ngày 01/7/2011 Tổng cục Môi trường [4] AQI PM10 PM2.5 tính tốn theo phương pháp Nowcast [10,11] Các thơng số sử dụng để tính AQI bao gồm: SO2, CO, NO2, O3, PM10, PM2.5 Giá trị AQI tính tốn cho loại: AQI AQI ngày Giá trị AQI sử dụng để đánh giá chất lượng khơng khí ngày, giá trị AQI ngày sử dụng để đánh giá AQI ngày năm Phần mềm Excel R sử dụng để xử lý số liệu vẽ biểu đồ [6,7] Kết nghiên cứu thảo luận Chỉ số AQI Chỉ số AQI thể mức độ nhiễm khơng khí theo ngày Theo kết tính tốn, khơng có AQI mức nguy hại, AQI mức chiếm tỉ lệ thấp Tỷ lệ AQI mức xấu cao trạm Minh Khai (với tỷ lệ 24,43% 11,13%) thấp trạm Tân Mai (với tỷ lệ 1,97% 0%) Đa số ngày trạm có chất lượng khơng khí mức trung bình (tỷ lệ AQI mức trung bình giao động từ 50,84% - 60,42%) Tỷ lệ AQI mức tốt tương đối cao, cao Hoàn Kiếm (47,30%) thấp Minh Khai (8,13%) Bảng Số có mức tương ứng với mức AQI TT Tên trạm Theo kết từ 10 trạm quan trắc cho thấy, khu vực đường Minh Khai Phạm Văn Đồng chất lượng khơng khí bị nhiễm nhiều Nguyên nhân khu vực mật độ phương tiện giao thông cao, cộng với công trình xây dựng, nâng cấp hạ tầng thị diễn làm phát sinh lượng bụi lớn ▲Hình Giá trị AQI trạm quan trắc (tháng 7/2017 - 6/2018) AQI có biến thiên phụ thuộc vào nguồn phát sinh ô nhiễm, đặc biệt mật độ giao thông Để đánh giá diễn biến AQI theo ngày, báo đánh giá thơng qua giá trị AQI trung bình Kết tính tốn cho thấy, giá trị AQI trung bình có giá trị cực đại vào cao điểm giao thông (8 - 19 - 20 giờ) Tuy nhiên, mức khác biệt giá trị AQI Các mức AQI (đơn vị: số giờ/tỉ lệ %) Số đo Nguy hại Rất Kém Xấu Trung bình Tốt Chi cục BVMT (0) (0) 167 (2,4) 955 (11,8) 4469 (55,4) 2472 (30,7) 8063 (100) Minh Khai (0) (0) 894 (11,1) 1962 (24,4) 4521 (56,3) 653 (8,1) 8031 (100) Hàng Đậu (0) (0) 141 (1,8) 1456 (18,1) 4864 (60,4) 1589 (19,7) 8050 (100) Hoàn Kiếm (0) (0) (0) 150 (1,9) 4123 (50,8) 3836 (47,3) 8110 (100) Kim Liên (0) (0) (0) 191 (2,4) 4166 (51,4) 3751 (46,3) 8109 (100) Mỹ Đình (0) (0) (0,1) 319 (4,0) 4455 (55,4) 3262 (40,6) 8044 (100) Phạm Văn Đồng (0) (0,1) 745 (9,2) 1931 (23,8) 4548 (56,1) 869 (10,7) 8102 (100) Thành Công (0) (0) 60 (0,8) 870 (11,1) 4234 (54,2) 2645 (33,9) 7809 (100) Tân Mai (0) (0) (0) 160 (2,0) 4144 (51,1) 3806 (46,9) 8110 (100) 10 Tây Mỗ (0) (0) 26 (0,3) 487 (6,0) 4159 (51,3) 3438 (42,4) 8110 (100) Chuyên đề IV, tháng 12 năm 2018 33 cao điểm giao thông thời gian lại ngày khơng q lớn Điều giải thích giá trị AQI phụ thuộc vào thơng số có mức nhiễm lớn PM2.5 (xem phần tiếp theo) mà thông số PM2.5 thông số có thời gian tồn lâu khơng khí, mật độ giao thơng giảm thơng số PM2.5 sinh từ trước tồn gây nhiễm Ghi chú: Thời gian tính trung bình từ tháng 7/2017 đến tháng 6/2018 ▲Hình Giá trị AQI trung bình theo Chỉ số AQI ngày Chỉ số AQI ngày sử dụng để đánh giá tổng hợp chất lượng khơng khí ngày năm Khơng có trạm có AQI ngày mức nguy hại Chỉ có ngày trạm Minh Khai ngày trạm Phạm Văn Đồng mức Trạm Minh Khai có số ngày mức cao (150/348 ngày) Số ngày có AQI mức xấu trung bình cao (từ 11,63% - 57,38% từ 22,99% - 74,52%) Trạm Hoàn Kiếm, Tân Mai, Tây Mỗ, Kim Liên có số ngày mức tốt tương đối cao Các nghiên cứu chất lượng không khí Hà Nội mức độ nhiễm tháng mùa đông cao tháng mùa hè [1,3,8,9], kết đánh giá chất lượng khơng khí theo số AQI ngày thể rõ điều Thời gian ô nhiễm đỉnh điểm thường diễn từ tháng 11 đến năm sau, thời gian chất lượng khơng khí đạt mức tốt diễn từ tháng - tháng Bảng Số ngày có mức tương ứng với mức AQI TT Tên trạm Chi cục BVMT Minh Khai Hàng Đậu Hồn Kiếm Kim Liên Mỹ Đình Phạm Văn Đồng Thành Công Tân Mai 10 Tây Mỗ Tổng cộng Nguy hại (0) (0) (0) (0) (0) (0) (0) (0) (0) (0) (0,00) Các mức AQI (đơn vị: số ngày/tỷ lệ %) Rất Kém Xấu Trung bình 36 144 159 (0) (10,32) (41,26) (45,56) 150 116 80 (0,29) (43,10) (33,33) (22,99) 38 206 115 (0) (10,58) (57,38) (32,03) 42 225 (0) (0) (11,63) (62,33) 59 233 (0) (0,28) (16,34) (64,54) 63 269 (0) (1,39) (17,45) (74,52) 122 147 86 (1,66) (33,80) (40,72) (23,82) 23 124 180 (0) (6,61) (35,63) (51,72) 0 46 217 (0) (0) (12,74) (60,11) 10 118 156 (0) (2,77) (32,69) (43,21) 386 1065 1720 (0,20) (10,81) (29,83) (48,18) Số ngày đo Tốt 10 (2,87) (0,29) (0) 93 (25,76) 68 (18,84) 24 (6,65) (0) 21 (6,03) 98 (27,15) 77 (21,33) 392 (10,98) 349 (100) 348 (100) 359 (100) 361 (100) 361 (100) 361 (100) 361 (100) 348 (100) 361 (100) 361 (100) 3570 (100) Ghi chú: Số liệu tính từ tháng 7/2017 đến hết tháng 6/2018 Trạm Phạm Văn Đồng Trạm Kim Liên Trạm Minh Khai ▲Hình Giá trị AQI ngày số trạm quan trắc Hà Nội 34 Chuyên đề IV, tháng 12 năm 2018 Trạm Tân Mai KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ Thơng số có mức độ nhiễm cao Theo nghiên cứu gần [8, 9], khu vực nội thành Hà Nội bị ô nhiễm chủ yếu thông số bụi (PM10, PM2.5) NO2 Các thông số CO, SO2, O3 ô nhiễm nhẹ, chưa bị ô nhiễm Các thông số sử dụng để đánh giá ô nhiễm mơi trường khơng khí Hà Nội (PM10, PM2.5, CO, SO2, NO2, O3 SO2) PM2.5 thơng số có mức độ nhiễm cao nhất, tiếp đến NO2 PM10 CO thơng số có mức độ ô nhiễm thấp Mức độ ô nhiễm thông số thể thông qua Bảng Biểu đồ ▲Hình Giá trị AQI ngày theo thông số trạm Hàng Đậu Bảng Số ngày tương ứng với thơng số có AQI cao STT Tên trạm Thông số (đơn vị: số ngày) PM10 PM2.5 CO 333 0 NO2 O3 SO2 0 Chi cục BVMT Minh Khai 11 297 40 Hàng Đậu 221 138 Hoàn Kiếm 245 115 Kim Liên 255 105 Mỹ Đình 297 64 Phạm Văn Đồng 304 54 Thành Công 249 99 Tân Mai 242 116 10 Tây Mỗ 252 106 Kết tính tốn giá trị trung bình năm thơng số cho thấy, số trạm, thông số NO2, PM10 PM2.5 có giá trị quan trắc trung bình năm vượt giới hạn Quy chuẩn Việt Nam (QCVN) Ghi chú: QCVN 05:2013/BTNMT thông số NO2, PM10 PM2.5 40, 50, 25 µg/m3 ▲Hình Giá trị trung bình năm trạm quan trắc (tháng 7/2017 - 6/2018) 14 Kết luận Kết đánh giá chất lượng không khí Hà Nội cho thấy, mức độ nhiễm khơng khí cần có quan tâm thích đáng Tại hầu hết trạm quan trắc, kể trạm quan trắc đặt khu vực có nhiều cơng viên, xa đường giao thơng lớn (trạm Tân Mai) có nhiều ngày chất lượng khơng khí mức “xấu” Mức độ nhiễm vị trí khác có khác biệt lớn, vị trí có mức độ nhiễm cao thường gần trục đường giao thơng (đường Minh Khai, Phạm Văn Đồng) Giá trị PM2.5 thơng số có mức độ ô nhiễm cao Diễn biến giá trị AQI theo ngày cho thấy, cao điểm giao thơng có mức độ nhiễm cao so với khoảng thời gian lại mức độ chênh lệch không lớn Diễn biến giá trị AQI theo ngày năm cho thấy, mùa đơng có mức độ nhiễm cao mùa hè có mức độ khác biệt lớn Do 10 trạm quan trắc Hà Nội vào hoạt động nên chưa thể đánh giá diễn biến chất lượng khơng khí qua nhiều năm Trong năm tiếp theo, cần tiếp tục đánh giá chất lượng khơng khí Hà Nội để thấy chiều hướng thay đổi dài hạn, từ đưa biện pháp BVMT khơng khí phù hợp■ Chuyên đề IV, tháng 12 năm 2018 35 TÀI LIỆU THAM KHẢO Báo cáo Hiện trạng môi trường quốc gia 2016: Môi trường đô thị Báo cáo Bộ TN&MT Việt Nam Báo cáo Tổng hợp kết quan trắc khơng khí địa bàn Hà Nội năm 2017, Sở TN&MT Hà Nội Chất lượng khơng khí Việt Nam năm 2017 q I năm 2018, Báo cáo GreenID http://www.greenidvietnam org.vn/document/bao-cao-nghien-cuu.html Quyết định số 878/QĐ-TCMT ngày 1/7/2011 Tổng cục Môi trường việc ban hành sổ tay hướng dẫn tính tốn số chất lượng khơng khí Phạm Ngọc Hồ Hồn thiện mạng lưới quan trắc mơi trường khơng khí Hà Nội, Tạp chí Mơi trường số 5/2017 Erik Meyer, Annie Esperanza 2016 Air Quality Monitoring 2015 Annual Report, Sequoia and Kings Canyon National Parks.Natural Resource Data Report NPS/SEKI/NRR2016/1177 Durdana Rais Hashmi, Akhtar Shareef and Razia Begum 2018 A Study of Ambient Air Quality Status in Karachi by Appling Air Quality Index (AQI) Paskistan Journal of Scientific and Industrial Research, vol 61, no.2, MayAugust Yosuke Sakamotoa, Koki Shoji, Manh Trung Bui, Thi Huong Phạm, The Anh Vu, Bich Thuy Ly, Yoshizumi Kajii, 2018 Air quality study in Hanoi, Vietnam in 2015–2016 based on a one-year observation of NOx, O3, CO and a oneweek observation of VOCs Atmospheric Pollution Research 9(2018) 544-551 Bich-Thuy Ly, Yutaka Matsumi, Tomoki Nakayama, Yosuke Sakamoto, Yoshizumi Kajii, Trung-Dung Nghiem 2018 Characterizing PM2.5 in Hanoi with New High Temporal Resolution Sensor Aerosol and Air Quality Research, 18: 2487–2497 10 David Mintz, Susan Stone, Phil Dickerson, Alison Davis 2013 Transitioning to a newNowCast Method Technical Slides for CETESB EPA – OAQPS 11 John E White 2016 PM2.5 Public Reporting and Wildfires in EPA’s AirNow Program 2016 Nacaa communicating air quality conference A STUDY OF AMBIENT AIR QUALITY STATUS IN HANOI, BY APPLYING AIR QUALITY INDEX (AQI) Dương Thành Nam, Lê Hoàng Anh, Vương Như Luận Northen Centre for Environmental Monitoring Vietnam Environment Administration ABSTRACT: Air Quality Index(AQI) is used widely in the world and gradually applied in Vietnam This article reported the AQI for tenambient air monitoring stations at Hanoi from July 2017 to June 2018 The results of AQI show that the level of air pollution in Hanoi needs proper attention At most monitoring stations, even monitoring stations located in parks areas, or far from major roads (ex Tan Mai station), the air quality has many days at the "Unhealthy" level The level of air pollution in different locations varies considerably The areas with the highest levels of air pollution are usually near the main roads (ex Minh Khai Road, Pham Van Dong Road) PM2.5 is the parameter with the highest level of air pollution The variation of AQI values during the hours of a day indicates that the rush hours have higher levels of air pollution than the other time However, the difference is not large The variation of AQI values in the days of the year indicated that the winter is higher levels of air pollution than summer And the difference is a significant difference Because the ten monitoring stations in Hanoi are recently operation, we need to keep observing to analyze trends and propose the most solution to to improve the air quality Keyword: AQI, air quality,PM2.5, PM10, Hanoi ambient air 36 Chuyên đề IV, tháng 12 năm 2018 ... lớn Do 10 trạm quan trắc Hà Nội vào hoạt động nên chưa thể đánh giá diễn biến chất lượng khơng khí qua nhiều năm Trong năm tiếp theo, cần tiếp tục đánh giá chất lượng không khí Hà Nội để thấy chiều... tháng 6/2018 ▲Hình Giá trị AQI trung bình theo Chỉ số AQI ngày Chỉ số AQI ngày sử dụng để đánh giá tổng hợp chất lượng không khí ngày năm Khơng có trạm có AQI ngày mức nguy hại Chỉ có ngày trạm... [10,11] Các thông số sử dụng để tính AQI bao gồm: SO2, CO, NO2, O3, PM10, PM2.5 Giá trị AQI tính tốn cho loại: AQI AQI ngày Giá trị AQI sử dụng để đánh giá chất lượng khơng khí ngày, giá trị AQI ngày