Bước đầu đánh giá hiện trạng lắng đọng axít ở khu vực hà nội và hòa bình

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯ ỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự N H IÊN ********* TÊN ĐỀ TÀI: BƯỚC ĐẦU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG LẮNG ĐỌNG AXÍT Ở KHU VỤC HA NỘI VÀ HỒ BÌNH b « Tiếng Anh: INITIAL ASSESSM ENT ON STATE OF THE ACID DEPOSITION IN ẨIA NO! AND n o A B i m M ã Số: Q T - 07 -55 Chủ trì đề tài: T h s P h ạm T hị T hu H C án phối họp: - T h.s D ưong Ngọc Bách - T h s Trần Thanh Thuỷ - CN Kim Văn Chinh OAI H Ọ C Q U Ổ C G IA HÀ N ỘI TRUNG TÂM THÕNG TIN THƯ VIỆN CCOÉGcmor^ HÀ N Ộ I-2008 BÁO CÁO TÓM TẮT a Tên đề tài: Bước đầu đánh giá trạng lắng đọng axít kh u vực H n ộ i H B ìn h Mã số: QT-07- 55 b C hủ trì đề tài T h.s Phạm Thị Thu Hà c Các cản tham gia' - Th.s D ương N gọc Bách - Trường ĐHKHTN, Đ ại học Q uốc Gia Hà N ội - Th.s Trần Thanh Tỉĩiiỳ - Trung tâm Nghiên cứu M ôi trường, Viện K hí tượng Thuỳ Văn - CN Kim Văn Chinh - Trường ĐHKHTN, Đ ại học Q uốc Gia H N ội d M ục tiêu n ộ i d u n g nghiên cứu dl Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá trạng lắng đọng axít( lẳng ướt khơ) ả Hà N ội H Bình - Đe xuất số giải pháp hạn chế mức độ phát thải chất khí gây lấne đọng axít d2 N ội dung nghiên cứu: - Thu thập tài liệu, số liệu nước liên quan tới nội dung nghiên cứu tổng quan tài liệu - Điều tra khảo sát thực địa khu vực nghiên cứu, hai trạm quan trắc Hà nội Hóà Bình để cập nhật, bổ sung sổ liệu cho nội dung nghiên cứu điều tra nguồn phát thải chất gây lắng đọng axít - Đánh giá m ức độ pH ion nước mưa, thành phần làm giảm giá trị pH nước mưa Hà Nội Hòa Bình - Phân tích, tính tốn bước dầu đánh giá trạng lẳng đọng ướt Hà nội Hồ Bình qua năm - Phân tích, tính tốn bưóc đầu đánh giá trạng lắng đọng khơ Hà nội Hồ Binh qua năm - Đề xuất m ột số giải pháp hạn chế mức độ phát thải chất khí gâv lắng đọng axít - Viết báo cáo tổng hợp nghiệm thu đề tài e Một số kết đạt đưọc - Đã nghiên cứu, tổng hợp nguồn số liệu quan trắc lắng đọng axít hai trạm Láng H Nội (đặc trung cho khu vực đô thị) trạm Hồ Bỉnh (đại diện cho khu vực nơng thôn) eiai đoạn từ năm 2000-2006 thông qua mạng lưới quan trắc lắng đọng axít vùng Đ ơng Á - Đã phân tích, đánh giá tuần suất mưa axít xuất khu vực Hà Nội Hồ Bình biến đổi lên xuống số pH qua năm, N ồng độ trung bình hai ion gây tính axít nước mưa S 42' N O 3' tập trung nghiên cứu tìm giá trị cực đại cực tiểu chúng qua năm 2000-2006 - Đã nghiên cứu, phân tích tìm thành phần làm giảm giá trị pH nước mưa thành phần chủ yếu tạo trung hồ tính axít nước m ưa Hà Nội Hồ Bình - Ket nghiên cứu tính tốn lắng ướt thực khuôn khổ đề tài cho thấy lắng đọng ion nước m ưa có khác khu vực đô thị nông thôn Lượng lắng đọng ion S 42’, N O 3', H +, NH4+, Ca2+ thường cao tháng mùa mưa giảm dần vào cuối mùa mưa vào mùa khô trạm Hà Nội Hồ Bình, lắng đọng N H 4+ SO 42' cao so với ion khác Tổng lắng trung bình năm ion S 42', NO 3', N H / , Ca2+ giai đoạn nghiên cứu Hà Nội cao so với Hồ Bình R iêng tổng lắng trung bình năm ion H+ từ năm 2000 - 2006 Hồ Bình lại cao hon khoảng lần so với Hà N ội - Đã phân tích phụ thuộc tổng lane ion nước m ưa SO 42', N O 3', H+, N H / , Ca + theo thời gian phụ thuộc ion vào thời tiết (mùa mưa mùa khô) - Bài báo\ 01 báo: “ Đ ánh giá trạng lắng đọng a xít k h u vực H N ộ i ” đãng Tuyển tập hội thảo khoa học quốc tế D uy trì nâng cao chất lượng khơng khí Việt N am ( lần thủ 2) D ự án A IRPET chương trình khơng khí Việt Nam - Thuỵ Sỹ - Kết đào tạo: 01 khố luận tốt nghiệp f T ình hình kinh p h í đề tài Tổng kinh phí: 20.000.000 VNĐ ( hai mươi triệu đồng chẵn) sử dụng theo dự tốn kinh phí K H O A Q U Ả N LÝ C H Ủ T R Ì ĐÈ TÀ I (Ký ghi rõ họ tên) (K ý ghi rõ họ tên) fJhom ÍU C QUAN CH Ủ T R Ì ĐÈ T À I ềr(a SUMMARY a Project title: Initial assessm ent on state o f the acid deposition in H a N oi and H oa Binh Code: QT - 07- 55 b P roject m anager: M Sc Pham Thi Thu Ha c Participants: - MSc D uong N goc Bach - H anoi University o f Science, VNU - MSc Tran Thanh Thuy - Centre fo r Environm ental Studies, Institute fo r M eteorology and H ydrology - BSc Kim Van Chinh - Hanoi University o f Science, VNU d Aims and c o n ten t o f p ro je c t d l Aims - Assessing the state o f acid deposition( wet deposition and dry deposition) in Hanoi and Hoabinh - Proposing solutions o f supervision and management for minimizing emission resources giving rise to acid deposition d2 C ontent - Overview o f m aterials at home and abroad relating to research issues and literature review - Field trip in the research area for updating and supplem enting data as well as investigating, collecting emission sources o f initial substances giving rise to acid deposition - Assessing pH level and major ions in rainwater and principal com positions make pH value in rainwater in Hanoi and Hoabinh decreasing - Analysing, calculating and assessing the state o f wet deposition in Hanoi and Hoabinh - Analysing, calculating and assessing the state o f drv deposition in Hanoi and Hoabinh, - Proposing some solutions for minimizing emission level o f pollutants giving rise to acid deposition - W riting general report and defending project, e.Results - 01 science report: " In itia l assessm ent on state o f the acid deposition in H a noi and H oa B inh - Article: Published 01 science article: “/Isseys state o f wet acid deposition in H a n o i” in Proceeding o f scientific reports in international workshop Maintaining and im proving air quality in Vietnam (Second) Vietnam clean air program (SVCAP) Training: 01 graduation thesis AỈRPET project and Swiss - MỤC LỤC ■ • ĐẬT VẤN Đ Ề 10 TỔNG QUAN VẤN ĐÈ NGHIÊN c ứ u 12 2.1 Thế lắng đọng axít 12 2.1.1 K hái niệm lắng đọng a x 12 ỉ Lắng đọng axit diễn ? 12 2.1.3 Tác hại lắng đọng a xit 12 2.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu nước 13 2.2.1 Các nghiên cứu ỏ' nước ng o i 13 2.2.2 Các nghiên círu n c 16 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 20 3.1 Đối tượng nghiên c ứ u 20 3.2 Phạm vi nghiên c ứ u 20 3.3 Phương pháp nghiên c ứ u 20 3.3 ỉ Phưong pháp thu thập, tống hợp phân tích tài liệu, số liệu thứ c ấ p 20 3.3.2 Phưong pháp điều tra khảo sát thực địa 20 3.3.3 P h u v n g p h p phân tích, tính tốn đánh g i 20 KẾT QUẢ NGHIÊN CỦXJ VÀ THẢO L U Ậ N 21 4.1 Giá trị pH ion mrớc m a 21 4.1 ỉ Giá tr ịp H 21 4.1.2 Các ion chỉnh nước m a 23 4.1.3 Các thành phần làm ĩhav đôi giá trị p H nước m a 25 4.2 Lắng đọng t 28 4.3 Lắng đọng k h ô 31 4.4 M ột số giải pháp hạn chế mức độ phát thải chất khí gây lắng đọng a x 34 4.4.1 Giảm thiêu p h t thải chãt khí gây lăng đọng axít từ hoạt động cơng nghiệp 34 4.4.2 Giảm thiêu chát gày lãng đọng axit từ hoạt đông dãn s in h 35 4.4.3 Các biện pháp giám thiêu chât gãy lãng đọng axit từ ngiiôn giao thông 35 KẾT LUẬN VÀ KIẾN N G H Ị 36 5.1 Kết luận 36 5.2 Kiến n g h ị 37 TÀI LIỆU THAM K H Á O 38 PHỤ L Ụ C 40 DANH MỤC BẢNG, HÌNH VẼ Danh mục bảng Bảng Giá trị pH nồng độ (n.eq/1) ion chinh nước mưa từ năm 1997-2000 khu vực phía B ắ c .7 17 Bảng Tỷ lệ nồng độ đương lượng thành phần hoá học nước mưa từ năm 2000-2006 trạm Láng Hả n ộ i .26 Bảng Tỷ lệ nồng độ đương lượng thành phần hoá học nước mưa từ năm 2000-2006 trạm Hoà Binh 26 Bảng Nồng độ trung bình năm cùa số chất khí Hà Nội Hoà Binh giai đoạn 0 -2 0 ' ' 32 Danh mục hình vẽ Hình Tỷ lệ mưa axít( %) trạm khí tượng Láng Hà Nội( 2000-2006) 21 Hình Tỷ lệ mưa axít( %) trạm Hồ Binh (2000-2006) 21 Hình Giá trị pH trung bình nãm giai đoạn 2000-2006 trạm Láng Hà Nội v 22 trạm Hồ Bình 22 Hình Đồ thị bién động pH qua tháng trạm Láng Hà Nội giai đoạn 2000-2006 22 Hình Đồ thị biến động pH qua tháng trạm Hồ Bình giai đoạn 2000-2006 23 Hình Nong độ trung bình nãm 2000-2006 ionchính nước mưa Hà Nội Hình Nồng độ trung bình năm 2000-2006 cùa ion nước mưa Hồ Bình ! .7 24 Hình So sánh biến thiên pH pAi nước mưa Hà Nội(a) Hồ Bình(b) 25 Hình Biến thiên tỷ lệ (NH4++ nss-Ca 2+)/(N 03'+ nss~S042') biến đồi giá trị pH lượng mưa Hà N ộ i 27 Hình 10 Biến thiên tỷ lệ (NH4++ nss-Ca 2+)/(NO]'+- nss-S 042') biến đổi giá trị pH lượng mưa Hồ B ình 28 Hình 11 Tổng lắng S 42' tháng nãm( mmol/m2) Hà Nội(a) Hòa Bình(b) giai đoạn năm 2000-2006 29 Hình 12 Tổng lẳng N 3~tháng năm( mmol/m2) Hà nội(a) Hòa Bình(b) giai đoạn năm 2000-2006 ’ 29 Hình 13 Tổng lắng H* tháng năm( mmol/m2) Hà Nội(a)và Hồ Bình(b) giai đoạn năm 2000 - 0 30 Hình 14 Tổng lắng N H / tháng năm( rnmol/m2) Hà Nội(a) Hoà Binh(b) giai đoạn năm 2000-2006 30 Hình 15 Tổng láng Ca2" tháng năm( mmol/m2) Hà Nội(a) Hoà Birứi(b) giai đoạn năm 2000-2006 30 Hình 16 Nồng độkhí SO ttrung bình tháng Hà Nội Hồ Bình giai đoạn (2001 - 2006) 31 Hình 17 Nồng độ SO t trung binh năm Hà Nội Hoà Bình (2001 - 2006) 32 Hình 18 Nồng dộ H N trung binh năm HàNội Hồ Bình( 2000 - 2006) 32 Hình 19 Nồng độ HC1 trung binh năm Hà Nội Hồ Bình( 2000 - 2006) 33 Hình 20 Nồng độ NH trung bình năm Hà Nội Hoà Bỉnh( 2000 - 2006) 33 Hình Biến động nồng độ ion ởHàNội(a) vàHồ Bình(b) giaiđoạn 2000 - 2006 34 ĐẶT VẤN ĐÈ Sự phát triên mạnh mẽ kinh tê - xã hội, khoa học - kỹ thuật, với việc người khai thác sử dụng mức nguồn tài nguyên thiên nhiên, việc xả thải chất ô nhiêm vào môi trư ng làm cho chất lượng môi trường sống trái đất ngày suy giảm Từ nhiêu năm nay, nhân loại phải quan tâm đến vấn đề nhiễm bầu khí quyển, biến đổi khí hậu, tượng nóng lên tồn cầu, suy giảm tầng ơzơn, thập kỷ gần vấn đề lắng đọng axít Lắng đọng axit (Acid deposition) vân để nhiễm bẩn môi trường nghiêm trọng khơng chì vi mức độ ảnh hưởng mạnh mẽ chúng tới sống người hệ sinh thái mà quy mơ tác động chúng vượt khỏi phạm vi kiểm soát quốc gia nhân loại phải xem xét ành hường chúng quy mô khu vực tồn cầu Lắng đọng axít tượng phát từ lâu song ý nhiều từ khoảng năm 80 tác hại chúng gây nhiều quốc gia, khu vực giới, Lắng đọng axit tạo thành điều kiện khí bị nhiễm phát thải mức khí SƠ , NOx từ nguồn thải công nghiệp có khả lan xa tới hàng trãm, hàng ngàn kilomet Bởi vậy, nguồn phát thải sinh từ quốc gia song lại có ảnh hường tới nhiều quốc gia khác chuyển động quy mô lớn khí Thuật ngữ “Lắng đọng axit” bao gồm hai hình thức: lắng đọng khơ (dry deposition) lắng đọng ướt (wet deposition) Lắng đọng ướt thể nhiều dạng mưa, tuyết, sương mù, nước có tính axít, lắng đọng khơ bao gồm (gases), hạt bụi (particulate) sol khí (aerosol) có tính axít[ ] Hiện tượng lắng đọng axít thường xảy khu vực có mức độ cơng nghiệp hố cao Châu Âu, Bắc M ỹ phạm vi tác động mở rộng khu vực Châu Á Lắng đọng axít gây hậu nghiêm trọng người của: làm hư hại mùa màng, giảm suất trồng, phá hủy rừng cây, đe dọa sơng lồi sinh vật nước cạn, phá hoại cơng trình kiến trúc, xây dựng, ảnh hưởng nghiêm trọng tới sức khỏe ngư i Thiệt hại hàng năm tồn cầu ước tính tới hàng tỷ la M ỹ[18] N hũng tác động tiêu cực thường kẻo dài khó khấc phục Bởi vậy, vấn đề lắng đọng axít vấn đề mà tồn nhân loại quan tâm Việt Nam, trình cơng nghiệp hố thị hố chưa mức cao giới khu vực, nhung có tiềm mưa axít cao, mặt mức tăng trường mạnh kinh tế đất nước, mật khác chât axít vận chuyên từ quốc gia lân cận đường phát triển kinh tế đến nước ta có đường biên giới đất liền biển lớn[ ] [15] M ột số nghiên cứu cua tác già nước khẳng định lắng đọng axít tượng thực tế xay nước ta, tình hình láng đọng axít chi xảy sơ thành phơ chừ khơng phải tồn lãnh thô Việt Nam, chủ yếu thành phố đỏng dân tập trung nhiêu khu cơng nghiệp[5] Nhìn chung thấy ràng tương lai phát triển kinh tế xã hội Việt Nam vùng xung quanh làm cho khỏi lượng khí phát thai có xu hướng tăng nhanh, vân 10 đê lăng đọng axít cân nghiên cứu để lường trước việc dự báo, đề xuất giải pháp giám sát quản lý nhằm giảm thiểu nguồn phát thài gây lấng đọng axít Cũng phần lớn đô thị phát triển nước, thành phổ Hà Nội Hồ Bình gặp phải thách thức q trình phát triển, vấn đề suy giảm chất lượng môi trường, đặc biệt mơi trường khơng khí, xuất hiện tượng mưa axít Trong báo cáo này, tác giả dựa vào chuỗi số liệu quan trắc lắng đọng axít Mạng lưới quan trăc lăng đọng axít vùng Đông A( EANET) giai đoạn từ năm 2000-2006 đê nghiên cứu đánh giá trạng lăng đọng axít khu vực Hà Nội Hồ Bình nhầm mục tiêu đưa tranh tổng thể chi tiết trạng lắng đọng axít Hà Nội Hồ Bình giai đoạn 2000 - 2006 góp phần vào việc xây dựng tảng sờ liệu cho hướng nghiên cứu lắng đọng axít M ục tiêu nghiên u đề tài: - Đánh giá trạng lắng đọng axít( lắng ướt khơ) Hà Nội Hồ Bình - Đe xuất số giải pháp hạn chế mức độ phát thài chất khí gây lắng đọng axít N ội dung nghiên u bao gôm : - Thu thập tài liệu, số liệu nước liên quan tới nội dung nghiên cứu tổng quan tài liệu - Điều tra khảo sát thực địa khu vực nghiên cứu, hai trạm quan trắc Hà nội Hồ Bình đế cập nhật, bơ sung số liệu cho nội dung nghiên círu điều tra nguồn phát thải chất gây lẳng đọng axít Đánh giá mức độ pH ion nước mưa, thành phần làm giảm giá trị pH nước mưa Hà Nội Hòa Bình - Phân tích, tinh tốn bước đầu đánh giá trạng lắng đọng ướt Hà nội Hồ Bình qua năm - Phân tích, tính tốn bước đầu đánh giá trạng lắng đọng khô Hà nội Hồ Bình qua năm - Đề xuất số giải pháp hạn chế mức độ phát thải chất khí gây lắng đọng axít - Viết báo cáo tông hợp nghiệm thu đẻ tài Hội thảo “Duy trì nâng cao chất lượng khơng khí Việt Nam"' lần thứ hai ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG LẮNG ĐỌNG AXÍT ỞKHU vự c HÀ NỘI Th.s Phạm Thị Thu Hà Khoa Môi trường, Trưởng Đ ại học Khoa học Tự Nhiẽn Tóm tắt Trong báo này, tác giả chì tập trung nghiên cứu đánh giá trạng lắng đọng ướt khu vực Hà Nội sở sơ liệu quan trãc lãng đọng axít trạm Láng Mạng lưới giám săt lắng đọng axít vùng Đơng Ả ( EANET) giai đoạn từ năm 2000-2006 Kết đảnh giá cho thấy mưa axít(pH pAi Điều chứng tỏ p chịu ảnh hưởng ion khác s o / ' NCV, Ca2+ N H / Càng lệch nhiêu khỏi đường chéo, pH chịu nhiêu ảnh hường ion khác ngưọc lại, & pAi gần đường chéo chịu ảnh hưỏTig Hình So sánh biến thiên pH pAi nưóc mưa ỏ' Hà nội SO4 NO', 153 Ha Sôi n g m 30 tháng nám 200H Hội thảo “Duy trì nâng cao chất lượng khơng Việt Nam" lấn thứ hai 2.3 Các thành phần làm thay đổi giá trị pH nưóc mưa Theo kết tính tốn hệ số tương quan, thành phần làm thay đổi giá tri pH nước mưa S 42' va N 3\ Ca2+ NH4+ Bảng Tỷ lệ nồng độ đương lượng thành phần hố học nưóc mưa từ năm 2000-2006 trạm Láng Hà nội Lượng mưa(mm) pH 0 1256,3 0 Năm n h 4+/ N 37 nss-SOiị2' nss-C a2+ ( N H A nss-C a2*)/ 5,45 0,55 1,34 1,06 2254,7 5,83 0,38 1,95 1,66 0 1416,1 5,55 0,45 3,32 1,48 2003 1585,6 5,81 0,83 3,13 1,33 2004 1574,9 5,65 0,69 2,12 1,25 2005 1761 6,15 0,61 3,84 1,53 2006 1230,6 5,73 0,54 1,3 1,13 (N O + 1 SS-SO 42) Kết q tính tốn bảng cho thấy: - Giá tri tỷ lê N nss-SC>42" qua năm từ 2000 đến 2006 nhỏ chứng tó thành phần làm giàm giá trị pH nước mưa khu vực Hà nội ion nss-SƠ ‘ - Xét thành phần trung hồ tính axít N H / nss-Ca2+ cho thấy giá trị tỷ lệ NH 4+/nss-Ca2+ qua năm từ 0 đến 2006 lớn chứng tò thành phần chù yếu trung hồ nước mưa ion NH - Để đánh giá khả trung hồ axít nước mưa, ta xét tỷ lệ (NH.T+ nss-Ca )/(NOj'+ nssSO42") Kết tính toan cho thấy giá trị ty lệ qưa nãm lớn hon chứng tỏ nồng độ đương lượng thành phần cation, thành phần trung hồ axít (N H /+ nss-Ca2") lcm nông độ đương lượng thành phần anion, thành phần gây ax.it nước mưa (NO + nss-S0 42 ) Ta xét biên thiên tỷ lệ biến đổi cùa giá trị pH lượng mưa( Hình ) 2500 P 2000 p 5C 1500 co csap H 1000 I 500 c - I (NH4+ + nss C a + )/(N - * nss S -) - Luong mua 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Năm Hình Biến thiên tý lệ (N H /+ nss~Ca: ) / ( N + nss-SƠ4 ‘ ) giá trị p ll lưựng m ua 154 biên dôi cua H a S õ i n ỵà ) i " ÙÌÚI V4 núm < m Hội thảo “Duy trì nâng cao chất lượng khơng khí Việt Nam“ lần thứ hai Như vậy, thành phần nước mưa Hà nội có lượng lớn cation (NH4++ nss-Ca2+) đàm bảo trì cân hoá học với (N 3'+ nss-S042'), giá trị pH trung bình năm giai đoạn 2000-2006 hầu hết lớn 5,6 Lắng đọng ion Kểt lắng ướt ion S 42\ N 3\ H+, N H /, Ca2+ giai đoạn 2000-2006 trạm Láng Hà Nơi thể từ hình 7-11 Các biều đồ cho thấy lượng lắng đọng cùa ion S 42', N 3\ H+, NH4\ Ca2+ thường cao tháng mùa mưa giảm dân vào cuôi mùa mưa vào mùa khô Tổng lắng ion SƠ4 \ N 3\ N H /, Ca2+ có khuynh hướng tăng dần theo năm Hình Tổng lắng SO j2‘ tháng năm( mmol/m2) Hà Nội giai đoạn năm 2000-2006 Hình Tổng lắng NO tháng năm( mm ol/m 2) Hà nội giai đoạn năm 2000-2006 tia \ội ni;jy 30 ihátvị nám 200y 155 Hội thảo “Duy trì cao chất lượng không Việt Nam" lẩn thứ hai Hình Tổng lắng H+ tháng năm( ramol/m2) Hà Nội giai đoạn năm 2000-2006 Hình 10 Tông lăng NH4 tháng năm( ramol/m') Hà Nội giai đoạn năm 2000-2006 Hình 11 Tổng lắng N H / tháng năm( mmol/m3) Hà Nội giai đoạn năm 2000-2006 156 Hừ NỌ/, ngừy ỉo ỉhủn‘4 nám 200H Hội thảo “Duy trì cao chất lượng khơng khí a Việt Nam" lân thứ hai Kết luận Trên sờ nguồn số liệu quan trắc lắng đọng axít trạm Láng Hà Nội giai đoạn từ năm 20002006 cùa Mạng lưới quan trắc lấng đọng axít vùng Đông A( EANET), tác già tiến hành phân tích đánh giá trạng lắng đọng ướt đưa số kết luận sau: - Kết đánh giá cho thấy mưa axít( pH