Đánh giá chất lượng môi trường không khí bằng chỉ tiêu tổng hợp dựa trên chuỗi số liệu quan trắc tự động tại thành phố hà nội và đà nẵng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN *** Nguyễn Thúy Hƣờng ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG MƠI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ BẰNG CHỈ TIÊU TỔNG HỢP DỰA TRÊN CHUỖI SỐ LIỆU QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG TẠI THÀNH PHỐ HÀ NỘI VÀ ĐÀ NẴNG LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội, 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN *** Nguyễn Thúy Hƣờng ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG MƠI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ BẰNG CHỈ TIÊU TỔNG HỢP DỰA TRÊN CHUỖI SỐ LIỆU QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG TẠI THÀNH PHỐ HÀ NỘI VÀ ĐÀ NẴNG Chuyên ngành: Khoa học Môi trƣờng Mã số: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: GS TS Phạm Ngọc Hồ Hà Nội, 2015 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới NGƯT GS TS Phạm Ngọc Hồ, thầy tận tình hướng dẫn, giúp đỡ suốt trình thực luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn lãnh đạo cán quản lý Trung tâm Quan trắc Môi trường, Tổng cục Môi trường cung cấp số liệu phục vụ cho việc thực nghiên cứu Tác giả xin chân thành cảm ơn lãnh đạo cán Trung tâm Nghiên cứu Quan trắc Mơ hình hóa Mơi trường, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội hỗ trợ tạo điều kiện thuận lợi suốt trình thực luận văn Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô Khoa Môi trường, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội truyền đạt kiến thức, chia sẻ kinh nghiệm quý báu với tác giả suốt trình học tập, nghiên cứu thực luận văn Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân bạn bè quan tâm, chia sẻ động viên tác giả suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận văn Tác giả Nguyễn Thúy Hƣờng i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC HÌNH iv DANH MỤC BẢNG .v DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .vii MỞ ĐẦU Chƣơng 1: TỔNG QUAN .4 1.1 Tổng quan tài liệu liên quan đến trạm quan trắc chất lƣợng khơng khí tự động cố định .4 1.1.1 Hiện trạng mạng lƣới quan trắc chất lƣợng khơng khí tự động cố định quốc gia 1.1.2 Giới thiệu chung trạm quan trắc CLKK tự động Nguyễn Văn Cừ (Hà Nội) Lê Duẩn (Đà Nẵng) 1.1.3 Một số đánh giá trƣớc dựa số liệu quan trắc CLKK tự động trạm Nguyễn Văn Cừ trạm Lê Duẩn 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu ứng dụng số đánh giá chất lƣợng môi trƣờng khơng khí ngồi nƣớc quan phủ nhƣ nhà khoa học 10 Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu 22 2.2 Phạm vi nghiên cứu 22 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 22 2.3.1 Xử lý số liệu 22 2.3.2 Phƣơng pháp số chất lƣợng/ơ nhiễm mơi trƣờng khơng khí 24 ii 2.3.3 Trình bày kết nghiên cứu 34 Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 35 3.1 Chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí đánh giá theo phƣơng pháp AQI tác giả Nghiêm Trung Dũng so sánh với RAPI tác giả Phạm Ngọc Hồ cho trạm (trƣờng hợp 1) 35 3.2 Chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí đánh giá theo phƣơng pháp AQI Tổng cục so sánh với RAPI tác giả Phạm Ngọc Hồ cho trạm (trƣờng hợp 2) 45 3.3 Nhận xét chung 55 3.4 Thảo luận 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 PHỤ LỤC 66 iii DANH MỤC HÌNH Hình Bản đồ phân bố trạm quan trắc khơng khí cố định tự động Bộ Tài nguyên Môi trƣờng quản lý Hình Bản đồ trạm quan trắc khơng khí cố định, tự động đƣợc khảo sát Hình Tần suất chất lƣợng môi trƣờng theo tháng trạm Nguyễn Văn Cừ đánh giá theo AQI-NTD RAPI 41 Hình Tần suất chất lƣợng mơi trƣờng theo tháng trạm Lê Duẩn đánh giá theo AQI-NTD RAPI 42 Hình Tần suất chất lƣợng môi trƣờng theo năm trạm đánh giá theo AQI-NTD RAPI 43 Hình Tần suất chất lƣợng mơi trƣờng trạm Nguyễn Văn Cừ đánh giá theo AQITC RAPI 51 Hình Tần suất chất lƣợng môi trƣờng trạm Lê Duẩn đánh giá theo AQI-TC RAPI 52 Hình Tần suất chất lƣợng mơi trƣờng theo năm trạm đánh giá theo AQI-TC RAPI 53 iv DANH MỤC BẢNG Bảng Bảng tổng kết số số chất lƣợng khơng khí tổng hợp có tính đến tham gia thông số ô nhiễm 14 Bảng Bảng thống kê liệu đầu vào cho phƣơng pháp 23 Bảng Bảng phân cấp số chất lƣợng môi trƣờng theo số AQI 25 Bảng Các điểm giới hạn AQI tƣơng ứng với QCVN 05/BTNMT 26 Bảng Hình thức thể ý nghĩ sức khỏe AQI 27 Bảng Ví dụ minh họa cách tính trọng số Wi (TCj) chất khảo sát có QCVN 05:2013/BTNMT 30 * Bảng Bảng phân cấp chất lƣợng môi trƣờng dựa RAPI/RAPI 32 Bảng Bảng trọng số cho thông số ứng với trƣờng hợp 33 Bảng Bảng trọng số cho thông số ứng với trƣờng hợp 33 Bảng 10 Thang phân cấp AQI – NTD RAPI 35 Bảng 11 Tần suất CLMT khơng khí trạm Nguyễn Văn Cừ trƣờng hợp 1: So sánh phƣơng pháp tác giả Nghiêm Trung Dũng tác giả Phạm Ngọc Hồ năm 2011 36 Bảng 12 Tần suất CLMT khơng khí trạm Nguyễn Văn Cừ trƣờng hợp 1: So sánh phƣơng pháp tác giả Nghiêm Trung Dũng tác giả Phạm Ngọc Hồ năm 2012 38 Bảng 13 Tần suất CLMT khơng khí trạm Lê Duẩn trƣờng hợp 1: So sánh phƣơng pháp tác giả Nghiêm Trung Dũng tác giả Phạm Ngọc Hồ năm 2011 39 Bảng 14 Tần suất CLMT khơng khí trạm Lê Duẩn trƣờng hợp 1: So sánh phƣơng pháp tác giả Nghiêm Trung Dũng tác giả Phạm Ngọc Hồ năm 2012 40 v Bảng 15 Thang phân cấp AQI – TC RAPI Bảng 16 Tần suất CLMT khơng khí trạm Nguyễn Văn Cừ trƣờng hợp 2: So sánh phƣơng pháp Tổng cục GS tác giả Phạm Ngọc Hồ năm 2011 47 Bảng 17 Tần suất CLMT khơng khí trạm Nguyễn Văn Cừ trƣờng hợp 2: So sánh phƣơng pháp Tổng cục GS tác giả Phạm Ngọc Hồ năm 2012 48 Bảng 18 Tần suất CLMT khơng khí trạm Lê Duẩn trƣờng hợp 2: So sánh phƣơng pháp Tổng cục GS TS Phạm Ngọc Hồ năm 2011 Bảng 19 Tần suất CLMT khơng khí trạm Lê Duẩn trƣờng hợp 2: So sánh phƣơng pháp Tổng cục GS TS Phạm Ngọc Hồ năm 2012 vi DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT A Q I A Q I N T D A Q I T C B T N M T C L K K C L M T K T T V N V C Q C V N RAPI REQI TAPI TB TC TCMT TEQI WHO Air Quality Index Chỉ số Chất lƣợng khơng khí tác giả Nguyễn Trung Dũng đề xuất Chỉ số Chất lƣợng khơng khí quy định Tổng cục Mơi trƣờng Bộ Tài ngun Mơi trƣờng Chất lƣợng khơng khí Chất lƣợng mơi trƣờng Khí tƣợng Thủy văn Nguyễn Văn Cừ Quy chuẩn Việt Nam Relative Air Pollution Index Relative Environmental Quality Index Total Air Pollution Index Trung bình Tiêu chuẩn Tổng cục Môi trƣờng Total Environmental Quality Index World Health Organization vii STT Tên trạm Trạm quan trắc môi trƣờng khơng khí Hà Nội Trạm khí tƣợng mơi trƣờng vùng Cúc Phƣơng Trạm quan trắc môi trƣờng khơng khí tự động Pleiku 10 Trạm Thủy văn Môi trƣờng Hà Nội Tổng cục Môi trƣờng vận hành Trạm quốc gia quan trắc mơi trƣờng khơng khí tự động, liên tục Gia Lâm 68 STT Tên trạm Trạm quốc gia quan trắc môi trƣờng không khí tự động, liên tục Đà Nẵng Trạm quốc gia quan trắc mơi trƣờng khơng khí tự động, liên tục Lăng Bác Trạm quốc gia quan trắc mơi trƣờng khơng khí tự động, liên tục Nha Trang Trạm quốc gia quan trắc môi trƣờng khơng khí tự động, liên tục Phú Thọ Trạm quốc gia quan trắc mơi trƣờng khơng khí tự động, 69 STT Tên trạm liên tục Huế Trạm quốc gia quan trắc mơi trƣờng khơng khí tự động, liên tục Quảng Ninh 70 PHỤ LỤC Bảng đối chiếu thang phân cấp AQI (Mỹ) O3 (ppm) O3 (ppm) giờ 0,000-0,059 - 0,060-0,075 - 0,076-0,095 0,125-0,164 0,096-0,115 0,165-0,204 0,116-0,374 0,205-0,404 () 0,405-0,504 0,505-0,604 () h Các khu vực nhìn chung yêu cầu báo cáo giá trị AQI dựa giá trị O Tuy nhiên, có số nhỏ khu vực tính giá trị h h AQI dựa O3 nhằm mục đích phịng ngừa Trong trƣờng hợp này, ngồi việc tính tốn số O số h O3 đƣợc tính tốn, giá trị cao số hai giá trị đƣợc báo cáo Giá trị O3 khơng có giá trị xác định cho AQI ≥ 301 Giá trị AQI ≥ 301 tính tốn giá trị nồng độ O 3 Nếu mức ảnh hƣởng PM2.5 đƣợc ban hành, giá trị thay đổi h Không sử dụng giá trị SO2 để tính cho giá trị AQI ≥ 200 Với trƣờng hợp AQI ≥ 200 đƣợc tính toán cho SO 24 72 h PHỤ LỤC Bảng đối chiếu thang phân cấp AQI (Canada Anh) O3 h Trung bình h liên tục Chỉ số µgm ppb 0-33 0-16 34-65 17-32 66-99 33-49 100-125 50-62 126-153 63-76 154-179 77-89 180-239 90-119 240-299 120-149 O3 h Trung bình h liên tục Chỉ số µgm ppb 10 300-359 ≥360 150 ≥180 74 PHỤ LỤC Phụ lục Minh họa liệu gốc ban đầu ngày trạm (đã lược bớt phần liệu khí tượng) Format: XTAB(V:1;HEAD:2;COL:TCFFFFFFFFFFFFFFFF) StartTime: 2011/01/31 00:00:00 EndTime: 2011/02/01 00:00:00 Period: 24 h Station: DA NANG Time MeasPt 1/31/2011 1:00 1/31/2011 2:00 1/31/2011 3:00 1/31/2011 4:00 1/31/2011 5:00 1/31/2011 6:00 1/31/2011 7:00 1/31/2011 8:00 1/31/2011 9:00 1/31/2011 10:00 1/31/2011 11:00 1/31/2011 12:00 1/31/2011 13:00 1/31/2011 14:00 1/31/2011 15:00 1/31/2011 16:00 1/31/2011 17:00 1/31/2011 18:00 1/31/2011 19:00 1/31/2011 20:00 1/31/2011 21:00 1/31/2011 22:00 1/31/2011 23:00 2/1/2011 0:00 Format: XTAB(V:1;HEAD:2;COL:TCFFFFFFFFFFFFFFFF) StartTime: 2011/10/10 00:00:00 EndTime: 2011/10/11 00:00:00 Period: 24 h Station: Gia Lam Time 10/10/2011 1:00 MeasPt 10/10/2011 2:00 10/10/2011 3:00 10/10/2011 4:00 10/10/2011 5:00 10/10/2011 6:00 10/10/2011 7:00 10/10/2011 8:00 10/10/2011 9:00 10/10/2011 10:00 10/10/2011 11:00 10/10/2011 12:00 10/10/2011 13:00 10/10/2011 14:00 10/10/2011 15:00 10/10/2011 16:00 10/10/2011 17:00 10/10/2011 18:00 10/10/2011 19:00 10/10/2011 20:00 10/10/2011 21:00 10/10/2011 22:00 10/10/2011 23:00 10/11/2011 0:00 77 Phụ lục (2) Bảng chất lượng số liệu/ thống kê số liệu trạm giai đoạn 2011-2012 Trạm Nguyễn Thông số Năm 2011 SO2 2012 2011 O3 2012 2011 CO 2012 2011 NO2 2012 2011 PM10 2012 Số liệu 78 ... động thành phố Hà Nội Đà Nẵng? ??, tác giả sử dụng đồng thời số: số AQI RAPI để đánh giá chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí xung quanh khu vực trạm quan trắc tự động Thành phố Hà Nội Thành phố Đà Nẵng. .. GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN *** Nguyễn Thúy Hƣờng ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG MƠI TRƢỜNG KHƠNG KHÍ BẰNG CHỈ TIÊU TỔNG HỢP DỰA TRÊN CHUỖI SỐ LIỆU QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG TẠI THÀNH PHỐ... trạm quan trắc CLKK tự động Nguyễn Văn Cừ (Hà Nội) Lê Duẩn (Đà Nẵng) 1.1.3 Một số đánh giá trƣớc dựa số liệu quan trắc CLKK tự động trạm Nguyễn Văn Cừ trạm Lê Duẩn 1.2 Tổng quan