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 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN *** Nguyễn Thúy Hường ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MƠI TRƯỜNG 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 TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN *** Nguyễn Thúy Hường ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MƠI TRƯỜNG 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 Hường 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 Error! Bookmark not defined 1.1 Tổng quan tài liệu liên quan đến trạm quan trắc chất lƣợng khơng khí tự động cố định Error! Bookmark not defined 1.1.1 Hiện trạng mạng lƣới quan trắc chất lƣợng khơng khí tự động cố định quốc gia Error! Bookmark not defined 1.1.2 Giới thiệu chung trạm quan trắc CLKK tự động Nguyễn Văn Cừ (Hà Nội) Lê Duẩn (Đà Nẵng) Error! Bookmark not defined 1.1.3 Một số đánh giá trƣớc dựa số liệu quan trắc CLKK tự động trạm Nguyễn Văn Cừ trạm Lê DuẩnError! Bookmark not defined 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu ứng dụng số đánh giá chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí ngồi nƣớc quan phủ nhƣ nhà khoa học Error! Bookmark not defined Chƣơng 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Error! Bookmark not defined 2.1 Đối tƣợng nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.2 Phạm vi nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu Error! Bookmark not defined ii 2.3.1 Xử lý số liệu Error! Bookmark not defined 2.3.2 Phƣơng pháp số chất lƣợng/ơ nhiễm mơi trƣờng khơng khí Error! Bookmark not defined 2.3.3 Trình bày kết nghiên cứu Error! Bookmark not defined Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬNError! Bookmark not defined 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) Error! Bookmark not defined 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) Error! Bookmark not defined 3.3 Nhận xét chung Error! Bookmark not defined 3.4 Thảo luận Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO .9 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined 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 Error! Bookmark not defined Hình Bản đồ trạm quan trắc khơng khí cố định, tự động đƣợc khảo sát Error! Bookmark not defined Hình Tần suất chất lƣợng môi trƣờng theo tháng trạm Nguyễn Văn Cừ đánh giá theo AQI-NTD RAPI Error! Bookmark not defined Hình Tần suất chất lƣợng mơi trƣờng theo tháng trạm Lê Duẩn đánh giá theo AQI-NTD RAPI Error! Bookmark not defined Hình Tần suất chất lƣợng mơi trƣờng theo năm trạm đánh giá theo AQI-NTD RAPI Error! Bookmark not defined Hình Tần suất chất lƣợng mơi trƣờng trạm Nguyễn Văn Cừ đánh giá theo AQITC RAPI Error! Bookmark not defined Hình Tần suất chất lƣợng môi trƣờng trạm Lê Duẩn đánh giá theo AQI-TC RAPI Error! Bookmark not defined Hình Tần suất chất lƣợng môi trƣờng theo năm trạm đánh giá theo AQI-TC RAPI Error! Bookmark not defined 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 Error! Bookmark not defined Bảng Bảng thống kê liệu đầu vào cho phƣơng pháp Error! Bookmark not defined Bảng Bảng phân cấp số chất lƣợng môi trƣờng theo số AQI Error! Bookmark not defined Bảng Các điểm giới hạn AQI tƣơng ứng với QCVN 05/BTNMT Error! Bookmark not defined Bảng Hình thức thể ý nghĩ sức khỏe AQIError! Bookmark not defined Bảng Ví dụ minh họa cách tính trọng số Wi (TCj) chất khảo sát có QCVN 05:2013/BTNMT Error! Bookmark not defined Bảng Bảng phân cấp chất lƣợng môi trƣờng dựa RAPI/RAPI* Error! Bookmark not defined Bảng Bảng trọng số cho thông số ứng với trƣờng hợp Error! Bookmark not defined Bảng Bảng trọng số cho thông số ứng với trƣờng hợp Error! Bookmark not defined Bảng 10 Thang phân cấp AQI – NTD RAPIError! Bookmark not defined 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 Error! Bookmark not defined v 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 Error! Bookmark not defined 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 Error! Bookmark not defined Bảng 14 Tần suất CLMT không khí trạm Lê Duẩn trƣờng hợp 1: So sánh phƣơng pháp tác giả Nghiêm Trung Dũng tác giả Phạm Ngọc Hồ năm 2012 Error! Bookmark not defined Bảng 15 Thang phân cấp AQI – TC RAPIError! Bookmark not defined 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 Error! Bookmark not defined 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 Error! Bookmark not defined 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 Error! Bookmark not defined 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 Error! Bookmark not defined vi vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT AQI Air Quality Index AQI-NTD Chỉ số Chất lƣợng không khí tác giả Nguyễn Trung Dũng đề xuất AQI-TC Chỉ số Chất lƣợng khơng khí quy định Tổng cục Môi trƣờng BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trƣờng CLKK Chất lƣợng khơng khí CLMT Chất lƣợng mơi trƣờng KTTV Khí tƣợng Thủy văn NVC Nguyễn Văn Cừ QCVN Quy chuẩn Việt Nam RAPI Relative Air Pollution Index REQI Relative Environmental Quality Index TAPI Total Air Pollution Index TB Trung bình TC Tiêu chuẩn TCMT Tổng cục Mơi trƣờng TEQI Total Environmental Quality Index WHO World Health Organization viii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài nghiên cứu Tổ chức Y tế giới (WHO) ƣớc tính nhiễm khơng khí ngun nhân ba triệu trƣờng hợp tử vong sớm hàng năm tồn giới [36] SO2, hạt bụi xâm nhập vào phận hô hấp ngƣời NO2, CO chất nhiễm phát sinh chủ yếu từ phƣơng tiện giao thông vận tải chạy động diesel Các chất ô nhiễm với chất ô nhiễm thứ cấp O3, gây tác động không nhỏ tới sức khỏe, tài sản, mơi trƣờng sống ngƣời Ơ nhiễm khơng khí nhận đƣợc quan tâm ý Chính phủ Việt Nam năm gần Thủ tƣớng Chính phủ Việt Nam có định số 16/2007/QĐ-TTg ngày 29 tháng 01 năm 2007 việc phê duyệt "Quy hoạch tổng thể mạng lƣới quan trắc tài nguyên môi trƣờng quốc gia đến năm 2020" có quy hoạch mạng lƣới quan trắc tự động chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí tồn quốc [7] Tuy nhiên, điều có nghĩa lƣợng lớn thơng tin, liệu mơi trƣờng khơng khí đƣợc bổ sung, cập nhật giờ, ngày, năm, buộc phải tiếp nhận hiểu Việc có đƣợc hệ thống quan trắc chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí đáp ứng u cầu thật khơng dễ Sử dụng, tổng hợp, phân tích chuỗi số liệu quan trắc làm sở cho việc đánh giá chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí tồn diện, có tính thuyết phục lại khơng đơn giản Về khía cạnh mơi trƣờng, cơng chúng hay nhà chức trách muốn có câu trả lời cho câu hỏi liên quan đến chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí xung quanh, ―tốt hay xấu đi?‖ ―nó có nhiễm hay khơng nhiễm mức độ nào?‖ Họ mong muốn câu trả lời ngắn gọn, đơn giản dễ nắm bắt Mặt khác, nhà khoa học hay chuyên gia lĩnh vực lại thấy câu hỏi khơng đơn giản chút nào, địi hỏi có phân tích hàng trăm phép đo nồng độ chất ô nhiễm khác nhau, phức tạp thiếu liệu, liệu không đồng tồn mơ hồ, không chắn kết Thật không may, ngƣời đặt câu hỏi thƣờng khơng hài lịng TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Phạm Thị Việt Anh, Nguyễn Thúy Hƣờng (2012), "Đánh giá chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí nội thành Hà Nội tiêu tổng hợp dựa số liệu trạm quan trắc tự động", Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ số 28 (4S), tr 1-9 Bộ Tài nguyên Môi trƣờng (2014), "Báo cáo môi trƣờng quốc gia 2013 – Mơi trƣờng khơng khí", tr 49-66 Cổng thông tin quan trắc môi trƣờng (2014), "Xây dựng, hoàn thiện hệ thống trạm Quốc gia quan trắc tự động mơi trƣờng khơng khí" Nghiêm Trung Dũng, Đinh Thu Hằng, Nguyễn Thành Dƣơng (2012), "Nghiên cứu ứng dụng số chất lƣợng khơng khí (AQI) để phục vụ cho công tác quản lý chất lƣợng không khí", Tạp chí Khí tượng Thủy văn, số 613, tr 13-16 Phạm Ngọc Hồ (2013), "Một cách tiếp cận để đánh giá mức độ nhiễm khơng khí", Tuyển tập Hội nghị Khoa học Mơ hình hóa Mơi trường, Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, tr 1-16 Phạm Ngọc Hồ, Phạm Thị Việt Anh, Nguyễn Thúy Hƣờng, Phạm Thị Thu Hà, Dƣơng Ngọc Bách (2013), "Xây dựng biến trình năm số ô nhiễm tổng cộng từ chuỗi số liệu liên tục năm 2011 trạm quan trắc khơng khí tự động Nguyễn Văn Cừ Hà Nội", Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, số Tập 29 (Khoa học Tự nhiên Cơng nghệ ), tr 94-99 Thủ tƣớng Chính phủ (2007), Quyết định việc phê duyệt "Quy hoạch tổng thể mạng lƣới quan trắc tài nguyên môi trƣờng quốc gia đến năm 2020" Tổng cục Môi trƣờng (2015), "Danh mục thiết bị phòng kiểm chuẩn" 10 Tổng cục Môi trƣờng (2011), Quyết định 878/QĐ-TCMT việc ―Ban hành sổ tay hƣớng dẫn tính tốn số chất lƣợng khơng khí (AQI)" 10 Trung tâm Nghiên cứu Quan trắc Mơ hình hóa Mơi trƣờng (CEMM) (2011), "Quy hoạch mạng lƣới quan trắc chất lƣợng môi trƣờng khơng khí thành phố Hà Nội đến năm 2020" 11 Trung tâm Quan trắc Mơi trƣờng (2011), "Phƣơng pháp tính tốn số chất lƣợng khơng khí (AQI)" 12 Trần Sơn Tùng (2012), "Đánh giá chất lƣợng khơng khí thơng qua số liệu trạm quan trắc tự động Hà Nội, Đà Nẵng đề xuất giải pháp giảm thiểu", Luận văn Thạc sĩ Khoa Môi trường, Đại học Quôc gia Hà Nội, tr 30-32 Tiếng Anh 13 Bishoi Amit Prakash Biswanath, Jain V.K (2009), "A Comparative Study of Air Quality Index Based on Factor Analysis and US-EPA Methods for an Urban Environment", Aerosol and Air Quality Research, Volume 9, pp 1-17 14 Cairncross Eugene K., John Juanette, Zunckel Mark (2007), "A novel air pollution index based on the relative risk of daily mortality associated with short-term exposure to common air pollutants", Atmospheric Environment, Volume 41(38), pp 8442-8454 15 Chelani A B., Chalapati Rao C V., Phadke K M., Hasan M Z (2002), "Formation of an Air Quality Index in India", International Journal of Environmental Studies, Volume 59(3), pp 331-342 16 Cheng Wan-Li, Kuo Yu-Chih, Lin Pay-Liam, Chang Ken-Hui, Chen YuSong, Lin Tso-Mei, Huang Ruth (2004), "Revised air quality index derived 11 from an entropy function", Atmospheric Environment, Volume 38(3), pp 383-391 17 Cogliani Euro (2001), "Air pollution forecast in cities by an air pollution index highly correlated with meteorological variables", Atmospheric Environment, Volume 35(16), pp 2871-2877 18 Gurjar B R., Butler T M., Lawrence M G., Lelieveld J (2008), "Evaluation of emissions and air quality in megacities", Atmospheric Environment, Volume 42(7), pp 1593-1606 19 Hewings John (2001), "Air Quality Indices: A Review" Pollution Probe 20 Pham Ngoc Ho (2011), "Weighted and Standardized Total Environmental Quality Index (TEQI) Approach in Assessing Environmental Compartments (Air, Soil and Water)", Proceedings International Conference Environmental Planning, Land Use Change and Monitoring 21 Pham Ngoc Ho (2011), "Weighted and Standardized Total Environmental Quality Index (TEQI) Approach in Assessing Environmental Components (Air, Soil and Water)", VNU Journal of Science, Earch Science, Volume 27, pp 127-134 22 Khanna Neha (2000), "Measuring environmental quality: an index of pollution", Ecological Economics, Volume 35 (2), pp 191-202 23 Kyrkilis George, Chaloulakou Arhontoula, Kassomenos Pavlos A (2007), "Development of an aggregate Air Quality Index for an urban Mediterranean agglomeration: Relation to potential health effects", Environment International, Volume 33 (5), pp 670-676 24 Makra László, Mayer Helmut, Béczi Rita, Borsos Emőke (2003), "Evaluation of the air quality of Szeged with some assessment methods", pp 85-93 12 25 McCluney Lance O (2007), "Calculating 8-Hour Ozone Design Values", US Environmental Protection Agency 26 Murena Fabio (2004), "Measuring air quality over large urban areas: development and application of an air pollution index at the urban area of Naples", Atmospheric Environment, Volume 38 (36), pp 6195-6202 27 Plaia A., Salvo F Di, Ruggieri M., Agró G (2013), "A MultisiteMultipollutant Air Quality Index", Atmospheric Environment, Volume 70(0), pp 387-391 28 Plaia Antonella, Ruggieri Mariantonietta (2011), "Air quality indices: a review", Reviews in Environmental Science and Bio/Technology, Volume 10, pp 165-179 29 Ott Wayne R (1978), Environmental Indices - Theory and Practice, Ann Arbor Science 30 Swamee Prabhat K., Tyagi Aditya (1999), "Formation of an Air Pollution Index", Journal of the Air & Waste Management Association, Volume 49(1), pp 88-91 31 U.S Environmental Protection Agency (2012), "Technical Assistance Document for the Reporting of Daily Air Quality – the Air Quality Index (AQI)" 32 Van den Elshout Sef, Léger Karine, Heich Hermann (2014), "CAQI Common Air Quality Index — Update with PM2.5 and sensitivity analysis", Science of The Total Environment, Volume 488–489(0), pp 461-468 33 Zhou P., Ang B W., Poh K L (2006), "Comparing aggregating methods for constructing the composite environmental index: An objective measure", Ecological Economics, Volume 59 (3), pp 305-311 Các trang web 13 34 Phạm Ngọc Đăng, Phạm Thị Thanh Trâm (2014) "Đề xuất mô hình tính tốn số chất lƣợng khơng khí tổng hợp áp dụng cho Việt Nam", http://www.quantracmoitruong.gov.vn/VN/TINTRANGCHU_Content/tabi d/330/cat/115/nfriend/3744492/language/vi-VN/Default.aspx (truy cập ngày 10-1-2015) 35 Georgia Department of Natural Resources Air Protection Branch Environmental Protection Division, "Information about the Air Quality Index (AQI)", http://www.air.dnr.state.ga.us/information/aqi.html (truy cập 16-10-2014) 36 WHO (2014), "Ambient (outdoor) air quality http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs313/en/ 2014) 14 (truy and cập health", 10-03- ... GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN *** Nguyễn Thúy Hường ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ BẰNG CHỈ TIÊU TỔNG HỢP DỰA TRÊN CHUỖI SỐ LIỆU QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG TẠI THÀNH PHỐ... (2012), "Đánh giá chất lƣợng không khí thơng qua số liệu trạm quan trắc tự động Hà Nội, Đà Nẵng đề xuất giải pháp giảm thiểu", Luận văn Thạc sĩ Khoa Môi trường, Đại học Quôc gia Hà Nội, tr 30-32... khí nội thành Hà Nội tiêu tổng hợp dựa số liệu trạm quan trắc tự động" , Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ số 28 (4S), tr 1-9 Bộ Tài nguyên Môi trƣờng (2014), "Báo cáo môi trƣờng