2.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới.
2.2.1.1 Hồng Kông
Hồng Kông có một mạng lưới quan trắc không khí hoạt động hiệu quả với 11 trạm quan trắc không khí cố định liên tục. Mạng lưới quan trắc này cung cấp các số liệu phục vụ việc đánh giá, giám sát chất lượng môi trường không khí cũng như phục vụ quá trình đưa ra các quy ết định về bảo vệ môi trường. Số liệu quan trắc của mạng lưới này được tính toán thành chỉ số AQI và công bố theo thời gian thực cho cộng đồng trên nhiều phương tiện thông tin.
Chỉ số chất lượng không khí đư ợc tính dựa trên số liệu của các thông số : TSP, SO2, CO, O3 và NO3. Khoảng giá trị của AQI từ 0 - 500 và giá trị AQI từ 0 - 100 được coi là chất lượng môi trường không khí tốt. Giá trị AQI lớn hơn 100 có ngh ĩa là môi trường không khí đã bị ô nhiễm và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người. Cụ thể các khoảng giá trị AQI như sau:
Bảng 2.6. Các mức AQI và giá tr ị tương ứng tại Hồng Kông Khoảng giá trị AQI Cảnh báo cho cộng đồng về chất lượng môi trường
0 - 25 Không ảnh hưởng đến sức khỏe
26 - 50 Không ảnh hưởng đến người bình thường
51 - 100 Các tác động mãn tính có th ể xảy ra nếu chịu tác động trong thời gian dài
101 - 200
Những người bị bệnh tin hoặc bệnh hô hấp có thể nhận thấy rừ tỏc động, người bỡnh thường cũng cú thể thấy cỏc tỏc động đến sức khỏe
201 - 500
Những người mắc bệnh tim hoặc bệnh hô hấp bị tăng đáng kể các triêu chứng, người bình thường cũng dễ gặp các triệu chứng như: chảy nước mắt, ho, viêm họng…
Công thức tính toán chỉ số chất lượng không khí tại Hong Kong cũng tương tự như công thức đang được áp dụng tại Hoa Kỳ, tuy nhiên các tham số trong công thức (các chỉ số trên và chỉ số dưới) có sự khác biệt. Công thức như sau:
Ip: Chỉ số chất lượng môi trường môi trường không khí của chất ô nhiễm p Cp: Nồng độ của chất ô nhiễm p
BPHi: Chỉ số trên của Cp BPH0: Chỉ số dưới của Cp
IHi: Chỉ số AQI ứng với nồng độ BPHi IL0: Chỉ số AQI ứng với nồng độ BPL0
Để xây dựng được các chỉ số phải căn cứ vào tiêu chuẩn môi trường quốc gia và các nghiên c ứu về ảnh hưởng của chất ô nhiễm tới sức khỏe. Bảng dưới đây là tiêu chu ẩn môi trường của Hồng Kông.[10]
Bảng 2.7. Tiêu chuẩn môi trường của Hong Kong Chất ô
nhiễm
Loại trung bình
1h 8h 24h 3 tháng 1 năm
SO2 800 -- 350 -- 80
Bụi tổng số -- -- 260 -- 80
Bụi lơ lửng -- -- 180 -- 55
NO2 300 -- 150 -- 80
CO 30000 10000 -- -- --
O3 240 -- -- -- --
Chì -- -- -- 1.5 --
Về cơ bản công thức tính toán áp dụng tại Hong Kong và Hoa K ỳ là tương tự nhau, tuy nhiên do mỗi nơi có đặc điểm về môi trường không khí khác nhau, mức độ chặt chẽ cùng tiêu chuẩn khác nhau vì vậy các hệ số trong công thức cũng khác nhau.[
2.2.1.2 Hoa Kỳ
Hoa kỳ là quốc gia có mạng lưới quan trắc môi trường nói chung, mạng lưới quan trắc không khí nói riêng rất hoàn chỉnh và đồng bộ. Đây là cơ sở để xây dựng các loại chỉ số, chỉ thị và đưa ra các cảnh báo kịp thời về hiện trạng và diễn biến của các thành phần môi trường. Chất lượng không khí của Hoa Kỳ đã được công bố theo thời gian thực trên
hầu khắp lãnh thổ. AQI được tính toán từ các thông số CO, O3, NO2, SO2, PM - 10, PM - 2,5 và có thang đo từ 0 - 500. Cụ thể các mức AQI và ý nghĩa của các mức được cho trong bảng sau:
Bảng 2.8. Các mức AQI tại Hoa Kỳ
Khoảng giá trị AQI Cảnh báo cho cộng đồng về chất lượng môi trường
0 – 50 Tốt
51 - 100 Trung bình
101 - 150 Ảnh hưởng xấu đến nhóm nhạy cảm 151 - 200 Ảnh hưởng xấu đến sức khỏe
201 - 300 Ảnh hưởng rất xấu đến sức khỏe
301 - 500 Nguy hiểm
Công thức tính toán chỉ số chất lượng không khí từng thông số (AQI phụ) của Hoa Kỳ như sau:[10]
Trong đó:
Ip: Chỉ số chất lượng môi trường môi trường không khí của chất ô nhiễm p Cp: Nồng độ của chất ô nhiễm p
BPHi: Chỉ số trên của Cp BPH0: Chỉ số dưới của Cp
IHi: Chỉ số AQI ứng với nồng độ BPHi IL0: Chỉ số AQI ứng với nồng độ BPL0 2.2.3. Tình hình nghiên cứu trong nước
a. Tính toán giá trị AQI theo giờ.
* Giá trị AQI theo giờ của từng thông số (AQIxh):
Giá trị AQI theo giờ của từng thông số được tính toán theo công thức sau đây:
100 .
x x h
x QC
AQI = TS
TSx: Giá trị quan trắc trung bình 1 giờ của thông số X QCx: Giá trị quy chuẩn trung bình 1 giờ của thông số X
Lưu ý: Đối với thông số PM10: do không có quy chuẩn trung bình 1 giờ, vì vậy lấy quy chuẩn của TSP trung bình 1 giờ thay thế cho PM10
AQIxh : Giá trị AQI theo giờ của thông số X (được làm tròn thành số nguyên).
* Giá trị AQI theo giờ:
Sau khi đã có giá trị AQIxh theo giờ của mỗi thông số, chọn giá trị AQI lớn nhất của 05 thông số trong cùng một thời gian (01 giờ) để lấy làm giá trị AQI theo giờ.
AQIh = max(AQIhx)
Trong 01 ngày, mỗi thông số có 24 giá trị trung bình 01 giờ, vì vậy, đối với mỗi thông số sẽ tính toán được 24 giá trị AQIxh giờ, tương ứng sẽ tính toán được 24 giá trị AQI theo giờ để đánh giá chất lượng môi trường không khí xung quanh và mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe con người theo giờ.[1]
b. Tính toán giá trị AQI theo ngày
* Giá trị AQI theo ngày của từng thông số:
Đầu tiên tính giá trị trung gian là AQI trung bình 24 giờ của từng thông số theo công thức sau đây:
100
24 .
x h x
x QC
AQI = TS
TSx: giá trị quan trắc trung bình 24 giờ của thông số X QCx: giá trị quy chuẩn trung bình 24 giờ của thông số X
AQIx24: giá trị AQI tính bằng giá trị trung bình 24 giờ của thông số X (được làm tròn thành số nguyên).
Lưu ý: không tính giá trị AQI24hO3.
Giá trị AQI theo ngày của từng thông số được xác định là giá trị lớn nhất trong số các giá trị AQItheo giờ của thông số đó trong 01 ngày và giá trị AQI trung bình 24 giờ của thông số đó.
) ,
max( x24h xh
d
x AQI AQI
AQI =
* Giá trị AQI theo ngày:
Sau khi đã có các giá trị AQI theo ngày của mỗi thông số, giá trị AQI lớn nhất của các thông số đó được lấy làm giá AQI theo ngày của trạm quan trắc đó.
) max( xd
d AQI
AQI =
c. So sánh chỉ số chất lượng không khí đã được tính toán với bảng
Sau khi tính toán được chỉ số chất lượng không khí, sử dụng bảng xác định giá trị AQI tương ứng với mức cảnh báo chất lượng không khí và mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe con người để so sánh, đánh giá, cụ thể như sau:[1]
Bảng 2.9. Xác định giá trị AQI
Khoảng giá trị AQI Chất lượng không khí Ảnh hưởng sức khỏe Màu
0 - 50 Tốt Không ảnh hưởng đến sức
khỏe
Xanh
51 - 100 Trung bình Nhóm nhạy cảm nên hạn chế
thời gian ở bên ngoài
Vàng
101 - 200 Kém Nhóm nhạy cảm cần hạn chế
thời gian ở bên ngoài
Da cam
201 - 300 Xấu Nhóm nhạy cảm tránh ra
ngoài. Những người khác hạn chế ở bên ngoài
Đỏ
Trên 300 Nguy hại Mọi người nên ở trong nhà Nâu
Ghi chú: Nhóm nhạy cảm bao gồm: trẻ em, người già và những người mắc bệnh hô hấp.
PHẦN 3
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Phạm vi, đối tượng, địa điểm và thời gian thực hiện 3.1.1. Đối tượng nghiên cứu của đề tài
- Hiện trạng ô nhiễm môi trường không khí trên địa bàn thành phố Thái Nguyên.
3.1.1.2. Phạm vi nghiên cứu của đề tài
- Thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên.
3.1.2. Địa điểm và thời gian nghiên cứu
- Địa điểm nghiên cứu của đề tài: Trung tâm quan trắc và kỹ thuật môi trường tỉnh Thái Nguyên