Mức ơ nhiễm khơng khí PSI
ốt nhất <20 ốt 20 - 39 ốt vừa 40 - 59 Kém 60 - 79 Xấu 80 - 99 guy hiểm ≥100
a2 – Chỉ tiêu I của ục Bảo vệ Môi trƣờng của Mỹ [22]:
- ông thức:
AQI=max(AQI )p (4)
Trong đó Ip tính theo cơng thức (2) dựa trên bảng chỉ số dƣới v trên ở bảng 2.1.
- hang đánh giá tự quy định nhƣ sau:
Bảng 2.6: Phân cấp chất lƣợng khơng khí theo chỉ số tổng hợp Q của oa ỳ
hoảng giá trị Q ảnh báo cho c ng đồng về chất lƣợng môi trƣờng
0-50 ốt
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lª Hång ChiÕn
K19 – Cao häc Khoa häc M«i tr-êng Đại học Khoa học Tự nhiên
hoảng giá trị Q ảnh báo cho c ng đồng về chất lƣợng mơi trƣờng
101-150 Ảnh hƣởng xấu tới nhóm nhảy cảm 151-200 Ảnh hƣởng xấu đến sức khỏe 201-300 Ảnh hƣởng rất xấu tới sức khỏe
301-500 guy hiểm
- í dụ minh họa:
Giả thiết nồng đ 3 trung bình 8 giờ l 0,077 ppm, nồng đ PM2,5 l 40,9μg/m3
v nồng đ l 8,4 ppm. Ta tính tốn các giá trị Ip cho mỗi thông số theo bảng 2.1: 3 150-101 I = (0,077-0,076)+101=104 0,095-0,076 O PM2,5 150-101 I = (40,9-40,5)+101=102 65,4-40,5 CO 100-51 I = (8,4-4,5)+51=90 9,4-4,5
Giá trị I=max Ip trong trƣờng hợp n y l 104, ứng với chất ô nhiễm l O3. ối sánh với thang đánh giá (bảng 2.6) - Ảnh hƣởng xấu tới nhóm nhảy cảm.
2 - ánh giá theo tổng lƣợng ô nhiễm hoặc trung bình c ng
a. Liên Xơ (cũ)
ổng lƣợng ô nhiễm P đƣợc xác định bằng công thức sau:
n i i=1
P =q (5) ông thức của iên Xô với thang đánh giá 3 cấp: - P<P0 – tốt;
- P=P0 – CLKK trung bình;
- P>P0 – xấu.
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lª Hång ChiÕn
trên to n lãnh thổ iên Xô (cũ) thì P≤1.
b. M t số nƣớc khác
+ ử dụng trung bình c ng khơng có trọng số theo công thức:
n tb i i=1 1 P =AQI = q 100 n (6) + ử dụng trung bình c ng có trọng số: i i n w i=1 1 P = Wq 100 n (7)
trong đó trọng số Wi của thông số i theo đánh giá cho điểm của các chuyên gia. hang phân cấp của (6) hoặc (7) tự quy định theo từng quốc gia.
2.2.4.2. Ở Việt Nam
* Tổng cục Môi trƣờng [11]
- ông thức đánh giá bằng chỉ số I:
a. Tính tốn giá trị Q theo giờ
+ G á trị AQI t eo ờ của từn t ôn số (AQIxh)
Giá trị I theo giờ của từng thơng số đƣợc tính tốn theo cơng thức sau đây: h x x x TS AQI = ×100 QC (8)
trong đó: AQIxh: Giá trị I theo giờ của thơng số X (đƣợc l m trịn th nh số nguyên);
TSx: Giá trị quan trắc trung bình 1 giờ của thơng số X; QCx: Giá trị quy chuẩn trung bình 1 giờ của thơng số X.
Lưu ý: ối với thông số PM10: do khơng có quy chuẩn trung bình 1 giờ, vì
vậy lấy quy chuẩn của P trung bình 1 giờ thay thế cho PM10.
+ G á trị AQI t eo ờ
Luận văn Thạc sĩ Khoa häc Lª Hång ChiÕn
K19 – Cao häc Khoa häc M«i tr-êng Đại học Khoa häc Tù nhiªn
nhất của 05 thơng số trong cùng m t thời gian (01 giờ) để lấy l m giá trị AQI theo
ờ.
AQIh = max(AQIhx) (9)
rong 01 ng y, mỗi thơng số có 24 giá trị trung bình 01 giờ, vì vậy, đối với mỗi thơng số sẽ tính tốn đƣợc 24 giá trị Ixh
giờ, tƣơng ứng sẽ tính tốn đƣợc 24 giá trị I theo giờ để đánh giá chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí xung quanh v mức đ ảnh hƣởng tới sức khỏe con ngƣời theo giờ.
b. Tính tốn giá trị Q theo ngày
+ G á trị AQI t eo n ày của từn t ôn số
ầu tiên tính giá trị trung gian l I trung bình 24 giờ của từng thơng số theo công thức sau đây:
24h x x x TS AQI = 100 QC (10)
trong đó: TSx: giá trị quan trắc trung bình 24 giờ của thơng số X; QCx: giá trị quy chuẩn trung bình 24 giờ của thơng số X;
AQIx24: giá trị I tính bằng giá trị trung bình 24 giờ của thơng số X (đƣợc l m tròn th nh số nguyên).
Lưu ý: khơng tính giá trị I24h
O3.
G á trị AQI t eo n ày của từn t ôn số đƣợc xác định l giá trị lớn nhất
trong số các giá trị I theo giờ của thơng số đó trong 01 ng y v giá trị I trung bình 24 giờ của thơng số đó.
d 24h h
x x x
AQI =max(AQI ,AQI ) (11)
Lưu ý: Giá trị Id
O3 = max(AQIhO3), trong đó Id
x l giá trị I ng y của thông số X.
+ G á trị AQI theo ngày
au khi đã có các giá trị I theo ng y của mỗi thông số, giá trị I lớn nhất của các thơng số đó đƣợc lấy l m giá I theo ng y của trạm quan trắc đó.
Luận văn Thạc sĩ Khoa häc Lª Hång ChiÕn d d x AQI =max(AQI ) (12) c. So sánh chỉ số L đã đƣợc tính tốn với bảng au khi tính tốn đƣợc chỉ số , sử dụng bảng xác định giá trị I tƣơng ứng với mức cảnh báo v mức đ ảnh hƣởng tới sức khỏe con ngƣời để so sánh, đánh giá, cụ thể nhƣ sau:
Bảng 2.7: Bảng phân cấp chất lƣợng môi trƣờng theo Q hoảng giá
trị Q CLKK Ảnh hƣởng sức khỏe Màu
0 – 50 ốt hông ảnh hƣởng đến sức khỏe Xanh
51 – 100 Trung bình hóm nhạy cảm nên hạn chế thời gian
ở bên ngo i Vàng
101 – 200 Kém hóm nhạy cảm cần hạn chế thời gian
ở bên ngo i Da cam
201 – 300 Xấu hóm nhạy cảm tránh ra ngo i. hững ngƣời khác hạn chế ở bên ngo i ỏ
Trên 300 guy hại Mọi ngƣời nên ở trong nh Nâu
Ghi chú: hóm nhạy cảm bao gồm: trẻ em, ngƣời gi v những ngƣời mắc
bệnh hô hấp
* ông thức của ục iểm sốt Ơ nhiễm để khoanh vùng ô nhiễm [4]
+ ông thức để xác định chỉ tiêu tổng quát đánh giá mức đ ô nhiễm của m t khu vực nghiên cứu:
- ính tốn trung bình với điều kiện khơng có trọng số:
0 2 2
100
AQI = AQI(SO )+AQI(CO) AQI(NO ) AQI(TSP)
4 (13)
- ính tốn với điều kiện có trọng số tự cho điểm:
0 2 2
100
AQI = 1,5AQI(SO )+1AQI(CO) 1AQI(NO ) 2, 0AQI(TSP)
5, 5 (14)
trong đó các trị số I ( 2), AQI (CO), AQI (NO2), I ( P) đƣợc xác định
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lª Hång ChiÕn
K19 – Cao häc Khoa häc M«i tr-êng Đại học Khoa học Tự nhiên n i 2 2 i=1 0 2 C (SO ) 1 AQI(SO )= nC (SO ) (15) n i i=1 0 C (CO) 1 AQI(CO)= nC (CO) (16) n i 2 2 i=1 0 2 C (NO ) 1 AQI(NO )= nC (NO ) (17) n i i=1 0 C (TSP) 1 AQI(TSP)= nC (TSP) (18) Trong đó n – số điểm quan trắc i.
+ ác mức khoanh vùng ơ nhiễm:
- Mơi trƣờng khơng khí có chất lƣợng tốt: I0 ≤ 50
- Mơi trƣờng khơng khí khơng bị ơ nhiễm: 50 < I0≤ 100
- Môi trƣờng bị ô nhiễm: 100 < QI0 ≤ 200
- Môi trƣờng bị ô nhiễm nặng: 200 < I0 ≤ 300
- Môi trƣờng bị ô nhiễm rất nặng: I0 > 300
2.2.4.3. Đánh giá những ưu điểm và hạn chế của các phương pháp đã và đang áp dụng trên thế giới và ở Việt Nam
* Phƣơng pháp của Mỹ và Tổng cục Môi trƣờng Việt Nam(*)
+ Ƣu điểm:
- ính tốn đơn giản (Tổng cục Môi trƣờng Việt Nam);
- ã tính đến đ biến thiên của các chỉ số dƣới và trên nên xây dựng chỉ số đạt đ chính xác cao (Mỹ);
- ết hợp giữa đánh giá theo chỉ tiêu riêng lẻ v tổng hợp (chỉ số AQI của Mỹ);
+ Hạn chế:
- hủ yếu dùng để đánh giá dựa trên số liệu quan trắc liên tục (trạm quan trắc tự đ ng);
Luận văn Thạc sĩ Khoa häc Lª Hång ChiÕn
- hơng có trọng số tính đến mức đ đ c hại của từng thơng số v tính đ c hại của từng thông số so với tính đ c hại của tổng các thông số khảo sát (tƣơng quan giữa các thông số);
- ì khơng có trọng số nên việc lấy giá trị lớn nhất (max) của các thông số trong m t số trƣờng hợp có thể dẫn tới khơng phù hợp với thực tế.
Ví dụ 1: h h
x
AQI =max(AQI ) (công thức 9) Giả sử 2 h AQISO 197; h AQI 198 x NO ; AQICOh 57; 3 h AQIO 190; và h AQITSP200
ừ đây suy ra: h ax
AQIm 200thu c thang kém. rong khi đó nếu có trọng số (tính theo I) thì:
2 2 h AQISO WSO 1970,17 197 33,54 h AQI W 198 0, 298 198 59 x x NO NO h AQICO WCO570, 002 57 0,11 3 3 h AQIO WO 1900,331 190 62,91 h AQITSPWTSP2000,199 200 39, 73
ừ đây suy ra giá trị lớn nhất là O3 không phải P.
- hang phân cấp đánh giá cố định v tự quy định cho 6 chất chính (Mỹ), 5 chất (Tổng cục Mơi trƣờng Việt Nam) nên có thể dẫn tới đánh giá sai lệch so với thực tế.
Ví dụ 2: AQIh của 5 thơng số nhƣ ở ví dụ 1, AQIhmax 200 rơi v o thang kém của ổng cục Môi trƣờng.
rong khi đó: bụi P vƣợt P 2 lần, các thông số khác đều vƣợt CP từ 1,9-1,98 lần, ngoại trừ < P, tính theo tỷ lệ 4/5=80% thông số > P, đánh giá theo chỉ tiêu tổng hợp đáng lẽ phải rơi v o thang rất xấu mới phù hợp với thực tế (vì tổng lƣợng ơ nhiễm của 4 thơng số vƣợt P trên tổng lƣợng ô nhiễm thực tế chiếm tới 93,2%.
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lª Hång ChiÕn
K19 – Cao häc Khoa häc M«i tr-êng Đại học Khoa học Tự nhiên
Ghi chú: ác trƣờng hợp I24, AQInăm với số liệu giả định cũng xảy ra tƣơng tự.
* Phƣơng pháp của các nƣớc khác áp dụng công thức của Mỹ
+ Ƣu điểm:
ơng thức tính chỉ tiêu riêng lẻ của từng thông số đƣợc xây dựng chi tiết, đã tính đến đ biến thiên của các chỉ số dƣới v trên, sau đó mới lấy max(qi) để đánh giá bằng chỉ tiêu tổng hợp nên có đ chính xác cao.
+ Hạn chế:
- Phƣơng pháp xây dựng chỉ số phụ (chỉ số dƣới v trên) khá phức tạp cho từng quốc gia khi áp dụng;
- hơng có trọng số v thang đánh giá tự quy định cố định, nên việc lấy max cũng có thể xảy ra tƣợng tự trƣờng hợp (*);
- Phƣơng pháp chủ yếu đánh giá dựa trên số liệu quan trắc liên tục.
* Phƣơng pháp tính tổng lƣợng ô nhiễm P của Liên Xô (cũ)
+ Ƣu điểm:
- ính tốn đơn giản (cơng thức 5);
- hông xảy ra hiệu ứng che khuất (hiệu ứng “ảo”-eclipsing) vì khơng lấy trung bình;
- ố thơng số khảo sát n không hạn định;
- ó thể tính cho số liệu quan trắc liên tục (trạm tự đ ng) v số liệu quan trắc định kỳ.
+ Hạn chế:
- Phải tự xây dựng tiêu chuẩn P0 cho P ứng với từng nhóm thơng số;
- hang đánh giá khơng chi tiết, chỉ có 3 mức chung (tốt, trung bình v xấu);
- hơng có trọng số.
* Phƣơng pháp trung bình c ng của m t số nƣớc và của ục iểm soát Ơ nhiễm - Tổng cục Mơi trƣờng Việt Nam
Luận văn Th¹c sÜ Khoa häc Lª Hång ChiÕn
+ Ƣu điểm:
- ính tốn đơn giản;
- ố thơng số khảo sát n không hạn định.
+ Hạn chế:
- Xảy ra hiệu ứng che khuất (hiệu ứng ảo) vì lấy trung bình ;
- hơng có trọng số hoặc có trọng số dựa v o ý kiến chuyên gia cho điểm;
- hang đánh giá cố định v tự quy định, nên khi tổng số các thơng số n q lớn, ngƣỡng đánh giá có thể sai lệch với thực tế;
- ối với phƣơng pháp của ục iểm sốt Ơ nhiễm - ổng cục Mơi trƣờng iệt am có trọng số hay khơng có trọng số đều mắc phải 2 lần hiệu ứng “ảo”:
Thông số đầu vào lấy trung bình của từng thông số theo các điểm quan trắc i của khu vực nghiên cứu (công thức 15 đến 18);
Chỉ số tổng hợp AQI0 lại lấy trung bình 1 lần nữa (cơng thức 13 hoặc 14). iệc lấy trung bình đã dẫn đến hiệu ứng “ảo” l m san bằng số liệu quan trắc thực tế tại các điểm của khu vực khảo sát, cũng nhƣ I0 trung bình sẽ khơng phản ánh thực tế trong thang đánh giá quy định.
Ví dụ: Giả sử có 5 thơng số với Ih (trung bình giờ) tính đƣợc nhƣ sau: 2
h
AQISO 12; AQIhCO 9;
3
h
AQIO 13; vàAQITSPh 10; AQIh 300
x NO (vƣợt 3 lần P) hi đó: h 0 12 9 13 10 300 AQI 74 5
ối sánh thang đánh giá: ở mức không ô nhiễm (trung bình). iều n y khơng phù hợp với thực tế, vì đã có thơng số NOx vƣợt 3 lần P. hi có trọng số thì kết quả tính tốn xảy ra tƣơng tự.
Ghi chú: iệc lấy trung bình sẽ khơng xảy ra hiệu ứng “ảo” chỉ khi n thông
số khảo sát đều ≤ P hoặc n thông số > P .
2.2.4.4. Phương pháp chỉ số chất lượng môi trường tổng cộng (TEQI)
Luận văn Thạc sĩ Khoa học Lª Hång ChiÕn
K19 – Cao häc Khoa häc M«i tr-êng Đại học Khoa học Tự nhiªn
năm 2011 [24],[25] đã xây dựng phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng th nh phần môi trƣờng ( E I). ây l công thức chung áp dụng cho từng th nh phần mơi trƣờng (khơng khí, nƣớc, đất) dựa trên tiêu chuẩn môi trƣờng của từng quốc gia.
heo G . Phạm gọc Hồ [6]thì ƣu điểm của phƣơng pháp n y l :
1) Phƣơng pháp có thể áp dụng để tính tốn theo số liệu quan trắc tự đ ng hoặc định kỳ;
2) ố thông số quan trắc n không hạn định dựa v o tiêu chuẩn môi trƣờng/quy chuẩn môi trƣờng của mỗi quốc gia;
3) hang phân cấp đánh giá không tự quy định, nghĩa l ngƣỡng đánh giá phụ thu c số thông số khảo sát n, khắc phục đƣợc những ngƣỡng đánh giá ứng với số thông số khảo sát n quá nhỏ (n=2 hoặc 3) v số thông số n lớn hơn tùy ý;
4) hông xảy ra hiệu ứng “ảo”;
5. rọng số Wi của mỗi thơng số đƣợc tính tốn từ công thức lý thuyết, không tự cho điểm theo ý kiến chuyên gia nhƣ các phƣơng pháp khác;
6) ông thức E I v thang phân cấp phụ thu c n đều đƣợc thiết lập bằng lý thuyết dựa trên các điều kiện toán học bao gồm: giá trị bé nhất, giá trị lớn nhất, giá trị min, giá trị max, giá trị trung vị v giá trị trung bình, nên có cơ sở khoa học;
7) Ứng dụng E I có thể đánh giá M cho từng điểm khảo sát v cả vùng nghiên cứu. ồng thời thuận lợi cho việc xây dựng bản đồ phân vùng nghiên cứu dạng GI , cũng nhƣ trong việc xây dựng mơ hình tính tốn cảnh báo ơ nhiễm của khu vực nghiên cứu;
- Phƣơng pháp cải tiến chỉ số tổng hợp của S.TS Phạm Ngọc ồ:
Phƣơng pháp coi rằng, M tại m t điểm quan trắc bất kỳ r
ứng với m t thời điểm t chịu tác đ ng đồng thời của n thơng số. hi đó ta có:
n i i iq W P 1 * (19) rong đó: qi = * i i C C
Luận văn Th¹c sÜ Khoa häc Lª Hång ChiÕn
Ci* - l giá trị giới hạn cho phép của thông số i theo tiêu chuẩn môi trƣờng của mỗi quốc gia.
Wi - Trọng số của thơng số i tính tốn theo cơng thức (20) W W W n 1 i ' i ' i i * i * 1 ' i C C
W - trọng số tạm thời của chất i, ở đây * 1
C - nồng đ giới hạn cho phép
của chất đƣợc lựa chọn l m chất chuẩn hóa, * i
C - nồng đ giới hạn cho phép của chất i.
ách từ (19) thành 2 nhóm: