CHƢƠNG 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.2. Biến động nồng độ Ơzơn trung bình ngày trong tuần
Bảng 8, 9, 10 thể hiện giá trị nồng độ các chất ơ nhiễm trong khơng khí tại các khu vực nghiên cứu, giá trị trung bình đƣợc tính theo các ngày trong tuần. Có thể thấy vào các ngày đầu tuần (từ thứ 2 đến thứ 5), nồng độ Ơzơn cũng nhƣ các chất ơ nhiễm có trong khơng khí có giá trị cao hơn hẳn so với cuối tuần (thứ 7 và Chủ nhật).
ảng 8 Giá trị trung bình ngày trong tuần các chất ơ nhiễm tại Hà Nội (Đơn vị: μg/m3
)
Thời gian O3 NO NO2 NOx SO2 CO
Thứ 2 94,1 40,3 56,1 96,5 9,5 2415,8 Thứ 3 65,2 39,6 55,3 94,9 10,1 2323,6 Thứ 4 55,6 38,3 57,9 96,2 13,8 2367,3 Thứ 5 54,9 38,3 56,8 95,0 11,8 2478,8 Thứ 6 42,7 41,6 58,8 100,3 10,6 2508,8 Thứ 7 41,1 42,2 56,5 98,7 11,4 2264,6 Chủ Nhật 50,3 35,8 51,7 87,5 11,7 2005,2
ảng 9 Giá trị trung bình ngày trong tuần các chất ơ nhiễm tại Quảng Ninh (Đơn vị: μg/m3
)
Thời gian O3 NO NO2 NOx SO2 CO
Thứ 2 42,3 11,7 23,5 33,9 31,2 1104,3
Thời gian O3 NO NO2 NOx SO2 CO Thứ 4 29,6 11,6 22,0 33,0 32,1 1071,8 Thứ 5 27,7 11,5 23,1 34,3 32,1 1082,5 Thứ 6 23,0 11,7 20,9 32,7 31,7 1054,2 Thứ 7 18,2 12,3 21,0 33,6 31,9 1025,5 Chủ Nhật 17,9 9,1 20,9 29,5 31,3 994,4
ảng 10 Giá trị trung bình ngày trong tuần các chất ô nhiễm tại Phú Thọ (Đơn vị: μg/m3
)
Thời gian O3 NO NO2 NOx SO2 CO
Thứ 2 29,8 7,0 16,0 22,9 22,5 1029,1 Thứ 3 22,5 7,8 16,7 24,4 23,2 999,9 Thứ 4 19,4 7,9 16,8 24,7 22,6 1061,1 Thứ 5 29,6 7,7 16,0 23,7 23,0 1124,1 Thứ 6 16,9 7,2 18,3 25,5 23,1 1013,9 Thứ 7 18,4 7,2 17,3 24,5 23,2 958,6 Chủ Nhật 15,4 6,3 15,4 21,5 22,5 954,0
H nh 13 Diễn biến nồng độ Ơzơn các ngày trong tuần
Có thể thấy các giá trị NO, NO2, CO tại Hà Nội cao hơn hẳn so với 2 địa điểm còn lại. Nguyên nhân chủ yếu của sự biến đổi nồng độ Ơzơn tại cả 3 vị trí quan trắc chủ yếu là do sự gia tăng của nồng độ các tiền chất Nito Oxit và các hydrocacbon không chứa metan do sử đốt các loại nhiên liệu mà có:
Các phản ứng cơ bản về sự hình thành và phân giải O3 có sự liên quan bởi NO và NO2 đƣợc thể hiện bằng phƣơng trình hố học dƣới đây:
NO + O3 → NO2 + O2 (1) NO2 + hv → NO + O (2) O + O2 → O3 + M (3) O3 + NO → NO2+ O2 (4)
Trong đó: M đại diện cho một phân tử hấp thụ sự dƣ thừa của năng lƣợng và bảo đảm tính ổn định phân tử O3 đã đƣợc hình thành (thông thƣờng N2 hoặc O2).
Vào ban ngày, khi có sự ảnh hƣởng của các tia mặt trời (<400 nm), xảy ra quá trình quang phân của NO2, do bức xạ UV mạnh, O3 hình thành phản ứng với hơi nƣớc và tạo ra các gốc *OH:
H2O +UV(photon) → *H + *OH (5) O3 + *H → O2 + *OH (6)
NO2 + *OH → HNO3 (7)
Đây là nguyên nhân của việc suy giảm nồng độ NOx theo thời gian
Nồng độ NO2 bắt đầu tăng lên sau khoảng 1 giờ, sau khi nồng độ NO đạt giá trị cực đại. Thứ tự tăng dần theo thời gian lần lƣợt là NO → NO2 → O3, điều này có thể lý giải là do khi ánh sáng mặt trời cịn yếu thì có phản ứng giữa O3 và NO tạo thành NO2 (NO + O3 → NO2 + O2).
Sau khi ánh sáng mặt trời bắt đầu mạnh hơn thì xảy ra sự chuyển ngƣợc nồng độ NO2 về NO tạo thành O3 (NO2 + hv + O2→NO + O3, hv đại diện cho năng lƣợng photon, có bƣớc sóng 424 nm).
Xét các phản ứng (1), (2), (3), (4) có thể thấy nồng độ O3 trong khơng khí sẽ có sự tƣơng quan với NO và NO2 tại mỗi thời điểm là khác nhau. Trong khi đó nồng độ NOx = NO + NO2 thay đổi khá ít trong ngày. Từ đó nghiên cứu xét mối quan hệ giữa nồng độ O3 và tỉ lệ NO2/NO.
Xây dựng phƣơng trình hồi quy truyến tính của các giá trị trung bình 24 giờ giữa nồng độ Ơzơn và tỉ số NO2/NO tại 2 địa điểm trạm quan trắc Hà Nội và trạm quan trắc Phú Thọ.
H nh 15 Quan hệ giữa Ơzơn và tỉ số NO2/NO tại Phú Thọ
Qua hình 14 và 15 có thể thấy tỉ số NO2/NO có thể giải thích đƣợc tới 57% giá trị nồng độ O3 tại khu vực Hà Nội và 45% tại khu vực Phú Thọ.
Trong khí đó tại Quảng Ninh mối quan hệ giữa NO2/NO và O3 chỉ giải thích đƣợc 10%. Tuy nhiên, xét mối tƣơng quan giữa nồng độ Ơzơn và nồng độ SO2 lại thu đƣợc kết quả giá trị nồng độ SO2 tại Quảng Ninh có thể giải thích đƣợc 63% giá trị O3. Từ đó có thể thấy nồng độ O3 tại đây chịu sự ảnh hƣởng của nồng độ SO2. Tuy nhiên trong phạm vi nghiên cứu của đề tài chƣa tìm đƣợc giải thích hợp lý về mặt hóa học.