CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
6. Lịch sử nghiên cứu và những vấn đề chưa được nghiên cứu
6.2 Những vấn đề chưa được nghiên cứu
Theo xu hướng phát triển chung của thế giới, các phương pháp đánh giá bằng chỉ số ô nhiễm (API) hay chỉ số chất lượng khơng khí (AQI), kiểm kê phát thải bắt đầu được sử dụng trong một vài năm trở lại đây nhưng chưa nhiều. Phương pháp chỉ số AQI do Tổng cục Mơi trường cơng bố cịn hạn chế vì chỉ ứng dụng được với số liệu quan trắc tại các trạm tự động. Trong nước, đã có một vài nghiên cứu liên quan đến việc cải tiến, khắc phục những hạn chế trên. Nghiên cứu chuyên sâu về ảnh hưởng của ơ nhiễm khơng khí đến sức khỏe cộng đồng cịn q ít. Các nghiên cứu định lượng về khả năng loại bỏ chất ô nhiễm do cây xanh và mặt nước theo cơ chế tự nhiên chưa được đề cập đến trong các công bố trong nước.
CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ ĐÁNH GIÁ 1. Nội dung
1.1 Các nguồn gây ô nhiễm
* Nguồn gây ô nhiễm từ phương tiện giao thơng
Tp Hồ Chí Minh với lực lượng lao động tập trung cao, dân số lớn, hàng ngày có hàng triệu phương tiện đủ các loại tham gia giao thơng. Ngồi ra việc vận chuyển các loại hàng hóa phục vụ xây dựng (cát, đá, xi măng ….) cũng làm phát tán các chất độc hại ra môi trường khơng khí.
Thực tế nghiên cứu cho thấy, các khung giờ cao điểm gây kẹt xe là thời điểm ô nhiễm tăng cao. Đặc biệt là xe máy, với số lượng cao hơn chục lần các loại phương tiện khác cộng lại, nên đây là thủ phạm chính xả khí thải ra mơi trường. Theo PGS-TS Hồ Quốc Bằng, Viện Môi trường và Tài nguyên Đại học Quốc gia TPHCM khí thải từ xe máy chiếm khoảng 29% nguồn phát thải NO, 90% CO và chiếm tới 37.7% nguồn phát thải bụi, riêng nguồn phát thải bụi mịn xe máy cũng chiếm khoảng 31%.
Kết quả khảo sát và đo đạc các nguồn phát thải do Trung tâm Nghiên cứu ô nhiễm khơng khí - Viện Mơi trường và Tài ngun thực hiện cho thấy, ơ nhiễm khơng khí tại TP Hồ Chí Minh đến từ 3 nguồn chính, trong đó ngun nhân từ hoạt động giao thông chiếm khoảng 50% trên tổng số (theo Bộ giao thông vận tải).
Các vị trí quan trắc như Cát Lái, Ngã tư Huỳnh Tấn Phát – Nguyễn Văn Linh, An Sương, Gị Vấp ln có giá trị nồng độ ơ nhiễm cao vượt mức quy chuẩn. Trong đó Cát Lái là khu vực có nồng độ các chất ơ nhiễm cao nhất. Các địa điểm như ngã tư An Sương, đường Cộng Hòa, Trường Trinh, ngã tư Hàng Xanh là những khu vực có mật độ xe máy tham gia giao thơng dày đặc, kéo theo tình trạng kẹt xe, khói bụi gây ơ nhiễm hàng đầu ở Tp. HCM.
* Từ các hoạt động công nghiệp
Tp. Hồ Chí Minh có khoảng 1000 nhà máy xí nghiệp quy mô lớn nhỏ và hàng chục ngàng cơ sở sản xuất thủ công nghiệp, các khu cơng nghiệp lớn bao quanh Bình Tân, Bình Chánh, Thủ Đức, Quận 9… Các nhà máy công nghiệp hàng ngày xả ra một lượng lớn khí thải lớn, hịa vào bầu khơng khí thành phố, làm tăng mức ơ nhiễm.
Điển hình là các KCN Bình Chiểu, KCX Linh Trung (Thủ Đức), KCN Tân Thới Hiệp (Q12) đều nhận sự phản ánh gay gắt từ người dân xung quanh về vấn đề xả thải trực tiếp ra mơi trường mà khơng có bất kì biện pháp xử lý nào trong thời gian dài. Nhiều doanh nghiệp chỉ quan tâm đến lợi nhuận mà không chú trọng đầu tư các hệ thống xử lý khí thải, theo khảo sát của Bộ Tài Nguyên – Môi Trường có 9/20 doanh nghiệp sản xuất phát sinh
khí thải, chất thải nhưng khơng có hệ thống xử lý hoặc xử lý nhưng không hiệu quả, hoạt động sai quy trình thiết kế. Đáng nói hơn các ước tính gần nhất cho thấy lượng khí thải từ sinh hoạt hay cơng nghiệp đang có xu hướng gia tăng.
Chất ô nhiễm do hoạt động sản xuất công nghiệp điển hình gây nên như bụi, SO2, NO2, CO. Ngồi ra cịn các loại khí khác như H2S, HF, hơi Pb……Chiếm tỉ trọng 20% trong các nguyên nhân gây ô nhiễm ở Tp. HCM.
* Từ sinh hoạt và các hoạt động xây dựng đô thị
Các hoạt động sinh hoạt hàng ngày cũng thải ra nhiều chất độc hại thông qua việc sử dụng, đốt cháy các nhiên liệu hóa thạch như than, dầu mỏ. Các hoạt động khác như đốt rác bừa bãi cũng là nhưng nguyên nhân tiêu biểu gây ơ nhiễm. Những q trình này sản sinh ra mơi trường một lượng lớn khí NOx, CO, SOx, CO2…. rất độc, ảnh hưởng trực tiếp đến con người và các sinh vật.
Là một thành phố có hoạt động đơ thị hóa mạnh mẽ, nên xuất hiện nhiều hoạt động thi công xây dựng (làm đường, xây dựng, sửa chữa, vận chuyển nhiên vật liệu….) đã phát sinh nhiều bụi vào môi trường, đây là nguyên nhân chủ yếu gây phát tán bụi mịn, bụi nặng, và bụi lơ lửng làm cho bầu khơng khí bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Các kết quả đo lường cho thấy khoảng 50 – 60% lượng bụi trong khơng khí phát sinh từ hoạt động xây dựng. Đây cũng là yếu chiếm 30% các ngun nhân gây ơ nhiễm khơng khí trên địa bàn Tp. HCM.
* Các nguyên nhân gây ô nhiễm bụi cụ thể [22]
Nguồn Lượng phát thải (tấn/năm)
NOx CO SOx NMVOC TSP CH4 PM25
Nguồn điểm 20,495 27,597 2,786 8,648 4,508 136 1,314
Nguồn diện 843 7,030 19 980 2,101 441 912
Nguồn đường 47,048 3,499,354 10,115 585,505 2,882 10,216 1,804
Nguồn sinh học - - - 7,492 - 5,163 -
Tổng 50,386 3,533,982 12,919 602,625 9,491 15,957 4,029
PM2.5 TSP Khí thải xe gắn máy + Từ mặt đường khi xe chạy, thắng xe 32,3% Khí thải xe gắn máy + Từ mặt đường khi xe chạy,
thắng xe
24,9%
Hộ gia đình 13,8% Dệt may 14,8%
Dệt may 13,3% Thực phẩm 8,8%
Cảng biển 7,3% Hộ gia đình 7,5%
Nhà hàng - quán ăn 6,8% SX giấy 6,0%
Thực phẩm 6,4% Cơng trình XD 6,0%
Vật liệu XD 5,2%
Bảng 3.2: Tỉ lệ các nguồn phát thải bụi ra môi trường ở Tp.HCM
NOX CO
Khí thải mơ tơ, xe máy 29% Khí thải mơ tơ, xe máy 90%
Khí thải xe hơi 22,3% Khí thải xe hơi 5.7%
Bến Cảng 11,5% Xe tải nhẹ 2.6%
Xe tải nhẹ 11% … …
Xe tải nặng 9%
NMVOC SOx
Khí thải mơ tơ, xe máy 65,4% Khí thải mơ tơ, xe máy 39,5%
Xe hơi 13,1% Bến Cảng 15%
Nguồn sinh học 6% Xe hơi 10,7%
Xe tải nhẹ 5,5% Dệt may 6,2%
Xe buýt và xe tải nặng 4,4% Thực phẩm, Sắt thép cơ
khí 3%
… … Phát điện 2,7%
1.2 Ảnh hưởng của ơ nhiễm khơng khí * Ảnh hưởng đến con người và sinh vật
ONKK tác động trực tiếp đến con người qua mắt, da cơ thể và đặc biệt là đường hô hấp, các hợp chất độc hại như SO2, NO2, CO, H2S, HF….. đi vào cơ thể gây các tình trạng tắc nghẽn, làm suy giảm hệ thống miễn dịch cũng như quá trình trao đổi chất. Làm tăng các nguy cơ mắc các bệnh liên quan đến đường hô hấp, thần kinh, tim mạch (nhồi máu cơ tim, đột quỵ vi động mạch vành, thiếu máu…), bệnh ngoài da, ung thư….
Các chất độc hại này có trong khơng khí có thể gây mưa axit giết chết các vi sinh vật có lợi trong đất và phá hoại mùa màng, thay đổi chất lượng nước tự nhiên, giảm độ pH tự nhiên của đất. Ngồi ra các hợp chất có hại cịn ngấm vào đất gây ra các tình trạng ngộ độc cho động vật và thực vật. Điều này ảnh hưởng đến các sinh vật khác trong chuỗi thức ăn.
Tác động của ONKK tới bệnh tim – phổi [22]
Hình 3.2: Bản đồ phân bố số ca tử vong liên quan đến nồng độ NO2
Bảng 3.4: Tác động của ONKK tới ba bệnh: tim phổi, IHD và ung thư phổi [21]
Chất ô nhiễm Ung thư phổi Tim phổi IHD Tổng của
ba bệnh PM2.5 64 715 357 1136 SO2 3 43 43 89 NO2 6 83 83 172 Tổng gây ra bởi cả ba tác nhân ô nhiễm 73 841 483 1397
Bảng 3.5: So sánh số người tử vong do ơ nhiễm khơng khí với các nguyên nhân khác [22]
Chất ô nhiễm Ung thư phổi Timphổi IHD Tổng số
Dữ liệu về số người tử vong
theo hệ thống A6 437 6630 3314 10381
Tử vong do PM2.5, SO2 and
NO2 73 841 483 1397
Chiếm tỷ lệ 16,7 % 12,68 % 14,57% 13,46%
* Đối với tự nhiên và khí hậu
Các chất ơ nhiễm có trong khơng khí như SO2 phản ứng hóa học làm bào mịn, hư hỏng các vật liệu làm bằng kim loại, gây giảm tuổi thọ của cơng trình, sửa chữa bảo trì thường xuyên hơn.
Khói bụi ở thành phố gây nên tình trạng sương mù dày đặc làm giảm tầm nhìn, giảm khả năng quang hợp của cây cối, giảm các bức xạ mặt trời (khói bụi làm sương mù có tác dụng hấp thu 10 – 20% bức xạ mặt trời) và tăng độ mây và làm tăng nhiệt độ của vùng bị ơ nhiễm (nhiệt độ trung bình năm thường cao hơn so với các vùng nông thôn 2 – 8%).
1.3 Những tác động tìm ẩn [23]
Hoạt động hơ hấp là q trình tự nhiên và cần thiết đối với một thực thể sống, chúng ta hít thở khơng khí từ bên ngồi để duy trì sự sống, như thế chất lượng khơng khí ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người. Tuy nhiên hiện nay có 9/10 người hít thở bầu khơng khí chứa các thành phần độc hại vượt quá mức cho phép.
* Các chất Khí CO, NOx, SOx
Khi hít phải các chất khí này, chất độc có độc tính cao sẽ đi vào máu, khiến cho cơ thể bị ngạt. Nếu lượng CO hít phải lớn, sẽ có cảm giác đau đầu, chóng mặt, mệt mỏi. Nếu CO
nhiều, có thể bất tỉnh hoặc chết ngạt rất nhanh. Các chất đi vào cơ thể tham gia nhiều phản ứng hoá học để làm giảm dự trữ kiềm trong máu gây rối loạn, nghẽn mạch máu cũng như làm giảm khả năng vận chuyển ôxy của hồng cầu, gây co hẹp dây thanh quản, khó thở. Tiếp xúc với các loại chất độc này trong thời gian dài có thể gây nguy hiểm cho phổi, tim, gan; góp phần gây bệnh hen, thậm chí ung thư phổi, làm hỏng khí quản…..
* Bụi mịn
Mơi trường xung quanh thành phố đều bị ô nhiễm bụi, hầu hết các khu vực đều vượt mức cho phép về nồng độ bụi trong khơng khí.
Bụi mịn có thể gây nên các nguy cơ về bệnh đường hô hấp, nhồi máu cơ tim, giảm trí nhớ và có thể thúc đẩy bệnh xơ gan và làm tăng nguy cơ mắc bệnh chuyển hóa, rối loạn chức năng gan. PM2.5 gây kháng insulin, viêm và tăng biến chứng bệnh tiểu đường. Bụi mịn còn tấn cơng vào các cơ quan hơ hấp, hệ tuần hồn và gây bện, ảnh hưởng nhiều đến chức năng hoạt động của hệ thống thần kinh.
2. Các phương pháp lấy mẫu, phân tích và xử lý. [24]
2.1 Phương pháp lấy mẫu
Lựa chọn vị trí theo dõi quan trắc:
- Không chịu ảnh hưởng của các nguồn phát thải, các nguồn gây ô nhiễm cục bộ - Không bị che chắn bởi các vật thể xung quanh
- Khơng ảnh hưởng bởi địa hình
- Trong khoảng độ cao hít thở khơng khí của con người - Vị trí đặt phải đại diện cho tính chất chung của nguồn phát.
Phương pháp lấy mẫu và đo trực tiếp:
Việc lấy mẫu và bụi cần thực hiện đúng theo các tiêu chuẩn quy định như đã trình bày ở trên.
Có thể sử dụng các thiết bị đo nhanh chuyên dụng để phân tích phục vụ cho việc hiệu chỉnh công thức, đánh giá nhanh và thực hiện giám sát ơ nhiễm khơng khí.
Nồng độ các chất ơ nhiễm trong khí thải có thể tính từ thể tích của khí được hút và khối lượng của chúng trong có trong thể tích đó. Vì vậy, đồng thời với việc lấy mẫu, cần đo cả nhiệt độ và áp suất của khí thải.
Kĩ thuật nhanh nhất để lấy một mẫu khí là bơm khơng khí khơng có chất độc vào một dụng cụ đo có thể tích xác định, hoặc hút mẫu khơng khí qua dụng cụ thu giữ. - Với CO: có thể sử dụng các dung dịch hấp thụ để phân tích
- Với NOx, SOx dùng các phương pháp và dung dịch hấp thụ riêng cho mỗi loại, thu mẫu và phân tích.
Để lấy khí thải, có thể hút mẫu với lưu lượng khoảng 30 - 40 lít/phút. Hoặc thiết bị thu bụi có lưu lượng cực lớn (> 1000 lít/phút) để thu và xác định hàm lượng bụi trong các khu dân cư, đô thị và khơng khí xung quanh nói chung, cũng như để xác định hàm lượng kim loại, chất hữu cơ, sol khí… có trong khí quyển.
2.2 Xử lý tính tốn
* Phân tích SO2
Sử dụng phương pháp lấy mẫu được trình bày ở (2.1), sau đó phân tích dung dịch đã hấp thụ bằng các phươg pháp sau:
Phương pháp phân tích
Điều kiện áp dụng
Nguyên lý Dung dich hấp thụ Dải đo
(ppm)
Các yếu tố ảnh hưởng
Phương pháp sắc kí ion
SOX trong khí thải được hấp thụ bằng H2O2 và được phân
tích bằng phương pháp sắc ký ion. H2O2 (1%~10%) (25mL × 2 hoặc 50mL×2) Thể tích khí thải cần thiết 20 L 0.5~58 12~290 Kết quả đo sẽ bị ảnh hưởng nếu H2S trong mẫu khí thải có nồng độ cao. Phương pháp chuẩn độ (Phương pháp Arsenazo III)
Sau khi hấp thụ SOX trong mẫu khí thải vào H2O2, thêm 2-
propanol và axít axetic rồi chuẩn độ bằng dung dịch bari axetat với chất chỉ thị là arsenazo III. H2O2 (10%) (50mL ×2) Thể tích khí thải cần thiết 20L 140~700
* Tính tốn nồng độ SO2
Sau khi phân tích, nồng độ SOx được tính bằng cơng thức sau:
𝐶𝑤 = 0.667 ×(𝑎−𝑏)×𝑣
𝑉𝑠 × 1000
Trong đó:
𝐶𝑤: Nồng độ SOx có trong khí thải (mg/m3)
a: Nồng độ SO4 có trong dung dịch hấp thụ（mg/mL） b: Nồng độ SO4 có trong dung dịch mẫu trắng (mg/mL) v: Thể tích dung dịch lấy mẫu (mL)
Vs : Thể tích khí hút được (L)
* Phân tích NOx
Phương pháp phân tích
Điều kiện áp dụng
Nguyên lý Dung dich hấp
thụ
Các yếu tố ảnh hưởng
Phương pháp sắc kí ion
Oxy hóa NOx trong mẫu khí thải bằng ozon hoặc oxy rồi hấp thụ vào dung dịch
hấp thụ để chuyển thành ion nitrat. Tiến hành đo bằng sắc ký ion. H2SO4 (0,005mol/L) – H2O2 (1%) Phương pháp Griss – Salzman cải biên
Cho NO2 trong mẫu khí thải đi qua thuốc thử tạo thành phẩm màu azo trong khoảng thời gian xác định. Đo độ hấp thụ
dung dịch màu tại bước sóng 545nm bằng máy quang phổ kế phù hợp. Dung dịch axít sulfanilic-axít naphthylethylen ediamin axetic Sẽ bị ảnh hưởng nếu NO có trong mẫu khí thải
Bảng 3.7: Các phương pháp phân tích nồng độ NOx trong khí thải
* Tính tốn nồng độ NOX
𝐶𝑤 = 𝑉 𝑉𝑠× 100
𝑉′ × 106 Trong đó:
𝐶𝑤: Nồng độ NOx trong mẫu khí thải (mg/m3) V: Lượng NO2 thu được từ đường chuẩn (mg) V’ : thể tích của mẫu phân tích (20 mL) Vs : Thể tích mẫu khí khơ hút được (L)
* Quan trắc bụi
Sử dụng phương pháp hút đẳng tốc của cơ quan quản lý chất lượng khơng khí Hoa Kì, được quy định chi tiết trong US. EPA Method 5 [25]
Phương pháp này thu mẫu bụi trên giấy lọc, có 2 phương pháp lấy mẫu là đặt mẫu giấy trong ống khói và bên ngồi ống khói.
Bộ lọc đặt bên ngồi ống khói, lấy mẫu được gia nhiệt nhằm tránh tình trạng bên trong bị ngưng tụ, tách ấm, nhiệt độ yêu cầu từ 106 – 1340C. Phương pháp này thường được sử dụng để phân tích các ống khói có độ ẩm cao dễ tạo thành hơi nước.
* Tính nồng độ bụi
𝐶𝑁 = 𝑚𝑑 𝑉′𝑁 Trong đó:
CN : Nồng độ bụi có trong khí khơ (g/m3) md : khối lượng bụi thu được trên giấy lọc (g)
V’N : Thể tích khí khơ hút được ở điều kiện tiêu chuẩn (m3)
3. Các kết quả điều tra, đánh giá
3.1 Đánh giá ô nhiễm bụi mịn