Tài liệu đánh giá chất lượng không khí thông qua số liệu trạm quan trắc tự động ở hà nội, đà nẵng và dề xuất giải pháp giảm thiểu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Trần Sơn Tùng ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG KHÔNG KHÍ THÔNG QUA SỐ LIỆU TRẠM QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG Ở HÀ NỘI, ĐÀ NẴNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Trần Sơn Tùng ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG KHÔNG KHÍ THÔNG QUA SỐ LIỆU TRẠM QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG Ở HÀ NỘI, ĐÀ NẴNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Chuyên ngành: Sinh thái môi trƣờng Mã số: 608502 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS HOÀNG XUÂN CƠ Hà Nội - 2012 MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 1. Tính cấp thiết của đề tài ......................................................................................1 2. Mục tiêu nghiên cứu ...........................................................................................2 3. Nội dung nghiên cứu ...........................................................................................2 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ............................................................2 CHƢƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ......................................................................3 1.1. Một số vấn đề về chỉ số đánh giá chất lƣợng không khí .................................3 1.1.1. Trên thế giới ...............................................................................................3 1.1.2. Ở Việt Nam ................................................................................................8 1.2. Các phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng không khí ...........................................9 1.2.1. Phƣơng pháp áp dụng tại Hoa Kỳ, Hàn Quốc, Malaysia .........................10 1.2.2. Phƣơng pháp đang áp dụng tại Astralia, thành phố Hồ Chí Minh ...........11 1.2.3. Phƣơng pháp đang áp dụng tại Anh, Pháp, Canada .................................11 1.3. Tổng quan về các phƣơng pháp tính chỉ số chất lƣợng không khí trên thế giới và Việt Nam ..........................................................................................................12 1.3.1. Phƣơng pháp tính chỉ số chất lƣợng không khí của một số nƣớc trên TG ........12 1.3.2. Phƣơng pháp tính chỉ số chất lƣợng không khí ở Việt Nam ....................20 1.4. Hiện trạng môi trƣờng không khí tại Hà Nội và Đà Nẵng ............................26 1.4.1. Hiện trạng môi trƣờng không khí tại Hà Nội ...........................................26 1.4.2. Hiện trạng môi trƣờng không khí tại Đà Nẵng ........................................28 1.5. Một số thông tin về trạm quan trắc không khí tự động cố định.....................30 1.5.1. Trạm Nguyễn Văn Cừ ..............................................................................30 1.5.2. Trạm Láng ................................................................................................31 1.5.3. Trạm Đà Nẵng ..........................................................................................31 CHƢƠNG II. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CƢ́U ..33 2.1. Đối tƣợng nghiên cứu ....................................................................................33 2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu ...............................................................................33 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu ..................................................................................33 2.2. Nội dung nghiên cứu......................................................................................33 2.3. Phƣơng pháp nghiên cƣ́u ...............................................................................33 2.3.1. Thu thập và xử lý số liệu thứ cấp ............................................................33 2.3.2. Phƣơng pháp đo đạc số liệu......................................................................34 Modul đo khí NO-NO2-NOx...............................................................................34 Modul đo khí SO2 ...............................................................................................34 Modul đo khí PM-10 ..........................................................................................35 2.3.3. Phƣơng pháp thu thập, phân tích tài liệu ..................................................35 2.3.4. Phƣơng pháp phân tích và xử lý số liệu ...................................................35 CHƢƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................37 3.1. Giới thiệu về phần mềm thống kê số liệu ......................................................37 3.2. Kết quả đánh giá chất lƣợng môi trƣờng không khí thông qua chỉ số AQI ..40 3.2.1. Chất lƣợng môi trƣờng không khí tại Hà Nội ..........................................40 3.2.2. Chất lƣợng môi trƣờng không khí tại Đà Nẵng .......................................61 3.3. Đề xuất một số giải pháp hạn chế ô nhiễm môi trƣờng không khí ................68 3.3.1. Các nguồn gây ô nhiễm không khí ...........................................................68 3.3.2. Đề xuất một số giải pháp hạn chế ô nhiễm môi trƣờng không khí ..........69 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................75 A. Kết luận ................................................................................................................75 B. Kiến nghị ..............................................................................................................76 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................77 Danh môc c¸c ch÷ viÕt t¾t Nghĩa của các từ viết tắt Thứ tự Chữ viết tắt 1. AQI Air Quality Index (Chỉ số chất lƣợng không khí) 2. API Air Pollution Index (chỉ số ô nhiễm không khí) 3. APCI Air Pollulion Cost Index (chỉ số thiệt hại ô nhiễm không khí) 4. BVMT Bảo vệ môi trƣờng 5. CLKK Chất lƣợng không khí 6. CLMT Chất lƣợng Môi trƣờng 7. EPA Environmental Protection Agency 8. PSI Pollutant Standard Index (Chỉ số ô nhiễm) 9. NCV Nguyễn Văn Cừ 10. PM Particulate Matter 11. QCVN Quy chuẩn Việt Nam 12. TAQI Chỉ số chất lƣợng không khí tổng cộng 13. TCCP Tiêu chuẩn cho phép 14. TCMT Tổng cục môi trƣờng 15. TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam 16. TEQI Chỉ số chất lƣợng môi trƣờng tổng cộng 17. TN&MT Tài nguyên và Môi trƣờng 18. TSP Total Suspended Particulate DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 3.1. Phần mềm thống kê và tính toán AQI .......................................................37 Hình 3.2. Thống kê nồng độ trung bình ngày của chất ô nhiễm ...............................38 Hình 3.3. Phân loại chất ô nhiễm từng ngày theo AQI .............................................39 Hình 3.4. Thống kê số ngày theo AQI ......................................................................39 Hình 3.5. Biểu đồ nồng độ trung bình ngày của SO2 tại trạm NVC năm 2010 và 2011 ....40 Hình 3.6. Nồng độ SO2 trung bình theo ngày tại trạm NVC vào mùa đông 2010....42 Hình 3.7. Nồng độ SO2 trung bình theo ngày tại trạm NVC vào mùa hè 2010 .......42 Hình 3.8. Nồng độ SO2 trung bình theo ngày tại trạm NVC vào mùa đông 2011 ...42 Hình 3.9. Nồng độ SO2 trung bình theo ngày tại trạm NVC vào mùa hè 2011 .......42 Hình 3.10. Nồng độ trung bình ngày của SO2 tại trạm Láng năm 2009 và năm 2010 ......44 Hình 3.11. Nồng độ trung bình ngày của SO2 tại trạm Láng năm 2011 ...................45 Hình 3.12. Nồng độ trung bình ngày của SO2 mùa đông tại trạm Láng năm 2009 .47 Hình 3.13. Nồng độ trung bình ngày của SO2 mùa hè tại trạm Láng năm 2009......47 Hình 3.14. Nồng độ trung bình ngày của SO2 mùa đông tại trạm Láng năm 2010 .47 Hình 3.15. Nồng độ trung bình ngày của SO2 mùa hè tại trạm Láng năm 2010......47 Hình 3.16. Nồng độ trung bình theo ngày của NO2 tại trạm NVC năm 2010 và 2011 ...49 Hình 3.17. Nồng độ trung bình ngày của NO2 vào mùa đông tại trạm NVC năm 2010 51 Hình 3.18. Nồng độ trung bình ngày của NO2 vào mùa hè tại trạm NVC năm 2010 ....51 Hình 3.19. Nồng độ trung bình ngày của NO2 vào mùa đông tại trạm NVC năm 2011 . 51 Hình 3.20. Nồng độ trung bình ngày của NO2 vào mùa hè tại trạm NVC năm 2011 ...51 Hình 3.21. Nồng độ trung bình ngày của NO2 tại trạm Láng năm 2009, 2010 và 2011 ....52 Hình 3.22. Nồng độ trung bình ngày của NO2 vào mùa đông tại trạm Láng năm 2010 ....54 Hình 3.23. Nồng độ trung bình ngày của NO2 vào mùa hè tại trạm Láng năm 2010 54 Hình 3.24. Nồng độ bụi PM10 trung bình ngày tại trạm NVC năm 2010 và 2011 ..55 Hình 3.25. Nồng độ bụi PM10 trung bình ngày tại trạm Láng năm 2009, 2010 và 2011....58 Hình 3.26. Biểu đồ nồng độ trung bình ngày của SO2 tại trạm Đà Nẵng năm 2010, 2011 và 2012 .............................................................................................................61 Hình 3.27. Nồng độ trung bình ngày của SO2 vào mùa đông tại trạm Đà Nẵng năm 2010..63 Hình 3.28. Nồng độ trung bình ngày của SO2 vào mùa hè tại trạm Đà Nẵng năm 2010 .....63 Hình 3.29. Nồng độ trung bình theo ngày của NO2 tại trạm Đà Nẵng năm 2010, 2011 và 2012 .............................................................................................................64 Hình 3.30. Nồng độ bụi trung bình theo ngày tại trạm Đà Nẵng năm 2010, 2011 và 2012 ......................................................................................................................65 DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1. Phân loại các nhóm chất lƣợng của AQI ............................................. 5 Bảng 1.2. Ảnh hƣởng của các mức API đối với sức khỏe ................................... 7 Bảng 1.3. Ảnh hƣởng của API ven đƣờng đối với sức khỏe ................................ 7 Bảng 1.4. Giá trị giới hạn các thông số cơ bản trong không khí xung quanh ....... 9 Bảng 1.5. Các mức AQI tại Hoa Kỳ.................................................................. 13 Bảng 1.6. Các chỉ số trên và chỉ số dƣới dùng để tính AQI ............................... 14 Bảng 1.7. Tiêu chuẩn không khí của Hoa Kỳ .................................................... 15 Bảng 1.8. Các mức AQI đang đƣợc áp dụng tại Astralia ................................... 16 Bảng 1.9. Các thông số và giá trị tiêu chuẩn dùng để tính AQI ......................... 17 Bảng 1.10. Tiêu chuẩn chất lƣợng không khí của Astralia ................................ 17 Bảng 1.11. Các mức AQI đang đƣợc áp dụng tại Anh....................................... 18 Bảng 1.12. Tƣơng ứng giữa giá trị thông số và giá trị AQI ............................... 19 Bảng 1.13. Tiêu chuẩn chất lƣợng môi trƣờng không khí tại Vƣơng quốc Anh . 20 Bảng 1.14. Bảng phân cấp CLKK theo TAQI ứng với n chẵn và n lẻ tại điểm j bất kỳ24 Bảng 1.15. Bảng phân cấp CLKK theo TAQI ứng với n=2 và n=3 tại điểm j bất kỳ ...24 Bảng 3.1. Phân loại theo chỉ số ô nhiễm trong phần mềm ................................. 38 Bảng 3.2. Thống kê về chất lƣợng khí SO2 tại trạm NVC theo năm 2010 và 2011 .41 Bảng 3.3. Thống kê về chất lƣợng khí SO2 theo mùa hè và mùa đông tại trạm NVC trong năm 2010 và 2011 .......................................................................... 43 Bảng 3.4. Thống kê về chất lƣợng khí SO2 tại trạm Láng theo năm 2009 và 2010 .46 Bảng 3.5. Thống kê về chất lƣợng khí SO2 theo mùa tại trạm Láng trong năm 2010 và 2011 .................................................................................................... 48 Bảng 3.6. Thống kê về chất lƣợng khí NO2 tại trạm NVC theo năm 2010 và 2011 49 Bảng 3.7. Thống kê về chất lƣợng khí NO2 tại trạm NVC theo mùa năm 2010 và 2011 50 Bảng 3.8. Thống kê về chất lƣợng khí NO2 tại trạm Láng theo năm 2009, 2010 và 2011. 53 Bảng 3.9. Thống kê về chất lƣợng khí NO2 tại trạm Láng theo mùa năm 2010 và 2011 54 Bảng 3.10. Thống kê về chất lƣợng bụi tại trạm NVC theo năm 2010 và 2011 . 56 Bảng 3.11. Thống kê về chất lƣợng khí bụi PM10 tại trạm NVC theo mùa hè và mùa đông năm 2010 và 2011 ............................................................................ 57 Bảng 3.12. Thống kê về chất lƣợng bụi PM10 tại trạm Láng theo năm 2009, 2010 và 2011 ......................................................................................................................58 Bảng 3.13. Thống kê về chất lƣợng khí SO2 tại trạm Đà Nẵng theo năm 2010, 2011 và 2012 .................................................................................................... 62 Bảng 3.14. Thống kê về chất lƣợng khí SO2 tại trạm Đà Nẵng theo mùa đông và mùa hè năm 2010 ............................................................................................. 63 Bảng 3.15. Thống kê về chất lƣợng khí NO2 tại trạm Đà Nẵng theo năm 2010, 2011 và 2012 ......................................................................................................................65 Bảng 3.16. Thống kê về chất lƣợng bụi PM10 tại trạm Đà Nẵng theo năm 2010, 2011 và 2012 .................................................................................................... 66 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Trong xu thế hội nhập và phát triển chung của thế giới, Việt Nam cũng đang từng bƣớc chuyển mình với những chính sách, định hƣớng phát triển công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nƣớc. Nhiều cải cách đƣợc đƣa ra, nhiều khu đô thị mới đƣợc hình thành, các khu công nghiệp ngày càng đƣợc mở rộng và phát triển mạnh mẽ, kinh tế nƣớc nhà dần thoát khỏi tình trạng khủng hoảng, đời sống ngƣời dân phần nào đƣợc cải thiện hơn. Có thể nói đây là những thành tựu to lớn mà nƣớc ta đã đạt đƣợc sau nhiều năm nỗ lực không ngừng. Song, bên cạnh sự phát triển nhanh chóng đó là những vấn đề đáng lo ngại về môi trƣờng. Một bài toán nan giải đặt ra cho hầu hết các đô thị phát triển ở nƣớc ta hiện nay đó là vấn đề về ô nhiễm môi trƣờng. Hà Nội, Đà Nẵng là một trong những thành phố luôn đi đầu trong những cải cách phát triển công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Nhiều cơ sở vật chất hạ tầng trong thành phố nhƣ giao thông, nƣớc cấp, điện lực, thông tin liên lạc, đƣờng xá, nhà hát, sân thi đấu thể thao, nhà ở, cơ quan, trƣờng học... liên tục đƣợc nâng cấp, cải tạo, và xây mới nhằm đáp ứng yêu cầu của sự phát triển kinh tế và nhu cầu ngày một gia tăng của ngƣời dân. Kéo theo đó là hàng loạt các loại hình dịch vụ phát triển mạnh mẽ và mang lại nguồn lợi kinh tế lớn cho thành phố. Tuy nhiên, cũng không nằm ngoài tình trạng chung của cả nƣớc, sự phát triển của các ngành công nghiệp, dịch vụ đang là nguyên nhân làm cho môi trƣờng Thành phố ngày càng xuống cấp một cách nghiêm trọng. Có thể ví Hà Nội, Đà Nẵng những thành phố lớn của đất nƣớc hiện nay nhƣ một đại công trƣờng, hàng ngày thải ra môi trƣờng một lƣợng lớn bụi bẩn, khí độc, rác thải và nƣớc thải, ... làm suy giảm chất lƣợng môi trƣờng đô thị, đặc biệt là môi trƣờng không khí đối với ngƣời dân sinh sống xung quanh. Các hoạt động vì môi trƣờng ngày càng đƣợc sự quan tâm đầu tƣ nhiều hơn từ các cơ quan, tổ chức chính phủ và phi chính phủ. Trên Thế giới các trạm quan trắc môi trƣờng không khí tự động đƣợc lắp đặt từ rất lâu nhất đối ở những nƣớc phát triển nhƣ Hoa Kỳ, Nhật, Đức... với mạng lƣới dày đặc nhằm xác định và đánh giá đƣợc chính xác mức độ ô nhiễm của từng khu vực. Trong khi đó, ở nƣớc ta hiện nay mới chỉ có khoảng trên 18 trạm quan trắc khí tự động và liên tục do Tổng cục Môi trƣờng, Tổng cục Khí tƣợng Thủy văn và một số địa phƣơng quản lý nhƣng 1 những số liệu hàng năm thu thập đƣợc hiện chƣa đƣợc sử dụng nhiều cho mục đích đánh giá đƣợc mức độ ảnh hƣởng của ô nhiễm không khí đối với con ngƣời và hệ sinh thái. Vì vậy, cần có những nghiên cứu, đánh giá, phân tích một cách cụ thể, chính xác hơn về hiện trạng môi trƣờng ô nhiễm thông qua số liệu tự các trạm quan trắc tự động, liên tục từ đó có những đề xuất giải pháp phù hợp nhằm cải tạo môi trƣờng bảo vệ sức khỏe ngƣời dân. Xuất phát từ thực tiễn nói trên, đề tài “Đánh giá chất lượng không khí thông qua số liệu trạm quan trắc tự động ở Hà Nội, Đà Nẵng và đề xuất giải pháp giảm thiểu” đã đƣợc lựa chọn và thực hiện. 2. Mục tiêu nghiên cứu - Đánh giá chất lƣợng không khí thông qua số liệu của trạm quan trắc không khí tự động, liên tục. - Đề xuất giải pháp hạn chế, giảm thiểu các tác động đến sức khỏe con ngƣời và hệ sinh thái. 3. Nội dung nghiên cứu - Ứng dụng phần mềm thống kê số liệu để tổng hợp, phân tích, đánh giá và phân loại chỉ số chất lƣợng không khí của trạm quan trắc tự động, liên tục; - Nghiên cứu và đánh giá hiện trạng môi trƣờng thông qua chỉ số chất lƣợng không khí tại Hà Nội và Đà Nẵng; - Nghiên cứu và đề xuất một số giải pháp hạn chế tác động của ô nhiễm không khí đến sức khỏe con ngƣời và hệ sinh thái. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài -Ý nghĩa khoa học: cung cấp phƣơng pháp thống kê, tính toán chỉ số chất lƣợng không khí nhằm để thực hiện việc đánh giá chất lƣợng không khí. Đồng thời là cơ sở để tiến hành xây dựng chỉ số chất lƣợng không khí tại Việt Nam. - Ý nghĩa thực tiễn: góp phần làm sáng tỏ hiện trạng chất lƣợng môi trƣờng không khí khu vực nội thành Hà Nội và Đà Nẵng đồng thời phục vụ cho các nhà quản lý đƣa ra những định hƣớng, giải pháp hạn chế tác động của ô nhiễm không khí đến sức khỏe con ngƣời và hệ sinh thái. 2 CHƢƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Một số vấn đề về chỉ số đánh giá chất lƣợng không khí 1.1.1. Trên thế giới Theo Cơ quan bảo vệ môi trƣờng Hoa Kỳ (EPA), chỉ số chất lƣợng không khí (Air Quality Index - AQI), chỉ số ô nhiễm không khí (Air Pollution Index API), chỉ số tiêu chuẩn ô nhiễm (Pollutant Standard Index - PSI), chỉ số thiệt hại ô nhiễm không khí (Air Pollulion Cost Index - APCI) là các chỉ số đƣợc các cơ quan của chính phủ sử dụng để cho biết đặc điểm chất lƣợng không khí tại một vị trí nào đó. Mục tiêu của việc đƣa ra các chỉ số nói trên nhằm: giúp cho ngƣời bình thƣờng có thể đánh giá đƣợc mức độ nghiêm trọng của ô nhiễm không khí; giúp đánh giá đƣợc khả năng hoán đổi giữa các chính sách kiểm soát ô nhiễm không khí khác nhau hoặc đánh giá tính hiệu quả các thiết bị xử lý nhằm làm giảm thiểu tải lƣợng ô nhiễm.  Nguyên tắc tính các chỉ số chất lƣợng không khí - Các chỉ số này đƣợc xác định dựa vào các thông số + O3 trung bình 1h và 8h + CO trung bình 1h và 8h + SO2 trung bình 1h và 24h + NO2 (NOx) trung bình 1h và 24h + TSP, PM-10, PM-2,5 trung bình 1h và 24h + Không dùng các thông số khác nhƣ: VOC, BTX, HC… - Các chỉ số thƣờng đƣợc chia làm 2 loại: chỉ số theo giờ và chỉ số theo ngày + Chỉ số theo giờ: tính toán dựa trên các giá trị trung bình 1 giờ của các chất ô nhiễm. + Chỉ số theo ngày: tính toán dựa trên giá trị trung bình 24 giờ, giá trị trung bình 8h cao nhất và giá trị trung bình 1h cao nhất. Giá trị tính toán cao nhất trong các giá trị này đƣợc lấy làm chỉ số theo ngày. + Chỉ số đƣợc tính cho mỗi thông số, giá trị chỉ số tổng hợp là giá trị chỉ số cao nhất trong các giá trị chỉ số của mỗi thông số. 3 1.1.1.1. Chỉ số chất lượng không khí (AQI) Chỉ số chất lƣợng không khí (AQI) là chỉ số đại diện cho nồng độ của một nhóm các chất ô nhiễm không khí gồm: CO, NO2, SO2,O3 và bụi nhằm cho biết tình trạng chất lƣợng không khí trong môi trƣờng sống của chúng ta, ảnh hƣởng đến sức khoẻ ngƣời dân. a) Mục đích của việc sử dụng chỉ số chất lƣợng không khí - Đánh giá nhanh chất lƣợng không khí một cách tổng quát - Có thể đƣợc sử dụng nhƣ một nguồn dữ liệu để xây dựng bản đồ phân vùng chất lƣợng không khí - Cung cấp thông tin môi trƣờng cho cộng đồng một cách đơn giản, dễ hiểu, trực quan - Nâng cao nhận thức về môi trƣờng. b) Các nguyên tắc xây dựng chỉ số AQI Các nguyên tắc xây dựng chỉ số AQI bao gồm: - Bảo đảm tính phù hợp - Bảo đảm tính chính xác - Bảo đảm tính nhất quán - Bảo đảm tính liên tục - Bảo đảm tính sẵn có - Bảo đảm tính có thể so sánh c) Các yêu cầu đối với việc tính toán chỉ số chất lƣợng không khí - Chỉ số chất lƣợng không khí đƣợc tính toán riêng cho số liệu của từng trạm quan trắc không khí tự động cố định liên tục đối với môi trƣờng không khí xung quanh; - AQI đƣợc tính toán cho từng thông số quan trắc. Mỗi thông số sẽ xác định đƣợc một giá trị AQI cụ thể, giá trị AQI cuối cùng là giá trị lớn nhất trong các giá trị AQI của mỗi thông số. 4 - Thang đo giá trị AQI đƣợc chia thành các khoảng nhất định. Khi giá trị AQI nằm trong một khoảng nào đó, thì thông điệp cảnh báo cho cộng đồng ứng với khoảng giá trị đó sẽ đƣợc đƣa ra. d) Quy trình tính toán và sử dụng AQI trong đánh giá chất lƣợng môi trƣờng không khí xung quanh - Thu thập, tập hợp số liệu quan trắc từ trạm quan trắc môi trƣờng không khí tự động cố định liên tục (số liệu đã qua xử lý) - Tính toán các chỉ số chất lƣợng không khí đối với từng thông số theo công thức. - Tính toán chỉ số chất lƣợng không khí theo giờ/theo ngày. - So sánh chỉ số chất lƣợng không khí với bảng xác định mức cảnh báo ô nhiễm môi trƣờng không khí và mức độ ảnh hƣởng tới sức khỏe con ngƣời. Theo EPA tính toán AQI cho 5 chất ô nhiễm chính : SO2, NOx, CO, O3, TSP - Dùng để theo dõi chất lƣợng môi trƣờng không khí hàng ngày. - Thể hiện mức độ ô nhiễm không khí và ảnh hƣởng đến sức khỏe (khi hít thở ô nhiễm không khí trong vài giờ, vài ngày). Từ đó cung cấp thông tin để đối phó với tình trạng đó. - Chỉ số AQI càng cao mức ô nhiễm càng lớn. Bảng 1.1. Phân loại các nhóm chất lượng của AQI Giá trị AQI Ảnh hƣởng đến sức khỏe Màu sắc 0 – 50 Tốt Xanh lá cây 50 – 100 Ôn hòa Vàng 101 – 150 Không tốt đối với nhóm nhạy cảm Cam 150 – 200 Không tốt cho sức khỏe Đỏ 201 – 300 Có ảnh hƣởng xấu Tím 301 – 500 Độc hại Nâu (Nguồn: [6] e) Cấu trúc của chỉ số chất lƣợng không khí AQI - Chỉ số các chất ô nhiễm vùng đô thị : gồm có các thông số SO2, NOx, CO, O3, TSP 5 - Chỉ số chất lƣợng không khí vùng ven đô - Chỉ số thải công nghiệp 1.1.1.2. Chỉ số thiệt hại do ô nhiễm không khí (APCI) - Mô tả thiệt hại về kinh tế do ô nhiễm không khí. - Chỉ số chia thiệt hại kinh tế thành nhiều loại, mỗi loại tƣơng ứng với một loại tác động khác nhau của ô nhiễm không khí. - Tổng chi phí của một dạng thiệt hại đƣợc tính = Số thiệt hại/ 1 đơn vị bị tác động x Số tiền bị mất đi khi một đơn vị bị thiệt hại. - Tổng chi phí thiệt hại do ô nhiễm không khí đƣợc tính: TC = ΣCi.Qi.Fi TC : Tổng chi phí thiệt hại do ô nhiễm không khí. Ci : Chi phí trên một đơn vị của một dạng thiệt hại i Qi : Số đơn vị bị tác động ở dạng thiệt hại i. Fi : Mô tả sự thay đổi đối với đơn vị thiệt hại của từng dạng ứng với các mức ô nhiễm không khí. 1.1.1.3. Chỉ số ô nhiễm không khí (API) - Cung cấp những cảnh báo đến cộng đồng trƣớc tình trạng ô nhiễm (xấu) đang xuất hiện. - Giúp cộng đồng và những ngƣời nhạy cảm có những đề phòng cần thiết. - Tính toán API : - Dựa vào việc so sánh nồng độ của những chất ô nhiễm chính và tác động của chúng đến sức khỏe. - Những chất ô nhiễm chính : SO2, NOx, CO, O3, TSP - API của chất nào cao nhất sẽ đƣợc chọn làm API của giờ đó. 6 Bảng 1.2. Ảnh hưởng của các mức API đối với sức khỏe Thể hiện chất lƣợng không khí Chất lƣợng không khí cực kỳ xấu cho cả tiếp xúc ở thời gian ngắn và dài Mức ô nhiễm không khí API Ảnh hƣởng sức khỏe Nguy hiểm Những ngƣời bị bệnh tim và phổi sẽ có những triệu chứng trầm trọng thêm và có sự lan truyền 201 – 500 những triệu chứng này trong cộng đồng. Các triệu chúng: cay mắt, hắt xì, ho, viêm họng Rất cao Vài ngƣời có thể cảm thấy những ảnh hƣởng tức thời đến sức khỏe, 100 – 200 tiếp xúc thời gian dài sẽ gây ảnh hƣởng do vậy cần cẩn thận khi tiếp xúc trong thời gian dài Chất lƣợng không khí xấu cho cả tiếp xúc ở thời gian ngắn và dài Chất lƣợng không khí cực xấu cho tiếp xúc ở thời gian dài Cao 51 – 99 Vài ngƣời có thể cảm thấy những ảnh hƣởng tức thời đến sức khỏe, tiếp xúc thời gian dài sẽ gây ảnh hƣởng Chất lƣợng không khí nằm trong giới hạn cho phép cho mọi chất ô nhiễm Vừa phải 26 – 50 Không có vấn đề gì cho phần lớn cộng đồng Chất lƣợng không khí tốt Thấp 0 – 25 Không có ảnh hƣởng gì Nguồn: [6] Ngoài ra còn sử dụng chỉ số API ven đƣờng để cung cấp thông tin về mức độ ô nhiễm gần nguồn thải của các phƣơng tiện giao thông của những thành phố đông đúc. Bảng 1.3. Ảnh hưởng của API ven đường đối với sức khỏe Mức ô nhiễm không khí API Lời khuyên với cộng đồng API thƣờng API ven đƣờng Nguy hiểm Cộng đồng nên tranh toếp Cộng đồng nên tránh xúc thời gian dài ở những 201 – 500 những hoạt động khu vực đó. Nếu cần thiết ngoài trời phải ra ngoài thì cần giảm thiểu tiếp xúc tối đa Rất cao 100 – 200 Những ngƣời bị bệnh Những ngƣời bị bệnh về tim về tim và phổi nên và phổi nên tránh tiếp xúc 7 giảm thiểu những với thời gian dài ở những họat động ngoài trời khu vực đó. Nếu cần thiết và sự tiếp xúc phải ra ngoài thì cần giảm thiểu tiếp xúc tối đa Cao 51 – 99 Không có yêu cầu gì, nhƣng có thể có tác hại nếu tiếp xúc thời gian dài Vừa phải 26 – 50 Không có yêu cầu gì Thấp 0 – 25 Không có yêu cầu gì Nguồn:[6] 1.1.1.4. Chỉ số tiêu chuẩn chất gây ô nhiễm không khí (PSI) Chỉ số này đƣợc Cơ quan bảo vệ môi trƣờng Hoa Kỳ (EPA) đƣa ra để thể hiện sự cảnh báo chất lƣợng không khí đối với cộng đồng. Giá trị PSI xuất phát từ việc đo lƣờng nồng độ các chất ô nhiễm và đƣợc báo cáo hàng ngày ở tất cả các vùng đô thị ở Mỹ với số dân trên 200 000 ngƣời. PSI có giá trị từ 0 đến 500 và mô tả kèm theo các từ “có hại cho sức khỏe”,….thƣờng đƣợc phát ở tivi, radio, báo của địa phƣơng. PSI cũng đƣợc tính toán từ nồng độ các chất ô nhiễm SO2, NO2, CO, O3 , PM10 PSI tổng hợp thông tin nồng độ của các tác nhân gây ô nhiễm thông qua mạng lƣới giám sát liên hoàn, sau đó cung cấp chỉ số chất lƣơng không khí vùng đô thị. Ƣớc tính PSI dựa vào số chất ô nhiễm đƣợc giám sát cũng nhƣ số trạm giám sát thu thập đƣợc dữ liệu. 1.1.2. Ở Việt Nam Sở Tài nguyên và Môi trƣờng thành phố Hồ Chí Minh đƣa AQI áp dụng vào thực tế và đã có mạng lƣới các trạm quan trắc không khí tự động. Cách tính AQI do sở Tài nguyên và Môi trƣờng thành phố Hồ Chí Minh đƣa ra nhƣ sau: Trƣớc hết tại mỗi trạm, AQI sẽ đƣợc tính cho từng chất theo 2 loại là AQI theo giờ và AQI theo ngày. - Công thức tính AQI theo giờ của chất i tại trạm j: AQI ih  Với Cih *100 Sih Cih : nồng độ trung bình theo giờ của chất i. 8 S ih : tiêu chuẩn môi trƣờng cho phép theo giờ của chất i. - Công thức tính AQI theo ngày của chất i tại trạm j: AQI id  Với Cid *100 Sid Cid : nồng độ trung bình theo ngaỳ của chất i. Sid : tiêu chuẩn môi trƣờng cho phép theo ngày của chất i. Các giá trị S ih và Sid đƣợc lấy từ quy chuẩn môi trƣờng Việt Nam đối với các thông số cơ bản trong không khí xung quanh (QCVN 05:2009). Bảng 1.4. Giá trị giới hạn các thông số cơ bản trong không khí xung quanh Đơn vị: Microgam trên mét khối (μg/m3) Trung Trung Trung bình 3 giờ bình 24 giờ bình năm 125 50 TT Thông số 1 SO2 Trung bình 1 giờ 350 2 CO 30000 10000 5000 - 3 NOx 200 - 100 40 4 O3 180 120 80 - 5 Bụi lơ lửng (TSP) 300 - 200 140 6 Bụi ≤ 10 μm (PM10) - - 150 50 7 Pb - - 1,5 0,5 Ghi chú: Dấu (-) là không quy định 1.2. Các phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng không khí Các công trình nghiên cứu khoa học về ô nhiễm môi trƣờng không khí đã chỉ ra rằng ô nhiễm không khí không những gây tác hại xấu đối với sức khỏe con ngƣời và động thực vật trên trái đất mà còn gây ra nhiều ảnh hƣởng khác đối với môi trƣờng tự nhiên và nhân tạo, chẳng hạn nhƣ biến đổi khí hậu, mƣa axit, thủng tầng ozon, gây tác hại đối với công trình văn hóa, vật liệu xây dựng... Do đó việc nghiên cứu kiểm soát và tìm cách giảm thiểu ô nhiễm không khí là một công việc lâu dài và phức tạp. 9 Để kiểm soát ô nhiễm môi trƣờng không khí một cách có hiệu quả đòi hỏi phải có một hệ thống quan trắc môi trƣờng đầy đủ, thƣờng xuyên và đồng bộ. Do các đối tƣợng chịu ảnh hƣởng của ô nhiễm không khí rất đa dạng nên các lĩnh vực nghiên cứu cũng rất khác nhau đòi hỏi phải sử dụng các phƣơng pháp nghiên cứu khác nhau để nghiên cứu. Phƣơng pháp tính toán chỉ số AQI có thể chia làm 3 phƣơng pháp chính: - Phƣơng pháp áp dụng ở các nƣớc nhƣ Hoa Kỳ, Hong Kong, Hàn Quốc, Thái Lan, Đài Loan, Malaysia, Nhật Bản, Bồ Đào Nha, Ấn Độ... - Phƣơng pháp áp dụng tại Astralia, Thành phồ Hồ Chí Minh - Phƣơng pháp áp dụng tại Anh, Pháp, Canada 1.2.1. Phương pháp áp dụng tại Hoa Kỳ, Hàn Quốc, Malaysia Phƣơng pháp tính toán chỉ số chất lƣợng không khí AQI theo công thức: Ip  I Hi  I L 0 C p  BPL0   I L0 BPHi  BPL 0 Trong đó: Ip: Chỉ số chất lƣợng môi trƣờng môi trƣờng không khí của chất ô nhiễm p Cp: Nồng độ của chất ô nhiễm p BPHi: Chỉ số trên của Cp BPH0: Chỉ số dƣới của Cp IHi: Chỉ số AQI ứng với nồng độ BPHi IL0: Chỉ số AQI ứng với nồng độ BPL0 Đối với mỗi quốc gia thì có các tham số khác nhau trong công thức trên. Các tham số đó đƣợc xây dựng dựa trên tiêu chuẩn chất lƣợng không khí xung quanh và các nghiên cứu về ảnh hƣởng của chất ô nhiễm đến sức khỏe. Ƣu điểm: Do bảng các chỉ số trên và chỉ số dƣới dùng để tính toán AQI đƣợc xác định dựa vào Tiêu chuẩn môi trƣờng không khí quốc gia và các nghiên cứu về ảnh hƣởng của sức khỏe do ô nhiễm môi trƣờng không khí nên các mức AQI ứng với từng loại tác động đến sức khỏe phù hợp với thực tế nhất. 10 Nhƣợc điểm: Công thức tính toán khá phức tạp và việc xây dựng các bảng chỉ số trên và chỉ số dƣới khó khăn. 1.2.2. Phương pháp đang áp dụng tại Astralia, thành phố Hồ Chí Minh Công thức tính toán AQI phụ nhƣ sau: AQI Phu  100  Cp Qp Trong đó AQIphu: Chỉ số chất lƣợng không khí phụ Cp: Nồng độ của thông số Qp: Giá trị tiêu chuẩn của thông số Ƣu điểm: công thức tính toán đơn giản, chỉ cần sử dụng Tiêu chuẩn không khí quốc gia là có thể xác định đƣợc giá trị AQI Nhƣợc điểm: Các khoảng phân hạng giá trị AQI ứng với các ảnh hƣởng khác nhau đến sức khỏe không đƣợc phù hợp nhƣ phƣơng pháp 1. 1.2.3. Phương pháp đang áp dụng tại Anh, Pháp, Canada Để xác định giá trị của chỉ số AQI này ta không cần một công thức toán học liên hệ giữa giá trị thông số ô nhiễm và giá trị AQI, ta chỉ cần có 1 bảng so sánh, khi giá trị thông số nằm trong một khoảng nào đó thì ta có chỉ số AQI tƣơng ứng. Ƣu điểm: Đơn giản, dễ xác định Nhƣợc điểm: Chỉ phân hạng đƣợc các mức AQI mà không thể so sánh hai giá trị AQI ở cùng một hạng. Bên cạnh đó một số phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng môi trƣờng tổng hợp đã và đang sử dụng ở nƣớc ngoài cũng tồn tại những hạn chế sau: - Phƣơng pháp chỉ số tổng cộng P (Liên Xô cũ) [13] cũng nhƣ chỉ số ô nhiễm chuẩn PSI (Mỹ) đƣợc ứng dụng để đánh giá chất lƣợng môi trƣờng không khí đều chƣa tính đến trọng số Wi (mức độ độc hại) của từng chất khảo sát. Ngoài ra, trong phƣơng pháp chỉ số tổng cộng P (Liên Xô cũ) lại quy định quá nghiêm ngặt P≤1. Trên thực tế, có thể xảy ra một chất nào đó vƣợt TCCP, nhƣng chƣa đến mức gây ô nhiễm nghiêm trọng ảnh hƣởng đến chất lƣợng môi trƣờng tổng thể nói chung và 11