Đánh Giá Chất Lượng Môi Trường Không Khí Bằng Chỉ Tiêu Tổng Hợp Tại Hà Nội Và Đà Nẵng

Luận văn thạc sĩ môi trường nghiên cứu hus đánh giá chất lượng môi trường không khí bằng chỉ tiêu tổng hợp dựa trên chuỗi số liệu quan, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân,

• Tác giả: Nguyễn Thúy Hƣờng
• Người hướng dẫn: GS. Phạm Ngọc Hồ
• Trường học: Đại Học Quốc Gia Hà Nội Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên
• Chuyên ngành: Khoa học Môi trƣờng
• Đề tài: Đánh Giá Chất Lƣợng Môi Trƣờng Không Khí Bằng Chỉ Tiêu Tổng Hợp Dựa Trên Chuỗi Số Liệu Quan Trắc Tự Động Tại Thành Phố Hà Nội Và Đà Nẵng
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sỹ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan tài liệu liên quan đến trạm quan trắc chất lượng không khí tự động cố định
• 1.2. Giới thiệu chung về trạm quan trắc CLKK tự động tại Nguyễn Văn Cừ (Hà Nội) và Lê Duẩn (Đà Nẵng)
• 1.3. Một số đánh giá trước đó dựa trên số liệu quan trắc CLKK tự động tại 2 trạm Nguyễn Văn Cừ và trạm Lê Duẩn
• 1.4. Tổng quan tình hình nghiên cứu và ứng dụng chỉ số đánh giá chất lượng môi trường không khí trong và ngoài nước bởi các cơ quan chính phủ cũng như các nhà khoa học
• 2. CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Phạm vi nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4. Xử lý số liệu
• 2.5. Phương pháp chỉ số chất lượng/ô nhiễm môi trường không khí
• 2.6. Trình bày kết quả nghiên cứu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Chất lượng môi trường không khí đánh giá theo phương pháp AQI của tác giả Nghiêm Trung Dũng so sánh với RAPI của tác giả Phạm Ngọc Hồ cho 2 trạm (trường hợp 1)
• 3.2. Chất lượng môi trường không khí đánh giá theo phương pháp AQI của Tổng cục so sánh với RAPI của tác giả Phạm Ngọc Hồ cho 2 trạm (trường hợp 2)
• 3.3. Nhận xét chung
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Đánh Giá Chất Lượng Không Khí Tại Hà Nội Và Đà Nẵng

Chất lượng không khí (CLKK) là một trong những vấn đề môi trường cấp bách hiện nay, đặc biệt tại các đô thị lớn như Hà Nội và Đà Nẵng. Việc đánh giá CLKK không chỉ giúp nhận diện các nguồn ô nhiễm mà còn cung cấp thông tin cần thiết cho các quyết định quản lý môi trường. Dữ liệu quan trắc tự động từ các trạm quan trắc đóng vai trò quan trọng trong việc theo dõi và phân tích chất lượng không khí.

1.1. Tầm Quan Trọng Của Việc Đánh Giá Chất Lượng Không Khí

Đánh giá chất lượng không khí giúp xác định mức độ ô nhiễm và tác động của nó đến sức khỏe con người. Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), ô nhiễm không khí là nguyên nhân gây ra hàng triệu ca tử vong mỗi năm. Việc có thông tin chính xác về CLKK là cần thiết để xây dựng các chính sách bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

1.2. Các Chỉ Số Đánh Giá Chất Lượng Không Khí

Chỉ số chất lượng không khí (AQI) là một trong những công cụ phổ biến nhất để đánh giá CLKK. AQI tổng hợp nhiều thông số ô nhiễm như PM2.5, PM10, NO2, SO2, và CO. Việc sử dụng các chỉ số này giúp đơn giản hóa thông tin và dễ dàng truyền đạt đến công chúng.

II. Vấn Đề Ô Nhiễm Không Khí Tại Hà Nội Và Đà Nẵng

Ô nhiễm không khí tại Hà Nội và Đà Nẵng đang ở mức báo động. Các nguồn ô nhiễm chủ yếu đến từ giao thông, công nghiệp và xây dựng. Sự gia tăng dân số và phương tiện giao thông đã làm gia tăng nồng độ các chất ô nhiễm trong không khí.

2.1. Các Nguồn Ô Nhiễm Chính Tại Hà Nội

Tại Hà Nội, ô nhiễm không khí chủ yếu do các phương tiện giao thông, đặc biệt là xe máy và ô tô. Ngoài ra, bụi từ các công trình xây dựng và hoạt động công nghiệp cũng góp phần làm tăng nồng độ ô nhiễm.

2.2. Tình Hình Ô Nhiễm Không Khí Tại Đà Nẵng

Đà Nẵng, mặc dù có không gian xanh hơn, nhưng cũng không tránh khỏi tình trạng ô nhiễm không khí. Các nguồn ô nhiễm chủ yếu đến từ giao thông và các hoạt động xây dựng. Số liệu cho thấy nồng độ bụi PM10 và PM2.5 tại đây thường xuyên vượt ngưỡng cho phép.

III. Phương Pháp Đánh Giá Chất Lượng Không Khí Tại Hai Thành Phố

Để đánh giá chất lượng không khí tại Hà Nội và Đà Nẵng, các phương pháp quan trắc tự động đã được áp dụng. Các trạm quan trắc được lắp đặt tại những vị trí chiến lược để thu thập dữ liệu chính xác.

3.1. Hệ Thống Quan Trắc Tự Động

Hệ thống quan trắc tự động tại Hà Nội và Đà Nẵng bao gồm các trạm đo lường nồng độ các chất ô nhiễm trong không khí. Các trạm này hoạt động liên tục và cung cấp dữ liệu theo thời gian thực, giúp theo dõi biến động chất lượng không khí.

3.2. Phân Tích Dữ Liệu Quan Trắc

Dữ liệu thu thập từ các trạm quan trắc được xử lý và phân tích để tính toán các chỉ số chất lượng không khí như AQI. Việc phân tích này giúp xác định xu hướng ô nhiễm và đưa ra các khuyến nghị phù hợp.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Về Chất Lượng Không Khí Tại Hà Nội Và Đà Nẵng

Kết quả nghiên cứu cho thấy chất lượng không khí tại Hà Nội thường xuyên ở mức kém, trong khi Đà Nẵng có tình hình ô nhiễm nhẹ hơn. Tuy nhiên, cả hai thành phố đều cần có các biện pháp cải thiện chất lượng không khí.

4.1. So Sánh Chất Lượng Không Khí Giữa Hai Thành Phố

Dữ liệu cho thấy Hà Nội có nồng độ bụi PM10 và PM2.5 cao hơn so với Đà Nẵng. Số ngày có AQI ở mức xấu tại Hà Nội chiếm tỷ lệ lớn hơn so với Đà Nẵng, cho thấy tình trạng ô nhiễm nghiêm trọng hơn.

4.2. Tác Động Của Ô Nhiễm Không Khí Đến Sức Khỏe

Ô nhiễm không khí có tác động tiêu cực đến sức khỏe cộng đồng, đặc biệt là các bệnh về hô hấp. Việc theo dõi và cải thiện chất lượng không khí là cần thiết để bảo vệ sức khỏe người dân.

V. Giải Pháp Cải Thiện Chất Lượng Không Khí Tại Hà Nội Và Đà Nẵng

Để cải thiện chất lượng không khí, cần có các giải pháp đồng bộ từ chính quyền và cộng đồng. Các biện pháp như giảm thiểu khí thải từ phương tiện giao thông và tăng cường cây xanh là rất quan trọng.

5.1. Giải Pháp Giảm Thiểu Ô Nhiễm Từ Giao Thông

Cần có các chính sách khuyến khích sử dụng phương tiện giao thông công cộng và xe điện. Việc kiểm soát khí thải từ các phương tiện giao thông cũng cần được thực hiện nghiêm ngặt.

5.2. Tăng Cường Cây Xanh Và Không Gian Xanh

Tăng cường trồng cây xanh và phát triển không gian xanh tại các đô thị sẽ giúp cải thiện chất lượng không khí. Cây xanh có khả năng hấp thụ bụi và các chất ô nhiễm, góp phần làm sạch không khí.

VI. Kết Luận Về Chất Lượng Không Khí Tại Hà Nội Và Đà Nẵng

Chất lượng không khí tại Hà Nội và Đà Nẵng đang ở mức báo động. Cần có các biện pháp khẩn cấp để cải thiện tình hình ô nhiễm không khí. Việc theo dõi và đánh giá chất lượng không khí là rất quan trọng để bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

6.1. Tương Lai Của Chất Lượng Không Khí Tại Hai Thành Phố

Nếu không có các biện pháp cải thiện, chất lượng không khí tại Hà Nội và Đà Nẵng sẽ tiếp tục xấu đi. Cần có sự hợp tác giữa các cơ quan chức năng và cộng đồng để giải quyết vấn đề này.

6.2. Vai Trò Của Cộng Đồng Trong Việc Cải Thiện Chất Lượng Không Khí

Cộng đồng cần nâng cao nhận thức về ô nhiễm không khí và tham gia vào các hoạt động bảo vệ môi trường. Sự tham gia của người dân là rất quan trọng trong việc cải thiện chất lượng không khí.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Theo thống kê từ Tổ chức Y tế Thế giới, ô nhiễm không khí là nguyên nhân trực tiếp dẫn đến hơn 3 triệu ca tử vong sớm mỗi năm trên toàn cầu. Tại Việt Nam, quá trình đô thị hóa và phát triển kinh tế nhanh chóng đã gia tăng áp lực lớn lên môi trường khí quyển đô thị. Nhằm giám sát diễn biến chất lượng môi trường, Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 16/2007/QĐ-TTg phê duyệt quy hoạch mạng lưới quan trắc tài nguyên và môi trường quốc gia đến năm 2020. Tuy nhiên, khối lượng số liệu quan trắc tự động khổng lồ được thu thập liên tục 24/7 đặt ra thách thức lớn cho công tác phân tích và truyền tải thông tin đến cộng đồng.

Mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu là ứng dụng và so sánh các chỉ tiêu tổng hợp nhằm đánh giá toàn diện hiện trạng chất lượng không khí. Luận văn tập trung khảo sát chuỗi số liệu quan trắc tự động liên tục trong 2 năm, từ tháng 1 năm 2011 đến tháng 12 năm 2012, tại hai trạm quan trắc tiêu biểu: trạm 556 Nguyễn Văn Cừ (quận Long Biên, thành phố Hà Nội) và trạm 41 Lê Duẩn (quận Hải Châu, thành phố Đà Nẵng).

Nghiên cứu tiến hành phân tích 5 thông số ô nhiễm chính gồm bụi PM10, khí SO2, NO2, CO và O3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài thể hiện qua việc đánh giá độ nhạy của các thuật toán tính toán chỉ số, giúp giảm thiểu sai số khi cảnh báo ô nhiễm. Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở dữ liệu và phương pháp luận chuẩn xác cho các nhà quản lý môi trường đô thị.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu xây dựng trên nền tảng tích hợp 3 mô hình đánh giá chất lượng môi trường không khí:

Thứ nhất, mô hình chỉ số chất lượng không khí do Cục Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ phát triển, được các nhà khoa học trong nước hiệu chỉnh các điểm phân đoạn nồng độ theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia QCVN 05:2009/BTNMT. Phương pháp này áp dụng hàm tuyến tính phân đoạn và lấy giá trị lớn nhất trong các chỉ số phụ để làm chỉ số đại diện ngày.

Thứ hai, phương pháp tính chỉ số chất lượng không khí ban hành theo Quyết định số 878/QĐ-TCMT của Tổng cục Môi trường Việt Nam. Phương pháp này xác định chỉ số phụ dựa trên tỷ lệ trực tiếp giữa nồng độ quan trắc và giới hạn quy chuẩn trung bình 1 giờ hoặc 24 giờ.

Thứ ba, mô hình chỉ số ô nhiễm không khí tương đối do các chuyên gia môi trường Đại học Quốc gia Hà Nội thiết lập. Khác với phương pháp truyền thống, chỉ số tương đối áp dụng kỹ thuật cộng gộp có trọng số, tích hợp đồng thời các tiêu chuẩn trung bình 1 giờ, 8 giờ và 24 giờ của 5 thông số ô nhiễm nhằm phản ánh tổng hòa mức độ phơi nhiễm môi trường. Thang phân cấp chất lượng không khí được chuẩn hóa thành 6 bậc tương ứng từ mức tốt, trung bình, ô nhiễm nhẹ, ô nhiễm nặng, ô nhiễm rất nặng đến mức nguy hại.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu đầu vào sử dụng chuỗi số liệu quan trắc tự động liên tục với tần suất lấy mẫu 5 phút một lần, sau đó tính toán thành giá trị trung bình 1 giờ, 8 giờ và 24 giờ trong toàn bộ giai đoạn 2011-2012 (tương đương 730 ngày quan trắc).

Về phương pháp chọn mẫu và làm sạch số liệu, tác giả áp dụng tiêu chuẩn kiểm định nghiêm ngặt: chỉ những ngày có đầy đủ 5 thông số quan trắc hợp lệ và đạt tối thiểu 16 trên 24 giờ đo (tương đương trên 67% lượng dữ liệu trong ngày) mới được đưa vào phân tích. Tại trạm Nguyễn Văn Cừ, tỷ lệ dữ liệu hợp lệ đạt 87,2% trong năm 2011 và 56,7% trong năm 2012. Tại trạm Lê Duẩn, tỷ lệ đạt 43,4% trong năm 2011 và 42,3% trong năm 2012.

Lý do lựa chọn phương pháp phân tích so sánh từng cặp là nhằm bảo đảm tính tương đồng về hệ quy chiếu dữ liệu đầu vào. Việc chia thành 2 trường hợp so sánh giúp làm sáng tỏ ưu điểm và hạn chế của phương pháp lấy giá trị cực đại so với phương pháp cộng gộp có trọng số trong điều kiện thực tế tại Việt Nam.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích chuỗi số liệu quan trắc tại trạm Nguyễn Văn Cừ năm 2011 cho thấy chất lượng không khí chủ yếu ở mức trung bình và ô nhiễm nhẹ. Đánh giá theo phương pháp phân đoạn tuyến tính ghi nhận 62,0% số ngày ở mức trung bình, 16,7% ở mức có hại cho nhóm nhạy cảm và 14,6% số ngày ở mức có hại và rất có hại. Khi áp dụng chỉ số tương đối cộng gộp, tỷ lệ ngày ở mức trung bình đạt 67,5%, mức ô nhiễm nhẹ chiếm 25,2% và mức ô nhiễm nặng chỉ chiếm 6,1%.

Chất lượng không khí tại Hà Nội có sự phân hóa theo mùa rõ rệt. Trong mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, chất lượng không khí cải thiện đáng kể với 81,6% số ngày đạt mức trung bình và tốt. Ngược lại, vào mùa khô từ tháng 11 đến tháng 4, các ngày ô nhiễm tăng mạnh khi tổng số ngày ô nhiễm từ nhẹ đến rất nặng chiếm tới 42,9%.

Tại trạm Lê Duẩn năm 2011, chất lượng môi trường không khí duy trì ở ngưỡng an toàn hơn rất nhiều so với Hà Nội. Chỉ số ô nhiễm tương đối ghi nhận 48,45% số ngày ở mức trung bình và 51,55% ở mức ô nhiễm nhẹ, hoàn toàn không xuất hiện ngày ô nhiễm nặng hay rất nặng (0%). Ngược lại, phương pháp tính theo giá trị cực đại phân loại tới 15,53% số ngày có hại và 3,73% rất có hại do sự đột biến ngắn hạn của nồng độ bụi PM10.

Sự khác biệt giữa hai phương pháp tiếp cận thể hiện ở mức độ nhạy cảm của thuật toán: phương pháp lấy giá trị cực đại thường đẩy mức cảnh báo ô nhiễm lên cao hơn từ 10% đến 20% so với phương pháp cộng gộp có trọng số.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến sự chênh lệch chất lượng không khí giữa hai đô thị bắt nguồn từ điều kiện khí tượng và nguồn phát thải giao thông. Trạm Nguyễn Văn Cừ nằm tại cửa ngõ phía Đông Bắc Hà Nội với mật độ xe tải và động cơ diesel dày đặc. Vào mùa đông, hiện tượng nghịch nhiệt bức xạ giữ các chất ô nhiễm lại tầng sát mặt đất, khiến nồng độ bụi PM10 và khí NO2 tăng cao. Ngược lại, trạm Lê Duẩn tại Đà Nẵng hưởng lợi từ gió biển thông thoáng, tạo điều kiện khuếch tán nhanh các chất ô nhiễm. Nồng độ SO2 tại Đà Nẵng luôn thấp hơn giới hạn quy chuẩn 125 µg/m3 trung bình 24 giờ.

Kết quả nghiên cứu được minh họa trực quan thông qua các biểu đồ tần suất chất lượng môi trường theo tháng và bảng tổng hợp phân bố tỷ lệ phần trăm giữa 6 cấp độ. Việc trực quan hóa dữ liệu qua biểu đồ cột chồng giúp nhận diện xu hướng biến động theo mùa của từng chất ô nhiễm, tạo điều kiện thuận lợi cho việc theo dõi diễn biến môi trường đô thị.

Đề xuất và khuyến nghị

Kiểm soát và nâng cao chất lượng không khí đô thị đòi hỏi sự phối hợp đồng bộ giữa cơ quan quản lý và các đơn vị nghiên cứu với các giải pháp trọng tâm:

Thứ nhất, nâng cấp và mở rộng hệ thống quan trắc tự động. Tổng cục Môi trường cùng Sở Tài nguyên và Môi trường các địa phương cần bảo dưỡng định kỳ hệ thống 28 trạm quan trắc quốc gia, nâng tỷ lệ thu nhận dữ liệu tin cậy đạt trên 90% trong giai đoạn 2016-2020.

Thứ hai, chuẩn hóa phương pháp tính toán chỉ số chất lượng môi trường. Bộ Tài nguyên và Môi trường cần bổ sung thuật toán cộng gộp có trọng số vào văn bản hướng dẫn kỹ thuật, giúp giảm thiểu từ 15% đến 25% sai số cảnh báo cực đoan do hiện tượng nhảy vọt nồng độ đơn lẻ.

Thứ ba, tối ưu hóa phân luồng giao thông đô thị. Ủy ban nhân dân thành phố Hà Nội và thành phố Đà Nẵng cần triển khai cấm xe tải hạng nặng trong giờ cao điểm tại các trục đường huyết mạch như Nguyễn Văn Cừ và Lê Duẩn, hướng tới mục tiêu cắt giảm 15% nồng độ phát thải PM10 và NO2 trong vòng 3 năm.

Thứ tư, xây dựng nền tảng cảnh báo ô nhiễm thời gian thực. Trung tâm Quan trắc Môi trường cần ứng dụng công nghệ thông tin tự động hóa việc xuất bản chỉ số môi trường hàng giờ trên cổng thông tin điện tử, cung cấp cảnh báo sức khỏe kịp thời cho 100% người dân đô thị.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và phương pháp luận của luận văn mang lại giá trị thiết thực cho nhiều nhóm chuyên môn:

Nhà quản lý môi trường tại các Sở Tài nguyên và Môi trường: Tài liệu cung cấp cơ sở khoa học để lựa chọn công thức tính chỉ số phù hợp, phục vụ công tác xây dựng báo cáo hiện trạng môi trường định kỳ.

Cán bộ kỹ thuật và kỹ sư vận hành trạm quan trắc: Luận văn hướng dẫn chi tiết quy trình xử lý, làm sạch chuỗi số liệu tự động bị lỗi và loại bỏ số liệu ngoại lai với hơn 730 ngày dữ liệu mẫu.

Học viên cao học và sinh viên chuyên ngành Khoa học Môi trường: Công trình là tài liệu tham khảo giá trị về phương pháp xác định trọng số vô thứ nguyên và kỹ thuật phân tích thống kê đa biến trên 5 thông số ô nhiễm chính.

Các tổ chức phi chính phủ và chuyên gia sức khỏe cộng đồng: Tài liệu cung cấp bức tranh dữ liệu xác thực về mức độ phơi nhiễm ô nhiễm không khí tại hai đô thị lớn, hỗ trợ xây dựng các chương trình truyền thông y tế dự phòng.

Câu hỏi thường gặp

Chỉ số ô nhiễm tương đối có điểm gì vượt trội hơn chỉ số AQI truyền thống? Chỉ số tương đối áp dụng thuật toán cộng gộp có trọng số dựa trên tiêu chuẩn đa thời gian của 5 thông số, phản ánh mức độ phơi nhiễm thực tế của toàn bộ hỗn hợp khí quyển thay vì chỉ phụ thuộc vào một chất ô nhiễm duy nhất.

Tại sao chất lượng không khí tại trạm Nguyễn Văn Cừ lại xấu hơn trạm Lê Duẩn? Trạm Nguyễn Văn Cừ chịu áp lực lớn từ mật độ phương tiện giao thông cửa ngõ và hiện tượng nghịch nhiệt mùa đông tại miền Bắc, trong khi trạm Lê Duẩn có điều kiện khí tượng ven biển thuận lợi giúp phân tán chất ô nhiễm nhanh chóng.

Tiêu chí nào được áp dụng để làm sạch chuỗi số liệu quan trắc thô? Nghiên cứu loại bỏ các giá trị âm, giá trị bằng không bất thường do lỗi máy móc và chỉ chấp nhận tính toán những ngày quan trắc bảo đảm tối thiểu 16 trên 24 giờ đo hợp lệ của đầy đủ 5 thông số khảo sát.

Trọng số của các thông số ô nhiễm trong phương pháp tương đối được tính như thế nào? Trọng số được tính toán dựa trên mối tương quan tỷ lệ nghịch giữa các giá trị giới hạn nồng độ trong quy chuẩn trung bình 1 giờ, 8 giờ và 24 giờ, bảo đảm tổng các trọng số thành phần luôn bằng 1.

Có thể áp dụng phương pháp của luận văn cho các đô thị khác không? Phương pháp tính toán hoàn toàn có thể nhân rộng tại tất cả các đô thị có trạm quan trắc tự động tại Việt Nam, chỉ cần chuẩn hóa dữ liệu đầu vào theo quy chuẩn kỹ thuật môi trường hiện hành.

Kết luận

Luận văn đã thực hiện đánh giá toàn diện chất lượng môi trường không khí tại Hà Nội và Đà Nẵng giai đoạn 2011-2012 thông qua chuỗi số liệu quan trắc tự động 5 thông số tiêu chuẩn.

Công trình chứng minh tính ưu việt của phương pháp cộng gộp có trọng số trong việc khắc phục hiện tượng che khuất thông tin hoặc thổi phồng mức độ ô nhiễm của phương pháp lấy giá trị cực đại.

Kết quả chỉ ra quy luật biến động chất lượng không khí rõ rệt theo mùa tại Hà Nội, với tỷ lệ ngày ô nhiễm trong mùa khô cao hơn đáng kể so với mùa mưa.

Các cơ quan quản lý cần đẩy mạnh việc chuẩn hóa quy trình phân tích dữ liệu quan trắc và tích hợp chỉ số ô nhiễm tương đối vào hệ thống quan trắc quốc gia trong vòng 12 đến 24 tháng tới.

Các nhà khoa học và chuyên viên phân tích dữ liệu môi trường nên tiếp tục khai thác và phát triển các mô hình tính toán tích hợp nhằm nâng cao độ chính xác trong dự báo và cảnh báo chất lượng không khí đô thị.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu Tổ chức Y tế thế giới (WHO) ƣớc tính rằng ô nhiễm không khí là nguyên nhân của hơn ba triệu trƣờng hợp tử vong sớm hàng năm trên toàn thế giới [36]. SO2, các hạt bụi có thể xâm nhập vào bộ phận hô hấp của con ngƣời. NO2, CO là các chất ô nhiễm chính phát sinh chủ yếu từ các phƣơng tiện giao thông vận tải chạy bằng động cơ diesel.

Các chất ô nhiễm này cùng với chất ô nhiễm thứ cấp là O3, gây ra tác động không nhỏ tới sức khỏe, tài sản, và môi trƣờng sống của con ngƣời. Ô nhiễm không khí cũng đang nhận đƣợc sự quan tâm chú ý của Chính phủ Việt Nam trong những năm gần đây. Thủ tƣớng Chính phủ Việt Nam đã có quyết định số 16/2007/QĐ-TTg ngày 29 tháng 01 năm 2007 về việc phê duyệt "Quy hoạch tổng thể mạng lƣới quan trắc tài nguyên và môi trƣờng quốc gia đến năm 2020" trong đó có quy hoạch mạng lƣới quan trắc tự động chất lƣợng môi trƣờng không khí toàn quốc [7]. Tuy nhiên, điều này cũng có nghĩa là một lƣợng lớn thông tin, dữ liệu về môi trƣờng không khí sẽ đƣợc bổ sung, cập nhật mỗi giờ, mỗi ngày, và mỗi năm, buộc chúng ta phải tiếp nhận và hiểu nó.

Việc có đƣợc hệ thống quan trắc chất lƣợng môi trƣờng không khí đáp ứng yêu cầu thật sự không dễ. Sử dụng, tổng hợp, phân tích chuỗi số liệu quan trắc này làm cơ sở cho việc đánh giá chất lƣợng môi trƣờng không khí toàn diện, có tính thuyết phục lại càng không đơn giản. Về khía cạnh môi trƣờng, công chúng hay các nhà chức trách đều muốn có câu trả lời cho câu hỏi liên quan đến chất lƣợng môi trƣờng không khí xung quanh, ―tốt hơn hay xấu đi?‖ hoặc ―nó có ô nhiễm hay không và nếu ô nhiễm thì ở mức độ nào?‖ Họ mong muốn câu trả lời ngắn gọn, đơn giản và dễ nắm bắt. Mặt khác, các nhà khoa học hay các chuyên gia trong lĩnh vực này lại có thể thấy đây là câu hỏi không đơn giản chút nào, nó đòi hỏi có sự phân tích của hàng trăm phép đo nồng độ các chất ô nhiễm khác nhau, đôi khi phức tạp do thiếu dữ liệu, dữ liệu không đồng nhất hoặc tồn tại sự mơ hồ, không chắc chắn trong kết quả.

Thật không may, những ngƣời đặt câu hỏi thƣờng không hài lòng 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] với câu trả lời tƣơng đƣơng một quyển sổ dày hàng trăm trang với một loạt các số liệu thô theo thời gian, hay các phân tích thống kê về các chất ô nhiễm tại các địa điểm khác nhau. Chỉ số chất lƣợng không khí (CLKK) tổng hợp là một công cụ hữu hiệu giúp tìm ra câu trả lời súc tích. Ở Việt Nam, trong mấy năm gần đây (từ 2010 đến nay) mới bắt đầu tiếp cận ứng dụng chỉ số chất lƣợng/ ô nhiễm không khí để đánh giá tổng hợp CLKK. Tháng 7 năm 2011, Tổng cục Môi trƣờng ban hành QĐ 878/QĐ – TCMT về việc hƣớng dẫn tính toán chỉ số chất lƣợng môi trƣờng không khí [9].

Năm 2012, tác giả Nghiêm Trung Dũng và cộng sự cũng có bài báo nghiên cứu về chỉ số chất lƣợng không khí AQI (theo phƣơng pháp của Mỹ) công bố trên tạp chí Khí tƣợng Thủy văn số 613, tháng 1 năm 2012 [4]. Tác giả Phạm Ngọc Hồ đã thiết lập chỉ số ô nhiễm không khí tƣơng đối (Relative Air Pollution Index) – RAPI đƣợc phát triển từ chỉ số ô nhiễm không khí tổng cộng (TAPI) để đánh giá tổng hợp mức độ ô nhiễm không khí [1, 5, 6, 20, 31]. Bất kỳ một phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng môi trƣờng nào đều có ƣu, nhƣợc điểm của nó. Theo thời gian, chỉ số chất lƣợng môi trƣờng tổng hợp ngày càng hoàn thiện hơn cả về hình thức lẫn phƣơng pháp thiết lập thì vai trò của nó cũng đƣợc mở rộng.

Chính vì vậy, trong luận văn: “Đánh giá chất lượng môi trường không khí bằng chỉ tiêu tổng hợp dựa trên chuỗi số liệu quan trắc tự động tại thành phố Hà Nội và Đà Nẵng”, tác giả sử dụng đồng thời 3 chỉ số: 2 chỉ số AQI và RAPI để đánh giá chất lƣợng môi trƣờng không khí xung quanh khu vực trạm quan trắc tự động tại Thành phố Hà Nội và Thành phố Đà Nẵng và xem xét mức độ phù hợp của kết quả thu đƣợc so với số liệu thực tế, đồng thời xây dựng biểu đồ tần suất chất lƣợng môi trƣờng không khí ngày theo các tháng trong năm tại 2 thành phố khảo sát. Mục tiêu đề tài - Áp dụng chỉ số AQI - TC (Chỉ số AQI do Tổng cục Môi trƣờng ban hành); AQI - NTD (Chỉ số AQI đƣợc thiết lập theo hàm tuyến tính phân đoạn 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] của Mỹ do tác giả Nghiêm Trung Dũng và cộng sự công bố) và RAPI (chỉ số do tác giả Phạm Ngọc Hồ đề xuất) để đánh giá chất lƣợng/ mức độ ô nhiễm môi trƣờng không khí tại hai thành phố Hà Nội và Đà Nẵng. So sánh, nhận xét và giải thích các kết quả của các phƣơng pháp. - Đánh giá xu thế diễn biến mức độ ô nhiễm không khí ngày (thông qua tần suất f) theo các tháng trong năm làm cơ sở cho việc đƣa ra khuyến cáo sử dụng các chỉ số trong việc cảnh báo tổng hợp mức độ ô nhiễm không khí tại các đô thị ở nƣớc ta.

3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1. Tổng quan tài liệu liên quan đến trạm quan trắc chất lƣợng không khí tự động cố định. Hiện trạng mạng lưới quan trắc chất lượng không khí tự động cố định quốc gia Các trạm quan trắc không khí tự động, cố định trên toàn quốc hoạt động dƣới sự quản lý của Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng (17 trạm) hoặc Sở Tài nguyên Môi trƣờng các tỉnh (khoảng 11 trạm). Các trạm do Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng quản lý đƣợc vận hành bởi Tổng cục Môi trƣờng (7 trạm), Trung tâm Mạng lƣới Khí tƣợng Thủy văn (10 trạm) [3,10].

Mạng lƣới quan trắc CLKK nền, nền vùng Quốc gia, trạm sinh thái do Trung tâm Mạng lƣới Khí tƣợng Thủy văn và Môi trƣờng/Trung tâm KTTV Quốc gia (Bộ TN&MT) xây dựng, lắp đặt và vận hành. Các trạm quan trắc đƣợc kết nối với trung tâm quản lý, điều hành tại Trung tâm Mạng lƣới Khí tƣợng và Môi trƣờng đặt tại 62, Nguyễn Chí Thanh, Hà Nội (Khí tƣợng Láng, Đống Đa, Hà Nội) [10]. Trong khuôn khổ Dự án ―Tăng cƣờng thiết bị tự động quan trắc môi trƣờng không khí và nƣớc‖ theo Quyết định số 1698/QĐ-BTNMT ngày 29 tháng 10 năm 2007 của Bộ trƣởng Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng và Quyết định số 1073/QĐ-BTNMT ngày 11 tháng 6 năm 2009 của Bộ trƣởng Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng, 07 trạm quan trắc môi trƣờng không khí tự động đã đƣợc đầu tƣ, xây dựng nhằm tăng cƣờng công tác giám sát ô nhiễm và quản lý môi trƣờng quốc gia [3]. Tổng kết vị trí và các thông số đo của các trạm do Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng quản lý đƣợc trình bày trong phần phụ lục 1.

4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Bản đồ phân bố các trạm quan trắc không khí cố định và tự động do Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng quản lý Nhƣ vậy, có thể thấy khối lƣợng số liệu quan trắc hàng giờ và hàng năm tƣơng đối lớn, nhu cầu tổng hợp số liệu và tính toán để đơn giản hóa kết quả quan trắc rất cao. Trong phạm vi luận văn, tác giả giới hạn phạm vi nghiên cứu lại chỉ còn 2 trạm là Nguyễn Văn Cừ (Hà Nội) và Lê Duẩn (Đà Nẵng) do Tổng cục Môi trƣờng thiết kế, lắp đặt và vận hành. Đồng thời đánh giá sơ lƣợc tình hình số liệu của 2 trạm.

Đây là các trạm lắp đặt khá sớm trong khuôn khổ dự án ―Tăng cƣờng thiết bị tự động quan trắc môi trƣờng không khí và nƣớc‖. Tổng quan về 2 trạm đƣợc trình bày trong phần tiếp theo. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Giới thiệu chung về trạm quan trắc CLKK tự động tại Nguyễn Văn Cừ (Hà Nội) và Lê Duẩn (Đà Nẵng) Trong phần này, tác giả trình bày thông tin chung về 2 trạm quan trắc nghiên cứu, chủ yếu dựa trên báo cáo của các trạm quan trắc này, đồng thời trình bày khái quát về tình hình hiện trạng môi trƣờng không khí khu vực dựa trên các báo cáo hiện trạng môi trƣờng không khí chính thức của Tổng cục Môi trƣờng và các tài liệu khác có liên quan.

VIỆT NAM Quần đảo Hoàng Sa (Việt Nam) Quần đảo Trƣờng Sa (Việt Nam) Hình 2. Bản đồ 2 trạm quan trắc không khí cố định, tự động đƣợc khảo sát Trạm Nguyễn Văn Cừ [12] 6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Trạm quan trắc môi trƣờng không khí tự động, cố định tại 556 Nguyễn Văn Cừ, Long Biên. Trạm Nguyễn Văn Cừ hoàn thành lắp đặt vào tháng 5 năm 2009. Địa điểm lắp đặt trạm Trạm quan trắc tự động, cố định đƣợc lắp đặt cách đƣờng giao thông Nguyễn Văn Cừ 30m và nằm trong khuôn viên của toà nhà 5 tầng của Tổng cục Môi trƣờng.

Đây là trục đƣờng có mật độ giao thông lớn, là cửa ngõ phía Đông và Đông Bắc của thành phố Hà Nội. Tọa độ của trạm: Kinh độ: 21o2’56,3‖; Vĩ độ: 105o52’58,8‖ Thời gian quan trắc Trạm Nguyễn Văn Cừ là trạm không khí tự động liên tục, bắt đầu hoạt động từ 01tháng 6 năm 2009. Tần suất quan trắc của trạm Nguyễn Văn Cừ là 5 phút/lần. Hệ thống máy tính lƣu trữ số liệu cũng có thể xuất ra các giá trị trung bình 1 giờ.

Kết quả quan trắc đƣợc sử dụng chính là số liệu trung bình 1 giờ. Từ đó tính ra các trung bình số học 24 giờ, trung bình tháng là trung bình số học các giá trị trung bình 24 giờ của từng ngày trong tháng. Trạm Lê Duẩn (Đà Nẵng) [12] Trạm quan trắc môi trƣờng không khí tự động, cố định tại số 41, Lê Duẩn, Hải Châu, Đà Nẵng thuộc Trung tâm Quan trắc Môi trƣờng Tổng cục Môi trƣờng. Trạm Lê Duẩn hoàn thành lắp đặt vào tháng 7 năm 2010.

Từ đó đến nay, trạm đã cung cấp chuỗi số liệu liên tục và ổn định về chất lƣợng môi trƣờng không khí tại khu vực đặt trạm. Tuy nhiên trong khoảng tháng 7 năm 2011 đến khoảng tháng 11 năm 2011 số liệu trạm Lê Duẩn bị mất do sét đánh nên không có dữ liệu.