Nghiên cứu đánh giá, khoanh vùng chất lượng không khí theo Chỉ số AQI và đề xuất các giải pháp cải thiện chất lượng không khí thành phố Hà Nội

1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG



NCS: Th.S. Nguyễn Thị Thanh Trâm


NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ, KHOANH VÙNG CHẤT
LƯỢNG KHÔNG KHÍ THEO CHỈ SỐ AQI VÀ ĐỀ XUẤT
CÁC GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG KHÔNG
KHÍ THÀNH PHỐ HÀ NỘI

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ: 62 52 03 20

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT



Hà Nội - Năm 2015

2
MỞ ĐẦU
Ô nhiễm môi trường đã và đang trở một trong những thách thức to
lớn trên phạm vi toàn cầu. Quá trình công nghiệp hóa nền kinh tế và phát
triển đô thị ở hầu hết các quốc gia đều kéo theo những vấn đề về ô nhiễm
môi trường trong đó có ô nhiễm không khí. Ô nhiễm không khí ở các đô
thị lớn có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cuộc sống và sức khỏe con
người. Ở nước ta, ô nhiễm không khí tại các đô thị lớn như thủ đô Hà

Nội đang đặt ra nhiều vấn đề cấp bách và đang là đối tượng nghiên cứu
của nhiều đề tài, dự án về bảo vệ môi trường (BVMT). Cùng với tốc độ
tăng trưởng kinh tế không ngừng tăng lên trong 10-15 năm tới, Hà Nội sẽ
phải đối mặt với tình trạng nghiêm trọng hơn về ô nhiễm không khí. Do
vậy, vấn đề kiểm soát chất lượng không khí, xác định các vấn đề thách
thức ô nhiễm không khí, khoanh vùng ô nhiễm và đề xuất các giải pháp,
cải thiện chất lượng không khí ở thủ đô Hà Nội là công việc hết sức cần
thiết. Kinh nghiệm giải quyết những vấn đề tương tự trên thế giới cho
thấy cần phải xây dựng các mô hình tính toán dựa trên mô hình chỉ số
chất lượng không khí tổng hợp có cơ sở khoa học và phù hợp với thực tế
của quốc gia.
Tính cấp thiết của đề tài luận án:
Trong quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, đi theo là
quá trình đô thị hóa, Hà Nội từ một thành phố nhỏ chỉ có khoảng 300.000
dân vào năm 1954, nay dân số thành phố Hà Nội đã tăng lên khoảng 6,5
triệu người. Với diện tích đất khoảng 3.347 km
2
, là một thành phố Thủ
đô có diện tích lớn thứ 4 trên thế giới, kinh tế xã hội phát triển mạnh, đã
hình thành 19 khu công nghiệp, khoảng 50 cụm công nghiệp và khoảng
60 cụm tiểu thủ công nghiệp, số lượng phương tiện giao thông cá nhân
phát triển nhanh chóng. Từ một thành phố đi lại chủ yếu bằng xe đạp đến
nay Hà Nội đã có khoảng trên 4 triệu xe mô tô-xe máy, khoảng 400.000
xe ô tô cá nhân, hàng năm xây dựng mới và sửa chữa nâng cấp hàng triệu
m
2
diện tích công trình xây dựng và hàng chục nghìn mét đường giao thông.
Đô thị hóa và phát triển kinh tế-xã hội mạnh mẽ nêu trên đã tác động gây ô
nhiễm môi trường nói chung và môi trường không khí nói riêng ngày càng
nặng nề.

3
Trước tình hình đó việc nghiên cứu đánh giá mức độ ô nhiễm không
khí Hà Nội một cách định lượng, có cơ sở khoa học, phân vùng Hà Nội
theo các mức ô nhiễm khác nhau, xác định khu vực nào là bị ô nhiễm nhất,
thành phần ô nhiễm môi trường không khí nào là đáng lo ngại nhất, v.v
từ đó đề xuất các giải pháp cấp bách nhằm giảm thiểu ô nhiễm, cải thiện
chất lượng môi trường không khí là vấn đề môi trường rất cần thiết phải
giải quyết đối với TP. Hà Nội. Vì vậy đề tài luận án có tính cấp thiết.
Mục tiêu nghiên cứu:
- Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết và kinh nghiệm thực tiễn về chỉ số
đánh giá chất lượng không khí của các nước trên thế giới, lựa chọn và đề
xuất mô hình đánh giá chất lượng không khí theo chỉ số chất lượng không
khí (AQI) phù hợp với điều kiện của Việt Nam.
- Áp dụng mô hình đánh giá chất lượng không khí theo chỉ số AQI
trên cơ sở phân tích các số liệu quan trắc môi trường không khí thực tế của
Hà Nội thu thập được, xây dựng phần mềm tính toán Chỉ số chất lượng
không khí và khoanh vùng chất lượng không khí để đánh giá thực trạng chất
lượng không khí Hà Nội và từ đó đề xuất các giải pháp kiểm soát chất lượng
môi trường không khí nhằm giảm thiểu ô nhiễm và cải thiện chất lượng môi
trường không khí tại thành phố Hà Nội.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Luận án tập trung nghiên cứu đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường
không khí xung quanh tại các khu vực đặc trưng có số liệu quan trắc môi
trường trong những năm gần đây trong phạm vi ranh giới hành chính của
thành phố Hà Nội hiện nay (mở rộng sau năm 2008).
Các thông số ô nhiễm được xem xét trong luận án là các thông số ô
nhiễm cơ bản của môi trường không khí xung quanh gồm: trước mắt là
TSP, SO
2,
NO

2,
và CO và tương lai là PM10, SO
2
, NO
2
, CO và O
3
.
Nội dung nghiên cứu:
1. Tổng quan về ô nhiễm môi trường không khí và các công trình
nghiên cứu có liên quan đối với môi trường không khí thành phố Hà Nội;
2. Nghiên cứu đề xuất mô hình đánh giá chất lượng môi trường
không khí theo các chỉ số chất lượng không khí (AQI) phù hợp với điều
kiện Việt Nam;
4
3. Xây dựng phần mềm tính toán, khoanh vùng và vẽ bản đồ phân
bố đồng mức chất lượng không khí Hà Nội theo chỉ số AQI;
4. Phân tích thực trạng, đánh giá chất lượng và khoanh vùng ô
nhiễm môi trường không khí thành phố Hà Nội theo chỉ số chất lượng
không khí (AQI);
5. Đề xuất các giải pháp kiểm soát nhằm cải thiện chất lượng môi
trường không khí thành phố Hà Nội.
Phương pháp nghiên cứu:
Luận án được thực hiện dựa trên cơ sở áp dụng các phương pháp
nghiên cứu sau:
Phương pháp thu thập, tổng hợp và phân tích số liệu quan trắc môi
trường thực tế: đã thu thập các số liệu quan trắc môi trường không khí từ các
trạm quan trắc và phân tích môi trường của Trung ương, vùng và của Hà Nội
trong những năm gần đây. Đã tập hợp, phân tích đánh giá diễn biến môi
trường không khí Hà Nội giai đoạn 2006-2013 và đồng bộ hóa các số liệu để

đưa vào mô hình và phần mềm tính toán các chỉ số AQI của Hà Nội đối với
một năm điển hình là năm 2010.
Phương pháp mô hình hóa: trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết và kinh
nghiệm thực tế của các nước trên thế giới, xác định ô nhiễm môi trường
không khí theo các chỉ số chất lượng không khí AQI, tiến hành nghiên cứu
lựa chọn và xây dựng mô hình tính toán ô nhiễm không khí theo Chỉ số AQI
phù hợp với điều kiện Việt Nam.
Phương pháp tham vấn chuyên gia: đã áp dụng phương pháp tham
vấn chuyên gia để xây dựng mô hình tính toán ô nhiễm không khí thông
qua việc xây dựng và gửi Phiếu Tham vấn đến hầu hết các chuyên gia liên
quan đến lĩnh vực môi trường không khí.
Phương pháp ứng dụng công nghệ thông tin và mô hình toán học:
đã tiến hành xây dựng một cơ sở dữ liệu và phần mềm riêng được đặt tên
là AQUIS (Air Quality Index Software). AQUIS cho phép quản lý số liệu
cũng như tính toán, khoanh vùng ô nhiễm dựa vào số liệu quan trắc môi
trường không khí hiện có và vẽ bản đồ phân vùng ô nhiễm theo các đường
đồng mức chỉ số AQI.
5
Ý nghĩa khoa học của đề tài luận án:
Luận án đã nghiên cứu và đề xuất được 2 mô hình đánh giá tổng hợp
chất lượng không khí phù hợp với điều kiện Việt Nam hiện nay.
Đã xây dựng phần mềm AQUIS và sử dụng các số liệu quan trắc thực
tế môi trường không khí Hà Nội, áp dụng phần mềm này dùng để tính toán
AQI và vẽ các bản đồ khoanh vùng chất lượng không khí Hà Nội theo các
mô hình tính toán khác nhau. AQUIS đã hiển thị trực quan và nhanh chóng
các bản đồ phân vùng hiện trạng chất lượng không khí Hà Nội.
Từ phân tích kết quả tính toán theo phần mềm AQUIS, đã đề xuất các
giải pháp quản lý cấp bách để giảm thiểu ô nhiễm và cải thiện chất lượng
không khí thành phố Hà Nội.
Ý nghĩa thực tiễn của đề tài luận án:

Mô hình đánh giá và khoanh vùng chất lượng không khí theo chỉ số
AQI và công thức tính toán chỉ số chất lượng không khí tổng hợp được xây
dựng có xét đến sự đóng góp bởi tất cả các thông số ô nhiễm môi trường
không khí, chứ không chỉ do một thông số nào quyết định. Mô hình tính
toán chỉ số chất lượng không khí được đề xuất đưa ra kết quả có tính định
lượng, là mức đánh giá hợp lý về ô nhiễm không khí của khu vực nghiên
cứu cũng như cung cấp bức tranh về mức độ ô nhiễm không khí khu vực
tỉnh/thành hay quốc gia để công bố cảnh báo cho cộng đồng và phục vụ
công tác kiểm soát ô nhiễm và nâng cao chất lượng không khí của vùng
nghiên cứu.
Sử dụng phần mềm AQUIS được đề xuất trong luận án để tính chỉ
số chất lượng không khí là phương pháp khoa học đáng tin cậy để đánh giá
và khoanh vùng ô nhiễm không khí theo chỉ số AQI, không chỉ dùng cho
thành phố Hà Nội mà có thể áp dụng cho bất kỳ tỉnh/thành phố hoặc khu
vực nào nếu có mạng lưới quan trắc đủ dày các điểm đo tại khu vực cần
đánh giá.
Các giải pháp giảm thiểu được đề xuất trong luận án là các giải pháp
có tính khả thi, nếu được cơ quan quản lý thành phố Hà Nội áp dụng thì sẽ
có tác dụng giảm thiểu ô nhiễm, cải thiện chất lượng không khí Hà Nội.
6
Những đóng góp mới của luận án:
1. Trên cơ sở tổng quan về các mô hình chỉ số chất lượng không khí
của nhiều nước trên thế giới, NCS đã nghiên cứu lý thuyết và tham vấn
chuyên gia để lựa chọn mô hình tính toán chỉ số chất lượng không khí đơn
lẻ (AQI
i
) cũng như chỉ số chất lượng không khí tổng hợp (AQI
0
) của môi
trường không khí phù hợp với điều kiện Việt Nam. NCS đã đề xuất 2 mô

hình tính toán chỉ số chất lượng không khí tổng hợp, đó là:
- Đề xuất mô hình 1 (MH1): Chỉ số chất lượng không khí tổng hợp
(AQI
0
) bằng trị số trung bình cộng có trọng số của các chỉ số chất lượng
không khí đơn lẻ (AQI
i
).
- Đề xuất mô hình 2 (MH2): Chỉ số chất lượng không khí tổng hợp
(AQI
0
) bằng ½ trị số chỉ số chất lượng không khí đơn lẻ lớn nhất (AQI
i,max
)
cộng với trị số trung bình cộng của các chỉ số chất lượng không khí đơn lẻ
còn lại




1
1
1
1
m
t
i
AQI
m
. Nói cách khác mô hình 2 này chính là mô hình trung

gian của mô hình lấy trị số chỉ số chất lượng không khí tổng hợp bằng trị
số trung bình cộng các chỉ số đơn lẻ



m
i
i
AQI
m
AQI
1
0
1
và mô hình lấy trị
số chỉ số chất lượng không khí đơn lẻ lớn nhất là trị số của chỉ số chất
lượng không khí tổng hợp (mô hình 3:
max,0 i
AQIAQI 
, được tính theo
Quyết định số 878/QĐ-TCMT, ngày 1/7/2011 của Tổng cục Môi trường).
- Đã nghiên cứu xác định các điều kiện phù hợp để áp dụng mô hình
tính toán 1 (MH1), mô hình tính toán 2 (MH2) hay áp dụng mô hình tính
toán 3 (MH3) để xác định chỉ số chất lượng không khí tổng hợp.
2. NCS đã xây dựng phần mềm AQUIS dùng để quản lý dữ liệu
cũng như tiến hành tính toán, khoanh vùng ô nhiễm dựa vào số liệu quan
trắc môi trường không khí hiện có. Phần mềm AQUIS hỗ trợ cho các nhà
nghiên cứu cũng như các nhà quản lý môi trường không khí đánh giá
nhanh các chỉ số AQI
i

, AQI
0
tại các vị trí quan trắc khác nhau của vùng
nghiên cứu và vẽ các đường đồng mức AQI
i
, AQI
0.
. AQUIS là công cụ
đánh giá trên cơ sở đưa dữ liệu môi trường kết hợp mô hình tính toán và
hiển thị trực tiếp trên bản đồ số hiển thị màu sắc dễ nhận biết mà người
7
sử dụng không nhất thiết phải có chuyên sâu về từng công cụ tính toán
hay lập trình trên công cụ đó.
3. Đánh giá và khoanh vùng ô nhiễm môi trường không khí theo
AQI
i
đơn lẻ và AQI
0
tổng hợp: Dựa trên các số liệu quan trắc môi trường
không khí Hà Nội năm 2010 và sử dụng mô hình và phần mềm AQUIS để
tính toán và khoanh vùng ô nhiễm môi trường không khí, NCS đã tính toán
và khoanh vùng ô nhiễm môi trường không khí thành phố Hà Nội theo
AQI
i
đơn lẻ và AQI
0
tổng hợp (theo các mô hình xác định AQI
0
khác
nhau).

4. Trên cơ sở kết quả nghiên cứu của Luận án, NCS đã đề xuất một
số giải pháp quản lý có tính cấp bách nhằm giảm thiểu ô nhiễm không khí
Hà Nội.
Bố cục của luận án:
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và các phụ lục, luận
án được bố cục thành 4 chương sau:
Chương 1. Tổng quan về ô nhiễm và sử dụng chỉ số chất lượng
không khí ở Hà Nội
Chương 2. Xây dựng mô hình chỉ số chất lượng không khí AQI phù
hợp với điều kiện Việt Nam
Chương 3. Xây dựng phần mềm AQUIS để tính toán, đánh giá và
khoanh vùng ô nhiễm môi trường không khí thành phố Hà Nội theo các chỉ
số chất lượng không khí (AQI)
Chương 4. Đề xuất một số giải pháp cấp bách về quản lý để giảm
thiểu ô nhiễm không khí thành phố Hà Nội.
Luận án được trình bày trong 141 trang A4, 11 bảng số liệu, 23 hình
vẽ, danh mục 11 công trình khoa học của NCS đã được công bố liên quan
đến luận án, 108 tài liệu tham khảo tiếng Việt và tiếng nước ngoài.

8
NỘI DUNG LUẬN ÁN

Chương 1
TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM VÀ SỬ DỤNG CHỈ SỐ
CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ Ở HÀ NỘI
1.1. Tổng quan về mô hình đánh giá chất lượng không khí theo
chỉ số chất lượng không khí
Vào các năm thập niên 70 của thế kỷ trước, ở Hoa Kỳ, Liên Xô và
ở nhiều nước trên thế giới đều sử dụng chỉ số chất lượng không khí tổng
hợp là tổng tuyến tính các chỉ số chất lượng không khí đơn lẻ. Mô hình này

có nhiều nhược điểm nên đến nay không có nước nào dùng mô hình này
nữa. Hiện nay có 3 loại mô hình tính toán chỉ số chất lượng không khí tổng
hợp AQI
0
được sử dụng ở các nước trên thế giới là (1) Mô hình tính chỉ số
AQI
0
tổng hợp theo trung bình cộng các chỉ số AQI
i
đơn lẻ, các nước đang
sử dụng mô hình này là một số nước châu Âu, Mê hi cô, Hồng Kông,
Singapore, Malaysia, Ấn Độ, ; (2) Mô hình xác định chỉ số tổng hợp
(AQI
0
) theo trị số chỉ số đơn lẻ lớn nhất (AQI
max
), các nước đang sử dụng
mô hình này là Hoa Kỳ, Canada, Trung Quốc, Thái Lan và (3) Mô hình
tương tác đơn giản, chỉ có một số thành phố trên thế giới áp dụng mô hình
này.
Nghiên cứu xây dựng các chỉ số để đánh giá một cách định lượng
chất lượng môi trường không khí, cũng như áp dụng các mô hình tính toán
chỉ số chất lượng không khí đã được nhiều nhà khoa học các nước trên thế
giới tiến hành từ những năm đầu thập kỷ 70 của thế kỷ 20, nhưng ở nước
ta thì cho đến nay vẫn còn là vấn đề mới mẻ, chưa được xác định rõ ràng
và chưa hoàn thiện. Các nước khác nhau áp dụng các mô hình tính toán chỉ
số chất lượng không khí khác nhau. Nhìn chung các mô hình tính toán chỉ
số chất lượng không khí ở các nước khác nhau thường chỉ khác nhau về sự
lựa chọn các thông số ô nhiễm nào để đưa vào mô hình tính toán, phương
pháp tính chỉ số chất lượng không khí tổng hợp để đánh giá tình trạng chất

lượng tổng thể của môi trường không khí, phân mức chất lượng không khí
và khác nhau về hệ số quy ước đối với chỉ số chất lượng không khí.
9
1.2. Tổng quan về ô nhiễm không khí ở Hà Nội
Luận án đã nghiên cứu tổng quan về điều kiện tự nhiên và kinh tế xã
hội của Hà Nội, diễn biến ô nhiễm không khí tại Hà Nội và các công trình
nghiên cứu liên quan, đặc biệt là tổng quan về mô hình đánh giá và khoanh
vùng chất lượng không khí theo chỉ số chất lượng không khí ở trên thế giới
và ở Việt Nam.
Thực trạng ô nhiễm môi trường không khí ở thành phố Hà Nội đang
là mối lo ngại cho các cơ quan quản lý nhà nước về môi trường cũng như
toàn thể dân cư Hà Nội. Đến nay Hà Nội đã hình thành 19 KCN, khoảng
50 CCN, khoảng 60 CTTCN, phương tiện giao thông cá nhân đã tăng
nhanh như vũ bão, mô tô- xe máy đã tăng lên khoảng 4 triệu chiếc và xe ô
tô các loại tăng lên khoảng 400 000 xe, hàng năm xây dựng mới và sửa
chữa nâng cấp hàng triệu m
2
diện tích công trình xây dựng và hàng chục
nghìn mét đường giao thông v.v Tất cả các hoạt động phát triển KT-XH
này đã tác động mạnh mẽ và gây ra ô nhiễm môi trường không khí Hà Nội,
đặc biệt là ô nhiễm bụi TSP, PM10 rất nặng nề.
Trong điều kiện phát triển kinh tế - xã hội và đô thị hóa Hà Nội
mạnh mẽ như nêu ở trên, cùng với vị trí và vai trò đặc biệt của Thủ đô Hà
Nội, ô nhiễm không khí đang là một trong những tâm điểm của các vấn đề
nhức nhối về môi trường. Do đó nghiên cứu đánh giá chất lượng không khí
và đề xuất các giải pháp để kiểm soát và cải thiện chất lượng không khí
của thành phố Hà Nội là vấn đề cấp thiết, đó không chỉ là trách nhiệm của
các cơ quan quản lý nhà nước về môi trường mà là trách nhiệm của cả
cộng đồng.

10
Chương 2
XÂY DỰNG MÔ HÌNH CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ
(AQI) PHÙ HỢP VỚI ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM

2.1. Mô hình chỉ số chất lượng không khí cơ bản, đơn lẻ AQI
i

Công thức cơ bản để xác định chỉ số chất lượng không khí đơn lẻ
đối với chất ô nhiễm i, đối với một địa điểm nào đó trong khu vực nghiên
cứu là:




z
t
i
ti
i
C
C
z
AQI
1
0,
,
1
(2.1a)

trong đó: C
i,t
là nồng độ chất ô nhiễm i tại thời điểm t của địa điểm nghiên cứu;
C
i,0
là nồng độ cho phép của chất ô nhiễm i;
Nếu thời gian “t” đã được xác định thì
0,i
i
i
C
C
AQI 
(2.1b)

uoc Quy
i
i
i
a
C
C
AQI 
0,
(2.1c)
Người ta thường định giá chỉ số chất lượng không khí theo số
nguyên chẵn nên thường nhân chỉ số chất lượng không khí với hệ số quy
ước (a
Quyuoc
)

nhằm chuyển từ số thập phân thành số nguyên hàng chục hay
hàng trăm để dễ dàng phân mức ô nhiễm. Trị số a
Quyuoc
tương ứng với
trường hợp nồng độ chất ô nhiễm thực tế C
i,t
đúng bằng nồng độ tối đa cho
phép C
i,0
.
Kết quả điều tra theo phiếu tham vấn chuyên gia cho kết quả lấy hệ
số quy ước đối với các chỉ số chất lượng không khí ở nước ta là a
Quyuoc
=
100.
2.2. Phân chia các mức ô nhiễm không khí theo chỉ số chất
lượng không khí
Tùy theo quy định ở các nước khác nhau, người ta thường phân chia
các mức ô nhiễm khác nhau và thể hiện bằng các màu sắc chỉ định khác
nhau. Nước có mức phân chia ít nhất là là 3 mức (không bị ô nhiễm, bị ô
nhiễm và bị ô nhiễm nặng), trung bình là 4 mức, nhiều nước phân thành 5
mức, 6 mức. Số lượng phân chia mức ô nhiễm nhiều nhất là 10 mức.
11
Theo kết quả điều tra theo phiếu tham vấn chuyên gia thì ở nước ta
nên chia thành 5 mức ô nhiễm (1) chất lượng không khí tốt: AQI≤50 (màu
xanh da trời); (2) Không bị ô nhiễm:50≤AQI≤100 (màu vàng); (3) Bị ô
nhiễm 100<AQI≤200 (màu da cam); (4) Bị ô nhiễm nặng: 200< AQI≤300
(màu đỏ); (5) Bị ô nhiễm rất nặng AQI>300 (màu nâu).

2.3. Chỉ số chất lượng không khí tổng hợp AQI
0

Hiện nay trên thế giới thường áp dụng theo 3 mô hình tính AQI
0

(Wayne R.Ott) như sau:
* Mô hình tính toán chỉ số chất lượng không khí tổng hợp theo công
thức trị số trung bình cộng có trọng số các chỉ số đơn lẻ:

Quyuoc
m
i
i
i
m
i
i
a
C
C
m
AQI
m
AQI 

 1
0,
1
0

11
(2.2)
Mô hình này lấy trung bình cộng của các chỉ số chất lượng không
khí đơn lẻ là phù hợp và cho kết quả đáng tin cậy khi các giá trị của các chỉ
số chất lượng không khí đơn lẻ khác nhau không quá lớn, nhưng lại có thể
xảy ra trường hợp bất thường, đó là hiệu ứng “che khuất” (eclipsing).
Trong công thức 2.2, m là tổng số chất ô nhiễm được xét đến khi
tính AQI
0
. Theo kết quả điều tra theo phiếu tham vấn chuyên gia thì trong
thời gian trước mắt ở nước ta tính AQI
0
với 4 chất ô nhiễm là bụi (TSP hay
PM10), SO
2
, NO
2
và CO. Trong tương lai tính AQI
0
với 5 chất ô nhiễm là
PM10, SO
2
, NO
2
, CO và O
3
.
*Mô hình lấy giá trị chỉ số đơn lẻ lớn nhất (toán tử tối đa)
Để khắc phục vấn đề hiệu ứng “che khuất” nêu trên, Cục Bảo vệ
Môi trường Hoa Kỳ (USEPA) đã xây dựng phương pháp lấy trị số AQI

i

lớn nhất làm chỉ số chất lượng không khí tổng hợp, mô hình này đã được
một số nước áp dụng, trong đó có Việt Nam:

max,0 i
AQIAQI

(2.3)
Tính toán AQI
0
theo mô hình lấy giá trị AQI
i
lớn nhất tuy có tính an
toàn sức khỏe, nhưng có tính phiến diện, không xét đến tác động tổng hợp
của nhiều thông số ô nhiễm, dẫn đến đánh giá mức ô nhiễm cao hơn thực
tế, có thể dẫn đến đưa ra các giải pháp ô nhiễm quá tốn kém. Điển hình là
Đại học Yale và Colombia (Hoa Kỳ) đã công bố tại Diễn đàn Kinh tế Thế
giới tại Davos (Thụy Sĩ - tháng 2/2012), rằng Việt Nam là một trong mười
nước có môi trường không khí ô nhiễm nhất trên thế giới, bởi vì họ coi
AQI
bụi, max
là AQI
0
.
*Mô hình tương tác đơn giản (SIM):
12
Mô hình tương tác đơn giản SIM được áp dụng ở một số thành phố
trên thế giới. Tính toán chỉ số chất lượng không khí theo mô hình này là theo
phương pháp lấy trung bình cộng của các chỉ số chất lượng đơn lẻ và coi đây

là chỉ số chất lượng không khí tổng hợp, đại diện cho chất lượng không khí
của thành phố.
2.4. Đề xuất 2 mô hình tính toán chỉ số chất lượng không khí tổng
hợp AQI
0

Như ở mục 2.3 đã phân tích: Mô hình tính toán chỉ số chất lượng
không khí tổng hợp theo trung bình cộng (công thức 2.2) và mô hình lấy trị
số đơn lẻ lớn nhất (công thức 2.3) đều còn một số tồn tại. Vì vậy NCS đã đề
xuất 2 mô hình sau đây để tính toán chỉ số chất lượng không khí ở Việt
Nam.
2.4.1. Mô hình 1 – Mô hình tính ch
ỉ
s
ố
ch
ất lượ
ng không khí
t
ổ
ng h
ợ
p theo tr
ị
s
ố
trung bình c
ộ
ng các ch
ỉ

s
ố

đơn lẻ
có tr
ọ
ng s
ố

Công thức tính AQI
0
có xét đến trọng số có dạng:

Quyuoc
i
i
m
i
i
m
i
i
m
i
ii
m
i
i
a
C

C
k
k
AQIk
k
AQI
0,
1
1
1
1
0
11









(2.4)
trong đó: k
i
là trọng số đối với từng chỉ số chất lượng không khí đơn lẻ.
Trong thời gian trước mắt nếu chỉ xét đến 4 thông số ô nhiễm Bụi,
SO
2
, NO

2
và CO thì theo kết quả điều tra theo phiếu tham vấn chuyên gia
cho các trị số k
i
như sau: Trọng số đối với AQI
bụi
là k
bụi
=1,00; đối với
2
SO
AQI là
2
SO
k =1,10; đối với
2
NO
AQI là
2
NO
k =0,97 và đối với
CO
AQI là
CO
k =0,93.

2.4.2. Mô hình 2 – Mô hình trung gian c
ủ
a mô hình trung
bình c

ộ
ng và mô hình l
ấ
y tr
ị
s
ố
ch
ỉ
s
ố

đơn lẻ
l
ớ
n nh
ấ
t
Theo mô hình 2 này, chỉ số chất lượng không khí tổng hợp AQI
0

được xác định bằng ½ tổng của trị số chỉ số chất lượng không khí lớn nhất
(AQI
i,max
) cộng với trị số trung bình tổng của các chỉ số chất lượng không
khí đơn lẻ còn lại (





1
11
1
1
m
i
AQI
m
).
Công thức tính AQI
0
theo mô hình 2 là:












1
1
max,0
1
1
2

1
m
i
ii
AQI
m
AQIAQI
(2.5)
2.5. Xác định các điều kiện để áp dụng phù hợp đối với mô hình
tính AQI
0
13
NCS đã tiến hành tính toán áp dụng 3 mô hình (Mô hình 3 là mô
hình lấy theo trị số AQI
i,max
) tính toán AQI
0
với ma trận gồm 135 tổ hợp 5
thông số ô nhiễm PM10, SO
2
, NO
2
, CO và O
3
, trong đó trị số trung bình
cộng các trị số chất lượng không khí đơn lẻ (





1
11
1
1
m
i
AQI
m
, viết tắt là
)1(
i
AQI
không bao gồm AQI
i,max
) bằng từ 50 (chất lượng môi trường tốt)
đến 400 (môi trường bị ô nhiễm nặng) và tỉ lệ giữa AQI
i,max
và
)1(
i
AQI
bằng
từ 1 đến 10 lần, đã xác định được các điều kiện áp dụng phù hợp đối với
mỗi mô hình tính toán AQI
0
như sau:
- Khi
)1(
i
AQI

≤ 200 và tỉ lệ AQI
i,max
/
)1(
i
AQI
≤ 2 thì áp dụng mô hình 1;
- Khi
)1(
i
AQI
< 300 và tỉ lệ AQI
i,max
/
)1(
i
AQI
< 5 thì áp dụng mô hình 2;
- Khi
)1(
i
AQI
< 300 và tỉ lệ AQI
i,max
/
)1(
i
AQI
≥ 5 thì áp dụng mô hình 3;
- Khi

)1(
i
AQI
≥ 300 thì không cần tính AQI
0
mà có thể kết luận ngay là
môi trường không khí đã bị ô nhiễm rất nặng;

14
Chương 3
XÂY DỰNG PHẦN MỀM AQUIS ĐỂ TÍNH TOÁN, ĐÁNH GIÁ VÀ
KHOANH VÙNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ HÀ NỘI
THEO CÁC CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ (AQI)

3.1. Xây dựng phần mềm phân mức và khoanh vùng ô nhiễm
không khí Hà Nội theo các chỉ số chất lượng không khí (AQI)
Nghiên cứu về phân mức và khoanh vùng ô nhiễm theo chỉ số chất
lượng môi trường AQI sẽ rất khó triển khai vào thực tế nếu thiếu ứng dụng
công nghệ thông tin trong phát triển một hệ thống cơ sở dữ liệu với các kỹ
thuật tin học để xử lý số liệu. Theo nhiều nghiên cứu, hệ thống thông tin
môi trường được định nghĩa như một hệ thống dựa trên máy tính để lưu
trữ, quản lý và phân tích các thông tin môi trường và các dữ liệu liên quan.
Vai trò nền của công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) là quan trọng
trong hệ thống thông tin môi trường: thành phần cốt lõi của hệ thống thông
tin môi trường là một cơ sở dữ liệu không gian được cấu trúc chặt chẽ và
dễ truy xuất, trong đó chứa đựng các thông tin phân bố không gian cùng
với các thông tin thuộc tính liên quan của nó. Với việc ứng dụng công
nghệ GIS, công nghệ Web và được xây dựng theo các module cho phép
liên kết, tích hợp, chia sẻ thông tin được dễ dàng.
Sản phẩm được ứng dụng trong Luận án này là phần mềm AQUIS

(Air Quality Index Software), được NCS hợp tác với các cộng sự của
Phòng Tin học, Đại học quốc gia TP HCM, xây dựng vào năm 2013 dưới
sự hướng dẫn của PGS.TSKH. Bùi Tá Long. Phần mềm AQUIS sử dụng
dữ liệu bản đồ đã được số hóa từ phần mềm GIS thông dụng là Mapinfo.
Các bước ứng dụng GIS trong nghiên cứu này gồm xây dựng bản đồ nền
với 5 lớp chính: ranh giới hành chính thủ đô Hà Nội; ranh giới hành
chính huyện, quận; xã; vị trí các khu công nghiệp, cụm công nghiệp, khu
đô thị, làng nghề; đường quốc lộ. Tiếp theo là xây dựng các lớp chuyên
đề được lựa chọn trong nghiên cứu. Các lớp chuyên đề này được xây
dựng dựa trên mục tiêu và những nội dung được đặt ra cho nghiên cứu
này. Các vị trí quan trắc được chấm theo các ký hiệu khác nhau. Lưu ý
rằng cho đến năm 2010, số liệu quan trắc chất lượng không khí của Hà
15
Nội được phân thành 5 loại: Khu dân cư, Khu công nghiệp, Khu đô thị,
Cụm công nghiệp, Làng nghề. Các bước vận hành AQUIS được thể hiện
trên hình 1.

Hình 1. Các bước thực hiện vận hành AQUIS

3.2. Mô tả dữ liệu, số liệu được sử dụng trong luận án
Để đánh giá phân bố các chỉ số chất lượng môi trường không khí và
khoanh vùng ô nhiễm cần thiết có đầy đủ thông tin, dữ liệu quan trắc môi
trường với mạng lưới các
điểm quan trắc phải đủ dày,
và thời gian quan trắc phải
đủ dài. Trong quá trình thực
hiện nghiên cứu này, NCS
đã nỗ lực thu thập hầu hết
số liệu quan trắc chất lượng
không khí ở thành phố Hà

Nội trong thời gian từ 2006
đến năm 2013.





Hình 2. Bản đồ các vị trí quan trắc chất lượng
không khí trên địa bàn Hà Nội
16
Phân tích số liệu quan trắc môi trường không khí Hà Nội từ năm
2006-2013 thấy rằng vị trí điểm đo có sự thay đổi theo từng năm và chỉ có
năm 2010 là năm có nhiều điểm đo nhất và có số liệu đầy đủ nhất (hình 2).
Do đó NCS sử dụng số liệu quan trắc môi trường năm 2010 để áp dụng thử
nghiệm mô hình tính toán và khoanh vùng ô nhiễm không khí đối với
thành phố Hà Nội.
Bộ số liệu quan trắc môi trường không khí của Hà Nội được sử dụng
trong nghiên cứu được thu thập từ hai nguồn: địa phương quan trắc và
Tổng cục môi trường đo đạc theo chương trình quốc gia. Qua nghiên cứu,
một số bất cập có thể nhận thấy như vị trí quan trắc giữa địa phương và
trung ương không trùng nhau, bên cạnh đó thời gian đo cũng không thống
nhất. Do đó trong nghiên cứu này NCS đã thực hiện bước chỉnh lý bộ số
liệu, đồng bộ hóa theo thời gian thành 2 đợt để phân tích tính toán chỉ số
AQI. Mặt khác bổ sung các điểm quan trắc theo nguồn của Tổng cục Môi
trường và nguồn của Trạm Quan trắc và Phân tích môi trường Vùng đất
liền để làm dày thêm các điểm quan trắc.
3.3. Kết quả tính toán và thảo luận
3.3.1. Kết quả tính toán khoanh vùng ô nhiễm không khí Hà Nội
theo chỉ số chất lượng không khí đơn lẻ
Kết quả tính toán khoanh vùng ô nhiễm không khí theo chỉ số chất

lượng không khí đơn lẻ bằng phần mềm AQUIS được thể hiện trên hình 3 đối
với SO
2
, hình 4 đối với NO
2
, hình 5 đối với CO và hình 6 đối với TSP.
Kết quả tính toán AQI theo từng thông số ô nhiễm cho thấy tại cùng
một điểm quan trắc, giá trị AQI của thông số ô nhiễm bụi TSP và SO
2

thường cao hơn so với AQI
i
đối với NO
2
và CO. Điều này phù hợp với
những phân tích và đánh giá về ô nhiễm môi trường không khí trước đây,
Hà Nội bị ô nhiễm bụi là chủ yếu và nặng nhất. Ô nhiễm SO
2
ở Hà Nội
cũng đã tương đối cao. Các địa điểm ô nhiễm nặng nề nhất về bụi bao gồm
Làng nghề kim khí Rùa Hạ; làng nghề kim khí thôn Liễu Nội; khu vực Bến
xe Hà Đông; đường Phùng Hưng; khu dân cư Trung hoà - Nhân Chính;
KCN Thăng Long; khu dân cư Nhà máy Bia Hà Đông; KCN Nội Bài; làng
nghề Sơn mài Hạ Thái; làng nghề Luyện kim gò hàn Phú Thứ. Các địa
17
điểm bị ô nhiễm nặng về SO
2
gồm khu vực Bến xe Hà Đông; khu dân cư
Nhà máy Bia Hà Đông; đường Phùng Hưng; KCN Ba La; làng nghề kim
khí Rùa Hạ; khu dân cư Trung hoà - Nhân Chính, trong đó khu vực Bến xe

Hà Đông và khu dân cư Nhà máy Bia Hà Đông là các khu vực bị ô nhiễm
rất nặng về SO
2
.



Hình 3. Bản đồ
2
SO
AQI
năm 2010 Hình 4. Bản đồ
2
NO
AQI
năm 2010


Hình 5. Bản đồ AQI
CO
năm 2010 Hình 6. Bản đồ AQI
TSP
năm 2010
18
3.3.2. Kết quả tính toán khoanh vùng ô nhiễm không khí theo chỉ
số chất lượng không khí tổng hợp (AQI
0
) theo các mô hình tính toán
khác nhau
Phần mềm AQUIS đã được sử dụng để tính toán và phân vùng ô

nhiễm theo chỉ số chất lượng không khí tổng hợp được thể hiện trong các
Hình 7 – Hình 9).
3.3.2.1. Kết quả tính toán toán chỉ số chất lượng không khí tổng hợp
theo cách tính AQI
0
trung bình cộng có trọng số (MH1)


Hình 7. Bản đồ phân vùng
(khoanh vùng) ô nhiễm không khí
Hà Nội theo mô hình AQI
0
trung
bình cộng có trọng số trên cơ sở
số liệu quan trắc năm 2010

Hình 8. Bản đồ phân vùng
(khoanh vùng) ô nhiễm không khí
Hà Nội theo mô hình tính AQI
0
là
trung gian giữa trị số trung bình
cộng và trị số AQI
i,max
trên cơ sở
số liệu quan trắc năm 2010

Kết quả tính toán AQI
0
theo mô hình trung bình cộng có trọng số

của các chỉ số AQI
i
(MH1) được thể hiện trên hình 7. Theo cách tính này
Hà Nội đã bị ô nhiễm không khí với 89/140 điểm quan trắc là bị ô nhiễm,
chiếm tỉ lệ 64% các điểm quan trắc bị ô nhiễm, trong đó có một điểm có
giá trị AQI nằm trong khoảng bị ô nhiễm không khí rất nặng là làng nghề
kim khí Rùa Hạ (huyện Thanh Oai) với giá trị AQI
0
là 635.58 và 6 điểm
19
quan trắc khác bị ô nhiễm nặng với giá trị AQI
0
theo tính toán nằm trong
khoảng từ 200-300. Các địa điểm bị ô nhiễm nặng là làng nghề kim khí
thôn Liễu Nội; khu vực Bến xe Hà Đông; đường Phùng Hưng; KDC
Trung hoà - Nhân Chính; KDC Nhà máy Bia Hà Đông và làng nghề Sơn
mài Hạ Thái.
3.3.2.2. Kết quả tính toán toán chỉ số chất lượng không khí tổng hợp
AQI
0
theo phương pháp trung gian giữa phương pháp trung bình cộng và
phương pháp lấy trị số AQI
i,max
(MH2)
Kết quả tính toán AQI
0
theo mô hình trung gian (MH2) được thể hiện
trên hình 8. Kết quả tính toán AQI tổng hợp theo MH2 và bản đồ khoanh
vùng ô nhiễm không khí thành phố Hà Nội (Hình 8) cho thấy Hà Nội bị ô
nhiễm không khí trên diện tích khá lớn, có 96 điểm quan trắc (chiếm tỉ lệ

68,6%) bị ô nhiễm (thể hiện trên bản đồ là các khu vực có màu da cam). Các
địa điểm bị ô nhiễm rất nặng bao gồm: làng nghề Kim khí Rùa Hạ; làng
nghề Kim khí thôn Liễu Nội; khu vực Bến xe Hà Đông; đường Phùng Hưng;
KDC Trung hoà - Nhân Chính. Các địa điểm bị ô nhiễm nặng gồm: KCN
Thăng Long; KDC Nhà máy Bia Hà Đông; KCN Nội Bài; làng nghề Luyện
kim Gò hàn Phú Thứ; và KCN Ba La.
3.3.2.3. Kết quả tính toán toán chỉ số chất lượng không khí tổng hợp
AQI
0
theo phương pháp của Tổng cục Môi trường (MH3)





Hình 9. Bản đồ phân vùng
(khoanh vùng) ô nhiễm không
khí Hà Nội theo cách tính
AQI
0
của Tổng cục Môi
trường trên cơ sở số liệu quan
trắc năm 2010

20
Kết quả tính toán AQI
0
theo phương pháp của Tổng cục Môi
trường (MH3) được thể hiện trên hình 9.
Theo cách tính này hầu như toàn thành phố Hà Nội bị ô nhiễm môi

trường không khí nghiêm trọng và chỉ có 5/140 điểm quan trắc là không bị
ô nhiễm không khí, chiếm tỉ lệ rất nhỏ là 3,6%.
3.3.2.4. So sánh kết quả tính toán AQI
0
theo 3 mô hình MH1, MH2,
MH3
Theo các kết quả tính toán giá trị AQI
0
được tính theo phương
pháp trung bình cộng có trọng số (MH1), phương pháp trung gian giữa trị
số trung bình cộng AQI
i
và trị số AQI
i,max
(MH2), và phương pháp lấy trị
số AQI
i,max
là rất khác nhau. Tại cùng một vị trí quan trắc AQI
0
tính theo
phương pháp MH2 cao hơn AQI
0
tính theo phương pháp trung bình cộng
có trọng số (MH1) dao động trong khoảng từ 20-50%, đối với các vị trí
có AQI
0
nằm trong khoảng bị ô nhiễm. Trong khi đó tại các vị trí tương
tự AQI
0
được tính theo phương pháp lấy trị số AQI

i,max
(MH3) thường có
giá trị lớn hơn tính theo MH2 và cao hơn phương pháp trung bình cộng
có trọng số (MH1) dao động khoảng từ 60-130%. Kết quả tính toán AQI
0
theo 3 phương pháp cũng cho thấy khi các chỉ số AQI
0
nhỏ (nằm trong
khoảng không bị ô nhiễm, nghĩa là các số liệu quan trắc chưa vượt
ngưỡng cho phép thì kết quả tính AQI
0
theo 3 mô hình này là có giá trị
gần nhau. Như vậy là giá trị của chỉ số AQI
0
tính theo cách tính của Tổng
cục Môi trường cao hơn rất nhiều so với phương pháp tính trung bình
cộng có trọng số.
21
Chương 4
ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CẤP BÁCH VỀ QUẢN LÝ
ĐỂ GIẢM THIỂU Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ Ở THÀNH PHỐ HÀ NỘI

Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu, luận án đã đề xuất một số giải
pháp quản lý có tính cấp bách nhằm giảm thiểu ô nhiễm không khí Hà Nội
như sau:
4.1. Tăng cường năng lực quản lý về môi trường không khí của
cơ quan quản lý môi trường thành phố và các quận, huyện, phường,
xã của thành phố Hà Nội
Tăng cường năng lực quản lý môi trường không khí Hà Nội như là
thành lập phòng quản lý môi trường không khí ở Chi cục BVMT Hà Nội,

bổ sung cán bộ chuyên môn được đào tạo đúng chuyên ngành môi trường
không khí cho Chi cục BVMT cũng như các phòng quản lý môi trường ở
các quận/huyện; tổ chức các lớp bổ túc kiến thức nâng cao trình độ chuyên
môn về môi trường không khí cho các cán bộ đương chức trong hệ thống
tổ chức quản lý môi trường các cấp của Hà Nội.
4.2. Đẩy mạnh thực thi các quy định pháp luật về BVMT không khí
Bảo đảm thực thi các quy định pháp luật về BVMT không khí trên
toàn bộ lãnh thổ thành phố Hà Nội, như là tuyên truyền, phổ biến và hướng
dẫn thực hiện các quy định BVMT cho mọi người dân, mọi cơ sở sản xuất,
mọi tổ chức xã hội trong thành phố Hà Nội, đẩy mạnh công tác kiểm tra
thanh tra để cưỡng chế tuân thủ pháp luật về BVMT;
4.3. Ưu tiên đầu tư cho hoàn thiện hệ thống quan trắc môi
trường không khí thành phố Hà Nội
Thành phố Hà Nội cần tiếp tục triển khai thực hiện Quyết định số
355/QĐ-UBND, ngày 13/01/2012 về việc phê duyệt “Quy hoạch mạng
lưới quan trắc không khí cố định trên địa bàn thành phố Hà Nội đến năm
2020”, đặc biệt là xây dựng trung tâm đầu mối điều hành, liên kết các trạm
quan trắc chất lượng môi trường không khí của toàn TP. Hà Nội.
22
4.4. Các giải pháp kiểm soát các nguồn ô nhiễm từ hoạt động
giao thông và ô nhiễm bụi từ hoạt động xây dựng (xây dựng mới, sửa
chữa, nâng cấp công trình xây dựng)
Nhiệm vụ ưu tiên trước mắt là hạn chế và kiểm soát các nguồn gây ô
nhiễm bụi ở đô thị. Để góp phần giảm thiểu ô nhiễm bụi cho Hà Nội, thành
phố cần tiếp tục triển khai thực hiện Quyết định số 02/2005/QĐ-UBND
ngày 10/01/2005 của UBND Thành phố Hà Nội quy định các biện pháp
giảm bụi trên địa bàn thành phố. Bên cạnh đó là áp dụng một số biện pháp
như tăng cường giao thông công cộng hoạt động tại Hà Nội; Kiểm soát
chặt chẽ các hoạt động công nghiệp gây ra ô nhiễm không khí; Dán tem xe
đạt TCMT; Xây dựng các trạm kiểm soát xe trên đường; Các công trình

xây dựng/thi công phải ký quỹ thác-hoàn trả về BVMT v.v
4.5. Đề xuất các giải pháp cải thiện chất lượng không khí Hà Nội
tại các địa bàn cấp bách
Tập trung kiểm soát và xử lý các nguồn ô nhiễm không khí tại các
điểm địa bàn đang bị ô nhiễm môi trường không khí rất nặng mà đã được
xác định cụ thể trong luận án này.
Từ những kết quả nghiên cứu của luận án này, NCS đề xuất một số
kiến nghị cho những nghiên cứu tiếp theo như sau:
1. Hiện nay chất lượng các số liệu quan trắc và phân tích theo các
chương trình quan trắc khác nhau chưa thống nhất, do nhiều nguyên nhân
khác nhau mà chưa đảm bảo độ chính xác cần thiết, vì vậy NCS kiến nghị
với các cơ quan quản lý về môi trường các cấp cần có các biện pháp thẩm
định và nâng cao chất lượng công tác quan trắc môi trường không khí của
quốc gia cũng như của các địa phương. Tăng cường đầu tư xây dựng các
trạm quan trắc môi trường không khí tự động cố định, nhất là đối với thành
phố Hà Nội.
2. Thực hiện các đề tài nghiên cứu mang tính khoa học hơn để chính
xác hóa các giá trị của các trọng số đã được trình bày trong Luận án đối
với các chỉ số chất lượng không khí đơn lẻ AQI
i
trong công thức tính chỉ số
chất lượng không khí tổng hợp AQI
0
.
23
KẾT LUẬN
Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, kết hợp với khảo sát thu thập, phân
tích số liệu môi trường thực tế để giải quyết các vấn đề khoa học đặt ra, từ
các kết quả nghiên cứu của luận án, rút ra các kết luận sau:
1. Các vấn đề cần điều chỉnh khi áp dụng các mô hình tính chỉ số

chất lượng không khí tổng hợp.
Trên cơ sở tổng quan về các mô hình chỉ số chất lượng không khí
của nhiều nước trên thế giới, Nghiên cứu sinh kiến nghị sử dụng mô hình
hệ thống chỉ số chất lượng không khí đơn lẻ (AQI
i
) đối với từng thông số ô
nhiễm không khí và chỉ số chất lượng không khí tổng hợp (AQI
0
) đánh giá
chung về mức độ ô nhiễm không khí do nhiều thông số ô nhiễm gây ra.
Nghiên cứu sinh đã tiến hành tham vấn chuyên gia để xác định các vấn đề
cần phải điều chỉnh mô hình chỉ số chất lượng không khí cho phù hợp với
nước ta. Kết quả cụ thể là:
- Trước mắt lựa chọn 4 thông số ô nhiễm (TSP, SO
2,
NO
2,
CO) và
trong tương lai, khi hệ thống quan trắc môi trường không khí ở nước ta
tương đối hoàn chỉnh thì chọn 5 thông số ô nhiễm (PM10, SO
2
, NO
2
, CO
và O
3
) để tính chỉ số chất lượng không khí tổng hợp (AQI
0
);
- Lấy hệ số quy ước đối với chỉ số chất lượng không khí là 100;

- Đã xác định được trọng số của các chỉ số chất lượng không khí
đơn lẻ (AQI
i
) đối với TSP là 1,0; đối với SO
2
là 1,1; đối với NO
2
là 0,97
và đối với CO là 0,93.
- Phân mức ô nhiễm không khí thành 5 mức: Tốt (AQI

50): Màu
xanh da trời; Không bị ô nhiễm (50<AQI

100): Màu vàng; Bị ô nhiễm
(100<AQI

200): Màu da cam; Bị ô nhiễm nặng (200<AQI

300): Màu
đỏ; Bị ô nhiễm rất nặng (AQI>300): Màu nâu.
2. Đề xuất 2 mô hình (MH1 và MH2) để tính toán chỉ số chất
lượng không khí tổng hợp (AQI
0
) áp dụng ở nước ta. Đó là (1) mô hình
tính trung bình cộng có trọng số (được gọi là MH1) và (2) mô hình trung
gian là trung bình cộng của hai trị số: trị số chỉ số chất lượng đơn lẻ AQI
i
24
lớn nhất (AQI

i,max
) và trị số trung bình cộng của các chỉ số chất lượng
không khí đơn lẻ (AQI
i
)

còn

lại (được gọi là MH2).
Mô hình đánh giá và khoanh vùng chất lượng không khí theo chỉ số
AQI và công thức tính toán chỉ số chất lượng không khí tổng hợp được xây
dựng có xét đến sự đóng góp bởi tất cả các thông số ô nhiễm môi trường
không khí, chứ không chỉ do một thông số nào quyết định. Mô hình tính toán
chỉ số chất lượng không khí được đề xuất đưa ra kết quả có thể chấp nhận, là
mức đánh giá hợp lý về ô nhiễm không khí của khu vực nghiên cứu cũng như
cung cấp bức tranh về mức độ ô nhiễm không khí khu vực tỉnh/thành hay
quốc gia để công bố cảnh báo cho cộng đồng và phục vụ công tác kiểm soát ô
nhiễm không khí của cơ quan quản lý môi trường nhà nước.
3. Xây dựng phần mềm tính toán và đánh giá chất lượng môi
trường không khí Hà Nội theo các chỉ số chất lượng không khí AQI,
Nghiên cứu sinh và tập thể các cộng tác viên tại phòng thí nghiệm Mô
hình hóa môi trường và phần mềm, Khoa Môi trường và Tài nguyên, Đại
học Bách khoa, Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, đã xây dựng cơ sở
dữ liệu và một phần mềm riêng đặt tên là AQUIS (Air Quality Index
Software) để quản lý dữ liệu cũng như tính toán, phân tích dữ liệu để
khoanh vùng và vẽ bản đồ phân vùng không khí.
Sử dụng phần mềm AQUIS được đề xuất trong luận án để tính chỉ số
chất lượng không khí là phương pháp khoa học đáng tin cậy để đánh giá và
khoanh vùng ô nhiễm không khí theo chỉ số AQI, không chỉ dùng cho thành
phố Hà Nội mà có thể áp dụng cho bất kỳ tỉnh/thành phố hoặc khu vực nào

nếu có mạng lưới quan trắc đủ dày các điểm đo tại khu vực cần đánh giá.
4. Kết quả tính toán các chỉ số chất lượng không khí AQI
i
và AQI
0

Đã sử dụng phần mềm AQUIS tiến hành tính toán các chỉ số AQI
của môi trường không khí thành phố Hà Nội với các số liệu đầu vào là các
số liệu quan trắc môi trường không khí thành phố Hà Nội năm 2010 tại
579 điểm quan trắc trên toàn thành phố Hà Nội do Chi cục BVMT cung
cấp để khoanh vùng ô nhiễm môi trường không khí Hà Nội theo 5 mức
(tốt, không ô nhiễm, bị ô nhiễm, ô nhiễm nặng và ô nhiễm rất nặng) đối
25
với các chỉ số chất lượng không khí đơn lẻ (AQI đối với từng chất ô nhiễm
bụi TSP, SO
2
, NO
2
, CO), cũng như đối với các chỉ số chất lượng không khí
tổng hợp (AQI
0
đánh giá chung) của Hà Nội theo 4 mô hình tính toán khác
nhau: Trung bình cộng tổng các chỉ số chất lượng đơn lẻ AQI
i
, trung bình
cộng có trọng số tổng các chỉ số chất lượng đơn lẻ AQI
i
, chọn 1 giá trị chỉ
số chất lượng AQI
i

lớn nhất AQI
i,max
là chỉ số chất lượng tổng hợp theo
Quyết định của Tổng cục Môi trường và mô hình trung gian tính chỉ số
chất lượng không khí tổng hợp AQI
o
bằng ½ tổng trị số trung bình cộng có
trọng số của các AQI
i
còn lại và trị số AQI
i,max;
Kết quả tính toán cho thấy:
Tính toán Chỉ số chất lượng không khí AQI
0
theo mô hình trung gian
giữa mô hình trung bình cộng của tổng các AQI
i
và mô hình chọn AQI
i,max
nói
chung là phù hợp trong điều kiện hiện nay của Việt Nam. Tính toán theo
phương pháp này đưa ra một bức tranh về chất lượng môi trường không khí
không quá bi quan theo như mô hình tính lấy giá trị AQI
i,max
theo hướng dẫn của
Tổng cục Môi trường, nhưng cũng không phải là một bức tranh chất lượng
không khí hơi lạc quan theo cách tính trung bình cộng của tổng các AQI
i
có
trọng số. Kết quả tính toán này có thể chấp nhận là giá trị đại diện cho chất

lượng không khí của thành phố và phù hợp với điều kiện Việt Nam hiện nay.
NCS đã nghiên cứu xác định các điều kiện áp dụng phù hợp ở nước
ta đối với 3 mô hình tính toán AQI
0
nêu ở trên (MH1, MH2, MH3).
5. Đề
xu
ấ
t m
ộ
t s
ố
gi
ả
i pháp c
ấ
p bách v
ề
qu
ả
n lý môi tr
ườ
ng Hà N
ộ
i
Nghiên cứu xác định các vấn đề tồn tại của thực trạng công tác quản
lý môi trường không khí thành phố Hà Nội cũng như từ những kết quả
phân tích và đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường không khí Hà Nội
theo chỉ số chất lượng không khí, nghiên cứu sinh đã đề xuất một số giải
pháp quản lý có tính cấp bách nhằm giảm thiểu ô nhiễm, cải thiện chất

lượng không khí thành phố Hà Nội.
Các giải pháp giảm thiểu được đề xuất trong luận án là các giải pháp
có tính khả thi, nếu được cơ quan quản lý môi trường Hà Nội áp dụng thì
sẽ có tác dụng giảm thiểu ô nhiễm, cải thiện chất lượng không khí Hà Nội.