Nghiên cứu đánh giá diễn biến một số chất khí nhà kính (SO2, nox, CH4) ở khu vực nội thành hà nội luận văn ths biến đổi khí hậu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC
---------------***---------------

NGUYỄN THỊ PHỐ

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ DIỄN BIẾN
MỘT SỐ CHẤT KHÍ NHÀ KÍNH (SO2, NOx, CH4)
Ở KHU VỰC NỘI THÀNH HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

HÀ NỘI, 2016
-0-


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
KHOA SAU ĐẠI HỌC
---------------***---------------

NGUYỄN THỊ PHỐ

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ DIỄN BIẾN
MỘT SỐ CHẤT KHÍ NHÀ KÍNH (SO2, NOx, CH4)
Ở KHU VỰC NỘI THÀNH HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU
Chuyên ngành: Biến đổi khí hậu
Mã số: Chƣơng trình đào tạo thí điểm

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Quang Trung

HÀ NỘI, 2016
-1-


LỜI CAM ĐOAN
Tôi tên là: NGUYỄN THỊ PHỐ

Mã số học viên: 12095036

Tôi xin cam đoan quyể n lu ận văn đƣợc chính tôi thực hiện dƣới sự hƣớng
dẫn của TS. Nguyễn Quang Trung với đề tài luâ ̣n văn: “Nghiên cứu đánh giá
diễn biến một số chất khí nhà kính (SO2, NOx, CH4) ở khu vực nội thành Hà
Nội”
Đây là đề tài mới , không trùng lă ̣p vớ i đề tài luâ ̣n văn nào trƣớc đây , do
đó không có sƣ̣ sao chép của bấ t kì luâ ̣n văn nào . Nô ̣i dung của luâ ̣n văn đƣơ ̣c
thƣ̣c hiê ̣n đúng quy đinh,
̣ các nguồn tài liệu, tƣ liê ̣u nghiên cƣ́u và sƣ̉ du ̣ng trong
luâ ̣n văn đề u đƣơ ̣c trić h dẫn nguồ n.
Nế u xảy ra vấ n đề gì với nô ̣i dung luâ ̣n văn này

, tôi xin chiụ hoàn toàn

trách nhiệm theo quy định./
Hà Nội, tháng 11 năm 2015
Học viên

Nguyễn Thị Phố

-2-

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin chân thành
cảm ơn TS. Nguyễn Quang Trung cùng các thầy cô giáo trong Khoa Sau đại học
đã tận tình hƣớng dẫn, giảng dạy trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu ở
Trƣờng Đại học Quốc Gia Hà Nội cũng nhƣ tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn
thành bản luận văn này.
Tôi cũng xin chân thành cám ơn các anh chị và các bạn đồng nghiệp trong
phòng Phân tích Độc chất môi trƣờng - Viện Công nghệ môi trƣờng luôn chỉ
bảo, cộng tác và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn.
Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn các bạn học viên cao học K2- Biến
đổi khí hậu và gia đình đã động viên giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua.
Mặc dù tôi đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn thiện
nhất nhƣngluận văn không tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong đƣợc sự góp
ý của các thầy, cô giáo để đề tài đƣợc hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 11 năm 2015
Học viên

Nguyễn Thị Phố

-3-


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................- 0 LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................- 3 DANH MỤC BẢNG .........................................................................................- 7 DANH MỤC HÌNH ..........................................................................................- 8 MỞ ĐẦU .........................................................................................................- 10 1. Tính cấp thiết của đề tài ......................................................................... - 10 2. Mục tiêu của đề tài ................................................................................. - 11 3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .......................................................... - 11 4. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu ................................................... - 11 CHƢƠNG I – TỔNG QUAN TÀI LIỆU........................................................- 13 1.1. Tổng quan về khí nhà kính ......................................................................- 13 1.1.1. Các khái niệm ........................................................................................- 13 1.1.2. Nồng độ khí nhà kính ............................................................................- 15 1.1.3. Nguồn phát thải khí nhà kính ................................................................- 17 1.1.3.1. Các nguồn phát thải khí nhà kính trên thế giới ..................................- 17 1.1.3.2. Các nguồn phát thải khí nhà kính ở Việt Nam ...................................- 23 1.2. Một số khí nhà kính nghiên cứu ...............................................................- 28 1.2.1. Sunfua đioxit (SO2) ...............................................................................- 28 1.2.2. Các Oxit Nitơ (NOx) .............................................................................- 29 1.2.3. Khí mêtan (CH4)....................................................................................- 30 1.3. Bức xạ cƣỡng bức và ảnh hƣởng của KNK đến BĐKH ..........................- 31 1.3.1. Mối liên hệ giữa KNK và biến đổi khí hậu ...........................................- 31 1.3.2. Ảnh hƣởng của sự gia tăng khí nhà kính và biến đổi khí hậu...............- 33 CHƢƠNG II: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .............- 36 2.1. Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu ...............................................................- 36 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ..........................................................................- 36 2.2.1. Phƣơng pháp thu thập tài liệu thứ cấp: .................................................- 36 2.2.2. Các phƣơng pháp lấy mẫu không khí ...................................................- 36 2.2.3. Phƣơng pháp điều tra, khảo sát đo đạc tại hiện trƣờng .........................- 42 -4-


2.2.4. Phƣơng pháp xử lý số liệu.....................................................................- 43 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................- 44 3.1. So sánh giá trị của phƣơng pháp quan trắc tự động với phƣơng pháp đo chủ

động .................................................................................................................- 44 3.2. Diễn biến SO2 trong không khí ................................................................- 45 3.2.1. Diễn biến SO2 theo thời gian ................................................................- 45 3.2.2. Đánh giá nguyên nhân thay đổi nồng độ SO2 .......................................- 51 3.3. Diễn biến NOx trong không khí ................................................................- 55 3.3.1. Diễn biến NOx theo thời gian ................................................................- 55 3.3.2. Đánh giá nguyên nhân thay đổi nồng độ NOx ......................................- 63 3.4. Diễn biến CH4 trong không khí ................................................................- 69 3.4.1. Diễn biến CH4 theo thời gian ................................................................- 69 3.4.2. Đánh giá nguyên nhân sự biến đổi CH4 ................................................- 73 3.5. Đề xuất giải pháp giảm thiểu nồng độ các khí nhà kính ..........................- 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.........................................................................- 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................- 79 PHỤ LỤC BẢNG ...........................................................................................- 81 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH ...................................................................................- 86 -

-5-


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
BTNMT:

Bộ Tài nguyên môi trƣờng

BAU

Kịch bản phát triển thông thƣờng

EPA:

Cục Bảo vệ môi trƣờng Mỹ (United States Environmental
Protection Agency)

GTVT:

Giao thông vận tải

IPCC:

Uỷ ban Liên chính phủ về biến đổi khí hậu (Intergovernmental
Panel on Climate Change)

KNK:

Khí nhà kính

LULULF:

Lĩnh vực sử dụng đất, thay đổi sử dụng đất và lâm nghiệp (Land
use, Land Use Change and Forestry)

MRV

Đo đạc – Báo cáo – Kiểm chứng

NAMA

Hoạt động giảm nhẹ phát thải thích hợp ở cấp quốc gia

NMVOC:

Hợp chất hữu cơ bay hơi không có metan

ppb:

Phần tỷ

ppm:

Phần triệu

tCO2-e

Tấn dioxit cacbon quy đổi

THC:

Tổng số hydrocarbon

UNFCCC:

Công ƣớc khung của Liên hợp quốc về biến đổi khí hâ ̣u

-6-


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Tiềm năng nóng lên toàn cầu của một số khí nhà kính so với khí CO234 Bảng 3.1 So sánh nồng độ SO2 với các nƣớc trên thế giới ........................... - 49 Bảng 3.2. Thống kê số lƣợng xe ô tô và xe máy trên đƣờng Hoàng Quốc Việt .... 81 Bảng 3.3. Thống kê số lƣợng xe ô tô và xe máy trên đƣờng Nguyễn Văn Cừ . - 83
-

-7-


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Thành phần các khí nhà kính ......................................................... - 13 Hình 1.2. Sự thay đổi nồng độ CO2 trong khí quyển toàn cầu....................... - 15 Hình1.3. Tổng lƣợng phát thải khí nhà kính từ năm 1970 - 2010 ................. - 18 Hình 1.4. Nguồn phát thải khí nhà kính, năm 2010 ....................................... - 19 Hình 1.5. Sự phát thải khí CO2 từ nông-lâm nghiệp từ năm 1970-2010 ...... - 20 Hình 1.7: Dự tính phát thải khí nhà kính theo các ngành đến năm 2050 ...... - 23 Hình 1.8: Nguồn phát thải khí nhà kính năm 2010 theo các lĩnh vực ........... - 23 Hình 1.9: Nguồn phát thải khí nhà kính theo các lĩnh vực năm 1994, 2000 và
2010 ................................................................................................................ - 24 Hình 1.10: Phát thải khí nhà kính năm 2010 trong lĩnh vực năng lƣợng....... - 25 Hình 1.11: Phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực nông nghiệp năm 2010 ..... - 25 Hình 1.12: Phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực chất thải năm 2010 ........... - 27 Hình 1.13: Ƣớc tính lƣợng phát thải khí nhà kính ở Việt Nam, năm 2020 và năm
2030 ................................................................................................................ - 27 Hình 1.14: Mối liên hệ giữa khí nhà kính và biến đổi khí hậu ...................... - 32 Hình 3.1. Biểu đồ so sánh số liệu quan trắc bằng phƣơng pháp hấp thụ với số
liệu tại trạm quan trắc tự động, liên tục. ........................................................ - 44 Hình 3.2. Biểu đồ so sánh số liệu quan trắc bằng phƣơng pháp hấp thụ với số
liệu tại trạm quan trắc tự động, liên tục. ........................................................ - 45 Hình 3.3. Nồng độ SO2 trung bình theo thời gian trong ngày, theo các thứ, trong
tuần tại trạm Nguyễn Văn Cừ ........................................................................ - 48 Hình 3.4. Nồng độ SO2 trung bình theo thời gian tại trạm Hoàng Quốc Việt và
Nguyễn Văn Cừ .............................................................................................. - 49 Hình 3.5. Nồng độ SO2 trung bình theo các ngày trong tuần ........................ - 50 Hình 3.6. Diễn biến nồng độ SO2 theo các mùa trong năm 2013 ................. - 51 Hình 3.7. Số lƣợng xe máy và ô tô theo các thứ trong tuần trên đƣờng Hoàng
Quốc Việt ....................................................................................................... - 52 Hình 3.8. Số lƣợng xe máy và ô tô theo các thứ trong tuần trên đƣờng Nguyễn
Văn Cừ ........................................................................................................... - 52 -8-

Hình 3.9. Mối liên hệ giữa SO2 và O3 tại trạm Hoàng Quốc Việt ................. - 54 Hình 3.10. Mối liên hệ giữa SO2 và O3 tại trạm Nguyễn Văn Cừ ................. - 54 Hình 3.12. Nồng độ NO và NO2 trung bình theo thời gian trong ngày trạm
Nguyễn Văn Cừ năm 2013 ............................................................................. - 57 Hình 3.13. Nồng độ NOx trung bình theo thời gian trong ngày, các thứ trong
tuần, trong năm 2013 ...................................................................................... - 59 Hình 3.14. Nồng độ NOx trung bình theo giờ tại trạm Nguyễn Văn Cừ năm
2013 ................................................................................................................ - 60 Hình 3.15. Nồng độ NOx trung bình theo giờ tại trạm Hoàng Quốc Việt năm
2013 ................................................................................................................ - 61 Hình 3.16. Nồng độ NOx trung bình theo từng thứ, năm 2013. ..................... - 62 Hình 3.17. Nồng độ NOx trung bình theo các mùa trong năm 2013............. - 62 Hình 3.18. Nồng độ NOx trung bình theo các tháng trong năm 2013........... - 63 Hình 3.19. Biểu diễn sự thay đổi của nhiệt độ và cƣờng độ ánh sáng trong ngày. 65 Hình 3.20. Nồng độ thông số O3 theo mùa trong năm 2013. ........................ - 65 Hình 3.21. Mối liên hệ giữa NO, NO2 và O3 tại trạm Hoàng Quốc Việt....... - 66 Hình 3.22. Mối liên hệ giữa NO, NO2 và O3 tại trạm Nguyễn văn Cừ.......... - 66 Hình 3.23. Mối liên hệ giữa khí NOx và O3 ................................................... - 67 Hình 3.24a. Mối liên hệ NO, NO2, NOx và O3 tại Aljarafe, Thổ Nhĩ Kỳ .... - 68 Hình 3.24b. Mối liên hệ NO, NO2, NOx và O3 tại Torneo, Thổ Nhĩ Kỳ ..... - 68 Hình 3.25. Nồng độ CH4 trung bình theo giờ trong năm 2013 ..................... - 69 Hình 3.26. Diễn biến nồng độ CH4 trung bình theo thời gian trong ngày .... - 72 Hình 3.27. Nồng độ CH4 theo năm................................................................ - 73 Hình 3.28. Mối liên hệ giữa khí CH4 và O3 ................................................... - 74 -

-9-


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Khí nhà kính đƣợc xem là nguyên nhân chính gây nên biến đổi khí hậu.
Hiệu ứng nhà kính là một quá trình mà nhiệt bức xạ từ một bề mặt hành tinh
đƣợc hấp thụ bởi khí nhà kính trong khí quyển, và lại đƣợc bức xạ theo mọi
hƣớng. Hiệu ứng nhà kính tự nhiên của trái đất đã tạo nên sự sống. Tuy nhiên,
với tình hình phát thải các khí nhà kính do các hoạt động của con ngƣời, chủ yếu
là việc đốt các nhiên liệu hóa thạch và đốn rừng ởcác nƣớc trên thế giới trong
nhiều năm qua đa gây ra hiện trƣợng hiệu ứng nhà kính trên toàn cầu và lớn hơn
nữa là làm cho khí hậu trái đất thay đổi

, nƣớc biên dâng , thiên tai ngày càng

nhiề u hơn.
Trong giai đoạn 1994-2010, tổng lƣợng phát thải khí nhà kính ở Việt Nam
(bao gồm LULUCF) tăng nhanh từ 103,8 triệu tấn CO2 tƣơng đƣơng lên 246,8
triệu tấn CO2 tƣơng đƣơng, trong đó lĩnh vực năng lƣợng tăng nhanh nhất từ
25,6 triệu tấn CO2 tƣơng đƣơng lên 141,1 triệu tấn CO2 tƣơng đƣơng và cũng là
lĩnh vực phát thải nhiều nhất năm 2010.
Trong năm 2010, tổng lƣợng phát thải khí nhà kính tại Việt Nam là 246,8

triệu tấn CO2 tƣơng đƣơng bao gồm lĩnh vực sử dụng đất, thay đổi sử dụng đất
và lâm nghiệp (LULUCF) và 266 triệu tấn CO2 tƣơng đƣơng không bao gồm
LULUCF. Phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực năng lƣợng chiếm tỷ trọng lớn
nhất là 53,05% của tổng lƣợng phát thải không tính LULUCF, tiếp theo là lĩnh
vực nông nghiệp chiếm 33,20%. Phát thải từ các lĩnh vực quá trình công nghiệp
và chất thải tƣơng ứng là 7,97% và 5,78%.
Việt Nam là một trong những quốc gia bi tác động nhiều nhất của hiện
tƣợng nƣớc biển dâng cao, là hậu quả tăng nhiệt độ làm bề mặt trái đất nóng lên
do phát thải khí nhà kính. Theo cảnh báo của Uỷ ban Liên chính phủ về biến đổi
khí hậu (IPCC) đến năm 2100, nếu mực nƣớc biển dâng cao 1m sẽ ảnh hƣởng
đến 5% đất đai của Việt Nam, 10% dân số, tác động đến 7% sản xuất nông
- 10 -


nghiệp, giảm 10% GDP. (Nguồn: Dagupta.et.al.2007), riêng sản xuất kinh tế
biển sẽ suy giảm 1/3 (Nguồn: UNDP).
Nhận thấy đƣợc hậu quả đó đã có nhiều nghiên cứu nhằm giảm lƣợng
phát sinh khí nhà kính tại các quốc gia trên thế giới cũng nhƣ ở Việt Nam.
Vì những lý do kể trên, lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu đánh giá diễn biến
một số chất khí nhà kính (SO2, NOx, CH4) ở khu vực nội thành Hà Nội” sẽ có
ý nghĩa lớn về mặt khoa học cũng nhƣ thực tiễn, là cơ sở để đề xuất những giải
pháp xử lý, khắc phục sự phát tán khí nhà kính ở Việt Nam.
2. Mục tiêu của đề tài
Luận văn tập trung đánh giá sự thay đổi nồng độ các khí SO2, NOx, CH4
trong không khí đồng thời xác định một số nguyên nhân sự thay đổi đó.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
3.1. Đối tƣợng nghiên cứu
Khí SO2, NOx, CH4
3.2. Phạm vi nghiên cứu
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng phƣơng pháp đo đạc trên thiết bị quan trắc

tự động liên tục thông qua hai trạm quan trắc môi trƣờng không khí đặt tại khu
vực gần đƣờng Nguyễn Văn Cừ (Gia Lâm, Hà Nội) và đƣờng Hoàng Quốc Việt
(Cầu Giấy, Hà Nội)
4. Nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu
4.1. Nội dung nghiên cứu
- Thu thập, xử lý, phân tích các số liệu theo thời gian: trung bình giờ trong
ngày, trung bình tháng, trung bình theo các thứ trong tuần và trung bình theo
mùa trong năm.
- Đánh giá sự thay đổi nồng độ các khí nhà kính SO2 , NOx, CH4 tại một số
khu vực tại Hà Nội.
- Đánh giá nguyên nhân sự thay đổi nồng độ các khí nhà kính
- 11 -


4.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
Phƣơng pháp thu thập tài liệu thứ cấp: Thu thập thông tin cần thiết từ
những tài liệu, bản đồ, ảnh, các công trình nghiên cứu có liên quan đến khu vực
nghiên cứu.
Phƣơng pháp điều tra, khảo sát đo đạc tại hiện trƣờng: Khảo sát hiện
trƣờng kiểm chứng và hiệu chỉnh các điểm quan trắc trên cơ sở mô hình
đƣợc mô phỏng bằng lý thuyết thiết lập mạng lƣới điểm quan trắc tối ƣu.
Phƣơng pháp quan trắc môi trƣờng tự động: Cung cấp số liệu liên tục,
tức thời, thời gian thực phục vụ quản lý và bảo vệ môi trƣờng. Cảnh báo kịp
thời, đề xuất các biện pháp phù hợp để quản lý, bảo vệ môi trƣờng.
Phƣơng pháp đo chất lƣợng môi trƣờng không khí bằng phƣơng
pháp hấp thụ và đo quang: Mẫu đƣợc hấp thụ bằng dung dịch và đƣợc đem về
phòng thí nghiệm để xử lý và phân tích

- 12 -

CHƢƠNG I – TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về khí nhà kính
1.1.1. Các khái niệm
Khí nhà kính là những khí có khả năng hấp thụ các bức xạ sóng dài
(hồng ngoại) đƣợc phản xạ từ bề mặt Trái Đất khi đƣợc chiếu sáng bằng ánh
sáng mặt trời, sau đó phân tán nhiệt lại cho Trái Đất, gây nên hiệu ứng nhà kính.
Các khí nhà kính chủ yếu bao gồm: hơi nƣớc, CO2, CH4, N2O, O3, các khí CFC.

Hình 1.1. Thành phần các khí nhà kính
Khí nhà kính ảnh hƣởng mạnh mẽ đến nhiệt độ của Trái Đất, nếu không
có chúng nhiệt độ bề mặt Trái Đất trung bình sẽ lạnh hơn hiện tại khoảng 33°C.
Hiệu ứng nhà kính là hiệu ứng làm cho không khí của Trái đất nóng lên
do bức xạ sóng ngắn của Mặt trời có thể xuyên qua tầng khí quyển chiếu xuống
mặt đất; mặt đất hấp thu nóng lên lại bức xạ sóng dài vào khí quyển để CO 2 hấp
thu làm cho không khí nóng lên. CO2 trong khí quyển giống nhƣ một tầng kính
dày bao phủ Trái đất, làm cho Trái đất không khác gì một nhà kính lớn. Theo
tính toán, nếu không có lớp khí quyển, nhiệt độ trung bình ở lớp bề mặt Trái đất
sẽ xuống tới -23 độ C, nhƣng nhiệt độ trung bình thực tế là 15 độ C, có nghĩa là
hiệu ứng nhà kính đã làm cho Trái đất nóng lên 38 độ C
- Hiệu ứng nhà kính là quá trình vật lý tự nhiên từ khi Trái Đất có bầu khí
quyển, giúp khí hậu trở nên ấm áp tạo điều kiện cho sinh vật tồn tại. Các khí nhà
- 13 -


kính tự nhiên tồn tại trong khí quyển H20, CO2, O3, … khí nhà kính do con
ngƣời tạo ra là CFC. Khí nhà kính Tự nhiên có nồng độ ổn định.
- Thời kỳ tiền công nghiệp khí CO2 tăng 28% do đốt nhiên liệu hóa thạch
và chặt phá rừng, CH4 tăng 145% do phân hủy cây cỏ, ruộng lúa, phân hữu cơ,
lò đốt chất thải,… O3 giảm do các chất thải CN tạo ra, NOx tăng 15% do chặt

phá rừng, sản xuất chất hóa học, CFC do kỹ thuật làm lạnh.
Hoạt động con ngƣời đang làm thay đổi khí hậu toan cầu và BDKH đang
diễn ra với biểu hiện là nƣớc biển dâng 10-25cm.
Nƣớc biển dâng cao ảnh hƣởng đến một loạt các vấn đề: ảnh hƣởng đến
Đa dạng sinh học vì nƣớc biển dâng  tăng quá trình xâm nhập mặn  nhiều
loại sinh vật bị biến mất.
Trên thực tế hoạt động kinh tế xã hội của con ngƣời tăng nhanh  những
hậu quả tác hại do con ngƣời ngày một tăng. Dựa trên những thông số đo đạc
đƣợc các nhà khoa học đƣa ra các kịch bản phát thải khác nhau: Kịch bản phát
thải thấp, vừa và cao.
- Kịch bản dân số thấp nếu dân số sắp tới là 6-8 tỉ, vừa là 8-11 tỉ, cao là
>12 tỉ, vì dân số quyết định lƣợng phát thải khí nhà kính.
Hiệu ứng nhà kính khí quyển: Các tia bức xạ sóng ngắn của mặt trời
xuyên qua bầu khí quyển đến mặt đất và đƣợc phản xạ trở lại thành các bức xạ
nhiệt sóng dài. Một số phân tử trong bầu khí quyển (CO2 và hơi nƣớc) có thể
hấp thụ những bức xạ nhiệt này và thông qua đó giữ hơi ấm lại trong bầu khí
quyển. Hàm lƣợng ngày nay của khí CO2 vào khoảng 0,036% đã đủ để tăng
nhiệt độ thêm khoảng 30 °C. Nếu không có hiệu ứng nhà kính tự nhiên này nhiệt
độ Trái Đất của chúng ta chỉ vào khoảng –15 °C. Bức xạ nhiệt của mặt trời là
bức xạ có sóng ngắn nên dễ dàng xuyên qua tầng ozon và lớp khí CO2 để đi tới
mặt đất, ngƣợc lại bức xạ nhiệt từ Trái Đất vào vũ trụ là bức sóng dài, không có
khả năng xuyên qua lớp khí CO2 dày và bị CO2 và hơi nƣớc trong khí quyên
hấp thụ. Nhƣ vậy lƣợng nhiệt này làm cho nhiệt độ bầu khí quyển bao quanh
Trái Đất tăng lên. Lớp khí CO2 có tác dụng nhƣ một lớp kính giữ nhiệt lƣợng tỏa

- 14 -


ngƣợc vào vũ trụ của Trái Đất trên quy mô toàn cầu. Bên cạnh CO 2 còn có một
số khí khác cũng đƣợc gọi chung là khí nhà kính nhƣ NOx, Metan, CFC.

Hiệu ứng nhà kính nhân loại: Ở thời kỳ đầu của lịch sử Trái Đất, các
điều kiện tạo ra cuộc sống chỉ có thể xuất hiện vì thành phần của điôxít cacbon
trong bầu khí quyển nguyên thủy cao hơn, cân bằng lại lƣợng bức xạ của mặt
trời lúc đó yếu hơn đến khoảng 25%. Cƣờng độ của các tia bức xạ tăng lên với
thời gian. Trong khi đó đã có đủ cây cỏ trên Trái Đất, thông qua sự quang hợp,
lấy đi một phần khí điôxít cacbon trong không khí tạo nên các điều kiện khí hậu
tƣơng đối ổn định.
Từ khoảng 100 năm nay con ngƣời tác động mạnh vào sự cân bằng nhạy
cảm này giữa hiệu ứng nhà kính tự nhiên và tia bức xạ của mặt trời. Sự thay đổi
nồng độ của các khí nhà kính trong vòng 100 năm lại đây đã làm gia tăng nhiệt
độ Trái đất.
1.1.2. Nồng độ khí nhà kính

Hình 1.2. Sự thay đổi nồng độ CO2 trong khí quyển toàn cầu
Nồng độ các khí nhà kính tăng cao: Xã hội càng phát triển, càng làm gia
tăng lƣơng khí thải vào môi trƣờng. Nồng độ khí CO2 trong khí quyển tăng
nhanh từ giai đoạn 1950-2000.
- 15 -


Những số liệu về hàm lƣợng khí CO2 trong khí quyển đƣợc xác định từ
các lõi băng đƣợc khoan ở Greenland và Nam cực cho thấy, trong suốt chu kỳ
băng hà và tan băng (khoảng 18.000 năm trƣớc), hàm lƣợng khí CO 2 trong khí
quyển chỉ khoảng 180 -200ppm (phần triệu), nghĩa là chỉ bằng khoảng 70% so
với thời kỳ tiền công nghiệp (280ppm). Từ khoảng năm 1.800, hàm lƣợng khí
CO2 bắt đầu tăng lên, vƣợt con số 300ppm và đạt 379ppm vào năm 2005, nghĩa
là tăng khoảng 31% so với thời kỳ tiền công nghiệp, vƣợt xa mức khí CO 2 tự
nhiên trong khoảng 650 nghìn năm qua.
Hàm lƣợng các khí nhà kính khác nhƣ khí mêtan (CH4), ôxit nitơ (N2O)
cũng tăng lần lƣợt từ 715ppb (phần tỷ) và 270ppb trong thời kỳ tiền công nghiệp

lên 1774ppb (151%) và 319ppb (17%) vào năm 2005. Riêng các chất khí
chlorofluoro carbon (CFCs) vừa là khí nhà kính với tiềm năng làm nóng lên toàn
cầu lớn gấp nhiều lần khí CO2, vừa là chất phá hủy tầng ôzôn bình lƣu, chỉ mới
có trong khí quyển do con ngƣời sản xuất ra kể từ khi công nghiệp làm lạnh, hóa
mỹ phẩm phát triển.
Từ năm 1840 đến 2004, tổng lƣợng phát thải khí CO 2 của các nƣớc giàu
chiếm tới 70% tổng lƣợng phát thải khí CO2 toàn cầu, trong đó ở Hoa Kỳ và
Anh trung bình mỗi ngƣời dân phát thải 1.100 tấn, gấp khoảng 17 lần ở Trung
Quốc và 48 lần ở Ấn Độ.
Riêng năm 2004, lƣợng phát thải khí CO2 của Hoa Kỳ là 6 tỷ tấn, bằng
khoảng 20% tổng lƣợng phát thải khí CO2 toàn cầu. Trung Quốc là nƣớc phát
thải lớn thứ 2 với 5 tỷ tấn CO2, tiếp theo là Liên bang Nga 1,5 tỷ tấn, Ấn Độ 1,3
tỷ tấn, Nhật Bản 1,2 tỷ tấn, CHLB Đức 800 triệu tấn, Canada 600 triệu tấn,
Vƣơng quốc Anh 580 triệu tấn. Các nƣớc đang phát triển phát thải tổng cộng 12
tỷ tấn CO2, chiếm 42% tổng lƣợng phát thải toàn cầu so với 7 tỷ tấn năm 1990
(29% tổng lƣợng phát thải toàn cầu), cho thấy tốc độ phát thải khí CO 2 của các
nƣớc này tăng khá nhanh trong khoảng 15 năm qua. Một số nƣớc phát triển dựa
vào đó để yêu cầu các nƣớc đang phát triển cũng phải cam kết theo Công ƣớc
Biến đổi khí hậu.

- 16 -


Tính đến năm 2010, Trung Quốc đứng đầu với lƣợng phát thải 9,86 tỷ tấn
CO2, chiếm tỷ lệ 29%. Kế đến là Mỹ (5,19 tỷ tấn, 15%), Liên minh châu Âu EU
27 (3,74 tỷ tấn, 11%), Ấn Độ (1,97 tỷ tấn, 6%), Nga (1,77 tỷ tấn, 5%), Nhật Bản
(1,32 tỷ tấn, 5%). Điều lƣu ý là 3 nƣớc phát thải khí hàng đầu chiếm 55% lƣợng
khí thải CO2 của cả thế giới. So với năm 2012, lƣợng khí thải của Trung Quốc
tăng 3% , trong Mỹ và châu Âu giảm lần lƣợt là 4 và 1,6%. Trƣớc kia Nhật Bản
giảm 4,5% lƣợng khí thải CO2 nhƣng sau tai nạn nhà máy điện hạt nhân

Fukushima, lƣợng khí phát thải tăng 6,2% do chuyển sang sử dụng nhiệt
điện.[15]
Năm 1990, Việt Nam phát thải 21,4 triệu tấn CO2 (không kể các khí nhà
kính khác). Năm 2004, phát thải 98,6 triệu tấn CO2, tăng gần 5 lần, bình quân
đầu ngƣời 1,2 tấn một năm (trung bình của thế giới là 4,5 tấn/năm, Singapo 12,4
tấn, Malaixia 7,5 tấn, Thái Lan 4,2 tấn, Trung Quốc 3,8 tấn, Inđônêxia 1,7 tấn,
Philippin 1,0 tấn, Myanma 0,2 tấn, Lào 0,2 tấn. Nhƣ vậy, phát thải các khí CO2
của Việt Nam tăng khá nhanh trong 15 năm qua, song vẫn ở mức rất thấp so với
trung bình toàn cầu và nhiều nƣớc trong khu vực. Dự tính tổng lƣợng phát thải
các khí nhà kính của nƣớc ta sẽ đạt 233,3 triệu tấn CO2 tƣơng đƣơng vào năm
2020, tăng 93% so với năm 1998.
Tuy nhiên, điều đáng lƣu ý là trong khi các nƣớc giàu chỉ chiếm 15% dân
số thế giới, nhƣng tổng lƣợng phát thải của họ chiếm tới 45% tổng lƣợng phát
thải toàn cầu; các nƣớc Châu Phi và cận Sahara với 11% dân số thế giới chỉ phát
thải 2%, và các nƣớc kém phát triển với 1/3 dân số thế giới chỉ phát thải 7%
tổng lƣợng phát thải toàn cầu.
1.1.3. Nguồn phát thải khí nhà kính
1.1.3.1. Các nguồn phát thải khí nhà kính trên thế giới
Chính từ sự gia tăng dân số, gây ra nhiều áp lực tới môi trƣờng và sự đẩy
mạnh công nghiệp hóa hiện nay mà lƣợng khí nhà kính phát thải ra ngoài môi
trƣờng ngày càng gia tăng.

- 17 -


57% lƣợng phát thải từ nguồn sử dụng nhiên liệu hóa thạch: năng lƣợng,
vận chuyển, xây dựng và công nghiệp; ngành nông nghiệp và thay đổi sử dụng
đất chiếm 41% sự phát thải.

Hình 1..3. Tổng lƣợng phát thải khí nhà kính từ năm 1970 – 2010[13].

Tổng lƣợng phát thải khí nhà kính tính từ năm 1970-2010 là 49 GtCO2e,
trong đó CO2 là 76% (bao gồm từ ngành Lâm nghiệp và sử dụng đất chiếm 11%,
và từ quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch và công nghiệp là 65%), CH4 là 16%,
N2O là 6% và 2% là khí F nhƣ perfluorocarbon và sulphur hexafluoride. Tính từ
giai đoạn 1970-2000 tổng lƣợng phát thải khí nhà kính tăng 1,3%/năm, trong
giai đoạn từ năm 2000-2010, tổng lƣợng phát thải khí nhà kính tăng 2,2%/năm.
Các nguồn phát thải khí nhà kính bao gồm:
- Đốt cháy nhiên liệu hóa thạch trong ngành năng lƣợng, vận chuyển, xây
dựng và công nghiệp lên tới 26,1 GtCO2e năm 2004. Đốt cháy than đá, dầu, và
khí gas trong ngành điện và nhiêt điện chiếm lƣợng lớn sự phát thải, kế đến là
vận chuyển, sản xuất, và xây dựng.
- 18 -


- Thay đổi sử dụng đất nhƣ phá rừng phát thải một lƣợng lớn CO2 vào khí
quyển.
- Khí CH4, NOx, hỗn hợp khí F tạo ra từ các quy trình sản xuất nông
nghiệp, chất thải và công nghiệp. Quy trình công nghiệp bao gồm sản xuất xi
măng và hóa học. ngoài ra, quá trình khai thác nhiên liệu hóa thạch thải ra lƣợng
lớn CO2 và non-CO2. [15]

Hình 1.4. Nguồn phát thải khí nhà kính, năm 2010[13].
- Ngành sản xuất điện và nhiệt: Ngành này tạo ra một lƣợng lớn khí nhà
kính 25%, chủ yếu từ các hoạt động sử dụng trong các tòa nhà, thƣơng mại,
công nghiệp, giao thông vận tải, xây dựng và nông lâm nghiệp. Từ năm 1990 –
2002, lƣợng khí thải của các nƣớc đang phát triển tăng nhanh, với tốc độ tăng
trƣởng khoảng 2,2% mỗi năm. Khí thải của ngành này phát sinh từ các nhà máy
lọc dầu, các công trình khí và các mỏ than do chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch
sang dạng khác có thể sử dụng đƣợc trong giao thông vận tải, công nghiệp và
các tòa nhà[15].

- 19 -


- Nông-Lâm nghiệp: Lĩnh vực nông - lâm nghiệp tạo ra 24% lƣợng khí
thải toàn cầu năm 2010, tập trung chủ yếu từ nạn phá rừng. Trong đó, các nƣớc
châu Á phát thải nhiều nhất 4,7 triệu tấn GtCO2. Nạn phá rừng tăng mạnh ở các
nƣớc nhiệt đới. Lƣợng khí thải từ sử dụng đất dự báo đến năm 2050 sẽ giảm do
nạn phá rừng đƣợc ngăn chặn.

Hình 1.5. Sự phát thải khí CO2 từ nông-lâm nghiệp từ năm 1970-2010[13]
- Nông nghiệp: Lƣợng khí thải phát sinh từ ngành nông nghiệp chiếm
khoảng 14% tổng lƣợng khí nhà kính. Trong đó, sử dụng phân bón, vật nuôi
chiếm 1/3, còn lại là lúa gạo và phân gia súc. Hơn một nửa lƣợng khí thải này là
từ các nƣớc đang phát triển. Nông nghiệp cũng gián tiếp chịu trách nhiệm thải ra
khí nhà kính từ cách thay đổi sử dụng đất (nông nghiệp là động lực chính của
nạn phá rừng), công nghiệp (trong sản xuất phân bón), và giao thông vận tải
(trong vận chuyển hàng hóa). Gia tăng nhu cầu cho các sản phẩm nông nghiệp,
do gia tăng dân số và thu nhập bình quân đầu ngƣời, dự kiến khí thải từ nguồn
này sẽ dẫn đến tăng tiếp.

- 20 -


Sự phát thải non-CO2 khác nhau ở các nƣớc: Giai đoạn 1990-2000 tăng
10%, dự kiến đến năm 2020 sẽ tăng 30%, và năm 2050 lƣợng phát thải non-CO2
sẽ tăng gấp đôi.

Hình 1.6. Phát thải khí nhà kính trong sản xuất nông nghiệp.[13]
Trong sản xuất nông nghiệp, chăn nuôi gia súc phát thải khí nhà kính lớn
nhất, lƣợng lớn cỏ lên men trong dạ cỏ gia súc tạo ra khí methane. Năm 2011,

chăn nuôi chiếm 39 % tổng lƣợng khí phát thải, nó tăng 11% từ 2001 đến 2011.
Bón phân hóa học cũng tạo ra lƣợng khí nhà kính chiếm 13 % lƣợng khí thải
nông nghiệp (725 triệu tấn CO2) năm 2011, và có tốc độ tăng trƣởng nhanh nhất,
đạt 37 % từ 2001 đến nay.
Khí nhà kính methane phát thải từ ruộng lúa chiếm 10 % lƣợng khí thải
nông nghiệp, trong khi cháy đất than bùn chiếm 5%.
- Vận chuyển: Giao thông vận tải chiếm 14% lƣợng khí thải khí nhà kính
toàn cầu, làm cho nó là nguồn lớn thứ ba của lƣợng khí thải cùng với nông
nghiệp và công nghiệp. Ba phần tƣ lƣợng khí thải này là từ vận tải đƣờng bộ,
trong khi đó ngành hàng không chiếm 1/8 và đƣờng sắt và vận chuyển chiếm
- 21 -


phần còn lại. Tổng lƣợng phát thải khí nhà kính của ngành này năm 2010 là 7,0
triệu tấn CO2, tăng 30% tổng lƣợng phát thải so với năm 1990.
Tổng số khí thải CO2 từ vận tải đƣợc dự kiến sẽ tăng hơn gấp đôi trong
giai đoạn đến năm 2050, khiến nó trở thành khu vực phát triển nhanh thứ hai sau
ngành năng lƣợng.
Lƣợng khí thải CO2 từ ngành hàng không dự kiến sẽ tăng hơn ba lần trong
giai đoạn đến năm 2050, và là một trong những ngành phát triển nhanh nhất. Sau
khi xem xét các hiệu ứng nóng lên toàn cầu thêm lƣợng khí thải hàng không,
hàng không đƣợc dự kiến sẽ chiếm 5% tổng số hiệu ứng ấm lên vào năm 2050.
[15]
- Ngành công nghiệp: Ngành công nghiệp chiếm 14% tổng lƣợng phát
thải trực tiếp của khí nhà kính (trong đó 10% là lƣợng khí thải CO 2 từ quá trình
đốt cháy nhiên liệu hóa thạch trong sản xuất và xây dựng, 3% từ quá trình công
nghiệp nhƣ sản xuất xi măng, hoá chất).
Khí nhà kính phát thải từ ngành công nghiệp bao gồm:
+ Đốt cháy trực tiếp nhiên liệu hóa thạch trong sản xuất và xây dựng.
+ Phát thải trực tiếp từ các quy trình sản xuất hóa học. Trong công nghiệp

sản xuất xi măng, Trung Quốc thải ra môi trƣờng khoảng 40%.
+ Công nghiệp phát thải chiếm khoảng 1/3 ngành điện và nhiệt điện
+ Nguồn phát thải không trực tiếp từ vận chuyển
- Xây dựng: Hơn 8% lƣợng khí thải đƣợc hạch toán trực tiếp bằng cách
đốt cháy nhiên liệu hóa thạch và sinh khối trong các tòa nhà thƣơng mại và dân
cƣ, chủ yếu là để sƣởi ấm và nấu ăn. Sự đóng góp của các tòa nhà và các ngành
công nghiệp với biến đổi khí hậu lớn hơn những con số này cho thấy, bởi vì họ
cũng là ngƣời tiêu dùng của điện và nhiệt đƣợc sản xuất bởi ngành điện (nhƣ thể
hiện trong hình bên dƣới). Lƣợng khí thải trực tiếp từ ngành công nghiệp và các
tòa nhà đều dự kiến sẽ tăng khoảng 2/3 từ năm 2000 đến năm 2050.

- 22 -


Hình 1.7: Dự tính phát thải khí nhà kính theo các ngành đến năm 2050 [15]
1.1.3.2. Các nguồn phát thải khí nhà kính ở Việt Nam
Theo kết quả kiểm kê khí nhà kính, năm 2010 ở Việt Nam, ngành năng
lƣợng có lƣợng phát thải khí nhà kính lớn nhất, gần 150 triệu tấn CO2 tƣơng
đƣơng, chiếm hơn 50% tổng lƣợng phát thải khí nhà kính, tiếp đó là ngành nông
nghiệp gần 100 triệu tấn CO2 tƣơng đƣơng[3].

Hình 1.8: Nguồn phát thải khí nhà kính năm 2010 theo các lĩnh vực
- 23 -


Hình 1.9: Nguồn phát thải khí nhà kính theo các lĩnh vực năm 1994, 2000
và 2010 [3]
Trong giai đoạn từ 1994 đến 2010, tổng phát thải KNK ở Việt Nam (bao
gồm LULUCF) tăng nhanh từ 103,8 triệu tấn CO2 tƣơng đƣơng lên 246,8 triệu
tấn CO2 tƣơng đƣơng, trong đó lĩnh vực năng lƣợng tăng nhanh nhất từ 25,6

triệu tấn CO 2 tƣơng đƣơng lên 141,2 triệu tấn CO2 tƣơng đƣơng và cũng là lĩnh
vực phát thải nhiều nhất năm 2010. Tiếp theo là lĩnh vực chất thải cũng tăng
nhanh từ 2,6 triệu tấn CO2 tƣơng đƣơng lên 15,4 triệu tấn CO2 tƣơng đƣơng.
Phát thải trong lĩnh vực nông nghiệp tăng chậm.
- Năng lƣợng: Lĩnh vực năng lƣợng phát thải ra nhiều khí nhà kính nhất,
tập chung chủ yếu vào loại hình nhƣ công nghiệp năng lƣợng chiếm 27% tổng
lƣợng phát thải, công nghiệp sản xuất và xây dựng chiếm 29%, giao thông vận
tải chiếm 23% tổng lƣợng phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực năng lƣợng.

- 24 -