Ứng dụng công nghệ GIS xây dựng bản đồ ô nhiễm không khí khu vực huyện Đại Từ, tỉnh Thái Nguyên (Khóa luận tốt nghiệp)

I H C THÁI NGUYÊN
TR

NG

I H C NÔNG LÂM

-----

-----

HÀ M H NH

Tên

tài:

NG D NG CÔNG NGH GIS XÂY D NG B N
NHI M KHÔNG KHÍ KHU V C HUY N

Ô

IT

T NH THÁI NGUYÊN

KHÓA LU N T T NGHI P

H

ào t o

: Chính quy

Chuyên nghành

: Khoa h c môi tr

Khoa

: Môi tr

Khóa h c

: 2010 – 2014

Gi ng viên h

IH C

ng

ng

ng d n :TS. Hoàng V n Hùng

Thái Nguyên, n m 2014


L IC M N
Trong su t th i gian t khi b t u h c t p

nay, em ã nh n

gi ng

c r t nhi u s quan tâm, giúp

ình và b n bè. Em xin g i

ng

ih c

n

c a quý Th y Cô, gia

n quý Th y Cô Khoa Môi Tr

ng – Tr

ng

i

H c Nông Lâm Thái Nguyên lòng bi t n sâu s c nh t. Th y cô v i tri th c
và tâm huy t c a mình ã truy n
trong su t th i gian h c t p t i tr

t v n ki n th c quý báu cho chúng em
ng.

là m t ph n quan tr ng không th thi u
viên

i h c nói chung và sinh viên

kho ng th i gian c n thi t
thuy t ã

c bi t, th i gian th c t p t t nghi p
c trong ch

ng trình ào t o sinh

i h c Nông lâm nói riêng.

ây là

m i sinh viên c ng c l i nh ng ki n th c lý

c h c m t cách có h th ng và nâng cao kh n ng v n d ng lý

thuy t vào th c ti n, xây d ng phong cách làm vi c c a m t k s .
Em xin chân thành c m n th y giáo T.S. Hoàng V n Hùng, KS. Ph m
V n Tu n ã t n tình ch d n, giúp em hoàn thành khóa lu n này. N u không
có nh ng l i h ng d n, d y b o c a th y thì em ngh
tài này c a em r t khó
có th hoàn thi n
c. M t l n n a, em xin chân thành c m n th y.
Em c ng xin bày t lòng bi t n n các cán b thu c phòng Quan tr c

hi n tr ng- Trung tâm Quan Tr c Công Ngh và Môi Tr ng Thái Nguyên
ã t o i u ki n giúp
em trong su t quá trình th c t p.
M c dù ã n l c h t mình, nh ng v i kh n ng, ki n th c còn h n ch
không th tránh kh i nh ng sai sót trong quá trình th c hi n khóa lu n này.
Em kính mong quý th y cô ch d n, giúp
em
ngày càng hoàn thi n v n
ki n th c c a mình và thành công trong cu c s ng.
Em xin chân thành c m n!
Thái Nguyên, tháng 5 n m 2014
Sinh viên

Hà M H nh


DANH M C CÁC B NG
B ng 2.1: Xác

Trang
nh giá tr AQI ..................................................................... 13

B ng 2.2. Các m c AQI t i Hoa K ............................................................. 17
B ng 2.3. Các m c AQI và giá tr t
B ng 2.4. Tiêu chu n môi tr
B ng 2.5.. Cách xác
khác nhau

m ts n

h

ng c a Hong Kong........................................ 19

nh các kho ng chia ch s ch t l

ng không khí (AQI)

c .............................................................................. 20

B ng 2.6. Tr ng thái nh h
ng v i ch s ch t l

ng ng t i H ng Kông………………18

ng

n s c kh e c a ch t ô nhi m không khí

ng không khí (AQI) trong các kho ng t 0 - 500 và

ng d n cách phòng tránh......................................................................... 22

B ng 4.1 : Hi n tr ng thu l i và t

i tiêu huy n

B ng 4.2.V trí các i m quan tr c môi tr

i T ............................. 39

ng không khí huy n

i T ...... 45

B ng 4.3. Ph ng pháp o, phân tích và l y m u không khí t i hi n tr ng ........ 49
B ng 4.4. K t qu phân tích ch t l

ng không khí trên

a bàn huy n

iT

..................................................................................................................... 51
B ng 4.5. Tính toán ch s AQI .................................................................... 58


DANH M C CÂC HÌNH
Trang
a lý .................................................................... 4

Hình 2.1: Mô hình d li u

Hình 2.2: C s d li u không gian và thu c tính........................................... 5
Hình 2.3. B n

d a theo các d li u th ng kê t n m 1850 t i n m 2000. 16

Hình 3.1:M i quan h gi a s

nh h

ng và kho ng cách ........................... 28

Hình 3.2: B m t n i suy và các i m m u ................................................... 28
Hình 3.3. B n

huy n

Hình 3.4. D li u
Hình 3.5. Cài

i T s hóa ......................................................... 29

d ng MS Excel sheet ..................................................... 30

t chuy n t Mcrostation sang ArcGIS ................................. 30

Hình 3.6. N i suy giá tr IDW ...................................................................... 31
Hình 3.7. Phân kho ng giá tr ô nhi m cho các ch tiêu ................................ 31
Hình 4.1. B n

ranh gi i huy n

i T , t nh Thái Nguyên ....................... 32

Hình 4.2 : S

v trí i m quan tr c ........................................................... 46

Hình 4.3. K t qu phân tích TSP .................................................................. 52
Hình 4.4. K t qu phân tích SO2 .................................................................. 53
Hình 4.5. K t qu phân tích NO2 .................................................................. 54
Hình 4.6. K t qu phân tích CO ................................................................... 54
Hình 4.7: K t qu phân tích ti ng n ............................................................ 55
Hình 4.8: K t qu phân tích b i PM10 ......................................................... 56
Hình 4.9. B n

ch t l

ng không khí t i i m quan tr c – ch tiêu NO2 .... 60

Hình 4.10. B n

ch t l

ng không khí t i i m quan tr c – ch tiêu SO2 .. 62

Hình 4.11. B n

ch t l

ng không khí t i i m quan tr c – ch tiêu ti ng n

..................................................................................................................... 64
Hình 4.12. B n

ch t l

ng không khí t i i m quan tr c – ch tiêu TSP .. 66

Hình 4.13. B n

ch t l

ng không khí t i i m quan tr c – ch tiêu PM10 68

Hình 4.14. B n

ch t l

ng không khí t i i m quan tr c – ch tiêu AQI .. 70


DANH M C CÁC T

VI T T T

Ký hi u
TCVN

Ti ng Vi t
Tiêu chu n Vi t Nam

QCVN

Quy chu n Vi t Nam

GIS

H th ng thông tin

AQI

Ch s ch t l

PM10

B i

TSP

B i t ng s

TCCP

Tiêu chu n cho phép

BVMT

B o v môi tr

DT

Di n tích

UBND
QL

ng không khí

10 m

ng

y ban nhân dân
Qu n lý

a lý


M CL C
Trang
U ....................................................................................... 1

PH N 1. M

1.1. Tính c p thi t c a
1.2. M c tiêu

tài ........................................................................... 1

tài ......................................................................................... 2

1.2.1. M c tiêu t ng quát ................................................................................ 2
1.2.2. M c tiêu c th ..................................................................................... 2
1.3. Yêu c u c a

tài ................................................................................... 2

1.4. Ý ngh a c a

tài .................................................................................... 3

1.4.1. Ý ngh a trong h c t p và nghiên c u khoa h c: .................................... 3
1.4.2. Ý ngh a trong th c ti n s n xu t ........................................................... 3
PH N 2. T NG QUAN TÀI LI U ............................................................. 4
2.1. T ng quan v GIS.................................................................................... 4
2.1.1. Gi i thi u chung v GIS ....................................................................... 4
2.1.2. Gi i thi u chung v ArcGIS ................................................................. 6
2.2. C s khoa h c ........................................................................................ 8
2.2.1. M t s khái ni m liên quan................................................................... 8
2.2.2. Ph

ng pháp ch tiêu t ng h p ánh giá ch t l

ng môi tr

ng thành

ph n ............................................................................................................... 9
2.3. C s pháp lý ........................................................................................ 14
2.4. C s th c ti n ...................................................................................... 15
2.4.1. Tình hình nghiên c u trên th gi i ...................................................... 15
2.4.2. Tình hình nghiên c u trong n
PH N 3.

I T

c ........................................................ 21

NG, N I DUNG VÀ PH

NG PHÁP NGHIÊN

C U ............................................................................................................ 26
3.1. Ph m vi,

it

ng,

a i m và th i gian th c hi n .............................. 26

3.1.1.

it

ng nghiên c u c a

tài ......................................................... 26

3.1.2.

a i m và th i gian nghiên c u ....................................................... 26

3.2. N i dung nghiên c u ............................................................................. 26

3.3. Ph

ng pháp nghiên c u ....................................................................... 27

3.3.1.Ph

ng pháp thu th p s li u ............................................................... 27

3.3.2. Ph

ng pháp phân tích s li u, li t kê, t ng h p, so sánh ................... 27

3.3.3. Ph

ng pháp xác

3.3.4. Ph

ng pháp ng d ng GIS trong nghiên c u .................................... 27

nh i m l y m u không khí.................................. 27

PH N 4. K T QU NGHIÊN C U VÀ TH O LU N .......................... 32
4.1. i u ki n t nhiên,

c i m kinh t - xã h i c a huy n

i T , t nh Thái

nguyên.......................................................................................................... 32

4.1.1. i u ki n t nhiên: ............................................................................. 32
4.1.2

i u ki n kinh t - xã h i ................................................................... 37

4.2. K t qu quan tr c................................................................................... 45
4.2.1. V trí quan tr c.................................................................................... 45
4.2.2. Th c hi n quan tr c ............................................................................ 47
4.2.3. K t qu quan tr c ch t l
4.3. ánh giá ch t l

ng môi tr

ng môi tr

ng không khí ........................... 50

ng không khí theo ch tiêu riêng l .......... 52

4.3.1. Thông s b i t ng s (TSP) ................................................................ 52
4.3.2. Thông s SO2 ..................................................................................... 52
4.3.3. Thông s NO2 ..................................................................................... 53
4.3.4. Thông s CO ...................................................................................... 54
4.3.5. Thông s ti ng n ............................................................................... 55
4.3.6. Thông s b i PM10 ............................................................................ 56
4.3.7. Thông s b i Pb.................................................................................. 57
4.4. ánh giá ch t l
4.4.1. Xây d ng b n
4.4.2.

ng môi tr

ng không khí theo ch tiêu t ng h p ........ 58

hi n tr ng môi tr

ng ............................................. 58

xu t các gi i pháp.......................................................................... 71

PH N 5. K T LU N VÀ

NGH ......................................................... 73

5.1. K t lu n ................................................................................................. 73
5.2.

ngh .................................................................................................. 73

TÀI LI U THAM KH O.......................................................................... 75


1

PH N 1
M
U
1.1. Tính c p thi t c a tài
Hi n nay, v n
ô nhi m môi tr ng không khí, c bi t t i các ô th

không ph i là v n riêng l c a m t qu c gia hay m t khu v c mà nó ã tr
thành v n
toàn c u (Tr n Yêm, Tr nh Th Thanh, 2003)[23]. Th c tr ng
phát tri n kinh t - xã h i c a các qu c gia trên th gi i trong th i gian qua ã
có nh ng tác ng l n n môi tr ng, và ã làm cho môi tr ng s ng c a
con ng i b thay i và ngày càng tr nên t i t h n (Ph m Ng c H ,
2007)[9]. Nh ng n m g n ây nhân lo i ã ph i quan tâm nhi u n v n ô
nhi m môi tr ng không khí ó là: s bi n i c a khí h u – nóng lên toàn
c u, s suy gi m t ng ôzôn và m a axít v.v. (Lê Thanh Hòa, ào Th Thanh
Th o, 2010)[7].
Vi t Nam ô nhi m môi tr ng không khí ang là m t v n b c xúc
i v i môi tr ng ô th , công nghi p và các làng ngh . Ô nhi m môi tr ng
không khí không ch tác ng x u i v i s c kh e con ng i ( c bi t là gây
ra các b nh
ng hô h p) mà còn nh h ng n các h sinh thái và bi n i
khí h u nh : hi u ng nhà kính, m a axít và suy gi m t ng ôzôn v.v. (Ph m
Ng c H , 2012)[10]. Công nghi p hóa càng m nh, ô th hóa càng phát tri n
thì ngu n th i gây ô nhi m môi tr ng không khí càng nhi u, áp l c làm bi n
i ch t l ng không khí theo chi u h ng x u càng l n. Vi t Nam, t i các
khu công nghi p, các tr c
ng giao thông l n u b ô nhi m v i các c p
khác nhau, n ng
các ch t ô nhi m u v t quá tiêu chu n cho phép.
Và s gia t ng dân s , gia t ng t bi n c a các ph ng ti n giao thông trong
khi c s h t ng còn th p làm cho tình hình ô nhi m tr nên tr m tr ng
(Ph m Ng c ng, 2003)[4].
Thái Nguyên là m t trong nh ng t nh có t c
phát tri n kinh t cao
v i nhi u khu công nghi p, các
ng giao thông qu c l và t nh l . Các ho t

ng này ã gây nh h ng không nh t i ch t l ng môi tr ng không khí
t nh Thái Nguyên nói chung và huy n i T nói riêng (Hoàng V n Hùng và
Nguy n Ng c Anh, 2013)[13]. Do ó, vi c xem xét ánh giá ch t l ng môi
tr ng không khí t nh Thái Nguyên nói chung và huy n i T nói riêng là
m tv n c n
c quan tâm hi n nay.


2

Xu t phát t nh ng v n
trên và nh n th y
c t m quan tr ng c a
công tác ánh giá hi n tr ng ch t l ng môi tr ng và xây d ng b n
ô
nhi m không khí nh m mô ph ng m c
ô nhi m giúp cho ng i dân và nhà
qu n lí có c s và gi i pháp phòng ng a, gi m thi u tác ng là h t s c c n
thi t.
c s nh t trí c a Ban giám hi uhà tr ng, Ban Ch nhi m khoa Môi
tr ng, Tr ng
i h c Nông lâm Thái Nguyên và d i s h ng d n tr c
ti p c a th y giáo TS. Hoàng v n Hùng em ti n hành th c hi n
tài “ ng
d ng công ngh GIS xây d ng b n
ô nhi m không khí khu v c huy n
i T , t nh Thái Nguyên” nh m ph c v công tác qu n lý nhà n c v b o
v môi tr ng t i huy n i T , qua ó xu t m t s gi i pháp nh m b o v
và c i thi n môi tr ng h ng t i m c tiêu phát tri n b n v ng.
1.2. M c tiêu tài

1.2.1. M c tiêu t ng quát
Xây d ng b n
ch t l ng môi tr ng không khí và
xu t gi i
pháp gi m thi u tác ng c a ô nhi m không khí khu v c huy n
iT ,
t nh Thái Nguyên.
1.2.2. M c tiêu c th
- ánh giá hi n tr ng môi tr ng không khí huy n i T n m 2013 – 2014.
- Xác nh m t s nguyên nhân ch y u gây ô nhi m môi tr ng không
khí và m t s v n
môi tr ng không khí b c xúc c n gi i quy t trên a
bàn huy n.
- Xây d ng b n
hi n tr ng ch t l ng môi tr ng không khí và ra
nh ng gi i pháp phù h p v i i u ki n th c t nh m kh c ph c ô nhi m môi
tr ng trên a bàn huy n i T , t nh Thái Nguyên.
1.3. Yêu c u c a tài
- S li u thu th p ph i khách quan, chính xác, trung th c;
- Các m u nghiên c u ph i i di n cho khu v c l y m u trên a bàn
nghiên c u;
xu t các gi i pháp ph i có tính kh thi, th c t , phù h p v i i u
ki n th c t huy n i T , t nh Thái Nguyên.


3

1.4. Ý ngh a c a tài
1.4.1. Ý ngh a trong h c t p và nghiên c u khoa h c:
+ V n d ng và phát huy nh ng ki n th c ã h c t p vào nghiên c u.

+ Nâng cao ki n th c, k n ng và rút ra nh ng kinh nghi m th c t
ph c v cho công tác nghiên c u sau này.
+ Nâng cao kh n ng t h c t p, nghiên c u và tìm tài li u.
+ B sung t li u cho h c t p.
1.4.2. Ý ngh a trong th c ti n s n xu t
ng d ng công ngh thông tin vào ngành môi tr ng ã góp ph n l n
trong vi c qu n lý d li u v môi tr ng, ki m soát tình hình ô nhi m, ánh
giá hi n tr ng môi tr ng m t cách y .


4

PH N 2
T NG QUAN TÀI LI U
2.1. T ng quan v GIS
2.1.1. Gi i thi u chung v GIS
* Khái ni m GIS:
H th ng thông tin a lý GIS (Geographic Information Systems) là m t
công c t p h p nh ng quy trình d a trên máy tính
l p b n , l u tr và
thao tác d li u a lý, phân tích các s v t hi n t ng th c trên trái t, d
oán tác ng và ho ch nh chi n l c.
GIS ch a nh ng thông tin a lý hi n ( kinh , v
ho c to
l i
qu c gia), ho c ch a nh ng thông tin a lý n ( a ch , mã b u i n, tên vùng
i u tra dân s , b
nh danh các khu v c r ng ho c tên
ng).

Hình 2.1: Mô hình d li u a lý
H th ng thông tin a lý làm vi c v i hai d ng mô hình d li u a lý
khác nhau là mô hình vector và mô hình raster. Trong mô hình vector, thông
tin v i m,
ng và vùng
c mã hoá và l u d i d ng t p h p các to
x,y. V trí c a i t ng i m, nh l khoan, có th
c bi u di n b i m t
to
n x,y.
i t ng d ng
ng, nh
ng giao thông, sông su i, có
th
c l u d i d ng t p h p các to
i m.
i t ng d ng vùng, nh
khu v c buôn bán hay vùng l u v c sông,
c l u nh m t vòng khép kín
c a các i m to
. C mô hình vector và raster u
c dùng
l ud
li u a lý.


5

* C s d li u n n GIS
C s d li u n n GIS là c s d li u trong l nh v c qu n lý tài

nguyên môi tr ng c n s d ng. C s d li u n n GIS là ph n giao c a t ng
c s d li u trong công tác qu n lý tài nguyên môi tr ng. C s d li u n n
GIS bao g m 2 ph n:
- C s d li u không gian
- C s d li u thu c tính

Hình 2.2: C s d li u không gian và thu c tính
* ng d ng c a GIS trong môi tr ng
GIS
c s d ng
ánh giá môi tr ng, ví d nh v trí và thu c
tính c a cây r ng.
c a GIS

mô hình hóa các ti n trình xói mòn

trong môi tr
s

nh h
it

ng d ng GIS ph c t p h n là dùng kh n ng phân tích

ng khí hay n

t, s lan truy n ô nhi m

c, ho c s ph n ng c a m t l u v c sông d

i

ng c a m t tr n m a l n. N u nh ng d li u thu th p g n li n v i

ng vùng và ng d ng s d ng các ch c n ng phân tích ph c t p thì mô

hình d li u d ng nh (raster) có khuynh h

ng chi m u th .


6

* Các ph n m m GIS
- Mã ngu n m : QGIS, GrassGIS, Map Windows, SAGA GIS
- Ph n m m b n quy n: ArcGIS, MapInfo
- Web-GIS: GeoServer, MapGuide Open Source, Mapnik, MapServer
2.1.2. Gi i thi u chung v ArcGIS
ArcGIS là h th ng GIS hàng u hi n nay, cung c p m t gi i pháp
toàn di n t thu th p / nh p s li u, ch nh lý, phân tích và phân ph i thông tin
trên m ng Internet t i các c p
khác nhau nh CSDL a lý cá nhân hay
CSDL c a các doanh nghi p. V m t công ngh , hi n nay các chuyên gia GIS
coi công ngh ESRI là m t gi i pháp mang tính ch t m , t ng th và hoàn
ch nh, có kh n ng khai thác h t các ch c n ng c a GIS trên các ng d ng
khác nhau nh : desktop (ArcGIS Desktop), máy ch (ArcGIS Server), các
ng d ng Web (ArcIMS, ArcGIS Online), ho c h th ng thi t b di ng
(ArcPAD)... và có kh n ng t ng tích cao i v i nhi u lo i s n ph m c a
nhi u hãng khác nhau.
ArcGIS Desktop (v i phiên b n m i nh t là ArcGIS 10) bao g m

nh ng công c r t m nh
qu n lý, c p nh t, phân tích thông tin và xu t b n
t o nên m t h th ng thông tin a lý (GIS) hoàn ch nh, cho phép:
-T o và ch nh s a d li u tích h p (d li u không gian tích h p v i d
li u thu c tính) - cho phép s d ng nhi u lo i nh d ng d li u khác nhau
th m chí c nh ng d li u l y t Internet;
-Truy v n d li u không gian và d li u thu c tính t nhi u ngu n và
b ng nhi u cách khác nhau;
-Hi n th , truy v n và phân tích d li u không gian k t h p v i d li u
thu c tính;
-Thành l p b n
chuyên
và các b n in có ch t l ng trình bày
chuyên nghi p.
ArcGIS Destop là m t b ph n m m ng d ng g m:
ArcMap,ArcCatalog, ArcToolbox, ModelBuilder, ArcScene và
ArcGlobe. Khi s d ng các ng d ng này ng th i, ng i s d ng có th
th c hi n
c các bài toán ng d ng GIS b t k , t
n gi n n ph c t p,


7

bao g m c thành l p b n , phân tích a lý, ch nh s a và biên t p d li u,
qu n lý d li u, hi n th và x lý d li u. Ph n m m ArcGIS Desktop
c
cung c p cho ng i dùng 1 trong 3 c p b c v i m c
chuyên sâu khác
nhau là ArcView, ArcEditor, ArcInfo:

ArcMap là m t ph n m m quan tr ng trong b ArcGIS. ArcMap cho
phép ng i s d ng th c hi n các ch c n ng sau:
- Hi n th tr c quan
Th hi n d li u theo s phân b không gian giúp ng i dùng nh n bi t
c các quy lu t phân b c a d li uc các m i quanh không gian mà
n u s d ng ph ng pháp truy n th ng thì r t khó nh n bi t.
-T o l p b n
Nh m giúp cho ng i s d ng d dàng xây d ng các b n
chuyên
truy n t i thông tin c n thi t m t cách nhanh chóngvà chu n xác, ArcMap
cung c p hàng lo t các công c
ng i dùng a d li u c a h lên b n ,
th hi n, trình bày chúng sao cho có hi u qu và n t ng nh t.
- Tr giúp ra quy t nh
ArcMap cung c p cho ng i dùng các công c
phân tích, x lý d
li u không gian, giúp cho ng i dùng d dàng tìm
c l i gi i áp cho các
câu h i nh là “
âu…?”, “Có bao nhiêu…?”,… Các thông tin này s giúp
cho ng i dùng có nh ng quy t nh nhanh chóng, chính xác h n v m t v n
c th xu t phát t th c t mà c n ph i
c gi i quy t.
-Trình bày
ArcMap cho phép ng i dùng trình bày, hi n th k t qu công vi c c a
h m t cách d dàng. Ng i dùng có th xây d ng nh ng b n
ch t l ng
và t o các hi n th t ng tác
k t m i các báo cáo,
th , bi u , b ng

bi u, b n v , tranh nh và nh ng thành ph n khác v i d li u c a ng i dùng.
H có th tìm ki m, truy v n thông tin a lý thông qua các công c x lý d
li u r t m nh và chuyên nghi p c a ArcMap.
-Kh n ng tùy bi n c a ch ng trình
Môi tr ng tùy bi n c a ArcMap cho phép ng i dùng t t o các giao
di n phù h p v i m c ích, i t ng s d ng, xây d ng nh ngcông c m i
th c hi n công vi c c a ng i dùng m t cách t
ng, ho c t o nh ng
ch ng trình ng d ng c l p th c thi trên n n t ng c a ArcMap.


8

2.2. C s khoa h c
2.2.1. M t s khái ni m liên quan
- Môi tr ng: Bao g m các y u t t nhiên và v t ch t nhân t o bao
quanh con ng i, có nh h ng n i s ng, s n xu t, s t n t i, phát tri n
c a con ng i và sinh v t.
- Thành ph n môi tr ng: Là y u t v t ch t t o thành môi tr ng nh
t, n c, không khí, âm thanh, ánh sáng, sinh v t, h sinh thái và các hình
thái v t ch t khác.
- Qu n lý môi tr ng: Là t p h p các bi n pháp, lu t pháp, chính sách
kinh t , k thu t, xã h i thích h p nh m b o v ch t l ng môi tr ng s ng
và phát tri n b n v ng kinh t xã h i qu c gia. Các nguyên t c qu n lý môi
tr ng, các công c th c hi n giám sát ch t l ng môi tr ng, các ph ng
pháp x lý môi tr ng b ô nhi m
c xây d ng trên c s s hình thành và
phát tri n ngành khoa h c môi tr ng.
- Ho t ng b o v môi tr ng: Là ho t ng gi cho môi tr ng trong
lành, s ch p; phòng ng a, h n ch tác ng x u i v i môi tr ng, ng

phó s c môi tr ng; kh c ph c ô nhi m, suy thoái, ph c h i và c i thi n
môi tr ng; khai thác, s d ng h p lý và ti t ki m tài nguyên thiên nhiên; b o
v a d ng sinh h c.
- Phát tri n b n v ng: Là phát tri n áp ng
c nhu c u c a th h
hi n t i mà không làm t n h i n kh n ng áp ng nhu c u ó c a các th
h t ng lai trên c s k t h p ch t ch , hài hoà gi a t ng tr ng kinh t , b o
m ti n b xã h i và b o v môi tr ng.
- Tiêu chu n môi tr ng: Là gi i h n cho phép c a các thông s v
ch t l ng môi tr ng xung quanh, v hàm l ng c a ch t gây ô nhi m trong
ch t th i
c c quan nhà n c có th m quy n quy nh làm c n c
qu n
lý và b o v môi tr ng.
- Ô nhi m môi tr ng: Là s bi n i c a các thành ph n môi tr ng
không phù h p v i tiêu chu n môi tr ng, gây nh h ng x u n con ng i,
sinh v t. Suy thoái môi tr ng là s suy gi m v ch t l ng và s l ng c a
thành ph n môi tr ng, gây nh h ng x u i v i con ng i và sinh v t.


9

- S c môi tr ng : Là tai bi n ho c r i ro x y ra trong quá trình ho t
ng c a con ng i ho c bi n i th t th ng c a t nhiên, gây ô nhi m, suy
thoái ho c bi n i môi tr ng nghiêm tr ng.
- Ch t gây ô nhi m: Là ch t ho c y u t v t lý khi xu t hi n trong môi
tr ng thì làm cho môi tr ng b ô nhi m.
- S c ch u t i c a môi tr ng : Là gi i h n cho phép mà môi tr ng có
th ti p nh n và h p th các ch t gây ô nhi m.
- Quan tr c môi tr ng : Là quá trình theo dõi có h th ng v môi

tr ng, các y u t tác ng lên môi tr ng nh m cung c p thông tin ph c v
ánh giá hi n tr ng, di n bi n ch t l ng môi tr ng và các tác ng x u i
v i môi tr ng.
- Thông tin v môi tr ng : Bao g m s li u, d li u v các thành ph n môi
tr ng; v tr l ng, giá tr sinh thái, giá tr kinh t c a các ngu n tài nguyên thiên
nhiên; v các tác ng i v i môi tr ng; v ch t th i; v m c môi tr ng b
ô nhi m, suy thoái và thông tin v các v n môi tr ng khác.
- Tr m quan tr c không khí t
ng c
nh liên t c là tr m quan tr c
c
nh có kh n ng o t
ng liên t c các thông s v ch t l ng không khí.
- Quy chu n: Quy chu n s d ng tính toán AQI là các m c quy nh
trong Quy chu n k thu t qu c gia v ch t l ng không khí xung quanh hi n
hành (QCVN 05:2009/BTNMT).
-B n
s :B n
s là lo i b n
c thành l p d i d ng c s
d li u máy tính trên c s x lý s li u nh n
c t các thi t b quét chuyên
d ng, nh hàng không, nh v tinh, vi n thám ho c s hóa các b n
c
ch tác theo ph ng pháp c i n, trong ó toàn b thông tin v các i t ng
c mã hóa thành d li u s và l u gi trên các b ng, a t , a quang…
2.2.2. Ph ng pháp ch tiêu t ng h p ánh giá ch t l ng môi tr ng
thành ph n
2.2.2.1. Khái ni m ch s AQI
- Ch s ch t l ng không khí (vi t t t là AQI) là ch s

c tính toán
t các thông s quan tr c các ch t ô nhi m trong không khí, nh m cho bi t
tình tr ng ch t l ng không khí và m c
nh h ng n s c kh e con
ng i,
c bi u di n qua m t thang i m.
Ch s ch t l ng không khí
c áp d ng tính cho 02 lo i:


10

+ Ch s ch t l ng không khí theo ngày.
+ Ch s ch t l ng không khí theo gi .
- AQI thông s là giá tr tính toán AQI cho t ng thông s quan tr c.
- AQI theo ngày (AQId) là giá tr tính toán cho AQI áp d ng cho 1 ngày.
- AQI tính theo trung bình 24 gi (AQI24h) là giá tr tính toán AQI s
d ng s li u quan tr c trung bình 24 gi .
- AQI theo gi (AQIh) là giá tr tính toán AQI áp d ng cho 1 gi .
2.2.2.2. Các nguyên t c xây d ng ch s AQI
Các nguyên t c xây d ng ch s AQI bao g m:
- B o m tính phù h p.
- B o m tính chính xác.
- B o m tính nh t quán.
- B o m tính liên t c.
- B o m tính s n có.
- B o m tính có th so sánh.
2.2.2.3. M c ích c a vi c s d ng ch s ch t l ng không khí
- ánh giá nhanh ch t l ng không khí m t cách t ng quát.
- Có th

c s d ng nh m t ngu n d li u xây d ng b n
phân
vùng ch t l ng không khí.
- Cung c p thông tin môi tr ng cho c ng ng m t cách n gi n, d
hi u, tr c quan.
- Nâng cao nh n th c v môi tr ng.
2.2.2.4. Tính toán ch s ch t l ng không khí
a. Các yêu c u i v i vi c tính toán ch s ch t l ng không khí
- Ch s ch t l ng không khí
c tính toán riêng cho s li u c a t ng
tr m quan tr c không khí t
ng c
nh liên t c i v i môi tr ng không
khí xung quanh.
- AQI
c tính toán cho t ng thông s quan tr c. M i thông s s xác
nh
c m t giá tr AQI c th , giá tr AQI cu i cùng là giá tr l n nh t
trong các giá tr AQI c a m i thông s .


11

- Thang o giá tr AQI
c chia thành các kho ng nh t nh. Khi giá
tr AQI n m trong m t kho ng nào ó, thì thông i p c nh báo cho c ng ng
ng v i kho ng giá tr ó s
c a ra.
b. Quy trình tính toán và s d ng AQI trong ánh giá ch t l ng
môi tr ng không khí xung quanh

Quy trình tính toán và s d ng AQI trong ánh giá ch t l ng môi
tr ng không khí xung quanh bao g m các b c sau:
1. Thu th p, t p h p s li u quan tr c t tr m quan tr c môi tr ng
không khí t
ng c
nh liên t c (s li u ã qua x lý).
2. Tính toán các ch s ch t l ng không khí i v i t ng thông s theo
công th c.
3. Tính toán ch s ch t l ng không khí theo gi /theo ngày.
4. So sánh ch s ch t l ng không khí v i b ng xác nh m c c nh báo
ô nhi m môi tr ng không khí và m c
nh h ng t i s c kh e con ng i.
c. Thu th p, t p h p s li u quan tr c
S li u quan tr c
c thu th p ph i m b o các yêu c u sau:
- S li u quan tr c s d ng
tính AQI là s li u c a quan tr c c a
tr m quan tr c không khí c
nh, t
ng, liên t c. S li u quan tr c bán t
ng không s d ng trong vi c tính AQI.
- Các thông s th ng
c s d ng tính AQI là các thông s
c quy
nh trong QCVN 05:2009/BTNMT bao g m: SO2, CO, NOx, O3, PM10, TSP.
- S li u quan tr c
c a vào tính toán ã qua x lý, m b o ã
lo i b các giá tr sai l ch, t yêu c u i v i quy trình quy ph m v
mb o
ki m soát ch t l ng s li u.

d. Tính toán giá tr AQI theo gi
* Giá tr AQI theo gi c a t ng thông s (AQIxh):
Giá tr AQI theo gi c a t ng thông s
th c sau ây:
AQI xh

TS x
.100
QCx

c tính toán theo công


12

TSx: Giá tr quan tr c trung bình 1 gi c a thông s X
QCx: Giá tr quy chu n trung bình 1 gi c a thông s X
L u ý:

i v i thông s PM10: do không có quy chu n trung bình 1 gi ,

vì v y l y quy chu n c a TSP trung bình 1 gi thay th cho PM10
AQIx h : Giá tr AQI theo gi c a thông s X (

c làm tròn thành

s nguyên).
* Giá tr AQI theo gi :
Sau khi ã có giá tr AQIxh theo gi c a m i thông s , ch n giá tr AQI
l n nh t c a 05 thông s trong cùng m t th i gian (01 gi )

l y làm giá tr

AQI theo gi .
AQIh = max(AQIhx)
Trong 01 ngày, m i thông s có 24 giá tr trung bình 01 gi , vì v y, i
v i m i thông s s tính toán
c 24 giá tr AQIxh gi , t ng ng s tính
toán
c 24 giá tr AQI theo gi
ánh giá ch t l ng môi tr ng không
khí xung quanh và m c
nh h ng t i s c kh e con ng i theo gi .
. Tính toán giá tr AQI theo ngày
* Giá tr AQI theo ngày c a t ng thông s :
u tiên tính giá tr trung gian là AQI trung bình 24 gi c a t ng thông
s theo công th c sau ây:

AQI x24 h

TS x
.100
QC x

TSx: giá tr quan tr c trung bình 24 gi c a thông s X
QCx: giá tr quy chu n trung bình 24 gi c a thông s X
AQIx24: giá tr AQI tính b ng giá tr trung bình 24 gi c a thông s X
(

c làm tròn thành s nguyên)

L u ý: không tính giá tr AQI24hO3.


13

Giá tr AQI theo ngày c a t ng thông s

c xác

nh t trong s các giá tr AQI theo gi c a thông s
AQI trung bình 24 gi c a thông s

AQI xd

nh là giá tr l n

ó trong 01 ngày và giá tr

ó.

max( AQI x24 h , AQI xh )

L u ý: Giá tr AQIdO3 = max(AQIhO3)
Trong ó AQIdx là giá tr AQI ngày c a thông s X
* Giá tr AQI theo ngày:
Sau khi ã có các giá tr AQI theo ngày c a m i thông s , giá tr AQI l n
nh t c a các thông s

AQI d

ó

c l y làm giá AQI theo ngày c a tr m quan tr c ó.

max( AQI xd )

e. So sánh ch s ch t l
Sau khi tính toán
nh giá tr AQI t
nh h

ng không khí ã

c ch s ch t l

c tính toán v i b ng

ng không khí, s d ng b ng xác

ng ng v i m c c nh báo ch t l

ng t i s c kh e con ng

i

B ng 2.1: Xác
Kho ng
Ch t l ng
giá tr AQI không khí

ng không khí và m c

so sánh, ánh giá, c th nh sau:
nh giá tr AQI
nh h

Màu

n s c kh e

Xanh

0 - 50

T t

Không nh h

51 - 100

Trung bình

Nhóm nh y c m nên h n ch th i gian
bên ngoài

Vàng

101 - 200

Kém

Nhóm nh y c m c n h n ch th i gian
bên ngoài

Da
cam

201 - 300

X u

Nhóm nh y c m tránh ra ngoài. Nh ng
ng i khác h n ch bên ngoài

Trên 300

Nguy h i

M i ng

ng

i nên

ng

ng s c kh e

trong nhà

Ghi chú: Nhóm nh y c m bao g m: tr em, ng
i m c b nh hô h p.

Nâu
i già và nh ng


14

2.3. C s pháp lý
- Lu t B o v Môi tr
N

ng Vi t Nam s 52/2005/QH11

c Qu c H i

c CHXHCN Vi t Nam thông qua ngày 29/11/2005, có hi u l c t

01/7/2006.
- Ngh

nh s 21/2008/N -CP ngày 28/02/2008 c a chính ph v s a

b sung m t s

i u c a ngh

nh 80/2006/N -CP ngày 09/08/2006 v vi c quy

nh chi ti t và h ng d n thi hành m t s
- Ngh

i,

i u c a Lu t B o v môi tr ng.

nh s 59/2007/N -CP ngày 09/4/2007 c a Chính ph v vi c

qu n lý ch t th i r n.
- Ngh

nh s 80/2006/N -CP ngày 09/08/2006 c a Chính Ph v vi c

“Quy nh chi ti t và h ng d n thi hành m t s
- Thông t

s 47/2011/TT-BTNMT ngày 28 tháng 12 n m 2011

c a B Tài nguyên và Môi tr
v môi tr

i u c a Lu t B o v Môi tr ng”.

ng v viêc quy

nh Quy chu n qu c gia

ng;

- Quy t
nguyên và Môi tr

nh 22/2006/Q -BTNMT ngày 18/12/2006 c a B
ng v vi c b t bu c áp d ng TCVN v môi tr

Tài

ng.

- Quy t nh s 04/2008/Q -BTNMT ngày 18/07/2008 và quy t nh
s 16/2008/Q -BTNMT ngày 31/12/2008 v ban hành quy chu n k thu t
qu c gia v môi tr ng.
- Quy t nh s 878/2011/Q -TCMT ngày 01/07/2011 v ban hành s
tay h ng d n tính toán ch s ch t l ng không khí (AQI).
- TCVN 5978:1995 (ISO 4221:1980). Ch t l ng không khí. Xác nh n ng
kh i l ng c a l u hu nh iôxit trong không khí xung quanh. Ph ng pháp tr c
quang dùng thorin.
- TCVN 5971:1995 (ISO 6767:1990) Không khí xung quanh. Xác nh n ng
kh i l ng c a l u hu nh dioxit. Ph ng pháp tetrachloromercurat (TCM)/
Pararosanilin.
- TCVN 5972:1995 (ISO 8186:1989) Không khí xung quanh. Xác nh n ng
kh i l ng c a carbon monoxit (CO). Ph ng pháp s c ký khí.


15

- TCVN 5067:1995 Ch t l ng không khí. Ph ng pháp kh i l ng xác
nh hàm l ng b i.
- TCVN 6138:1996 (ISO 7996:1985) Không khí xung quanh. Xác nh n ng

kh i l ng c a các nit ôxit. Ph ng pháp quang hóa h c.
- TCVN 6157:1996 (ISO 10313:1993) Không khí xung quanh. Xác nh
n ng kh i l ng ôzôn. Ph ng pháp phát quang hóa h c.
- TCVN 6152:1996 (ISO 9855:1993) Không khí xung quanh. Xác nh hàm
l ng chì b i c a sol khí thu
c trên cái l c. Ph ng pháp tr c ph h p th
nguyên t .
- TCVN 7171:2002 (ISO 13964:1998) Ch t l ng không khí. Xác nh ôzôn
trong không khí xung quanh. Ph ng pháp tr c quang tia c c tím.
- TCVN 5937-2005 Ch t l ng không khí - tiêu chu n ch t l ng
không khí xung quanh.
- TCVN 5938-2005 Ch t l ng không khí - n ng
t i a cho phép
m t s ch t c h i trong không khí xung quanh
- TCVN 7725:2007 (ISO 4224:2000) Không khí xung quanh. Xác nh
carbon monoxit. Ph ng pháp o ph h ng ngo i không phân tán.
- TCVN 7726:2007 (ISO 10498:2004) Không khí xung quanh. Xác nh
sunfua dioxit. Ph ng pháp hu nh quang c c tím.
- QCVN 05:2009/BTNMT - Quy chu n k thu t qu c gia v ch t l ng
không khí xung quanh.
- QCVN 06:2009/BTNMT - Quy chu n k thu t qu c gia v m t s
ch t c h i trong không khí xung quanh.
-QCVN 26-2010/BTNMT: Quy chu n k thu t qu c gia v ti ng n.
2.4. C s th c ti n
2.4.1. Tình hình nghiên c u trên th gi i
Các chuyên gia thu c Ch ng trình quan sát Trái t c a C quan hàng
không v tr M (NASA) ã s d ng nh ng s li u c a nghiên c u
t o ra
b n
hé l tình tr ng ô nhi m không khí toàn c u.

Nhóm l p b n
ã so sánh các d li u th ng kê v n ng
các h t
v t ch t gây ô nhi m trong không khí t ngày 1/1/1850 n m c k l c
c ghi
nh n vào ngày 1/1/2000, c ng nh bi u di n t l t trung bình trên m i
1.000km2 m i n m. Toàn b d li u này do nhà nghiên c u Jason West, giáo s
chuyên ngành khoa h c môi tr ng thu c i h c North Carolina (M ) thu th p.


16

Hình 2.3. B n d a theo các d li u th ng kê t n m 1850 t i n m 2000.
Trong báo cáo nghiên c u ng t i trên t p chí Environmental Research
letters, ông West c tính kho ng 2,1 tri u ca t vong s m m i n m trên th
gi i có liên quan n n ng
các h t v t ch t gây ô nhi m trong không khí,
bao g m c b i và b hóng, v i kích th c không l n h n 2,5 micromet (g i
t t là PM2,5).
Nhóm so n th o b n
c a NASA gi i thích: "Các vùng màu nâu t i
trên b n
có s tr ng h p t vong s m nhi u h n nh ng vùng màu nâu
sáng. Các vùng màu xanh d ng ã có s c i thi n ch t l ng không khí tính
t n m 1850 và ch ng ki n vi c gi m nh ng ca t vong s m.
Các h t gây ô nhi m trong không khí c bi t gây tác h i nghiêm tr ng
mi n ông Trung Qu c, b c n
và châu Âu - t t c các khu v c mà quá
trình ô th hóa ã gia t ng áng k s l ng các h t PM2,5 trong b u khí
quy n k t cu c Cách m ng Công nghi p (b t u t kho ng n m 1760)".

T th p niên 90 c a th k tr c n nay r t nhi u thành ph l n trên
th gi i u ã xây d ng ch s ch t l ng không khí (AQI) hàng ngày c a
thành ph
thông báo trên các ph ng ti n truy n thông i chúng và trên
các b ng (Panel) i n t
t các v trí công c ng có nhi u ng i qua l i,
thông báo cho m i ng i dân bi t v tình tr ng ch t l ng không khí c a
thành ph mà mình ang s ng, nh m m c ích nâng cao nh n th c c a c ng


17

ng và c nh báo k p th i cho m i ng i bi t
ng x k p th i v i tình
tr ng c a ô nhi m môi tr ng không khí c a thành ph .
2.4.1.1 Hoa K
Hoa k là qu c gia có m ng l i quan tr c môi tr ng nói chung, m ng l i
quan tr c không khí nói riêng r t hoàn ch nh và ng b . ây là c s
xây d ng
các lo i ch s , ch th và a ra các c nh báo k p th i v hi n tr ng và di n bi n c a
các thành ph n môi tr ng. Ch t l ng không khí c a Hoa K ã
c công b
theo th i gian th c trên h u kh p lãnh th . AQI
c tính toán t các thông s CO,
O3, NO2, SO2, PM - 10, PM - 2,5 và có thang o t 0 - 500. C th các m c AQI và
ý ngh a c a các m c

c cho trong b ng sau:
B ng 2.2. Các m c AQI t i Hoa K

Kho ng giá tr AQI

C nh báo cho c ng

0 - 50
T t
51 - 100
Trung bình
101 - 150
nh h ng x u
151 - 200
nh h ng x u
201 - 300
nh h ng r t x
301 - 500
Nguy hi m
Công th c tính toán ch s ch t l
c a Hoa K nh sau:

Trong ó:
Ip: Ch s ch t l
Cp: N ng

ng môi tr

ng v ch t l

ng

n nhóm nh y c m

n s c kh e
u n s c kh e
ng không khí t ng thông s (AQI ph )

ng môi tr

ng không khí c a ch t ô nhi m p

c a ch t ô nhi m p

BPHi: Ch s trên c a Cp
BPH0: Ch s d

ng môi tr

i c a Cp

IHi: Ch s AQI ng v i n ng

BPHi

IL0: Ch s AQI ng v i n ng

BPL0


18

2.4.1.2. H ng Kông
H ng Kông có m t m ng l

11 tr m quan tr c không khí c

i quan tr c không khí ho t
nh liên t c. M ng l

các s li u ph c v vi c ánh giá, giám sát ch t l
nh ph c v quá trình
tr c c a m ng l i này
th c cho c ng

a ra các quy t

i quan tr c này cung c p

ng môi tr

nh v b o v môi tr

ng không khí c ng
ng. S li u quan

c tính toán thành ch s AQI và công b theo th i gian

ng trên nhi u ph

Ch s ch t l

ng hi u qu v i

ng ti n thông tin.

ng không khí

c tính d a trên s li u c a các thông

s : TSP, SO2, CO, O3 và NO3. Kho ng giá tr c a AQI t 0 - 500 và giá
tr AQI t 0 - 100

c coi là ch t l

AQI l n h n 100 có ngh a là môi tr
h

ng x u

n s c kh e con ng

ng môi tr

ng không khí ã b ô nhi m và nh

i. C th các kho ng giá tr AQI nh sau:

B ng 2.3. Các m c AQI và giá tr t
Kho ng giá tr
AQI

C nh báo cho c ng

0 - 25

26 - 50
51 - 100

101 - 200

ng ng t i H ng Kông
ng v ch t l

Không nh h
Không nh h
Các tác

ng không khí t t. Giá tr

ng

ng
n ng

ng môi tr

ng

n s c kh e
i bình th

ng

ng mãn tính có th x y ra n u ch u tác
trong th i gian dài

ng

Nh ng ng i b b nh tin ho c b nh hô h p có th nh n
th y rõ tác ng, ng i bình th ng c ng có th th y
các tác ng n s c kh e