Nghiên cứu xây dựng chỉ số chất lượng không khí để phục vụ cho công tác quản lý chất lượng không khí
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.34 MB, 54 trang )
..
NGUYỄN THÀNH DƯƠNG
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
NGUYỄN THÀNH DƯƠNG
CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG KHƠNG KHÍ ĐỂ
PHỤC VỤ CHO CƠNG TÁC QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG KHƠNG KHÍ
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
CÔNG NGHỆ MÔI TRƯỜNG
2009 - 2011
Hà Nội – Năm 2011
Luận văn cao học
MỤC LỤC
MỤC LỤC................................................................................................................... 1
T
8
3
38T
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .................................................................................. 2
T
8
3
T
8
3
LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................................. 5
T
8
3
38T
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN ....................................................................................... 6
T
8
3
38T
1.Khái niệm chỉ số chất lượng khơng khí ............................................................... 6
T
8
3
T
8
3
2. Lịch sử phát triển AQI ........................................................................................ 6
T
8
3
38T
3. Xu hướng AQI hiện nay ...................................................................................... 8
T
8
3
T
8
3
3.1. AQI tại Mỹ .................................................................................................... 8
T
8
3
38T
3.2. AQI tại Anh ................................................................................................. 12
T
8
3
38T
3.2.1. Phương pháp xây dựng AQI tại Anh ...................................................... 12
T
8
3
T
8
3
3.2.2. So sánh 2 phương pháp xây dựng AQI của Mỹ và Anh ......................... 13
T
8
3
T
8
3
3.3. AQI tại một số nước khác ........................................................................... 14
T
8
3
T
8
3
4. Một số nghiên cứu phát triển AQI ................................................................... 17
T
8
3
T
8
3
5. AQI ở Việt Nam................................................................................................. 19
T
8
3
38T
CHƯƠNG II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................... 22
T
8
3
T
8
3
1. Lựa chọn thông số tính tốn AQI .................................................................... 22
T
8
3
T
8
3
2. Lựa chọn cách tính AQI và phương pháp chọn AQI đại diện. ....................... 23
T
8
3
T
8
3
3. Đề xuất điểm giới hạn ....................................................................................... 26
T
8
3
38T
4. Xây dựng phần mềm tính tốn và hình thức thể hiện ..................................... 29
T
8
3
T
8
3
CHƯƠNG III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 31
T
8
3
T
8
3
1. Công thức tính tốn và lựa chọn AQI đại diện ................................................ 31
T
8
3
T
8
3
1.1. Cơng thức tính tốn AQI cho từng thơng số ................................................. 31
T
8
3
T
8
3
1.2.Phương pháp lựa chọn AQI đại diện .............................................................. 31
T
8
3
T
8
3
1.3. Bảng điểm giới hạn ......................................................................................... 31
T
8
3
38T
1.4. Màu sắc thể hiện ............................................................................................. 32
T
8
3
38T
1.5. Xử lý số liệu đầu vào cho AQI ....................................................................... 32
T
8
3
T
8
3
2. Phần mềm tính tốn AQI tại Hà Nội ................................................................ 35
T
8
3
T
8
3
3. Hiện trạng và xu hướng diễn biến chất lượng khơng khí ở Hà Nội ................ 35
T
8
3
T
8
3
KẾT LUẬN ............................................................................................................... 42
T
8
3
38T
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 43
T
8
3
38T
Phụ lục ...................................................................................................................... 46
T
8
3
38T
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học & Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
1
Luận văn cao học
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
AQI (Air Quality Index): Chỉ số chất lượng khơng khí
ANN (Artificial Neural Network): Mạng thần kinh nhân tạo
API (Air Pollution Index): Chỉ số ô nhiễm không khí
CAQI (Common air quality index): Chỉ số chất lượng khơng khí chung
CAA (Clean Air Act): Đạo luật khơng khí sạch
PSI (Pollution Standard Index): Chỉ số tiêu chuẩn ô nhiễm
US EPA (United State Environmental Protection Agency): Cục bảo vệ môi trường
Mỹ
NAAQS: Tiêu chuẩn Quốc gia về chất lượng khơng khí ngồi trời
MLP (Multiple Layer Perceptron): Mơ hình mạng đa lớp
RAQI (Revised Air Quality Index): Chỉ số chất lượng khơng khí đã sửa đổi
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học & Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
2
Luận văn cao học
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1: Các giá trị của AQI và nội dung biểu thị tương ứng ....................................... 10
T
8
3
T
8
3
Bảng 2: Bảng giới hạn của các chất ô nhiễm ứng với các mức AQI ............................ 11
T
8
3
T
8
3
Bảng 3: Giá trị API và các khuyến cáo sức khỏe tại Anh ............................................ 12
T
8
3
T
8
3
Bảng 4: Giá trị giới hạn nồng độ tương ứng với API tại Anh ...................................... 13
T
8
3
T
8
3
Bảng 5: Giá trị nồng độ giới hạn tương ứng AQI tại Pháp .......................................... 14
T
8
3
T
8
3
Bảng 6: Thang điểm AQI và khuyến cáo ảnh hưởng tới sức khỏe tại Pháp ................. 15
T
8
3
T
8
3
Bảng 7: Đề xuất chỉ số phụ và nồng độ giới hạn các chất ô nhiễm cho Ấn Độ ............ 16
T
8
3
T
8
3
Bảng 8: Giá trị AQI tương ứng với nồng độ chất ô nhiễm tại Thái lan ........................ 16
T
8
3
T
8
3
Bảng 9: Giá trị API Tại Malaysia ............................................................................... 17
T
8
3
T
8
3
Bảng 10: Thông số để đánh giá AQI ở một số nước.................................................... 22
T
8
3
T
8
3
Bảng 11: Hệ số của một số thông số môi trường tương ứng với các bệnh thường gặp
trong một nghiên cứu tại pháp .................................................................................... 24
T
8
3
T
8
3
Bảng 12: phân loại mức độ độc hại của một số chất trong một nghiên cứu tại Nga ..... 24
T
8
3
T
8
3
Bảng 13: Mức độ ảnh hưởng của một số thông số tới sức khỏe................................... 25
T
8
3
T
8
3
Bảng 14: So sánh Quy chuẩn 05-2009/BTNMT, TCVN:5937-2005 với US-EPA,
EEU, WHO ................................................................................................................ 26
T
8
3
38T
Bảng 15: Điểm giới hạn AQI tương đương QCVN 05/BTNMT ................................. 27
T
8
3
T
8
3
Bảng 16: Hình thức thể hiện AQI ............................................................................... 29
T
8
3
T
8
3
Bảng 17: Điểm giới hạn AQI tương đương QCVN 05/BTNMT ................................. 31
T
8
3
T
8
3
Bảng 18. Số liệu thu thập từ trạm môi trường khơng khí Láng – Hà nội ..................... 33
T
8
3
T
8
3
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học & Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
3
Luận văn cao học
DANH MỤC HÌNH
Hình 1: Tác động có trọng số của nồng độ chất ô nhiễm lên Ip ................................... 28
T
8
3
T
8
3
Hình 2: Tác động có trọng số của nồng độ CO lên IpCO ............................................ 28
T
8
3
T
8
3
Hình 2: Giao diện tính tốn AQI Hà Nội .................................................................... 35
T
8
3
T
8
3
Hình 3: Diễn biến AQI trong năm 2002 ...................................................................... 36
T
8
3
T
8
3
Hình 4: Diễn biến AQI trong năm 2003 ...................................................................... 36
T
8
3
T
8
3
Hình 5: Diễn biến AQI trong năm 2004 ...................................................................... 37
T
8
3
T
8
3
Hình 6: Diễn biến AQI trong năm 2005 ...................................................................... 37
T
8
3
T
8
3
Hình 7: Diễn biến AQI trong năm 2006 ...................................................................... 38
T
8
3
T
8
3
Hình 8: Diến biến AQI trong năm 2007 ...................................................................... 38
T
8
3
T
8
3
Hình 9: Diễn biến AQI trong năm 2008 ...................................................................... 39
T
8
3
T
8
3
Hình 10: Diễn biến AQI trong năm 2009 .................................................................... 39
T
8
3
T
8
3
Hình 11: Diễn biến AQI trong năm 2010 .................................................................... 40
T
8
3
T
8
3
Hình 12: So sánh diễn biến Ip của NO 2 và O 3 năm 2003 ............................................ 41
T
8
3
R
R
R
R
T
8
3
Hình 13: So sánh diễn biến Ip của NO 2 và O 3 năm 2007 ............................................ 41
T
8
3
R
R
R
R
T
8
3
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học & Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
4
Luận văn cao học
LỜI MỞ ĐẦU
Chất lượng khơng khí được đánh giá qua rất nhiều thông số như: bụi, CO,
SO 2 ,…Do đó việc đánh giá chất lượng khơng khí khá phức tạp và càng khó khăn
R
R
hơn cho người dân, những người khơng có chun mơn trong lĩnh vực mơi trường.
Thậm chí khi người dân có đầy đủ thơng tin về các thông số trên nhưng họ vẫn
không nhận định được chất lượng khơng khí ở mức độ nào. Chính vì thế, nhiều
quốc gia trên thế giới đã nghiên cứu và ứng dụng một loại chỉ số với tên gọi chung
là “Chỉ số chất lượng khơng khí” nhằm giúp cộng đồng dễ dàng nhận biết được chất
lượng khơng khí và những tác hại của nó. Tuy nhiên ở Việt Nam chưa có nhiều
nghiên cứu về chỉ số này. Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu ứng dụng chỉ số chất lượng
môi trường (AQI) phục vụ công tác quản lý chất lượng khơng khí tại Hà Nội”đã
được chọn làm nội dung nghiên cứu cho mục tiêu trên.
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
5
Luận văn cao học
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
1.Khái niệm chỉ số chất lượng khơng khí
Thơng tin về chất lượng khơng khí có giá trị với cộng đồng như thơng tin về
thời tiết. Một cơng cụ chính mà nhiều quốc gia sử dụng là chỉ số chất lượng khơng
khí (Air Quality Index - AQI). Cục bảo vệ môi trường Mỹ (US Environmental
Protection Agency - US EPA) sử dụng AQI để cung cấp cho cộng đồng thông tin
hàng giờ về chất lượng không khí khu vực và các mức độ ơ nhiễm khơng khí gây ra
đối với sức khỏe. Những hướng dẫn này giúp cho cộng đồng hiểu về AQI và các
thông tin tác động đến sức khỏe có thể của chất ơ nhiễm có trong khơng khí với
mục đích khuyến cáo người dân. Từ đây họ sẽ tự điều chỉnh các hoạt động nhằm
bảo vệ sức khỏe của bản thân[27].
P
AQI là chỉ số thơng báo chất lượng khơng khí. Nó cho bạn biết bầu khơng
khí chúng ta đang sống là sạch hay đang ô nhiễm thế nào và những lo lắng về sức
khỏe có liên quan mà bạn nên biết. AQI chú trọng đến những tác động của chất ơ
nhiễm có thể xảy ra trong vài phút hoặc vài ngày sau khi hít thở bầu khơng khí đó.
AQI được tính tốn dựa trên 5 chất ô nhiễm cơ bản được quy định bởi Bộ
Tiêu chuẩn Khơng khí Sạch của Mỹ (Clean Air Act - CAA) về tiêu chuẩn khơng khí
sạch bao gồm Ozone mặt đất, bụi, CO, SO 2 và NO 2 . Với từng chất ô nhiễm, US
R
R
R
R
EPA thiết lập các tiêu chuẩn về chất lượng khơng khí quốc gia nhằm khuyến cáo
cộng đồng có biện pháp bảo vệ sức khỏe của mình.
2. Lịch sử phát triển AQI
Lần đầu tiên 1970, AQI được biết đến là một chỉ số do Cục quản lý ơ nhiễm
khơng khí thuộc Bộ bảo vệ mơi trường bang New Jersey, Mỹ cơng bố [29]. Mục đích
P
P
của việc đưa ra chỉ số này là mang lại những thông tin cần thiết cho người dân
thường về chất lượng khơng khí mà họ đang hít thở. Ngồi ra cịn một số nghiên
cứu khác tuy chưa được thực hiện nhưng cũng là thơng tin cơ sở về việc hình thành
những nhận biết về chỉ số chất lượng khơng khí như:
+ Năm 1970, Shenfeld đã đánh giá chất lượng khơng khí bao gồm tổ hợp 2 yếu tố là
SO 2 và COH được xác định theo công thức sau [1]:
R
R
P
P
I(TOR) là chỉ số chất lượng khơng khí Toronto
COH (Coefficen of haze): hệ số tầm nhìn
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
6
Luận văn cao học
+ Năm 1971, Thomas, Babcock và Schult lại tính tốn dựa trên tỷ lệ giữa nồng độ
quan trắc được và giá trị tiêu chuẩn tương ứng [1]
P
Trong đó:
C i - nồng độ trung bình 24h của chất ô nhiễm thứ i
R
R
C s - nồng độ trung bình 24h tiêu chuẩn của ô nhiễm thứ i
R
R
+ Chỉ số được xem là có tính đến các tác động cộng hưởng của các chất ô nhiễm
của tác giả Babcock 1970 đó là chỉ số PINDEX (chỉ số P). Phương pháp chỉ số P
dựa trên tiêu chuẩn chất lượng khơng khí và những nguyên lý đã được thừa nhận
khác của các mơn khoa học nghiên cứu về ơ nhiễm khơng khí. Chỉ số P gộp các
thành phần ơ nhiễm khơng khí như bụi, SO 2 , CO, HC, chất ơxy hóa quang hóa, bức
R
R
xạ mặt trời và tác động cộng hưởng của bụi-SO 2 . Với phương pháp chỉ số P, thành
R
R
phần oxy hóa được tạo ra do sự tổng hợp từ NO 2 và các HC nguyên khai, mức độ
R
R
của những biến đổi được chi phối bởi giới hạn bức xạ mặt trời. Tiếp theo, các yếu tố
chịu đựng dựa vào tiêu chuẩn chất lượng khơng khí (là giá trị giới hạn của mỗi chất
ô nhiễm được quy định trong tiêu chuẩn hiện hành) được dùng để rút gọn từ các
mức ô nhiễm của nhiều chất thành một thông số tương đương. Các yếu tố chịu đựng
biến thiên từ 214 đối với chất oxy hóa quang hóa đến 40000 đối với CO. Độ cộng
hưởng được tính bằng giá trị nhỏ hơn của nồng độ quy đổi của chất phản ứng( bụi
hoặc SO 2 ). Cuối cùng, 6 giá trị nồng độ quy đổi cùng với giá trị tính tốn độ cộng
R
R
hưởng được tính tổng thành một chỉ số P[15]:
P
P
Năm 1976, US EPA đã thành lập dạng chỉ số chất lượng khơng khí được gọi
là PSI (Pollution Standards Index). Nó được sử dụng bởi chính phủ và các tổ chức
địa phương. Dạng chỉ số này được hình thành theo một đề tài nghiên cứu do US
EPA và CEQ (President’s Council on Environmental Quality) chủ trì. Đề tài này đã
chỉ ra rằng 55 khu vưc đô thị ở Mỹ và Canada đã báo cáo 1 chỉ số về chất lượng
khơng khí mà đã sử dụng tới 14 chỉ số khác, liên hệ với các cảnh báo khác mà bản
chất cả 55 chỉ số đều cùng nội dung là báo cáo về chất lượng khơng khí. Do sự phức
tạp của các chỉ số đó đã gây khó hiểu cho cơng chúng
. Điều đó đã dẫn đến một
[12]
P
P
nhu cầu tất yếu là cần thống nhất các chỉ số đó thành 1 chỉ số duy nhất nhưng vẫn
đáp ứng được các yêu cầu là đầy đủ thông tin, dễ hiểu, rõ ràng. Chỉ số này có cơ sở
khoa học là NAAQS (National Ambient Air Quality Standards) và SHL (Significant
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
7
Luận văn cao học
Harm Level), đó là những nền tảng khoa học liên quan đến chất lượng khơng khí và
sức khỏe cộng đồng, nó rất đơn giản và được cơng chúng hiểu một cách dễ dàng.
Đến năm 1999, chỉ số này được đổi tên thành AQI và được sử dụng cho đến nay để
thơng báo chất lượng khơng khí cho các thành phố ở USA. Đồng thời với sự thay
đổi tên gọi là thêm vào các hạng mục chất lượng khơng khí ở trên mức tiêu chuẩn
(mức từ 101 trở lên) và thêm vào tiêu chuẩn cho O 3 trong 8h và thay PM 10 bằng
R
R
R
R
PM 2,5 . Khi chất lượng khơng khí là khơng tốt cho nhóm nhạy cảm, EPA đã thêm
R
R
vào các mục tương ứng dành cho 1 nhóm dân số chịu rủi ro lớn nhất đối với một
chất ơ nhiễm đặc biệt
Ngồi ra cịn một phương thức xác định chỉ số chất lượng khơng khí theo hệ
thống API (Air Pollution Index) của UK (United Kingdom) đã được cơng bố lần
đầu tiên vào năm 1990 gồm bốn nhóm xác định mức độ ơ nhiễm khơng khí là thấp,
trung bình, cao và rất cao. Đến năm 1997 hệ thống này được cải biến thành một
thang chỉ số từ 1 đến 10 với giới hạn cho mỗi mức độ ô nhiễm bằng giá thang gồm
ba mức chỉ số từ 1 đến 9 và với các giá trị lớn hơn mức cao và rất cao thì được quy
cho giá trị bằng 10 [7].
P
P
3. Xu hướng AQI hiện nay
Hiện tại nhiều nước trên thế giới như: Anh, Mỹ, Pháp, Bỉ, Canada, Australia,
Newzeland, Hongkong, Singapor, Malaysia, Thailand, Trung Quốc, Indonesia,
Đailoan đã xây dựng cho mình chỉ số chất lượng khơng khí AQI hay API .
Thông số để xây dựng chỉ số chất lượng khơng khí là các chất cơ bản trong
mơi trường khơng khí SO 2 , NO 2 , Bụi, O 3 một vài nơi có thêm thơng số đặc trưng
R
R
R
R
R
R
của khu vực và Phương pháp xây dựng dựa trên 2 hệ thống của Anh và Mỹ [7].
P
P
3.1. AQI tại Mỹ
Chỉ số chất lượng khơng khí dựa trên thơng số cơ bản CO, SO 2 ,PM , NO 2 ,
R
R
R
R
R
R
O 3 và cơng thức tính tốn AQI cho mỗi chất như sau[28]:
R
R
P
P
Trong đó:
I P : Chỉ số chất lượng khơng khí (AQI) của chất ô nhiễm p
R
R
(p: O 3 , SO 2 , NO x , CO, PM 10 )
R
R
R
R
R
R
R
R
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
8
Luận văn cao học
:Nồng độ đo được thực tế của chất ô nhiễm p
Cp
R
R
BP Hi : Là giới hạn trên của nồng độ chất ô nhiễm p ứng với C p
R
R
R
BP Lo : Là giới hạn dưới của nồng độ chất ô nhiễm p ứng với C p
R
R
R
I Hi : Giới hạn trên của AQI (Tra bảng) ứng với nồng độ C p
R
R
R
I Lo : Giới hạn dưới của AQI (Tra bảng) ứng với nồng độ C p
R
R
R
+ Hình thức thể hiện:
Nguồn[27]
P
AQI được chia thành 6 mức độ bao gồm: chất lượng tốt (0-50); chất lượng
khơng khí chấp nhận được (51-100); khơng khí có hại cho các đối tượng nhạy cảm
(những người mắc một số bệnh như bệnh tim, phổi,…) (101-150); khơng khí có hại
cho sức khỏe (151-200); khơng khí nguy hiểm cho sức khỏe (201-300); Chất lượng
khơng khí rất nguy hiểm cho sức khỏe (300-500).
AQI tập trung vào những ảnh hưởng đến sức khỏe của bạn khi hít thở khơng
khí ơ nhiễm trong vài giờ hoặc nhiều ngày. US EPA tính AQI cho 5 chất ơ nhiễm
chủ yếu, và được quy định bởi Clean Air Act( CAA): Ozon ở mặt đất, bụi, CO,
SO 2 , NO 2 . Với mỗi chất ơ nhiễm đó, US EPA đã thiết lập tiêu chuẩn chất lượng
R
R
R
R
khơng khí quốc gia để bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Ozon ở mặt đất và bụi có kích
thước <= 10µm là 2 chất ơ nhiễm đe dọa lớn nhất đến sức khỏe con người [4]. Hiện
P
P
tại, AQI biểu thị dưới dạng 1 dải giá trị từ 0-500. Giá trị AQI cao hơn đồng nghĩa là
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
9
Luận văn cao học
mức ô nhiễm cao hơn và ảnh hưởng đến sức khỏe lớn hơn. Ví dụ, giá trị AQI là 50
tương ứng với chất lượng khơng khí tốt với khả năng ảnh hưởng đến sức khỏe cộng
đồng hầu như khơng có, trong khi giá trị là trên 300 tương ứng với chất lượng
khơng khí nguy hại. Khi giá trị AQI ở mức 100 và lớn hơn, tương ứng với tiêu
chuẩn khơng khí quốc gia đối với chất ơ nhiễm, đây là mức mà US EPA đã đặt ra
để bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Lúc này chất lượng khơng khí xem như đã có dấu
hiệu khơng có lợi đầu tiên cho nhóm đối tượng nhạy cảm. Giá trị AQI dưới 100
tương đương với chất lượng khơng khí ở mức chấp nhận được[27].
P
P
Mục đích của AQI là giúp bạn hiểu được ý nghĩa của chất lượng khơng khí
đối với sức khỏe của bạn như thế nào. Điều này trở nên dễ dàng hơn khi AQI được
chia thành 6 mức:
Bảng 1: Các giá trị của AQI và nội dung biểu thị tương ứng
Giá trị
AQI
0-50
Màu sắc
Xanh
Mức ảnh hưởng
đến sức khỏe
Tốt
Ý nghĩa
Chất lượng khơng khí an tồn, chất ơ
nhiễm khơng có hoặc rất ít
Chất lượng khơng khí chấp nhận
được, tuy nhiên một số chất ơ nhiễm
51-100
Vàng
Trung bình
có thể ảnh hưởng đến số lượng nhỏ
dân số. Ví dụ như những người nhạy
cảm với ozon có thể cảm thấy các
triệu chứng về hơ hấp
Cộng đồng nói chung khơng bị ảnh
hưởng với mức giá trị này, những
101-150
Da cam
Không tốt cho đối
tượng nhạy cảm
người bị bệnh phổi, cả người lớn và
trẻ nhỏ có rủi ro lớn khi tiếp xúc với
ozon, với những người bị bệnh phổi
và tim mạch, cả người lớn và trẻ nhỏ
có rủi ro lớn bởi bụi
Mọi người đều bắt đầu có những biểu
151-200
Đỏ
Có hại cho sức
hiện sức khỏe bị ảnh hưởng, các đối
khỏe
tượng trong nhóm nhạy cảm có triệu
chứng xấu hơn.
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
10
Luận văn cao học
Bắt đầu có những báo động về sức
Rất có hại cho sức khỏe biểu hiện là mọi người có thể có
Đỏ tía
201-300
những triệu chứng ảnh hưởng đến sức
khỏe
khỏe nghiêm trọng.
Bắt đầu có những cảnh báo về tình
301-500
Hạt dẻ
Nguy hiểm
trạng khẩn cấp cho sức khỏe. Toàn bộ
dân chúng đều bị ảnh hưởng.
Nguồn[27]
P
Bảng 2: Bảng giới hạn của các chất ô nhiễm ứng với các mức AQI
Các mức trên và dưới
O3
O3
PM 10
PM 2,5
CO
8h
1h(1)
µg/m3
µg/m3
ppm
Ppm
Ppm
24h
24h
8h
-
0-50
0,0-15,0
0,0-4
0-0,12
50-150
15,0-65
4-9
0,08-
0,12-
150-
0,10
0,16
250
0,10-
0,16-
250-
100 -
0,12
0,20
350
150
0,12-
0,20-
350-
0,4
0,4
420
R
0,000,07
0,070,08
0,40,5
0,50,6
R
0,4-0,5
0,5-0,6
R
P
420500
500600
R
P
65-100
150-250
40-50
ppm
ppm
24h
24h
0,000,03
0,030,14
0,140,22
0,220,30
0,30-
15-30
350-500
NO 2
R
12-15
30-40
SO 2
R
9-12
250-350
Chất lượng
AQI
0,60
0,600,80
0,801,00
khơng khí
R
-
0-50
Tốt
-
51-100
Trung bình
-
-
0,6-1,2
1,2-1,6
1,6-2,0
ảnh hưởng
101-
đến nhóm
150
nhạy cảm
Tác động
151-
xấu đến sức
200
201-
khỏe
Tác động rất
300
301400
xấu đến sức
khỏe
Nguy hiểm
401-
Rất nguy
500
hiểm
Nguồn [28]
P
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
11
Luận văn cao học
3.2. AQI tại Anh
3.2.1. Phương pháp xây dựng AQI tại Anh
Giá trị giới hạn ở giữa mức thấp và trung bình tương đương với tiêu chuẩn
chất lượng khơng khí của Vương Quốc Anh. API có giá trị từ 1-10 với các mức cụ
thể như sau: thấp (1-3), trung bình (4-6), cao (7-9), rất cao (10). Chỉ số chất lượng
khơng khí được xây dựng dựa trên 5 chất ô nhiễm: O 3 , NO 2 , SO 2 , CO, PM 10 .
R
R
R
R
R
R
R
R
Nguồn [5]
Ứng với mỗi giá trị API, sẽ là các khuyến cáo về sức khỏe giúp người dân có
thể tự bảo vệ sức khỏe của mình. Mỗi mức độ cũng được thể hiện bằng các màu sắc
khác nhau để dễ dàng nhận biết về mặt cảm quan. Mức thấp: màu xanh lá cây, mức
trung bình: màu vàng, mức cao: màu đỏ, mức rất cao: màu tím.
Bảng 3: Giá trị API và các khuyến cáo sức khỏe tại Anh
Mức độ
API
Thấp
1,2,3
Trung bình
4,5,6
Khuyến cáo sức khỏe
Những ảnh hưởng khơng rõ ràng cho các cá nhân nhạy cảm
với các chất ô nhiễm không khí.
Các ảnh hưởng nhẹ không rõ ràng với các hoạt động cần thiết nhưng
nên được chú ý đối với nhóm cá nhân có sức khỏe nhạy cảm.
Các ảnh hưởng đáng kể cần được lưu ý cho nhóm cá nhân có
Cao
7,8,9
sức khỏe nhạy cảm để tránh hoặc giảm thiểu các tác động xấu
(ví dụ như là giảm tiếp xúc với khu vực ơ nhiễm ngồi trời).
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
12
Luận văn cao học
Các bệnh nhân hen suyễn cần có bình thuốc dự phịng để tránh
các ảnh hưởng tới phổi.
Những ảnh hưởng với nhóm sức khỏe nhạy cảm đã miêu tả ở
Rất cao
10
mức cao sẽ trở nên tồi tệ hơn, có thể nguy hiểm đến tính
mạng.
Nguồn [6]
P
Bảng 4: Giá trị giới hạn nồng độ tương ứng với API tại Anh
O3
R
Mức
API
NO 2
R
R
Trung
bình
Cao
Rất cao
CO
R
PM 10
R
(µg/m3)
(µg/m3)
(µg/m3)
(mg/m3)
(µg/m3)
1
0-32
0-95
0-88
0-3,8
0-16
2
33-66
96-190
89-176
3,9-7,6
17-32
3
67-99
191-286
177-265
7,7-11,5
33-49
4
100-126
287-381
266-354
11,6-13,4
50-57
5
126-152
382-476
355-442
13,5-15,4
58-66
6
153-179
478-572
443-531
15,5-17,3
67-74
7
180-239
573-635
532-708
17,4-19,2
75-82
8
240-299
636-700
709-886
19,3-21,2
83-91
9
300-359
701-763
887-1063
21,3-23,1
92-99
10
>360
>764
>1064
>23,2
>100
P
Thấp
SO 2
R
P
P
P
P
P
P
P
P
P
Nguồn [6]
P
Các giá trị chỉ số từ 0-9 thì xấp xỉ tuyến tính khi liên quan đến nồng độ các
chất ô nhiễm. Với mỗi chất ô nhiễm tương ứng với một mức độ và mức cao nhất
được lấy chỉ số chất lượng khơng khí của khu vực.
3.2.2. So sánh 2 phương pháp xây dựng AQI của Mỹ và Anh
Một yếu tố khác biệt cơ bản trong phương thức xây dựng chỉ số của 2 hệ
thống này là yếu tố trọng số có trong cơng thức của Mỹ cịn hệ thống của Anh là
khơng có và của Anh thì khơng cần tính tốn mà áp ln vào Bảng sẵn có. Mặt khác
Chỉ số của Anh có giá trị từ 0-10 với 10 thể hiện giá trị mức ô nhiễm rất cao. Chỉ số
của Mỹ có giá trị từ 0-500, các giá trị trong khoảng 300-500 thể hiện mức độ nguy
hiểm. Giá trị trung bình 1h và 8h của O 3 đều được sử dụng nhưng trong các trường
R
R
hợp khác nhau. Với chỉ số của Mỹ, cả nồng độ trung bình 1h và 8h của O 3 được sử
R
R
dụng để xác định chỉ số trong khoảng 101-300, nhưng với chỉ số của Anh, chỉ một
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
13
Luận văn cao học
trong hai giá trị trung bình được sử dụng xác định chỉ số. Trong khi tiêu chuẩn ở
Anh cho cả 1h hay 8h đều là 100µg/m3 cịn tiêu chuẩn của Mỹ khơng giống nhau
P
P
với 250µg/m3 cho 1h và 170 µg/m3 cho 8h. Trong trường hợp của SO 2 và NO 2 các
P
P
P
P
R
R
R
R
giá trị trung bình khác nhau được sử dụng. Chỉ số của Mỹ bao gồm cả PM 2,5 trong
R
R
khi chỉ số của Anh khơng có. Tiêu chuẩn chất lượng khơng khí cho CO của Anh và
Mỹ xấp xỉ nhau. Với chỉ số của của Anh tiêu chuẩn cho PM 10 trong 24h là 50 µg/m3
R
R
P
P
cịn của Mỹ là 155 µg/m3 cao hơn 3 lần tiêu chuẩn của Anh. Giới hạn giữa nhóm
P
P
“thấp” và “trung bình” (giữa giá trị chỉ số 3 và 4) của PM 10 của Anh là 50 µg/m3;
R
R
P
P
giá trị chỉ số giữa nhóm “tốt” và “chấp nhận được” (giá trị chỉ số là 100) cũng
tương tự là 54 µg/m3. Với O 3 , giới hạn từ nhóm “thấp” và “trung bình” của Anh là
P
P
R
R
49-50ppb (8h). Trong chỉ số của Mỹ, giới hạn giữa mức “tốt” và “chấp nhận được”
cao hơn là 64-65ppb. Các chất ô nhiễm khác không thể so sánh một cách chính xác
vì khoảng thời gian trung bình là khác nhau ở hai đất nước. Vì những lý do khác
biệt trên mà công thức của Mỹ được dùng tại rất nhiều nước trên thế giới.
3.3. AQI tại một số nước khác
- AQI tại pháp
Chỉ số chất lượng khơng khí tại Paris được thiết lập dựa trên 4 chất ô nhiễm
cơ bản là NO 2 , SO 2 , O 3 , PM 10 và 4 chỉ số thành phần được tính toán dựa vào bảng
R
R
R
R
R
R
R
R
chia điểm như sau[2]:
P
P
Bảng 5: Giá trị nồng độ giới hạn tương ứng AQI tại Pháp
PM 10 (µg/m³)
O 3 (µg/m³)
SO 2 (µg/m³)
NO 2 (µg/m³)
AQI s
0–9
0 – 29
0 – 29
0 – 39
1
10 – 19
30 – 54
30 – 54
40 – 79
2
20 – 29
55 – 79
55 – 84
80 – 119
3
30 – 39
88 – 104
85 – 109
120 – 159
4
40 – 49
105 – 129
110 – 134
160 – 199
5
50 – 64
130 – 149
135 – 164
200 – 249
6
65 – 79
150 – 179
165 – 199
250 – 299
7
80 – 99
180 – 209
200 – 274
300 – 399
8
100 – 124
210 – 239
275 – 399
400 – 499
9
≥ 125
≥ 240
≥ 400
≥ 500
10
R
R
R
R
R
R
R
R
R
Nguồn[2]
P
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
14
Luận văn cao học
PM 10 được tính tốn dựa trên giá trị trung bình trong ngày, NO 2 , SO 2 , O 3
R
R
R
R
R
R
R
được tính tốn dựa trên giá trị trung bình giờ lớn nhất trong ngày. Chỉ số phụ AQI s
R
R
R
lớn nhất được lấy làm chỉ số AQI đại diện.
Bảng 6: Thang điểm AQI và khuyến cáo ảnh hưởng tới sức khỏe tại Pháp
Đánh giá ảnh hưởng đến
Số ngày tối đa trong năm
sức khỏe con người
Vượt giá trị cho phép
10
Rất tồi
1 ngày
9
Tồi
1 ngày
8
Tồi
2 ngày
7
Bình thường
7 ngày
6
Bình thường
23 ngày
5
Trung bình
50 ngày
4
Tốt
118 ngày
3
Tốt
151 ngày
2
Rất tốt
12 ngày
1
Rất tốt
0 ngày
ATIMO index
Nguồn [2]
P
- AQI tại Ấn độ
Những năm gần đây lượng xe phục vụ mục đích du lịch ở Ấn Độ tăng lên
đáng kể dẫn đến tăng lượng khí thải độc hại làm suy giảm chất lượng môi trường
và ảnh hưởng lớn đến sức khỏe con người. Việc phơi nhiễm với khơng khí ơ
nhiễm tại các nút giao thông sẽ làm người dân bị ảnh hưởng đến hệ thống hô hấp,
thần kinh và tim mạch dẫn đến suy giảm chức năng phổi, bệnh tật và thậm chí tử
vong (Hall, 1996). Để đưa ra những hướng dẫn cụ thể nhất về ảnh hưởng đến sức
khỏe của các mức độ ô nhiễm, các nhà khoa học đã nghiên cứu ứng dụng AQI
của Mỹ để đánh giá chất lượng khơng khí ở Ấn Độ như: Rao et at. (2002) đã phát
triển chỉ số chất lượng khơng khí dài hạn ở bốn thành phố lớn Mumbai, Delhi,
Kolkatta, Chennai; Sharma et al. (2003a) đã nghiên cứu AQI cho thành phố
Kanpur nhằm nâng cao sự hiểu biết về mối quan hệ giữa những ảnh hưởng theo
mùa và các loại chất ô nhiễm đặc biệt được bao gồm trong AQI. Sharma et al.
(2003b) đã đề xuất một AQI cho thành phố Delhi. Giá trị lớn nhất trong số các
chỉ số phụ của từng chất ô nhiễm được đại diện cho giá trị AQI của khu vực.
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
15
Luận văn cao học
Cơng thức tính tốn chỉ số phụ được phát triển bằng việc cân nhắc các tiêu chuẩn
sức khỏe của EPA (1998) và tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh Ấn Độ
(Central Pollution Control Board, 2000). Các chất ơ nhiễm được tính tốn các chỉ
số phụ là SO 2 , O 3 , SPM, NO 2 , CO. Một số nhà khoa học (S.M.Shiva Nagendra,
R
R
R
R
R
R
K. Venugopal, Steven L. Jones) đã sử dụng AQI để đánh giá chất lượng khơng
khí gần các nút giao thơng ở thành phố Bangalore sử dụng các giá trị AQI.
Bảng 7: Đề xuất chỉ số phụ và nồng độ giới hạn các chất ô nhiễm cho Ấn Độ
Giá trị
Chất lượng
SO 2 (TB
chỉ số
không khí
24h, µg/m3)
PM 10 (RSP
R
R
NO 2 (TB
R
P
R
SPM (TB
R
24h, µg/m3)
P
P
24h, µg/m3)
P
P
R
M) (TB
P
24h, µg/m3)
P
0-100
Tốt a
101-200
0-80
0-80
0-200
0-100
Vừa phải b
81-367
81-180
200-260
101-150
201-300
Xấu c
368-786
181-564
261-400
151-350
301-400
Rất xấu d
787-1572
565-1272
401-800
351-420
401-500
Nguy hiểme
>1572
>1272
>800
>420
P
P
P
P
P
P
Nguồn [14]
P
a
P
P
Tốt: Chất lượng khơng khí được chấp nhận tuy nhiên một số chất ơ nhiễm
có thể ở mức ảnh hưởng sức khỏe vừa phải cho một số ít người;
b
P
P
Vừa phải: Các đối tượng trong nhóm nhạy cảm có thể bị ảnh hưởng sức
khỏe;
c
P
P
Xấu: Các đối tượng trong nhóm nhạy cảm có những ảnh hưởng sức khỏe
nghiêm trọng hơn;
d
P
P
Rất xấu: Có những báo động cho sức khỏe, mọi người có thể trải qua
những ảnh hưởng sức khỏe đáng kể;
e
P
P
Nguy hiểm: Có những cảnh báo sức khỏe cần đề phòng.
- AQI tại Thái lan
Chỉ số chất lượng khơng khí tại Thái lan được xây dựng dựa trên hướng dẫn của
Cục bảo vệ môi trường Mỹ 1999 [22].
P
P
Bảng 8: Giá trị AQI tương ứng với nồng độ chất ô nhiễm tại Thái lan
PM 10 ,
R
R
O 3 , (1giờ)
SO 2 , (24giờ)
NO 2 , (1giờ)
CO, (8giờ)
µg/m3
µg/m3
µg/m3
µg/m3
R
AQI
(24giờ)
R
P
µg/m
3
R
R
P
R
R
P
P
P
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
16
Luận văn cao học
50
40
100
65
160
5.13
100
120
200
300
320
10.26
200
350
400
800
1130
17.00
300
420
800
1600
2260
34.00
400
500
1000
2100
3000
46.00
500
600
1200
2620
3750
57.50
Nguồn [22]
P
- AQI tại Malaysia
Chất lượng không khí của nước này được mơ tả bằng ký hiệu API. API được xây
dựng dựa trên hướng dẫn của Mỹ (US-EPA) [5].
P
P
Các thông số đưa vào AQI: SO 2 , NO 2 , PM 10 , O 3 .
R
R
R
R
R
R
R
R
Bảng 9: Giá trị API Tại Malaysia
API
Chất lượng khơng khí
0 – 50
Tốt
51 – 100
Trung bình
101 – 200
Có hại cho sức khỏe
201 – 300
Rất có hại
>300
Nguy hại
Nguồn [5]
P
4. Một số nghiên cứu phát triển AQI
- Nghiên cứu AQI mới tại Hylap: Phương pháp xây dựng AQI của Mỹ đã phổ
biến tuy nhiên có hạn chế là chưa cộng hưởng các thông số thành phần, George
Kyrkilis (2007) đã đưa ra công thức tổ hợp sau [11]:
P
P
AQI s là hệ số bù
R
R
q: là nồng độ
q s : là nồng độ tiêu chuẩn
R
R
Trong đó: I p : là chỉ số chất lượng khơng khí
R
R
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
17
Luận văn cao học
AQI k : là chỉ số chất lượng khơng khí của thơng số thành phần
R
R
p: có giá trị từ 1 đến ∞
p = 1 tức là chỉ số chất lượng khơng khí bằng tổng các chỉ số thành phần
p = ∞ thì chỉ số chất lượng khơng khí bằng tổng các chỉ số thành phần cao
nhất.
- Nghiên cứu tại Iran (2011) là nước có nhiều mỏ dầu nên người ta phải đưa tới 10
thông số thành phần vào AQI. Cụ thể là ngồi 05 thơng số cơ bản (SO 2 , PM 10 , O 3 ,
R
R
R
R
R
R
NO 2 , CO) thì có thêm 05 thơng số khác có nguồn gốc từ nguồn dầu mỏ bốc hơi
R
R
trong khơng khí (Benzene, Toluene, Ethylbenzene, Xylene, 1-3 Buthadiene). Sự
phân bố trọng số của các thông số khác nhau[21]
P
P
- Đài Loan: Cũng có nhiều cơng trình nghiên cứu về AQI, trong đó tiêu biểu là
cơng trình nghiên cứu tổ hợp theo hàm Entropy dựa trên cơ sở cơng thức tính tốn
AQI của Mỹ để tính các chỉ số thành phần (SO 2 , NO 2 , PM 10 , O 3 ) [30],
R
R
R
R
R
R
R
R
P
P
Tổ hợp các chỉ số thành phần dựa trên hàm Entropy theo công thức sau:
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
18
Luận văn cao học
Hàm Entropy đã được sử dụng trong các mơ hình cân bằng năng lượng khí
quyển (North et at., 1983; Lin and Yang, 1995). Ưu điểm lớn nhất của mơ hình này
là: biểu diễn dễ dàng; được kiểm tra bằng kỹ năng tham số hóa và ước tính độ nhạy.
Entropy được tính theo giá trị vật lý là Q/T trong đó Q là dịng năng lượng, T là
nhiệt độ tuyệt đối. Khi giá trị RAQI tiến đến gần giá trị trung bình, giá trị entropy
lớn thể hiện mức ô nhiễm thấp. Khi giá trị RAQI phân tán, các giá trị entropy cao
thể hiện mức ô nhiễm cao.
- Trung Quốc: Các nhà khoa học đã phát triển mơ hình ANN (Artificial Neural
Network) dựa trên các máy quan sát khí tượng và các dữ liệu API được quan trắc.
Nó là một mạng lưới MLP (Multiple Layer Perceptron) với các số liệu dự báo khí
tượng là đầu vào chính, đầu ra là giá trị API trung bình ngày tiếp theo. Tuy nhiên,
phiên bản ban đầu của mơ hình này làm việc không tốt. Một loạt các kiểm định đã
được tiến hành để tìm ra dạng cải biến của nó [4].
P
5. AQI ở Việt Nam
Việt Nam ở quy mô Quốc gia, AQI đang là vấn đề mới vì trong báo cáo mơi
trường Quốc gia năm 2007 về chất lượng khơng khí đơ thị, chưa thấy ứng dụng
công cụ này.Theo thông tin từ những nguồn dữ liệu mở thì đã có một số nghiên cứu
từ các cơ quan, địa phương như sau:
+ Thành phố Hồ Chí Minh đã có nghiên cứu về AQI từ năm 2002
Nguồn [3]
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
19
Luận văn cao học
Tuy nhiên ta thấy các nước Mỹ, Tổ chức y tế thế giới và hầu hết các nước
khác đều dùng NO2 để đánh giá chất lượng không khí, chứ khơng dùng NOx để
đánh giá.
+ Tổng cục Mơi trường mới đây (2011) đã ban hành hướng dẫn tính tốn chỉ
số chất lượng khơng khí dựa trên 6 thơng số là: SO 2 , CO, NO x , O 3 , PM 10 , TSP và
R
R
R
R
R
R
R
R
cơng thức tính tốn như sau [26]:
P
P
Đầu tiên giá trị trung gian là AQI trung bình 24 giờ của từng thơng số theo cơng
thức sau đây:
AQI x24 h =
TS x
* 100
QC x
Trong đó: TS x : giá trị quan trắc trung bình 24h của thông số X
R
R
QC x : giá trị quy chẩn trung bình 24h của thơng số X
R
R
AQI x24 h : Giá trị AQI tính bằng giá trị trung bình 24h của thơng số X
Sau khi có AQI theo tiêu chuẩn giờ và ngày, AQI max của mỗi chất trong ngày tại
trạm j được tính như sau:
AQI i = Max( AQI ih , AQI id )
So sánh AQI max của tất cả các thông số trong trạm, giá trị AQI nào lớn nhất
sẽ là chỉ số chất lượng khơng khí của trạm quan trắc tương ứng trong ngày.
AQI j = Maxi ( AQI i )
Ta thấy công thức xây dựng AQI trên, về cơ bản, giống như phương pháp
được phát triển vào năm 1970 của thành phố Oak Ridge (thuộc bang Tennessee,
Mỹ)
. Đây là phương pháp khơng có trọng số, và khơng được US. EPA sử dụng
[1]
P
P
. và giống như thành phố HCM cơ quan này lại dùng NO x là chưa phù hợp với
[27]
P
P
R
R
quốc tế.
+ Đề tài “Dự Báo chất lượng khơng khí cho các vùng của Việt nam” của
Trung tâm nghiên cứu môi trường - Viện KTTV [20]
P
Đề tài này được cho là có tính thuyết phục cao tuy nhiên trong lựa chọn
thông số bụi là TSP mà không phải PM để đánh giá mức độ ảnh hưởng đến sức
khỏe là chưa được phù hợp vì bụi lớn TSP khơng vào được bên trong phổi mà chỉ
có bụi PM 10 trở xuống mới đi được vào trong phổi của con người.
R
R
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
20
Luận văn cao học
+ Đề tài: “Nghiên cứu xây dựng chỉ số chất lượng khơng khí để phục vụ cho
cơng tác quản lý chất lượng khơng khí” của trường Đại học Bách khoa Hà nội đã
được nghiên cứu từ năm 2010 đến nay đang được hoàn thiện
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
21
Luận văn cao học
CHƯƠNG II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1. Lựa chọn thơng số tính tốn AQI
Theo QCVN 05-2009/BTNMT, các thơng số được lựa chọn để đánh giá chất
lượng khơng khí là: O 3 , SO 2 , NO x , CO, bụi (TSP, PM 10 ), Pb.
R
R
R
R
R
R
R
R
Tham khảo một số nước tại Châu Âu, Châu Mỹ đã xây dựng AQI dựa trên
các thông số như sau (Bảng 10 ):
Bảng 10: Thông số để đánh giá AQI ở một số nước
Nguồn[6]
Và hầu hết các nước tại Châu Á như: Ấn độ, Thái lan, Malaysia,[5],[14],[22]vv… đều
P
P
sử dụng các thông số O 3 , SO 2 , NO 2 , CO, PM 10 để xây dựng AQI.
R
R
R
R
R
R
R
R
Gần đây nhất,Tổng cục mơi trường có ban hành sổ tay hướng dẫn tính tốn
chỉ số chất lượng khơng khí gồm các thơng số: O 3 , SO 2 , NO x , CO, bụi (TSP,
R
R
R
R
R
R
PM 10 ).
R
R
Thông số TSP: về mặt tác hại sức khỏe của bụi thì yếu tố đáng quan tâm
chính là PM 10 chứ khơng phải tồn bộ TSP vì chỉ có phân đoạn PM 10 mới đi được
R
R
R
R
vào hệ hô hấp. Hơn nữa, theo mức độ phát triển (của một đô thị/đất nước) thì tỷ lệ
PM 10 /TSP sẽ tăng lên và dần tiệm cận đến 100%. Chẳng hạn, tỷ lệ PM 10 /TSP tại
R
R
R
R
Băng Cốc, Thái Lan và Hà Nội vào đầu những năm 2000 tương ứng là 97,1% và
P
P
73,5% [18]. Chính vì vậy mà một số nước phát triển như Mỹ đã loại bỏ TSP ra khỏi
P
P
tiêu chuẩn quốc gia về chất lượng khơng khí. Trên thực tế, trong tất cả những nước
được khảo sát tại châu Mỹ, châu Âu và châu Á, khơng thấy có nước nào sử dụng
TSP để tính AQI.
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
22
Luận văn cao học
Thông số NOx: Để đánh giá chất lượng khơng khí liên quan đến các oxit của
nitơ, các nước, kể cả WHO, đều sử dụng thông số NO 2 . Hiện khơng tìm thấy nước
R
R
nào sử dụng NOx cho mục đích này. Và có lẽ vậy nên, trong tất cả những nước
được khảo sát tại châu Mỹ, châu Âu và châu Á, cũng khơng thấy có nước nào sử
dụng NOx để tính AQI. Do vậy, việc sử dụng NOx để tính AQI là khơng hợp lý và
khơng thực tế.
Tuy nhiên có một số nước như Iran[21] là nước đặc trưng có nhiều dầu mỏ
P
P
nên ngồi 05 thơng số cơ bản (SO 2 , PM 10 , O 3 , NO 2 , CO) thì có thêm một số thơng
R
R
R
R
R
R
R
R
số khác có nguồn gốc từ nguồn dầu. Ở Việt Nam, theo báo cáo hiện trạng mơi
trường quốc gia thì các nguồn chính gây ơ nhiễm khơng khí ngồi trời ở các khu
vực đô thị là: giao thông (chủ yếu), xây dựng dân dụng, hoạt động công nghiệp vừa
và nhỏ, đun nấu sinh hoạt (than, củi,…). Theo quy hoạch đô thị trong tương lai thì
các hoạt động cơng nghiệp sẽ chuyển ra xa khu vực dân cư, mức sống của người
dân tăng sẽ chuyển sang đun nấu bằng ga, các hoạt động xây dựng sẽ được bao kín,
riêng hoạt động giao thơng sẽ gia tăng. Do đó có thể nhận định trong tương lai
nguồn gây ơ nhiễm chính cho khu vực đô thị là giao thông. Hoạt động giao thông
phát thải ra: Bụi, CO, SO 2 , NO 2 …
R
R
R
R
Dựa vào những cơ sở trên, luận văn đã lựa chọn 5 thơng số để đánh giá chất
lượng khơng khí là: O 3 , SO 2 , NO 2 , CO, PM 10 .
R
R
R
R
R
R
R
R
2. Lựa chọn cách tính AQI và phương pháp chọn AQI đại diện.
Phương pháp xây dựng AQI, hiện có 2 hệ thống chính thường được đề cập
đến nhiều là hệ thống của Cục Bảo vệ Môi trường Mỹ (US. EPA) và hệ thống của
Anh
. Hệ thống của Anh tuy dễ tiếp cận, vì từ số liệu đo được ta tra Bảng sẽ có
[7]
P
P
ngay chỉ số AQI, vì vậy nó khó có thể dự báo được. Hệ thống của US. EPA được sử
dụng từ lâu và có nhiều ưu điểm như: thông điệp gửi tới cộng đồng về chất lượng
khơng khí là rõ ràng và dễ hiểu, có khả năng thích ứng được với sự thay đổi của tiêu
chuẩn/quy chuẩn chất lượng khơng khí và có khả năng dự báo được chất lượng
khơng khí
. Chính vì vậy tác giả chọn công thức xây dựng AQI theo hướng dẫn
[27]
P
P
của US.EPA.
Công thức tính AQI cho mỗi thơng số theo cơng thức:
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
23
Luận văn cao học
Trong đó:
I P : Chỉ số chất lượng khơng khí (AQI) của chất ơ nhiễm p
R
R
(p: O 3 , SO 2 , NO x , CO, PM 10 )
R
R
R
R
R
R
R
R
:Nồng độ đo được thực tế của chất ô nhiễm p
Cp
R
R
BP Hi : Giới hạn trên của nồng độ chất ô nhiễm p (Tra bảng) ứng với C p
R
R
R
BP Lo : Giới hạn dưới của nồng độ chất ô nhiễm p (Tra bảng) ứng với C p
R
R
R
I Hi : Giới hạn trên của AQI (Tra bảng 14) ứng với nồng độ C p
R
R
R
I Lo : Giới hạn dưới của AQI (Tra bảng 14) ứng với nồng độ C p
R
R
R
* Cơng thức này được tác giả lựa chọn vì nó có trọng số
Trọng số là yếu tố khơng thể thiếu trong cơng thức lựa chọn tính chỉ số vì
mỗi chất ô nhiễm có những tác động khác nhau đến sức khỏe con người. Trọng số
thể hiện mức độ nguy hiểm của chất đó đối với sức khỏe con người. Trọng số càng
cao thì mức độ nguy hiểm mà chất có thể gây ra cho con người càng lớn.
Nhận định này được làm rõ trong rất nhiều các cơng trình nghiên cứu của
các nhà khoa học như:
Bảng 11: Hệ số của một số thông số môi trường tương ứng với các bệnh thường
gặp trong một nghiên cứu tại pháp
Ảnh hưởng đến con người
a PM10
a SO2
a NO2
a O3
Tim mạch
0.137
0.063
0.074
0.068
Hô hấp
0.034
0.046
0.114
0.063
Các bộ phận khác
0.080
0.063
0.074
0.051
R
R
R
R
Nguồn [19]
Bảng 12: phân loại mức độ độc hại của một số chất trong một nghiên cứu tại Nga
Chất ô nhiễm
Mức độ nguy hiểm
Nitro dioxide
2
Suspended pollutant
3
Sulphur
3
Carbon monoxide
4
Nguồn [8]
P
Nguyễn Thành Dương - Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường (INEST) - ĐHBK HN
24
