Nghiên cứu biến động nồng độ ôzôn tầng mặt trong không khí tại một số khu vực ở miền bắc việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Nguyễn Viết Hiệp

NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG NỒNG ĐỘ ÔZÔN
TẦNG MẶT TRONG KHƠNG KHÍ TẠI MỘT SỐ
KHU VỰC Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2018


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Nguyễn Viết Hiệp

NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG NỒNG ĐỘ ÔZÔN
TẦNG MẶT TRONG KHƠNG KHÍ TẠI MỘT SỐ
KHU VỰC Ở MIỀN BẮC VIỆT NAM

Chuyên ngành: Khoa học môi trƣờng
Mã số: 60440301

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. Dƣơng Thành Nam
Trung tâm Quan trắc môi trƣờng – TCMT
PGS. TS Vũ Văn Mạnh
Trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên – ĐH QGHN

Hà Nội – 2018


LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập của riêng
tôi. Các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đƣợc chỉ rõ nguồn gốc. Các số liệu,
kết quả sử dụng trong luận văn đều do tơi tìm hiểu, phân tích một cách trung thực,
khách quan phù hợp với thực tiễn địa điểm nghiên cứu và chƣa từng đƣợc cơng bố
trong bất kì cơng trình nào khác.

Học viên

Nguyễn Viết Hiệp

3


LỜI CẢM ƠN
Nhân dịp hồn thành Luận văn, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới
Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Trung tâm Quan trắc môi trƣờng - Tổng cục
Môi trƣờng những nơi tôi đã đƣợc đào tạo, trƣởng thành cũng nhƣ đã tạo điều kiện
tốt nhất để tơi hồn thành đề tài của mình.
Tơi xin trân trọng cảm ơn TS. Dƣơng Thành Nam, PGS.TS. Vũ Văn Mạnh
đã hƣớng dẫn tận tình và chu đáo giúp tơi thực hiện tốt đề tài này. Tôi xin chân

thành cảm ơn tập thể cán bộ Khoa Sau đại học Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên
cùng các thầy cô giáo đã trực tiếp giảng dạy tôi trong suốt thời gian học tập.
Cảm ơn Trung tâm Quan trắc môi trƣờng đã tạo điều kiện cho tôi tham gia
đề tài "Nghiên cứu xu hướng biến động nồng độ Ơzơn trong khơng khí tại một số
khu vực của Việt Nam và đề xuất phương án lồng ghép vào mạng lưới quan trắc
môi trường quốc gia”.
Cuối cùng tơi muốn bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè gần xa đã
động viên cổ vũ về vật chất cũng nhƣ tinh thần cho tơi để hồn thành bản Luận văn này.

4


MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
1.1. Một số vấn đề có liên quan đến Ơzơn ..............................................................4
1.2. Tình hình nghiên cứu Ơzơn trên thế giới .........................................................8
1.3. Tình hình nghiên cứu Ơzơn ở Việt Nam ........................................................13
1.4. Tổng quan về giá trị giới hạn nồng độ Ơzơn trong khơng khí xung quanh ...16
CHƢƠNG 2. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU ..........................................................................................................................22
2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ..................................................................22
2.1.1. Đối tượng nghiên cứu .............................................................................22
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu .................................................................................22
2.1.3. Địa điểm đặt trạm khí tự động ................................................................22
2.2. Nội dung nghiên cứu ......................................................................................24
2.2.1. Nghiên cứu tổng quan về Ơzơn có liên quan đến đề tài .........................24
2.2.2. Nghiên cứu biến động nồng độ Ơzơn tầng mặt trong khơng khí thơng
qua các số liệu quan trắc mơi trường ...............................................................24
2.2.3. Nghiên cứu biến động nồng độ Ơzơn tầng mặt theo không gian và thời

gian ....................................................................................................................25
2.3. Phƣơng pháp nghiên cứu................................................................................25
2.3.1. Phương pháp thu thập dữ liệu sơ cấp .....................................................25
2.3.2. Phương pháp thu thập dữ liệu thứ cấp ...................................................26
2.3.3. Phương pháp thống kê và xử lý dữ liệu ..................................................26
CHƢƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ..................................31
3.1. Biến động nồng độ Ơzơn trung bình giờ trong ngày .....................................31
3.2. Biến động nồng độ Ơzơn trung bình ngày trong tuần ....................................36

5


3.3. Biến động nồng độ Ơzơn theo tháng và mùa .................................................41
Phân tích hồi quy đa biến ..................................................................................48
Phân tích thành phần chính ...............................................................................49
KẾT LUẬN ...............................................................................................................54
Tài liệu tham khảo .....................................................................................................56
Tài liệu tiếng Việt ..................................................................................................56
Tài liệu tiếng Anh ..................................................................................................57

6


DANH MỤC HÌNH VẼ
Trang
Hình 1 Cấu trúc phân tử Ơzơn ....................................................................................5
Hình 2 Phác thảo cơ chế hình thành Ơzơn ..................................................................6
Hình 3 Diễn biến hiện trạng Ơzơn trên thế giới (Nguồn: TOAR) ............................10
Hình 4 Sơ đồ khu vực nghiên cứu của đề tài ............................................................23
Hình 5 Các trạm quan trắc khơng khí tự động ..........................................................24

Hình 6 Giao diện chƣơng trình Rstudio ....................................................................28
Hình 7 Giao diện phần mềm Excel ...........................................................................29
Hình 8 Giao diện phần mềm SPSS ...........................................................................30
Hình 9 Biến động nồng độ Ơzơn trung bình ngày tại 3 địa điểm .............................33
Hình 10 Tƣơng quan giữa Ơzơn và Bức xạ tổng tại Hà Nội ....................................34
Hình 11 Tƣơng quan giữa Ơzơn và Bức xạ tổng tại Quảng Ninh ............................35
Hình 12 Tƣơng quan giữa Ơzơn và Bức xạ tổng tại Phú Thọ ..................................35
Hình 13 Diễn biến nồng độ Ơzơn các ngày trong tuần .............................................38
Hình 14 Quan hệ giữa Ơzơn và tỉ số NO2/NO tại Hà Nội ........................................39
Hình 15 Quan hệ giữa Ơzơn và tỉ số NO2/NO tại Phú Thọ ......................................40
Hình 16 Quan hệ giữa nồng độ SO2 và O3 tại Quảng Ninh ......................................40
Hình 17 Diễn biến nồng độ Ơzơn tại 3 địa điểm trong năm, giá trị trung bình theo
từng tháng ..................................................................................................................42

7


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
ảng 1 Lịch sử thay đổi tiêu chuẩn O3 của NAAQS giai đoạn 1971 - 2015 ............17
ảng 2 Hƣớng dẫn chất lƣợng khơng khí của WHO về nồng độ Ơzơn trong khơng
khí ..............................................................................................................................18
ảng 3 Tiêu chuẩn chất lƣợng Ơzơn của các nƣớc Châu Á (µg/m3) ........................19
ảng 4 Giá trị giới hạn các thông số cơ bản trong khơng khí xung quanh ở Việt
Nam ...........................................................................................................................21
ảng 5 Nồng độ Ơzơn tầng mặt trung bình giờ tại các địa điểm nghiên cứu ...........31
ảng 6 Trung bình nồng độ Ơzơn tại các thời điểm trong ngày ...............................32
ảng 7 Giá trị vƣợt ngƣỡng QCVN 05/2013/BTNMT .............................................32
ảng 8 Giá trị trung bình ngày trong tuần các chất ô nhiễm tại Hà Nội (Đơn vị:
μg/m3) .......................................................................................................................36

ảng 9 Giá trị trung bình ngày trong tuần các chất ô nhiễm tại Quảng Ninh (Đơn vị:
μg/m3) .......................................................................................................................36
ảng 10 Giá trị trung bình ngày trong tuần các chất ô nhiễm tại Phú Thọ (Đơn vị:
μg/m3) .......................................................................................................................37
ảng 11 Nồng độ (O3 và NOx) trung bình theo tháng tại 3 địa điểm nghiên cứu
(μg/m3).......................................................................................................................41
ảng 12 Ma trận hệ số tƣơng quan tại khu vực Trạm Hà Nội ..................................45
ảng 13 Ma trận hệ số tƣơng quan tại khu vực Trạm Quảng Ninh ..........................46
ảng 14 Ma trận hệ số tƣơng quan tại khu vực Trạm Phú Thọ ................................47
ảng 15 Phân tích hồi quy đa biến tại Trạm Hà Nội ................................................48
ảng 16 Phân tích hồi quy đa biến tại Trạm Quảng Ninh ........................................49

8


ảng 17 Phân tích hồi quy đa biến tại Phú Thọ ........................................................49
ảng 18 Phân tích PCA của trạm quan trắc Hà Nội .................................................50
ảng 19 Phân tích PCA của trạm quan trắc Quảng Ninh .........................................51
ảng 20 Phân tích PCA của trạm quan trắc Phú Thọ ...............................................52

9


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Ơ nhiễm mơi trƣờng nói chung và ơ nhiễm khơng khí nói riêng đang là vấn
đề nghiêm trọng hàng đầu trên toàn thế giới. Các cuộc chạy đua phát triển kinh tế,
công nghiệp hóa ở các nƣớc hiện nay đang ngày càng làm cho mơi trƣờng khơng
khí xung quanh bị ơ nhiễm nặng nề bởi các loại chất thải trong quá trình đốt nhiên
liệu của động cơ, q trình sản xuất cơng nghiệp của máy móc. Có những thành phố

lớn bị bao quanh bởi lớp bụi dày đặc, ngƣời dân phải đeo khẩu trang mỗi khi ra khỏi
nhà để bảo vệ sức khỏe. Mơi trƣờng khơng khí bị ơ nhiễm đang từng ngày ảnh
hƣởng lớn đến cuộc sống, sức khỏe của con ngƣời và các loài sinh vật sinh sống
trên Trái Đất [5].
Các chất và tác nhân gây ơ nhiễm khơng khí bao gồm:
- Các loại oxit nhƣ: nitơ oxit (NO, NO2), nitơ đioxit (NO2), SO2, CO, H2S và
các loại khí halogen (Clo, Crom, Iôt);
- Các hợp chất Flo;
- Các chất tổng hợp (Ete, Benzen);
- Các chất lơ lửng (bụi rắn, bụi lỏng, bụi vi sinh vật), nitrat, sunfat, các phân
tử cacbon, sol khí, muội, khói, sƣơng mù, phấn hoa;
- Các loại bụi nặng, bụi đất, đá, bụi kim loại nhƣ đồng, chì, sắt, kẽm, niken,
thiếc, cađimi; Khí quang hố (Ơzơn, FAN, F 2N, NOx, anđehyt, etylen...);
- Chất thải phóng xạ, tiếng ồn, nhiệt độ…[8]
Ơzơn (O3) trong khí quyển tập trung cao nhất chủ yếu nằm ở tầng bình lƣu
(khoảng 20 đến 50 km tính từ mặt đất). Tại đây, Ơzơn lọc phần lớn các tia cực tím
từ mặt trời gây hại cho phần lớn các vi sinh vật trên Trái Đất. Ngoài ra, Ơzơn cịn
hấp thụ năng lƣợng mặt trời và truyền cho tầng bình lƣu từ đó tầng bình lƣu trao đổi

1


nhiệt với tầng đối lƣu, giữ ấm Trái Đất. Ơzơn nhƣ một tấm khiên chắn bảo vệ con
ngƣời chống lại các tia tử ngoại độc hại, tuy nhiên khi chất khí này ở mặt đất từ 0 –
10 km (cịn gọi là Ơzơn tầng đối lƣu hay Ơzơn tầng mặt) lại trở thành chất ơ nhiễm,
gây hiệu ứng nhà kính [1].
O3 là một trong những thông số quan trọng gây nên hiệu ứng nhà kính chỉ
đứng sau CO2 và CH4. Mỗi phân tử O3 gia tăng trong khí quyển mạnh hơn khoảng
1.200 - 2.000 lần so với gia tăng phân tử CO2 trong quá trình gây nên hiện tƣợng
ấm lên toàn cầu [4].

O3 cũng là yếu tố nguy hiểm đối với sức khỏe con ngƣời. O3 là chất ơxy hóa
mạnh nên khi tiếp xúc với mô phổi, O3 tấn công và làm tổn thƣơng các tế bào biểu
mơ lót của đƣờng dẫn khí, gây viêm các tế bào, gây ho, ngứa họng khiến ngƣời
nhiễm cảm thấy khó chịu trong lồng ngực, đồng thời làm giảm chức năng của phổi,
khiến không thể thở sâu nhƣ bình thƣờng. Ơ nhiễm Ơzơn có thể làm cho bệnh hen
suyễn, viêm phế quản mãn tính, bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính trở nên trầm trọng
hơn và làm giảm khả năng chống lại vi sinh vật xâm nhập vào hệ hơ hấp của cơ thể.
Ơzơn có thể kích ứng phế quản nhạy cảm sẵn có ở một số ngƣời bị hen suyễn.
Khơng khí bị ơ nhiễm Ơzơn khiến con ngƣời hít phải sẽ kích hoạt cơn hen suyễn
tính, do đó các phịng khám hen suyễn thƣờng đơng bệnh nhân hơn trong những
ngày nồng độ Ơzơn tăng cao hơn bình thƣờng [41]. Ngồi việc trực tiếp gây kích
ứng phế quản, Ơzơn cịn làm cho ngƣời bệnh dễ nhạy cảm hơn với các dị ứng nhƣ
bụi, phấn hoa, nấm mốc, lông vật nuôi. Việt Nam đang ngày càng bị ơ nhiễm nặng
nề bởi các loại khí thải trong q trình sản xuất, giao thơng vận tải [3]. Việc nghiên
cứu nồng độ Ơzơn ở tầng mặt là cần thiết nhằm nâng cao công tác quản lý nguồn
thải.
Do vậy, đề tài “Nghiên cứu biến động nồng độ Ơzơn tầng mặt trong khơng
khí tại một số khu vực ở miền Bắc Việt Nam” đã đƣợc chọn để thực hiện.

2


2. Mục tiêu của đề tài
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
Xác định đƣợc biến động nồng độ Ơzơn có trong tầng đối lƣu theo không
gian (tại 03 địa điểm đặt trạm quan trắc khơng khí tự động) và theo thời gian (biến
động ngày, biến động theo các ngày trong tuần, biến động theo tháng và mùa) với
bộ dữ liệu đƣợc thu thập từ 03 trạm quan trắc khơng khí tự động liên tục.
`2.2. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu là khu vực miền Bắc Việt Nam đƣợc chia thành 03 vùng

lãnh thổ bao gồm: Tây Bắc Bộ (6 tỉnh), Đông

ắc Bộ (9 tỉnh), Đồng Bằng Sông

Hồng (10 tỉnh). Tuy nhiên, đề tài chỉ giới hạn phạm vi tại các trạm quan trắc tự
động liên tục của 3 tỉnh (Hà Nội, Quảng Ninh, Phú Thọ). Khu vực nghiên cứu với
đặc trƣng cho địa lý khác nhau (miền núi, đồng bằng và ven biển).
3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu tổng quan các nghiên cứu về Ơzơn tầng mặt trên thế giới và ở
Việt Nam
- Nghiên cứu biến động nồng độ Ơzơn tầng mặt theo không gian cụ thể sự
khác biệt về nồng độ tại 03 vị trí đặt trạm quan trắc khơng khí tự động.
- Nghiên cứu biến động nồng độ Ôzôn tầng mặt theo thời gian trong năm
2014
4. Ý nghĩa của đề tài
- Ý nghĩa khoa học: làm sáng tỏ biến động nồng độ Ơzơn tầng mặt trong
khơng khí thơng qua các yếu tố khí tƣợng và mơi trƣờng theo không gian và thời
gian. Cung cấp cơ sở khoa học cho định hƣớng quản lý và kiểm sốt ơ nhiễm Ôzôn
tầng mặt.
- Ý nghĩa thực tiễn: kết quả của luận văn sẽ giúp các nhà quản lý của địa
phƣơng nắm rõ đƣợc hiện tƣợng gia tăng nồng độ khí Ơzơn tại tầng đối lƣu.

3


CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Một số vấn đề có liên quan đến Ơzơn
Tầng đối lƣu là phần thấp nhất của khí quyển của Trái Đất. Phần lớn các hiện
tƣợng thời tiết hàng ngày diễn ra ở tầng đối lƣu. Đặc trƣng của tầng này thể hiện ở
các dịng đối lƣu của khơng khí nóng từ bề mặt bốc lên cao và lạnh đi, hiện tƣợng

đối lƣu đã mang lại tên gọi cho tầng này. Tầng đối lƣu bắt đầu từ bề mặt Trái Đất
mở rộng ra đến cao độ 20 km ở các vùng nhiệt đới, giảm tới khoảng 11 km ở các vĩ
độ trung bình, ít hơn 7 km ở các vùng cực về mùa hè cịn trong mùa đơng là khơng
rõ ràng. Lớp khí quyển này chiếm khoảng 80% tổng khối lƣợng của toàn bộ khí
quyển, gần nhƣ tồn bộ hơi nƣớc và xon khí (aerosol). Trong khu vực tầng đối lƣu
thì khơng khí liên tục luân chuyển và đây là tầng có mật độ khơng khí lớn nhất của
khí quyển Trái Đất. Tầng đối lƣu nằm ngay phía dƣới tầng bình lƣu [6]. Phần thấp
nhất của tầng đối lƣu, nơi ma sát với bề mặt Trái Đất ảnh hƣởng tới luồng khơng
khí, đƣợc gọi là lớp ranh giới hành tinh. Lớp này thông thƣờng chỉ dày từ vài trăm
mét tới 2 km, phụ thuộc vào địa mạo và thời gian của ngày. Ranh giới giữa tầng đối
lƣu và tầng bình lƣu , đƣợc gọi là khoảng lặng đối lƣu, là nơi xảy ra hiện tƣợng
nghịch chuyển nhiệt độ khi mà nhiệt độ của 2 tầng đối lƣu và bình lƣu có sự tro đổi
qua lại lẫn nhau [8]. Tầng đối lƣu là nơi trực tiếp nhận các loại khí thải do các hoạt
động sản xuất, di chuyển, khai thác mà con ngƣời thải vào mơi trƣờng hàng ngày.
Giáo sƣ Christian Friedrich Schưnbein chun ngành hóa học tại Đại học
asel là ngƣời đầu tiên phát hiện ra Ơzơn vào ngày 13 tháng 3 năm 1839.
Schưnbein phát hiện điện cực dƣơng của q trình điện phân nƣớc có mùi giống với
mùi của khơng khí khi có hiện tƣợng sét đánh và đã gọi khí Ơzơn là “mùi của điện”.
Schönbein nhận định rằng mùi này nhất định phải do một chất khí nào đó (đƣợc tạo
ra từ chất lỏng bởi sức mạnh phân hủy của dòng điện ở trong nƣớc) kết hợp với ôxy
tạo nên. Sau một loạt nghiên cứu Schönbein đã chỉ ra rằng đây là một chất khí mới
với đặc tính ơxy hóa rất mạnh và phƣơng pháp xác định khí Ơzơn đầu tiên trên thế
giới chính là bằng mùi [30].

4


Ơzơn là một dạng thù hình của ơxy, trong phân tử chứa ba ngun tử ơxy
thay vì hai nhƣ thơng thƣờng. Đây là dạng hình thù ít bền vững hơn so với dạng 2
ngun tử ơxy (O2) vì tính oxi hóa mạnh. Trong điều kiện nhiệt độ và áp suất tiêu

chuẩn, Ơzơn là chất khí có màu xanh nhạt, ít tan trong nƣớc tan nhiều hơn trong
dung môi trơ không phân cực nhƣ cacbontetrachloride hay fluorocarbon và hình
thành nên dung dịch màu xanh. Ơzơn hóa lỏng màu xanh thẫm ở -112°C và hóa rắn
có màu đen ở -193°C. Ơzơn có tính ơxy hóa mạnh hơn ơxy, do nó khơng bền, dễ
dàng bị phân hủy thành ôxy phân tử và ôxy ngun tử, có vịng đời ngắn từ nửa giờ
đến một giờ (O3 → O2 + O) [4].

H nh 1 Cấu trúc phân tử Ơzơn

Ơzơn trong khơng khí của Trái đất đƣợc hình thành từ phản ứng kết hợp oxy
nguyên tử (O3P) và oxy phân tử (O2) (1). Trong tầng bình lƣu, sự quang phân của
O2 bằng bức xạ cực tím bƣớc sóng ngắn (UV) (λ ≤ 240 nm) cung cấp oxy nguyên tử
và tạo điều kiện cho sự hình thành của O3. Trong tầng đối lƣu có ít bức xạ tia cực
tím, sự quang phân của NO2 ở bƣớc sóng ≤ 424 nm (2) trở thành nguồn chính của
các nguyên tử O3P và hình thành nên O3. Khi đã đƣợc hình thành, O3 có thể phản
ứng với NO để tạo ra NO2 (3). Các phản ứng (1 - 3) dẫn đến một chu trình lặp lại
khi khơng có các chất hóa học khác tham gia [21, 28, 34, 42].
O3P + O2 + M→ O3 + M (1)
NO2 + hv→NO + O3P (2)
O3 + NO→ NO2 + O2 (3)
Tuy nhiên trên thực tế, tầng đối lƣu chứa các chất oxy hóa thay thế (tức là
HO2 và RO2) có thể chuyển NO thành NO2 (4 - 5), dẫn đến sự tích tụ O3. Các phản
ứng 4, 5 và 2 tạo ra một "chu trình NOx" kết quả tạo O3 mà khơng tiêu thụ NOx.

5


Chu kỳ hóa học quan trọng khác ảnh hƣởng đến quá trình hình thành O3 là chu trình
gốc ROx (ROx = OH + HO2 + RO2) liên tục cung cấp HO2 và RO2 để ơxy hóa NO
thành NO2. Nó thƣờng bắt đầu từ sự thoái hoá của VOCs (Volatile Organic

Compounds) [19] do OH gây ra các gốc RO2 (7), tiếp theo là (5) chuyển đổi từ RO2
sang RO, (7) chuyển hóa RO sang HO2 và cuối cùng là (4) để tạo OH từ HO2. Mỗi
chu trình ROx oxy hóa hai phân tử của NO thành NO2, sau đó tạo ra hai phân tử O3
thông qua chu kỳ NOx và tái tạo NO [28].

H nh 2 Phác thảo cơ chế hình thành Ơzơn

RO2 + NO→RO + NO2 (4)
HO2 + NO→OH + NO2 (5)
OH + RH + O2→RO2 + H2O (6)
RO + O2→HO2 + carbonyls (7)
Các chu trình ROx và NOx đƣợc kết thúc bởi các phản ứng chéo của ROx
và/hoặc Nox. Ở điều kiện NOx cao, quá trình chấm dứt chủ yếu là do phản ứng của
NO2 với OH (8) và RO2 (9) tạo thành axit nitric và nitrit hữu cơ (gọi tắt là NOz). Ở
điều kiện NOx thấp, các quá trình chấm dứt chủ yếu là phản ứng tự nhiên của HO2
(10) và các phản ứng chéo của HO2 và RO2 (11), tạo ra hydrogen peroxides (H2O2)
và peroxit hữu cơ. Nhƣ vậy, độ ẩm tƣơng đối của NOz và peroxit (ví dụ
H2O2/HNO3) có thể phản ánh các điều kiện khí quyển ở xung quanh, tức là NOx
thƣờng đƣợc coi là các chỉ số để suy ra các chế độ hình thành O3 [19].

6


OH + NO2 → HNO3 (8)
RO2 + NO2 ↔ RO2NO2 (9)
HO2 + HO2 → H2O2 + O2 (10)
HO2 + RO 2→ RO2H + O2 (11)
Tầng trung lƣu Ơzơn có khoảng 1%, tại tầng bình lƣu nơi mà Ơzơn có tới
90% và rất quan trọng khi có khả năng hấp thụ bức xạ UVB. Cịn lại khoảng 9%
Ơzơn trên Trái Đất tập trung ở tầng đối lƣu hay còn gọi là tầng mặt [9].

Ơzơn tầng mặt là một phần nhỏ so với Ơzơn tầng bình lƣu, giữa tầng bình
lƣu và đối lƣu ln có sự trao đổi nồng độ với nhau nhƣng rất ít. Ơzơn tầng đối lƣu
đƣợc tạo thành từ khí metan thốt ra khỏi đầm lầy và đất liền rồi tác động với khí
NOx trong tự nhiên, các phản ứng của các chất khí dễ bay hơi VOCs, và sự di
chuyển của Ơzơn tại các vùng ơ nhiễm [9]. Nồng độ Ơzơn bị ảnh hƣởng bởi cƣờng
độ bức xạ mặt trời, nồng độ NOx và VOCs, tỷ lệ NOx và VOCs [19]. Sự biến đổi
theo ngày và tuần xảy ra khi phản ứng với sự thay đổi ánh sáng mặt trời. Ngồi ra,
sự tích tụ Ơzơn ở tầng mặt xảy ra khi gió biển làm ln chuyển khơng khí trên một
khu vực kéo theo sự lan truyền của các tiền chất từ khu vực này đến khu vực khác
hoặc khi những sự đảo ngƣợc khơng khí do nhiệt độ các hợp chất tạo ra sƣơng khói.
Nồng độ tầng Ơzơn cao nhất ở mặt đất đƣợc các nghiên cứu phát hiện buổi chiều,
nồng độ trung bình thƣờng cao nhất vào mùa hè [31]. Nồng độ Ơzơn tầng mặt đạt
giá trị tối đa hiếm khi kéo dài hơn hai đến ba giờ (theo WHO 1979) [36]. Ơzơn tầng
đối lƣu cịn đƣợc xem là một khí nhà kính, là nguyên nhân gây nên tình trạng nóng
lên tồn cầu.
Hầu hết các bằng chứng về tác động sức khỏe của tầng Ơzơn đến từ các
nghiên cứu trên động vật và các nghiên cứu lâm sàng đối với một số ngƣời có sự
tiếp xúc ngắn hạn. Các nghiên cứu lâm sàng đã ghi nhận mối liên hệ giữa tiếp xúc
ngắn hạn với nồng độ Ơzơn ở mức độ tập trung (200 - 500) μg/m3 và kích ứng nhẹ
mắt và hơ hấp nhƣ các triệu chứng nhƣ ho, khơ cổ họng, khó chịu mắt và ngực, đau
ngực và nhức đầu (WHO 1979, 1987) [18, 41]. Đối với trẻ em làm giảm tạm thời

7


chức năng phổi ở mức trung bình mỗi giờ Ơzơn nồng độ trung bình (160 - 300)
μg/m3. Các tác động tƣơng tự đƣợc quan sát thấy sau 2,5 giờ tiếp xúc của ngƣời lớn
và trẻ em tập thể dục nặng với nồng độ 240 μg/m3 (WHO 1987). Tuy nhiên, tổn
thƣơng chức năng phổi đã trở lại và tƣơng đối nhẹ, ngay cả ở nồng độ 360 μg/m3.
Hồi phục hoàn toàn chức năng hơ hấp thƣờng xảy ra trong vịng 24 đến 48 giờ sau

khi phơi nhiễm (WHO 1987). Các nghiên cứu trên động vật cũng đã chứng minh
phản ứng viêm của đƣờng hô hấp sau khi tiếp xúc với tầng Ôzôn ở mức 1.000
μg/m3 trong 4 giờ (WHO 1987). Mặc dù sự thay đổi sinh hóa và hình thái trong
hồng cầu đã đƣợc tìm thấy ở một số lồi động vật sau khi tiếp xúc với nồng độ
Ơzơn ở tầng mặt với nồng độ dƣới 400 μg/m3 trong 4 giờ (WHO 1987). Khơng có
bằng chứng cho thấy hút thuốc lá, trẻ em, ngƣời lớn tuổi, bệnh hen, hoặc những
ngƣời bị bệnh phổi tắc nghẽn mãn tính có phản ứng nhanh hơn với phơi nhiễm
Ơzơn ở tầng mặt so với những ngƣời khác. Tuy nhiên, Ơzơn tầng mặt có thể làm
cho đƣờng hô hấp hấp thu mạnh hơn với các chất độc hại. Ngồi các tác động ngắn
hạn, nguy cơ khơng thể phục hồi của phổi khi bị phơi nhiễm lặp lại trong một
khoảng thời gian dài là mối lo ngại về vấn đề sức khỏe.
1.2. Tình hình nghiên cứu Ơzơn trên thế giới
Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã tìm hiểu quá trình hình thành, biến đổi, lan
truyền và xu hƣớng của nồng độ Ơzơn tầng mặt. Sự hiện diện của Ơzơn với nồng độ
cao trong khơng khí tầng đối lƣu lần đần tiên đƣợc phát hiện tại Los Angeles vào
những năm 1950 . Theo Cục Bảo vệ Môi trƣờng Mỹ (US - EPA) cho biết, khí Ơzơn
hình thành khi các chất gây ơ nhiễm khơng khí tƣơng tác với nhau dƣới tác động
của ánh sáng mặt trời vì thế nồng độ khí Ơzơn vào ban ngày ln cao hơn ban đêm
[38]. Trong tự nhiên, Ơzơn hình thành khi có sấm chớp và tia sét xuất hiện, một số
loại thực vật cũng thải ra khí O3. Và một số thiết bị, nhƣ tivi và máy photocopy,
cũng tạo ra khí Ơzơn.
Tại Mexico, lần đầu tiên trong hơn 13 năm qua, chính quyền thủ đơ Mexico
đã phải báo động về tình trạng ô nhiễm không khí do nồng độ O3 trong không khí

8


cao gấp hai lần mức cho phép, khuyến cáo ngƣời dân tránh ra đƣờng và kiểm soát
chặt chẽ việc lƣu thông ôtô. Trong thông cáo đƣa ra ngày 14 tháng 3 năm 2016,
ngƣời dân đƣợc khuyến cáo nên ở trong nhà từ 13h00 đến 19h00 và tránh vận động

thể chất cũng nhƣ các hoạt động ngồi trời để phịng các bệnh đƣờng hơ hấp [17].
Mặc dù đã có nhiều năm nghiên cứu và theo dõi đáng kể lƣợng Ơzơn bề mặt
ở quy mơ khu vực và tồn cầu, nhƣng các nhà khoa học vẫn chƣa thể trả lời những
câu hỏi cơ bản nhất: Những khu vực nào trên thế giới có ơ nhiễm Ơzơn? Ơzơn liệu
có tiếp tục giảm ở các nƣớc có kiểm sốt phát thải mạnh? Ơzơn đang tăng ở mức độ
nào trong các nƣớc đang phát triển? Làm thế nào để cộng đồng khoa học khí quyển
có thể tạo điều kiện tiếp cận với các số liệu Ôzôn cần thiết để định lƣợng tác động
của Ôzôn đối với khí hậu, sức khỏe con ngƣời và năng suất cây trồng/sinh thái? [40]
Hiện trạng và diễn biến nồng độ Ôzôn của các khu vực trên thế giới
Để trả lời những câu hỏi này, dự án Hố học Khơng khí Tồn cầu (IGAC) đã
cơng bố “ áo cáo đánh giá Ơzơn tầng đối lƣu – TOAR”: Các chỉ số tồn cầu về
biến đổi khí hậu, sức khỏe con ngƣời và nghiên cứu ảnh hƣởng của Ơzơn tới cây
trồng/hệ sinh thái (www.igacproject.org/TOAR). Khởi đầu vào năm 2014, sứ mệnh
của TOAR là cung cấp cho cộng đồng nghiên cứu những đánh giá khoa học mới
nhất về sự phân bố và xu hƣớng tồn cầu Ơzơn của tầng đối lƣu từ bề mặt tới
tropopause. Mục tiêu chính của TOAR là đánh giá tầng Ơzơn tồn diện đầu tiên dựa
trên tất cả các quan sát Ơzơn bề mặt có sẵn, tài liệu đã đƣợc kiểm tra lại và các phân
tích mới và đánh giá phơi nhiễm Ơzơn các điểm đo lƣờng trên khắp thế giới (đô thị
và phi đô thị) [40].

9


H nh 3 Diễn biến hiện trạng Ơzơn trên thế giới (Nguồn: TOAR)

Biến động nồng độ Ơzơn trung bình 1 giờ trên thế giới giai đoạn 2010-2014
(Hình 3) với việc thu thập dữ liệu từ 4819 trạm quan trắc, các giá trị nồng độ đƣợc
đo bằng ppb (1 ppb O3 = 2 µg/m3 ). Các giá trị đƣa ra bởi 3 khu vực chính là: Châu
Mỹ, Châu Âu và Châu Á. Với mức nền của Ơzơn tại cả 2 khu vực giao động từ (3190) ppb tƣơng đƣơng với (32-180) µg/m3 [33].
Trong thập kỷ trƣớc, các nƣớc có ngành cơng nghiệp dẫn đầu thế giới nhƣ

Hoa Kỳ, Canada đã quan tâm các vấn đề về ơ nhiễm khơng khí xung quanh. Nhiều
vùng của Hoa Kỳ bị ảnh hƣởng bởi các mức Ơzơn (O3) mùa hè cao điểm kinh niên
do q trình oxy hóa nhanh của cacbonmonoit (CO) và hydrocarbons với sự có mặt
của oxit nitơ (NOx = NO + NO2) (Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Hoa Kỳ-National
Research Council, 1991). Nghiên cứu của Saylor và cộng sự cho thấy rằng (30 50)% các khu vực nơng thơn có nồng độ O3 ở miền đông Hoa Kỳ đã vƣợt quá tiêu
chuẩn 80 ppbv trong giai đoạn 1993 - 1995, trong khi chỉ có (2 - 12)% khơng đạt
đƣợc tiêu chuẩn trƣớc 120 ppbv trong 1 giờ [35]. Theo US - EPA (2001) 123 triệu
ngƣời Mỹ sống ở các vùng không đạt đƣợc tiêu chuẩn vào năm 1999. Các quan sát
cho thấy nồng độ Ơzơn (O3) trong khơng khí trên mặt đất ở Hoa Kỳ và Canada đạt
mức Ơzơn nền của Hoa Kỳ vào khoảng (20 - 45) ppb ~ (40 – 90) µg/m3 và mức tối

10


đa vào khoảng (49 - 109) ppb ~ (98 – 218) µg/m3, nồng độ Ơzơn trung bình hàng
năm tại Canada giao động từ (23 - 34) ppb ~ (46 – 68) µg/m3 trong giá trị tối đa
hàng năm từ (63 – 108) ppb ~ (126 – 216) µg/m3 vƣợt quá mức tiêu chuẩn 65 ppb ~
130 µg/m3 [10]. So sánh nồng độ Ơzơn hiện tại với số liệu đo đƣợc trƣớc đó một thế
kỷ cho thấy mức độ đã tăng lên khoảng gấp 2 lần. Theo nghiên cứu về sự gia tăng
chất ô nhiễm từ các nguồn đơn lẻ dẫn đến sự gia tăng khí Ơzơn tầng mặt tại miền
trung và miền đông Hoa Kỳ đã cho thấy rằng, việc gia tăng các hoạt động công
nghiệp là nguồn phác thải khổng lồ các khí ơ nhiễm SO2, NOx, và VOCs chính là
các tiền thân để hình thành nên khí O3 [24]. Các giá trị cịn tƣơng quan với khí hậu,
khoảng cách giữa các khu công nghiệp với nguồn đánh giá thƣờng là các khu dân cƣ
có sự gia tăng các bệnh về đƣờng hơ hấp mà ngun nhân có thể do Ơzơn gây nên.
Các cấp độ quan trọng đối với Ôzôn tầng mặt lần đầu tiên đƣợc xác định tại
một hội thảo ở ad Harzburg, Đức vào năm 1988 (UNECE, 1988), trong đó các giá
trị đƣợc biểu diễn dƣới dạng nồng độ trung bình theo mùa. Tại hội thảo tiếp theo tại
Egham, Anh Quốc vào năm 1992 (Ashmore và Wilson, 1994), đề xuất thay thế sự
biểu hiện bằng mức độ thành cách tích lũy nồng độ nồng độ trong một khoảng thời

gian nhất định. Tại hội thảo thứ ba tại Bern, Thụy Sỹ (Fuhrer và Achermann, 1994),
khái niệm này đã đƣợc thông qua và nồng độ ngƣỡng đƣợc đặt ở mức 40 ppb ~ 80
µg/m3 [23]. Nghiên cứu của Carlos Ordóđez và các cộng sự về Ơzơn tầng mặt tại
Châu Âu theo địa điểm địa lý phân tích tác động của các khối vĩ độ cao và các rặng
núi cận nhiệt đới tới nồng độ Ơzơn tầng mặt tại 3 khu vực núi trung tâm Châu Âu
(Atlantic, ATL, 30-0◦W; European, EUR, 0-30◦ E; Russian, RUS, 30-60◦E), phân
tích kết quả thu đƣợc cho thấy nồng độ khác thƣờng của Ơzơn tại vùng Trung Âu và
Bắc Âu có sự chênh lệch vào khoảng (5 - 10) ppb ~ (10 – 20) µg/m3 [15]. Sự chênh
lệch này còn khác biệt theo mùa, vào mùa đơng khi các cơn gió màu bị chặn bởi các
vùng núi thì nồng độ Ơzơn tầng mặt tại Anh, Pháp giảm đi (5 - 10) ppb ~ (10 – 20)
µg/m3. Với các khu vực xa vùng núi trung tâm nồng độ Ơzơn tăng lên bất thƣờng
khoảng 10 µg/m3 phạm vi từ các vùng đảo của Anh tới miền bắc nƣớc Đức. Các
phép đo Ơzơn cuối thế kỷ 19 của Châu Âu từ 1850 - 1900 cho thấy kết quả hầu hết

11


đạt giá trị từ khoảng (17 - 23) ppb ~ (23 – 46) µg/m3, với các dữ liệu thu thập tại
Montsouris, Pháp, giữa năm 1876 và năm 1910, Volz và Kley (1988) mức trung
bình hàng năm từ 5 đến 16 ppb trong toàn giai đoạn là khoảng 11 ppb. Các nghiên
cứu về Ơzơn tầng mặt tại Thụy Sỹ, Ai - Len, Hy Lạp cho thấy nồng độ Ơzơn tại các
nƣớc Châu Âu tăng dần theo hàng năm (1980 - 2003) với mức tăng hàng năm vào
khoảng 8 ppb ƣớc tính vào khoảng 1% mỗi năm, các giá trị nồng độ đƣợc tăng
cƣờng vào mùa hè các ngày có ánh nắng mặt trời, các dữ liệu đƣợc chia theo ngày
và đêm [11, 13, 15]. Theo nghiên cứu về sự biến thiên theo khơng gian và thời gian
của Ơzơn tầng mặt, NO, NO2 phía Tây Nam bán đảo Iberia - Bồ Đào Nha giai đoạn
2003 – 2006 cho thấy chu kỳ hàng ngày của Ơzơn ở các khu đơ thị, ngoại ơ và cơng
nghiệp có giá trị tối đa vào đầu giờ chiều (14:00 - 17:00 giờ UTC) trong khi ở NOx
đạt hai lần đỉnh điểm trong quá trình quan sát, lúc (7:00 - 10:00) giờ và (20:00 22:00) giờ [16].
Các quốc gia ở châu Á cũng bắt đầu quan tâm hơn về vấn đề khí Ơzơn có

trong tầng mặt. Một nghiên cứu trong năm 2016 về sự biến đổi theo mùa và thời
gian của nồng độ khí Ơzơn trong tầng mặt tại đảo Borneo Malaysian. Nghiên cứu
sử dụng các bộ dữ liệu từ các trạm quan trắc tự động đƣợc đặt tại các địa điểm có
địa điểm địa lý khác nhau. Tiêu chuẩn chất lƣợng tối đa của Malaysia là 200 µg/m3,
nồng độ Ơzơn trung bình và tối đa trung bình mỗi ngày của nghiên cứu lần lƣợt là
62 và 184 µg/m3 [32]. Nghiên cứu về hiện trạng Ơzơn tại miền ven biển Hồng Kong
giai đoạn 1994 - 2007, khu vực nghiên cứu bị ảnh hƣởng manh mẽ bởi dịng chảy
khơng khí lục địa châu Á vào mùa đơng và luồng khơng khí hàng hải từ các vùng
cận nhiệt đới vào mùa hè. Các kết quả thu đƣợc cho thấy Ơzơn tăng 0,58 ppbv/năm
~ 1,16 µg/m3 đối với giai đoạn (1994 - 2000) và 0,87 ppbv/năm ~ 1,74 µg/m3 đối
với giai đoạn (2001 - 2007) [22]. So sánh kết quả Ơzơn tại đây và các số liệu về
CO2, NO2, CO phát thải tại các khu vực ven biển Trung Quốc (nơi đang có sự phát
triển mạnh về cơng nghiệp) có sự tƣơng đồng giữa việc tăng nồng độ Ơzơn tầng mặt
và phát triển kinh tế. Nguyên nhân cũng đƣợc lý giải có thể do sự di chuyển của gió

12


biển kéo theo các chất ô nhiễm là tiền chất của Ơzơn tầng mặt từ các khu vực khác
tới [12].
Các nghiên cứu xu hƣớng Ơzơn tại các thành phố lớn tại Trung Quốc nhƣ
Bắc Kinh và Thƣợng Hải cho thấy ở Thƣợng Hải tại điểm quan trắc gần các nguồn
thải VOCs và NOx thì nồng độ O3 tăng lên nhanh chóng từ 15,5 ppb ~ 31 µg/m3
đến 25,9 ppb ~ 51 µg/m3 ngƣợc lại NOx lại giảm 52,4 ppb ~ 104,8 µg/m3 đến 31,9
ppb ~ 63 µg/m3 (O3 tăng 67% và NOx giảm 37%), cịn nồng độ Ơzơn ở Bắc Kinh
tăng cao vào tháng 7 và tháng 9 của giai đoạn 2001 - 2006. Nguyên nhân chủ yếu ở
đây đƣợc cho là do nồng độ NOx phát thải quá lớn và tăng dần theo thời gian [22].
Quan sát tại các điểm quan trắc đặt ở Nhật Bản cho thấy kết quả tăng lên
tuyến tính nồng độ O3 tại các điểm trong giai đoạn (1980 - 2005) là vào khoảng
2,70 ppb ~ 5,4 µg/m3. Xu hƣớng ngày càng tăng của O3 bề mặt đối với Nhật Bản

trong số liệu quan trắc lớn nhất vào mùa xuân (tháng 3 đến tháng 5: 4,04 ppb/năm
~0,08 µg/m3) và cũng rất lớn trong mùa hè (tháng 6 đến tháng 8: 3,07 ppb/năm ~
6,14 µg/m3); Ngƣợc lại, xu hƣớng tăng tƣơng đối nhỏ vào mùa thu (tháng 9 - 11:
2.29 ppb/năm ~ 4,58 µg/m3) và mùa đơng (tháng 12 đến tháng 2: 1,28 ppb/năm ~
2,56 µg/m3). Trong nghiên cứu này, xu hƣớng gia tăng mô phỏng theo bề mặt trung
bình theo mùa O3 cũng lớn hơn trong khí hậu ấm (Mùa xuân - Mùa hè) so với mùa
lạnh (Mùa thu - Mùa đơng) [39].
1.3. Tình hình nghiên cứu Ơzơn ở Việt Nam
Ở Việt Nam, hệ thống các Trạm quan trắc khơng khí tự động đã đƣợc lắp
đặt, vận hành nhằm cung cấp chuỗi số liệu liên tục, tức thời theo thời gian thực về
chất lƣợng môi trƣờng khơng khí bảo đảm tính chính xác, kịp thời phục vụ đắc lực
cho công tác quản lý và bảo vệ mơi trƣờng.
Tính đến nay, trạm quan trắc khơng khí tự động, liên tục để kiểm sốt chất
lƣợng mơi trƣờng khơng khí xung quanh đã đƣợc đầu tƣ, lắp đặt tại các địa phƣơng
bao gồm: Hà Nội (12 trạm), Tp. Hồ Chí Minh (10 trạm), Quảng Ninh (9 trạm), Hải
Phịng (2 trạm), Phú Thọ (1 trạm), Vĩnh Phúc (3 trạm), Đắc Lắc (1 trạm), Đồng Nai

13


(3 trạm), Huế (1 trạm), Đà Nẵng (2 trạm), Đà Lạt (1 trạm), Pleiku (1 trạm), Cần Thơ
(2 trạm), Sơn La (1 trạm) và Khánh Hòa (1 trạm). Các trạm quan trắc này có quan
trắc nồng độ Ơzơn và số liệu quan trắc khơng khí tự động cũng đƣợc dùng để tính
tốn chỉ số chất lƣợng khơng khí (AQI) hàng ngày để công bố cho cộng đồng. Chỉ
số AQI tại một số thời điểm của một số trạm ở mức nguy hiểm do thơng số Ơzơn
vƣợt ngƣỡng. Tuy nhiên, hầu hết các trạm dừng hoạt động, hoạt động không liên
tục, khả năng truyền về không đáp ứng 80% chất lƣợng dữ liệu và chƣa có nhiều
nghiên cứu thoả đáng vấn đề Ơzơn.
Theo QCVN 05:2013/ TNMT quy định giá trị giới hạn các thơng số cơ bản
trong khơng khí xung quanh có thơng số Ơzơn (1 giờ, 8 giờ) và xác định Ơzơn bằng

phƣơng pháp trắc quang tia cực tím, phát quang hóa học [3]. Tuy nhiên, cũng mới
chỉ có một số đơn vị, địa phƣơng thực hiện quan trắc hấp thu chủ động (acitive
samling) cũng nhƣ hấp thu thụ động (passive sampling) bằng các phƣơng pháp này
để xác định nồng độ Ơzơn trong khu vực nghiên cứu.
Bên cạnh đó, nghiên cứu vấn đề Ơzơn cũng nhƣ hố học khí quyển vẫn là
một vấn đề mới chƣa đƣợc đề cập nhiều trong các cơng trình nghiên cứu. Một
nghiên cứu về nồng độ Ơzơn tại Hà Nội bằng phƣơng pháp sử dụng Ơzơnsonde, là
một dung cụ nhẹ dạng radiosonde có gắn bóng bay để thu các số liệu về khơng khí,
thiết bị có chứa cảm biến điện hóa nhằm xác định khí Ơzơn có trong bầu khơng khí.
Nghiên cứu tập trung về sự chênh lệch giữa nồng độ Ơzơn tầng đối lƣu và tầng bình
lƣu thơng qua số liệu về ORM (tỷ lệ pha trộn Ơzơn). So sánh kết quả trung bình
ORM theo tháng thu đƣợc tại Hà Nội và Hồng Kong là khá giống nhau, cả 2 thành
phố đều có sự tƣơng đồng nhƣ tập trung đông dân cƣ, các loại phƣơng tiện giao
thông, các hoạt động sản xuất, công nghiệp [26]. Một nghiên cứu khác về việc so
sánh mức độ Ôzôn tối đa trong ngày tại các khu đô thị bằng mơ hình thống kê.
Nghiên cứu sử dụng kỹ thuật mạng liên kết và một số mơ hình chất ơ nhiễm để dự
đốn mức Ơzơn tối đa tại thành phố Bangkok. Kết quả thu đƣợc là các biểu đồ dạng
tuyến tính hồi quy, chỉ có 2 biến thể là thơng số NO2 và nhiệt độ cao nhất và cũng

14


chính là sự dự đốn cho tiền chất của O3 và ngun nhân Ơzơn tăng cao những lúc
nhiệt độ tăng [37].
Ở Việt Nam, vấn đề ô nhiễm môi trƣờng đã và đang đƣợc quan tâm, nhƣng
mạng lƣới quan trắc các yếu tố đo đạc môi trƣờng chƣa đủ mạnh. Do đó các nhà
khoa học gặp khá nhiều khó khăn trong việc phân tích và đánh giá hiện trạng cũng
nhƣ dự báo các tác động môi trƣờng do ô nhiễm không khí gây ra. Nghiên cứu vấn
đề Ơzơn cũng nhƣ hố học khí quyển vẫn là một vấn đề mới chƣa đƣợc đề cập
nhiều trong các cơng trình nghiên cứu. Tuy nhiên, cũng đã có một số cơng trình

nghiên cứu đề cập đến các vấn đề nhƣ: Trần Thị Ngọc Lan (2010) “Phƣơng pháp
xác định nồng độ Ơzơn bằng phƣơng pháp hấp thu thụ động tại Thành phố Hồ
Chính Minh” [29]; Vũ Văn Mạnh (2004) “Nghiên cứu tính biến động của tầng
Ơzơn khí quyển phục vụ cho việc sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ
môi trƣờng ở Việt Nam” [9]; Nguyễn Nhƣ

ảo Chính (2013), “Khảo sát mức độ

Ơzơn và các yếu tố tác động đến Ơzơn” [7], khơng chỉ riêng Ơzơn mà các chất ơ
nhiễm khơng khí thứ cấp khác chƣa đƣợc quan tâm đến. Với tốc độ phát triển kinh
tế xã hội ngày càng mạnh trong tƣơng lai mà công nghệ và hệ thống quản lý mơi
trƣờng khơng theo kịp đà phát triển có thể dẫn đến việc xuất hiện các rủi ro sức
khỏe và môi trƣờng mới hay trầm trọng thêm các vấn đề hiện tại. Lê Hoàng Nghiêm
và Nguyễn Thị Kim Oanh (2009) về “Mơ hình dạng lƣới về nồng độ Ơzơn trong
khơng khí tại các điểm kinh tế ở khu vực Đông Nam Á” [27]. Nghiên cứu này tập
trung vào sự di chuyển của các tiền chất tạo nên O3 và sự vận chuyển của O3 tại các
khu vực có sự ảnh hƣởng của gió mùa, mơ hình đƣợc sử dụng là MM5 của CMAQ
dữ liệu đƣợc lấy từ 10 trạm quan trắc khí tự động tại Bangkok và 4 trạm của TP Hồ
Chí Minh. Ngồi ra, ảnh hƣởng của Ơzơn tới năng suất lúa gạo khu vực Miền Đông
Nam Bộ đã đƣợc đề cập trong cơng trình nghiên cứu của Nguyễn Thị Kim Oanh
[33]. Với tốc độ phát triển kinh tế xã hội ngày càng mạnh trong tƣơng lai mà công
nghệ và hệ thống quản lý môi trƣờng không theo kịp đà phát triển có thể dẫn đến
việc xuất hiện các rủi ro sức khỏe và môi trƣờng mới hay trầm trọng thêm các vấn
đề hiện tại.

15


1.4. Tổng quan về giá trị giới hạn nồng độ Ơzơn trong khơng khí xung quanh
Theo Tiêu chuẩn chất lƣợng khơng khí xung quanh (NAAQS) - dành cho

Ơzơn của Cơ quan

ảo vệ Môi trƣờng Hoa Kỳ (US-EPA) ban hành ngày

26/10/2015: Đối với tiêu chuẩn chính, US-EPA đang sửa đổi mức tiêu chuẩn O3
xuống 0,070 ppm theo trung bình 8 tiếng để tăng cƣờng bảo vệ sức khỏe cộng đồng
chống lại các ảnh hƣởng sức khỏe liên quan đến tiếp xúc lâu dài và ngắn hạn [20].
Trong năm 2007, US-EPA đã đề xuất sửa đổi mức chuẩn đầu tiên trong khoảng từ
0,075 đến 0,070 ppm (72 FR 37818, ngày 11 tháng 7 năm 2007). US-EPA đề xuất
sửa đổi tiêu chuẩn lần thứ hai hoặc bằng cách đặt nó giống hệt chuẩn mới đƣợc đề
xuất hoặc đặt các tiêu chuẩn theo mùa. Các tài liệu hỗ trợ các quyết định đề xuất
này bao gồm AQCD 2006 (US-EPA, 2006a) và Báo cáo nhân sự 2007 (US-EPA,
2007) và tài liệu hỗ trợ kỹ thuật liên quan. US-EPA đã hoàn thành đánh giá vào
tháng 3 năm 2008 bằng cách sửa lại mức chuẩn chính từ 0,08 ppm đến 0,075 ppm
và sửa lại tiêu chuẩn thứ cấp để đƣợc trùng với tiêu chuẩn chính sửa đổi (73 FR
16436, ngày 27 tháng 3 năm 2008). Vào tháng 1 năm 2010, US-EPA đã đƣa ra
thông báo về việc đƣa ra luật lệ đề xuất để xem xét lại quyết định cuối cùng năm
2008 (75 FR 2938, ngày 19 tháng 1 năm 2010). Trong thơng báo đó, US-EPA đã đề
xuất sửa đổi lại các tiêu chuẩn sơ cấp và thứ cấp là cần thiết để tạo ra mức độ bảo vệ
cần thiết cho sức khỏe cộng đồng và phúc lợi. US-EPA đã đề xuất sửa đổi mức
chuẩn chính từ 0,075 ppm xuống mức trong khoảng từ 0,060 đến 0,070 ppm và sửa
lại tiêu chuẩn thứ cấp với một mẫu tích lũy theo mùa. Theo yêu cầu của US-EPA,
CASAC đã xem lại quy tắc đƣợc đề xuất tại một cuộc hội nghị truyền hình cơng
cộng vào ngày 25 tháng 01 năm 2010 và cung cấp lời khuyên bổ sung vào đầu năm
2011 (Samet, 2010, 2011). Hiện tại các thông số tiêu chuẩn của EPA đều đƣợc ban
hành theo dạng nồng độ O3 trung bình 8 tiếng, nồng độ trung bình theo 3 năm.

16