Đánh giá chất lượng không khí thông qua số liệu trạm quan trắc tự động ở hà nội đà nẵng và dề xuất giải pháp giảm thiểu

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

Trần Sơn Tùng

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG KHƠNG KHÍ THƠNG QUA SỐ LIỆU
TRẠM QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG Ở HÀ NỘI, ĐÀ NẴNG
VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2012


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

Trần Sơn Tùng

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG KHƠNG KHÍ THƠNG QUA SỐ LIỆU
TRẠM QUAN TRẮC TỰ ĐỘNG Ở HÀ NỘI, ĐÀ NẴNG
VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU

Chuyên ngành: Sinh thái môi trƣờng
Mã số: 608502

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS HOÀNG XUÂN CƠ

Hà Nội - 2012

MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài.................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu.......................................................................................... 2
3. Nội dung nghiên cứu......................................................................................... 2
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài........................................................... 2
CHƢƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU.................................................................... 3
1.1. Một số vấn đề về chỉ số đánh giá chất lƣợng không khí................................3
1.1.1. Trên thế giới.............................................................................................. 3
1.1.2. Ở Việt Nam............................................................................................... 8
1.2. Các phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng khơng khí......................................... 9
1.2.1. Phƣơng pháp áp dụng tại Hoa Kỳ, Hàn Quốc, Malaysia........................10
1.2.2. Phƣơng pháp đang áp dụng tại Astralia, thành phố Hồ Chí Minh..........11
1.2.3. Phƣơng pháp đang áp dụng tại Anh, Pháp, Canada................................11
1.3. Tổng quan về các phƣơng pháp tính chỉ số chất lƣợng khơng khí trên thế
giới và Việt Nam................................................................................................... 12
1.3.1. Phƣơng pháp tính chỉ số chất lƣợng khơng khí của một số nƣớc trên TG..12
1.3.2. Phƣơng pháp tính chỉ số chất lƣợng khơng khí ở Việt Nam...................20
1.4. Hiện trạng mơi trƣờng khơng khí tại Hà Nội và Đà Nẵng...........................26
1.4.1. Hiện trạng mơi trƣờng khơng khí tại Hà Nội..........................................26
1.4.2. Hiện trạng mơi trƣờng khơng khí tại Đà Nẵng.......................................28
1.5. Một số thơng tin về trạm quan trắc khơng khí tự động cố định....................30
1.5.1. Trạm Nguyễn Văn Cừ............................................................................. 30
1.5.2. Trạm Láng............................................................................................... 31
1.5.3. Trạm Đà Nẵng......................................................................................... 31
CHƢƠNG II. ĐỐI TƢỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁ P NGHIÊN CƢ́ U
................................................................................................................................. 33

2.1. Đối tƣợng nghiên cứu.................................................................................. 33


2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu.............................................................................33
2.1.2. Phạm vi nghiên cứu................................................................................. 33
2.2. Nội dung nghiên cứu.................................................................................... 33
2.3. Phƣơng phaṕ nghiên cƣ́ u............................................................................ 33
2.3.1. Thu thập và xử lý số liệu thứ cấp........................................................... 33
2.3.2. Phƣơng pháp đo đạc số liệu....................................................................34
Modul đo khí NO-NO2-NOx.............................................................................. 34
Modul đo khí SO2............................................................................................. 34
Modul đo khí PM-10......................................................................................... 35
2.3.3. Phƣơng pháp thu thập, phân tích tài liệu................................................35
2.3.4. Phƣơng pháp phân tích và xử lý số liệu..................................................35
CHƢƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN...............................37
3.1. Giới thiệu về phần mềm thống kê số liệu..................................................... 37
3.2. Kết quả đánh giá chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí thơng qua chỉ số AQI. 40
3.2.1. Chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí tại Hà Nội........................................40
3.2.2. Chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí tại Đà Nẵng......................................61
3.3. Đề xuất một số giải pháp hạn chế ô nhiễm môi trƣờng khơng khí...............68
3.3.1. Các nguồn gây ơ nhiễm khơng khí.......................................................... 68
3.3.2. Đề xuất một số giải pháp hạn chế ô nhiễm mơi trƣờng khơng khí..........69
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................. 75
A. Kết luận.............................................................................................................. 75
B. Kiến nghị............................................................................................................ 76
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................... 77


Danh mục các chữ viết tắt

Th t

Ch vit tt

Ngha ca các từ viết tắt

1.

AQI

Air Quality Index (Chỉ số chất lƣợng khơng khí)

2.

API

Air Pollution Index (chỉ số ơ nhiễm khơng khí)

3.

APCI

Air Pollulion Cost Index (chỉ số thiệt hại ơ nhiễm
khơng khí)

4.

BVMT

Bảo vệ mơi trƣờng

5.

CLKK

Chất lƣợng khơng khí

6.

CLMT

Chất lƣợng Mơi trƣờng

7.

EPA

Environmental Protection Agency

8.

PSI

Pollutant Standard Index (Chỉ số ô nhiễm)

9.

NCV

Nguyễn Văn Cừ

10.

PM

Particulate Matter

11.

QCVN

Quy chuẩn Việt Nam

12.

TAQI

Chỉ số chất lƣợng khơng khí tổng cộng

13.

TCCP

Tiêu chuẩn cho phép

14.

TCMT

Tổng cục môi trƣờng

15.

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

16.

TEQI

Chỉ số chất lƣợng môi trƣờng tổng cộng

17.

TN&MT

Tài nguyên và Môi trƣờng

18.

TSP

Total Suspended Particulate


DANH MỤC HÌNH VẼ
Trang
Hình 3.1. Phần mềm thống kê và tính tốn AQI......................................................37
Hình 3.2. Thống kê nồng độ trung bình ngày của chất ơ nhiễm..............................38

Hình 3.3. Phân loại chất ơ nhiễm từng ngày theo AQI............................................39
Hình 3.4. Thống kê số ngày theo AQI.....................................................................39
Hình 3.5. Biểu đồ nồng độ trung bình ngày của SO2 tại trạm NVC năm 2010 và 2011
................................................................................................................................. 40
Hình 3.6. Nồng độ SO2 trung bình theo ngày tại trạm NVC vào mùa đơng 2010....42
Hình 3.7. Nồng độ SO2 trung bình theo ngày tại trạm NVC vào mùa hè 2010.......42
Hình 3.8. Nồng độ SO2 trung bình theo ngày tại trạm NVC vào mùa đơng 2011...42
Hình 3.9. Nồng độ SO2 trung bình theo ngày tại trạm NVC vào mùa hè 2011.......42
Hình 3.10. Nồng độ trung bình ngày của SO2 tại trạm Láng năm 2009 và năm 2010. 44
Hình 3.11. Nồng độ trung bình ngày của SO2 tại trạm Láng năm 2011...................45
Hình 3.12. Nồng độ trung bình ngày của SO2 mùa đơng tại trạm Láng năm 2009 .47
Hình 3.13. Nồng độ trung bình ngày của SO2 mùa hè tại trạm Láng năm 2009.....47
Hình 3.14. Nồng độ trung bình ngày của SO2 mùa đơng tại trạm Láng năm 2010 .47
Hình 3.15. Nồng độ trung bình ngày của SO2 mùa hè tại trạm Láng năm 2010.....47
Hình 3.16. Nồng độ trung bình theo ngày của NO2 tại trạm NVC năm 2010 và 201149
Hình 3.17. Nồng độ trung bình ngày của NO2 vào mùa đơng tại trạm NVC năm
201051
Hình 3.18. Nồng độ trung bình ngày của NO2 vào mùa hè tại trạm NVC năm 2010. 51
Hình 3 19. Nồng độ trung bình ngày của NO2 vào mùa đơng tại trạm NVC năm 2011 .
51
Hình 3.20. Nồng độ trung bình ngày của NO2 vào mùa hè tại trạm NVC năm 2011.51
Hình 3.21. Nồng độ trung bình ngày của NO2 tại trạm Láng năm 2009, 2010 và 2011
................................................................................................................................. 52
Hình 3.22. Nồng độ trung bình ngày của NO2 vào mùa đơng tại trạm Láng năm 2010
................................................................................................................................. 54
Hình 3 23. Nồng độ trung bình ngày của NO2 vào mùa hè tại trạm Láng năm 201054
Hình 3.24. Nồng độ bụi PM10 trung bình ngày tại trạm NVC năm 2010 và 2011. .55
Hình 3.25. Nồng độ bụi PM10 trung bình ngày tại trạm Láng năm 2009, 2010 và 2011
................................................................................................................................. 58
Hình 3.26. Biểu đồ nồng độ trung bình ngày của SO2 tại trạm Đà Nẵng năm 2010,

2011 và 2012...........................................................................................................61


Hình 3.27. Nồng độ trung bình ngày của SO2 vào mùa đơng tại trạm Đà Nẵng năm
2010..63 Hình 3.28. Nồng độ trung bình ngày của SO2 vào mùa hè tại trạm Đà Nẵng
năm 2010.................................................................................................................63
Hình 3.29. Nồng độ trung bình theo ngày của NO2 tại trạm Đà Nẵng năm 2010,
2011 và 2012...........................................................................................................64
Hình 3.30. Nồng độ bụi trung bình theo ngày tại trạm Đà Nẵng năm 2010, 2011 và
2012........................................................................................................................ 65


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Trang
Bảng 1.1. Phân loại các nhóm chất lƣợng của AQI.................................................5
Bảng 1.2. Ảnh hƣởng của các mức API đối với sức khỏe.......................................7
Bảng 1.3. Ảnh hƣởng của API ven đƣờng đối với sức khỏe...................................7
Bảng 1.4. Giá trị giới hạn các thơng số cơ bản trong khơng khí xung quanh........9
Bảng 1.5. Các mức AQI tại Hoa Kỳ......................................................................13
Bảng 1.6. Các chỉ số trên và chỉ số dƣới dùng để tính AQI..................................14
Bảng 1.7. Tiêu chuẩn khơng khí của Hoa Kỳ........................................................15
Bảng 1.8. Các mức AQI đang đƣợc áp dụng tại Astralia......................................16
Bảng 1.9. Các thơng số và giá trị tiêu chuẩn dùng để tính AQI...........................17
Bảng 1.10. Tiêu chuẩn chất lƣợng khơng khí của Astralia....................................17
Bảng 1.11. Các mức AQI đang đƣợc áp dụng tại Anh...........................................18
Bảng 1.12. Tƣơng ứng giữa giá trị thông số và giá trị AQI..................................19
Bảng 1.13. Tiêu chuẩn chất lƣợng môi trƣờng không khí tại Vƣơng quốc Anh. 20
Bảng 1. 14. Bảng phân cấp CLKK theo TAQI ứng với n chẵn và n lẻ tại điểm j bất
kỳ24
Bảng 1.15. Bảng phân cấp CLKK theo TAQI ứng với n=2 và n=3 tại điểm j bất kỳ.24

Bảng 3.1. Phân loại theo chỉ số ô nhiễm trong phần mềm....................................38
Bảng 3 2. Thống kê về chất lƣợng khí SO2 tại trạm NVC theo năm 2010 và 2011 .41
Bảng 3.3. Thống kê về chất lƣợng khí SO2 theo mùa hè và mùa đông tại trạm
NVC trong năm 2010 và 2011...............................................................................43
Bảng 3.4. Thống kê về chất lƣợng khí SO2 tại trạm Láng theo năm 2009 và 2010 .46
Bảng 3.5. Thống kê về chất lƣợng khí SO2 theo mùa tại trạm Láng trong năm
2010 và 2011...........................................................................................................48
Bảng 3.6. Thống kê về chất lƣợng khí NO2 tại trạm NVC theo năm 2010 và 2011 49
Bảng 3.7. Thống kê về chất lƣợng khí NO2 tại trạm NVC theo mùa năm 2010 và 2011
50
Bảng 3.8. Thống kê về chất lƣợng khí NO2 tại trạm Láng theo năm 2009, 2010 và 2011.
53
Bảng 3.9. Thống kê về chất lƣợng khí NO2 tại trạm Láng theo mùa năm 2010 và 2011
54
Bảng 3.10. Thống kê về chất lƣợng bụi tại trạm NVC theo năm 2010 và 2011 . 56


Bảng 3.11. Thống kê về chất lƣợng khí bụi PM10 tại trạm NVC theo mùa hè và
mùa đông năm 2010 và 2011.................................................................................57
Bảng 3.12. Thống kê về chất lƣợng bụi PM10 tại trạm Láng theo năm 2009, 2010
và 2011....................................................................................................................58
Bảng 3.13. Thống kê về chất lƣợng khí SO2 tại trạm Đà Nẵng theo năm 2010,
2011 và 2012...........................................................................................................62
Bảng 3.14. Thống kê về chất lƣợng khí SO2 tại trạm Đà Nẵng theo mùa đơng và
mùa hè năm 2010....................................................................................................63
Bảng 3.15. Thống kê về chất lƣợng khí NO2 tại trạm Đà Nẵng theo năm 2010, 2011
và 2012....................................................................................................................65
Bảng 3.16. Thống kê về chất lƣợng bụi PM10 tại trạm Đà Nẵng theo năm 2010,
2011 và 2012...........................................................................................................66

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong xu thế hội nhập và phát triển chung của thế giới, Việt Nam cũng đang
từng bƣớc chuyển mình với những chính sách, định hƣớng phát triển cơng nghiệp
hóa hiện đại hóa đất nƣớc. Nhiều cải cách đƣợc đƣa ra, nhiều khu đô thị mới đƣợc
hình thành, các khu cơng nghiệp ngày càng đƣợc mở rộng và phát triển mạnh mẽ,
kinh tế nƣớc nhà dần thốt khỏi tình trạng khủng hoảng, đời sống ngƣời dân phần
nào đƣợc cải thiện hơn. Có thể nói đây là những thành tựu to lớn mà nƣớc ta đã đạt
đƣợc sau nhiều năm nỗ lực không ngừng. Song, bên cạnh sự phát triển nhanh chóng
đó là những vấn đề đáng lo ngại về mơi trƣờng. Một bài tốn nan giải đặt ra cho hầu
hết các đô thị phát triển ở nƣớc ta hiện nay đó là vấn đề về ô nhiễm môi trƣờng.
Hà Nội, Đà Nẵng là một trong những thành phố luôn đi đầu trong những cải
cách phát triển cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa. Nhiều cơ sở vật chất hạ tầng trong
thành phố nhƣ giao thông, nƣớc cấp, điện lực, thông tin liên lạc, đƣờng xá, nhà hát,
sân thi đấu thể thao, nhà ở, cơ quan, trƣờng học... liên tục đƣợc nâng cấp, cải tạo,
và xây mới nhằm đáp ứng yêu cầu của sự phát triển kinh tế và nhu cầu ngày một gia
tăng của ngƣời dân. Kéo theo đó là hàng loạt các loại hình dịch vụ phát triển mạnh
mẽ và mang lại nguồn lợi kinh tế lớn cho thành phố. Tuy nhiên, cũng không nằm
ngồi tình trạng chung của cả nƣớc, sự phát triển của các ngành công nghiệp, dịch
vụ đang là nguyên nhân làm cho môi trƣờng Thành phố ngày càng xuống cấp một
cách nghiêm trọng. Có thể ví Hà Nội, Đà Nẵng những thành phố lớn của đất nƣớc
hiện nay nhƣ một đại công trƣờng, hàng ngày thải ra môi trƣờng một lƣợng lớn bụi
bẩn, khí độc, rác thải và nƣớc thải, ... làm suy giảm chất lƣợng môi trƣờng đô thị,
đặc biệt là mơi trƣờng khơng khí đối với ngƣời dân sinh sống xung quanh.
Các hoạt động vì mơi trƣờng ngày càng đƣợc sự quan tâm đầu tƣ nhiều hơn
từ các cơ quan, tổ chức chính phủ và phi chính phủ. Trên Thế giới các trạm quan
trắc mơi trƣờng khơng khí tự động đƣợc lắp đặt từ rất lâu nhất đối ở những nƣớc
phát triển nhƣ Hoa Kỳ, Nhật, Đức... với mạng lƣới dày đặc nhằm xác định và đánh
giá đƣợc chính xác mức độ ơ nhiễm của từng khu vực. Trong khi đó, ở nƣớc ta hiện

nay mới chỉ có khoảng trên 18 trạm quan trắc khí tự động và liên tục do Tổng cục
Mơi trƣờng, Tổng cục Khí tƣợng Thủy văn và một số địa phƣơng quản lý nhƣng

1


những số liệu hàng năm thu thập đƣợc hiện chƣa đƣợc sử dụng nhiều cho mục đích
đánh giá đƣợc mức độ ảnh hƣởng của ơ nhiễm khơng khí đối với con ngƣời và
hệsinh thái. Vì vậy, cần có những nghiên cứu, đánh giá, phân tích một cách cụ thể,
chính xác hơn về hiện trạng môi trƣờng ô nhiễm thông qua số liệu tự các trạm quan
trắc tự động, liên tục từ đó có những đề xuất giải pháp phù hợp nhằm cải tạo môi
trƣờng bảo vệ sức khỏe ngƣời dân.
Xuất phát từ thực tiễn nói trên, đề tài “Đánh giá chất lượng khơng khí
thơng qua số liệu trạm quan trắc tự động ở Hà Nội, Đà Nẵng và đề xuất giải
pháp giảm thiểu” đã đƣợc lựa chọn và thực hiện.
2. Mục tiêu nghiên cứu
- Đánh giá chất lƣợng khơng khí thơng qua số liệu của trạm quan trắc khơng
khí tự động, liên tục.
- Đề xuất giải pháp hạn chế, giảm thiểu các tác động đến sức khỏe con ngƣời
và hệ sinh thái.
3. Nội dung nghiên cứu
- Ứng dụng phần mềm thống kê số liệu để tổng hợp, phân tích, đánh giá và
phân loại chỉ số chất lƣợng khơng khí của trạm quan trắc tự động, liên tục;
- Nghiên cứu và đánh giá hiện trạng môi trƣờng thông qua chỉ số chất lƣợng
khơng khí tại Hà Nội và Đà Nẵng;
- Nghiên cứu và đề xuất một số giải pháp hạn chế tác động của ơ nhiễm
khơng khí đến sức khỏe con ngƣời và hệ sinh thái.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
-Ý nghĩa khoa học: cung cấp phƣơng pháp thống kê, tính tốn chỉ số chất
lƣợng khơng khí nhằm để thực hiện việc đánh giá chất lƣợng khơng khí. Đồng thời

là cơ sở để tiến hành xây dựng chỉ số chất lƣợng khơng khí tại Việt Nam.
- Ý nghĩa thực tiễn: góp phần làm sáng tỏ hiện trạng chất lƣợng mơi trƣờng
khơng khí khu vực nội thành Hà Nội và Đà Nẵng đồng thời phục vụ cho các nhà
quản lý đƣa ra những định hƣớng, giải pháp hạn chế tác động của ơ nhiễm khơng
khí đến sức khỏe con ngƣời và hệ sinh thái.


CHƢƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Một số vấn đề về chỉ số đánh giá chất lƣợng khơng khí
1.1.1. Trên thế giới
Theo Cơ quan bảo vệ môi trƣờng Hoa Kỳ (EPA), chỉ số chất lƣợng khơng khí
(Air Quality Index - AQI), chỉ số ơ nhiễm khơng khí (Air Pollution Index - API), chỉ
số tiêu chuẩn ô nhiễm (Pollutant Standard Index - PSI), chỉ số thiệt hại ơ nhiễm
khơng khí (Air Pollulion Cost Index - APCI) là các chỉ số đƣợc các cơ quan của
chính phủ sử dụng để cho biết đặc điểm chất lƣợng khơng khí tại một vị trí nào đó.
Mục tiêu của việc đƣa ra các chỉ số nói trên nhằm: giúp cho ngƣời bình
thƣờng có thể đánh giá đƣợc mức độ nghiêm trọng của ô nhiễm không khí; giúp
đánh giá đƣợc khả năng hốn đổi giữa các chính sách kiểm sốt ơ nhiễm khơng khí
khác nhau hoặc đánh giá tính hiệu quả các thiết bị xử lý nhằm làm giảm thiểu tải
lƣợng ơ nhiễm.
 Ngun tắc tính các chỉ số chất lƣợng khơng khí
- Các chỉ số này đƣợc xác định dựa vào các thông số
+ O3 trung bình 1h và 8h
+ CO trung bình 1h và 8h
+ SO2 trung bình 1h và 24h
+ NO2 (NOx) trung bình 1h và 24h
+ TSP, PM-10, PM-2,5 trung bình 1h và 24h
+ Không dùng các thông số khác nhƣ: VOC, BTX, HC…
- Các chỉ số thƣờng đƣợc chia làm 2 loại: chỉ số theo giờ và chỉ số theo ngày
+ Chỉ số theo giờ: tính tốn dựa trên các giá trị trung bình 1 giờ của các chất

ơ nhiễm.
+ Chỉ số theo ngày: tính tốn dựa trên giá trị trung bình 24 giờ, giá trị trung
bình 8h cao nhất và giá trị trung bình 1h cao nhất. Giá trị tính toán cao nhất trong
các giá trị này đƣợc lấy làm chỉ số theo ngày.
+ Chỉ số đƣợc tính cho mỗi thông số, giá trị chỉ số tổng hợp là giá trị chỉ số
cao nhất trong các giá trị chỉ số của mỗi thông số.


1.1.1.1. Chỉ số chất lượng khơng khí (AQI)
Chỉ số chất lƣợng khơng khí (AQI) là chỉ số đại diện cho nồng độ của một
nhóm các chất ơ nhiễm khơng khí gồm: CO, NO 2, SO2,O3 và bụi nhằm cho biết tình
trạng chất lƣợng khơng khí trong mơi trƣờng sống của chúng ta, ảnh hƣởng đến sức
khoẻ ngƣời dân.
a) Mục đích của việc sử dụng chỉ số chất lƣợng khơng khí
- Đánh giá nhanh chất lƣợng khơng khí một cách tổng quát
- Có thể đƣợc sử dụng nhƣ một nguồn dữ liệu để xây dựng bản đồ phân
vùng chất lƣợng không khí
- Cung cấp thơng tin mơi trƣờng cho cộng đồng một cách đơn giản, dễ hiểu,
trực quan
- Nâng cao nhận thức về môi trƣờng.
b) Các nguyên tắc xây dựng chỉ số AQI
Các nguyên tắc xây dựng chỉ số AQI bao gồm:
- Bảo đảm tính phù hợp
- Bảo đảm tính chính xác
- Bảo đảm tính nhất quán
- Bảo đảm tính liên tục
- Bảo đảm tính sẵn có
- Bảo đảm tính có thể so sánh
c) Các yêu cầu đối với việc tính tốn chỉ số chất lƣợng khơng khí
- Chỉ số chất lƣợng khơng khí đƣợc tính tốn riêng cho số liệu của từng trạm

quan trắc khơng khí tự động cố định liên tục đối với mơi trƣờng khơng khí xung
quanh;
- AQI đƣợc tính tốn cho từng thơng số quan trắc. Mỗi thông số sẽ xác định
đƣợc một giá trị AQI cụ thể, giá trị AQI cuối cùng là giá trị lớn nhất trong các giá trị
AQI của mỗi thông số.


- Thang đo giá trị AQI đƣợc chia thành các khoảng nhất định. Khi giá trị
AQI nằm trong một khoảng nào đó, thì thơng điệp cảnh báo cho cộng đồng ứng với
khoảng giá trị đó sẽ đƣợc đƣa ra.
d) Quy trình tính tốn và sử dụng AQI trong đánh giá chất lƣợng mơi trƣờng
khơng khí xung quanh
- Thu thập, tập hợp số liệu quan trắc từ trạm quan trắc môi trƣờng khơng khí
tự động cố định liên tục (số liệu đã qua xử lý)
- Tính tốn các chỉ số chất lƣợng khơng khí đối với từng thơng số theo cơng
thức.
- Tính tốn chỉ số chất lƣợng khơng khí theo giờ/theo ngày.
- So sánh chỉ số chất lƣợng khơng khí với bảng xác định mức cảnh báo ô
nhiễm môi trƣờng không khí và mức độ ảnh hƣởng tới sức khỏe con ngƣời.
Theo EPA tính tốn AQI cho 5 chất ơ nhiễm chính : SO2, NOx, CO, O3, TSP
- Dùng để theo dõi chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí hàng ngày.
- Thể hiện mức độ ơ nhiễm khơng khí và ảnh hƣởng đến sức khỏe (khi hít
thở ơ nhiễm khơng khí trong vài giờ, vài ngày). Từ đó cung cấp thơng tin để đối phó
với tình trạng đó.
- Chỉ số AQI càng cao mức ô nhiễm càng lớn.
Bảng 1.1. Phân loại các nhóm chất lượng của AQI
Giá trị AQI

Ảnh hƣởng đến sức khỏe

Màu sắc

0 – 50

Tốt

Xanh lá cây

50 – 100

Ơn hịa

Vàng

101 – 150

Khơng tốt đối với nhóm nhạy cảm

Cam

150 – 200

Khơng tốt cho sức khỏe

Đỏ

201 – 300

Có ảnh hƣởng xấu

Tím

301 – 500

Độc hại

Nâu
Nguồn: [6]

e) Cấu trúc của chỉ số chất lƣợng không khí AQI
- Chỉ số các chất ơ nhiễm vùng đơ thị : gồm có các thơng số SO2, NOx, CO,
O3, TSP


- Chỉ số chất lƣợng khơng khí vùng ven đơ
- Chỉ số thải công nghiệp
1.1.1.2. Chỉ số thiệt hại do ô nhiễm không khí (APCI)
- Mô tả thiệt hại về kinh tế do ơ nhiễm khơng khí.
- Chỉ số chia thiệt hại kinh tế thành nhiều loại, mỗi loại tƣơng ứng với một
loại tác động khác nhau của ô nhiễm khơng khí.
- Tổng chi phí của một dạng thiệt hại đƣợc tính = Số thiệt hại/ 1 đơn vị bị tác
động x Số tiền bị mất đi khi một đơn vị bị thiệt hại.
- Tổng chi phí thiệt hại do ô nhiễm không khí đƣợc tính:
TC = ΣCi.Qi.Fi
TC : Tổng chi phí thiệt hại do ơ nhiễm khơng khí.
Ci : Chi phí trên một đơn vị của một dạng thiệt hại i
Qi : Số đơn vị bị tác động ở dạng thiệt hại i.
Fi : Mô tả sự thay đổi đối với đơn vị thiệt hại của từng dạng ứng với các mức
ơ nhiễm khơng khí.
1.1.1.3. Chỉ số ơ nhiễm khơng khí (API)

- Cung cấp những cảnh báo đến cộng đồng trƣớc tình trạng ơ nhiễm (xấu)
đang xuất hiện.
- Giúp cộng đồng và những ngƣời nhạy cảm có những đề phịng cần thiết.
- Tính tốn API :
- Dựa vào việc so sánh nồng độ của những chất ơ nhiễm chính và tác động
của chúng đến sức khỏe.
- Những chất ô nhiễm chính : SO2, NOx, CO, O3, TSP
- API của chất nào cao nhất sẽ đƣợc chọn làm API của giờ đó.


Bảng 1.2. Ảnh hưởng của các mức API đối với sức khỏe
Thể hiện chất
Mức ơ nhiễm
lƣợng khơng khí
khơng khí
Chất lƣợng khơng
khí cực kỳ xấu
cho cả tiếp xúc ở
thời gian ngắn và
dài

Nguy hiểm

Chất lƣợng khơng
khí xấu cho cả
tiếp xúc ở thời
gian ngắn và dài

Rất cao

Chất lƣợng khơng
khí cực xấu cho
tiếp xúc ở thời
gian dài

Cao

Chất lƣợng khơng
khí nằm trong
giới hạn cho phép
cho mọi chất ơ
nhiễm
Chất lƣợng khơng
khí tốt

API

Ảnh hƣởng sức khỏe

Những ngƣời bị bệnh tim và phổi
sẽ có những triệu chứng trầm
trọng thêm và có sự lan truyền
201 – 500
những triệu chứng này trong
cộng đồng. Các triệu chúng: cay
mắt, hắt xì, ho, viêm họng
Vài ngƣời có thể cảm thấy
những ảnh hƣởng tức thời đến
100 – 200 sức khỏe, tiếp xúc thời gian dài
sẽ gây ảnh hƣởng do vậy cần

cẩn thận khi tiếp xúc trong thời
gian dài
Vài ngƣời có thể cảm thấy
những ảnh hƣởng tức thời đến
51 – 99
sức khỏe, tiếp xúc thời gian dài
sẽ gây ảnh hƣởng

Vừa phải

26 – 50

Khơng có vấn đề gì cho phần
lớn cộng đồng

Thấp

0 – 25

Khơng có ảnh hƣởng gì
Nguồn: [6]

Ngồi ra cịn sử dụng chỉ số API ven đƣờng để cung cấp thông tin về mức độ ô
nhiễm gần nguồn thải của các phƣơng tiện giao thông của những thành phố đông đúc.
Bảng 1.3. Ảnh hưởng của API ven đường đối với sức khỏe
Mức ơ nhiễm
khơng khí

API

Lời khuyên với cộng đồng
API thƣờng

API ven đƣờng

Nguy hiểm

Cộng đồng nên tranh toếp
Cộng đồng nên tránh xúc thời gian dài ở những
201 – 500 những hoạt động khu vực đó. Nếu cần thiết
ngồi trời
phải ra ngồi thì cần giảm
thiểu tiếp xúc tối đa

Rất cao

100 – 200 Những ngƣời bị bệnh Những ngƣời bị bệnh về tim
về tim và phổi nên
và phổi nên tránh tiếp xúc


giảm thiểu những với thời gian dài ở những
họat động ngồi trời khu vực đó. Nếu cần thiết
và sự tiếp xúc
phải ra ngồi thì cần giảm
thiểu tiếp xúc tối đa
Cao

51 – 99

Khơng có u cầu gì, nhƣng có thể có tác hại nếu tiếp
xúc thời gian dài

Vừa phải

26 – 50

Không có u cầu gì

Thấp

0 – 25

Khơng có u cầu gì
Nguồn:[6]

1.1.1.4. Chỉ số tiêu chuẩn chất gây ơ nhiễm khơng khí (PSI)
Chỉ số này đƣợc Cơ quan bảo vệ môi trƣờng Hoa Kỳ (EPA) đƣa ra để thể
hiện sự cảnh báo chất lƣợng khơng khí đối với cộng đồng.
Giá trị PSI xuất phát từ việc đo lƣờng nồng độ các chất ô nhiễm và đƣợc báo
cáo hàng ngày ở tất cả các vùng đô thị ở Mỹ với số dân trên 200 000 ngƣời.
PSI có giá trị từ 0 đến 500 và mơ tả kèm theo các từ “có hại cho sức khỏe”,
….thƣờng đƣợc phát ở tivi, radio, báo của địa phƣơng.
PSI cũng đƣợc tính tốn từ nồng độ các chất ô nhiễm SO2, NO2, CO, O3 , PM10
PSI tổng hợp thông tin nồng độ của các tác nhân gây ô nhiễm thơng qua
mạng lƣới giám sát liên hồn, sau đó cung cấp chỉ số chất lƣơng khơng khí vùng đơ thị.
Ƣớc tính PSI dựa vào số chất ơ nhiễm đƣợc giám sát cũng nhƣ số trạm giám
sát thu thập đƣợc dữ liệu.
1.1.2. Ở Việt Nam
Sở Tài nguyên và Môi trƣờng thành phố Hồ Chí Minh đƣa AQI áp dụng vào

thực tế và đã có mạng lƣới các trạm quan trắc khơng khí tự động. Cách tính AQI do
sở Tài ngun và Mơi trƣờng thành phố Hồ Chí Minh đƣa ra nhƣ sau:
Trƣớc hết tại mỗi trạm, AQI sẽ đƣợc tính cho từng chất theo 2 loại là AQI
theo giờ và AQI theo ngày.
- Cơng thức tính AQI theo giờ của chất i tại trạm j:
Ch
AQI hi  i *100
Sih

Với

Chi : nồng độ trung bình theo giờ của chất i.


S hi : tiêu chuẩn môi trƣờng cho phép theo giờ của chất i.
- Cơng thức tính AQI theo ngày của chất i tại trạm j:
Cd
AQI di  i *100
Sid

Với

Cdi : nồng độ trung bình theo ngaỳ của chất i.

Si d : tiêu chuẩn môi trƣờng cho phép theo ngày của chất i.
Các giá trị S h và S d đƣợc lấy từ quy chuẩn môi trƣờng Việt Nam đối với
i
i
các thơng số cơ bản trong khơng khí xung quanh (QCVN 05:2009).
Bảng 1.4. Giá trị giới hạn các thông số cơ bản trong khơng khí xung quanh

Đơn vị: Microgam trên mét khối (μg/m3)
Trung
Trung
Trung
bình 3 giờ bình 24 giờ bình năm
125
50

TT

Thơng số

1

SO2

Trung
bình 1 giờ
350

2

CO

30000

10000

5000

-

3

NOx

200

-

100

40

4

O3

180

120

80

-

5

Bụi lơ lửng (TSP)

300

-

200

140

6

Bụi ≤ 10 μm
(PM10)

-

-

150

50

7

Pb

-

-

1,5

0,5

Ghi chú: Dấu (-) là không quy định
1.2. Các phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng khơng khí
Các cơng trình nghiên cứu khoa học về ơ nhiễm mơi trƣờng khơng khí đã chỉ
ra rằng ơ nhiễm khơng khí khơng những gây tác hại xấu đối với sức khỏe con ngƣời
và động thực vật trên trái đất mà còn gây ra nhiều ảnh hƣởng khác đối với môi
trƣờng tự nhiên và nhân tạo, chẳng hạn nhƣ biến đổi khí hậu, mƣa axit, thủng tầng
ozon, gây tác hại đối với cơng trình văn hóa, vật liệu xây dựng... Do đó việc nghiên
cứu kiểm sốt và tìm cách giảm thiểu ơ nhiễm khơng khí là một công việc lâu dài và
phức tạp.


Để kiểm sốt ơ nhiễm mơi trƣờng khơng khí một cách có hiệu quả địi hỏi
phải có một hệ thống quan trắc môi trƣờng đầy đủ, thƣờng xuyên và đồng bộ. Do
các đối tƣợng chịu ảnh hƣởng của ô nhiễm khơng khí rất đa dạng nên các lĩnh vực
nghiên cứu cũng rất khác nhau đòi hỏi phải sử dụng các phƣơng pháp nghiên cứu
khác nhau để nghiên cứu.
Phƣơng pháp tính tốn chỉ số AQI có thể chia làm 3 phƣơng pháp chính:
- Phƣơng pháp áp dụng ở các nƣớc nhƣ Hoa Kỳ, Hong Kong, Hàn Quốc,
Thái Lan, Đài Loan, Malaysia, Nhật Bản, Bồ Đào Nha, Ấn Độ...
- Phƣơng pháp áp dụng tại Astralia, Thành phồ Hồ Chí Minh
- Phƣơng pháp áp dụng tại Anh, Pháp, Canada
1.2.1.

Phương pháp áp dụng tại Hoa Kỳ, Hàn Quốc, Malaysia

Phƣơng pháp tính tốn chỉ số chất lƣợng khơng khí AQI theo cơng thức:
IHi  I L0

I 
p

BPHi



BPL0

C  BP  I
p

L0

L0

Trong đó:
Ip: Chỉ số chất lƣợng mơi trƣờng mơi trƣờng khơng khí của chất ơ nhiễm
p Cp: Nồng độ của chất ô nhiễm p
BPHi: Chỉ số trên của Cp
BPH0: Chỉ số dƣới của
Cp
IHi: Chỉ số AQI ứng với nồng độ BPHi
IL0: Chỉ số AQI ứng với nồng độ BPL0
Đối với mỗi quốc gia thì có các tham số khác nhau trong công thức trên. Các
tham số đó đƣợc xây dựng dựa trên tiêu chuẩn chất lƣợng khơng khí xung quanh và
các nghiên cứu về ảnh hƣởng của chất ô nhiễm đến sức khỏe.
Ƣu điểm: Do bảng các chỉ số trên và chỉ số dƣới dùng để tính tốn AQI đƣợc
xác định dựa vào Tiêu chuẩn mơi trƣờng khơng khí quốc gia và các nghiên cứu về

ảnh hƣởng của sức khỏe do ô nhiễm môi trƣờng khơng khí nên các mức AQI ứng
với từng loại tác động đến sức khỏe phù hợp với thực tế nhất.


Nhƣợc điểm: Cơng thức tính tốn khá phức tạp và việc xây dựng các bảng
chỉ số trên và chỉ số dƣới khó khăn.
1.2.2. Phương pháp đang áp dụng tại Astralia, thành phố Hồ Chí Minh
Cơng thức tính tốn AQI phụ nhƣ sau:
AQI

 100 
Phu

Cp

Qp

Trong đó
AQIphu: Chỉ số chất lƣợng khơng khí phụ
Cp: Nồng độ của thơng số
Qp: Giá trị tiêu chuẩn của thơng số
Ƣu điểm: cơng thức tính tốn đơn giản, chỉ cần sử dụng Tiêu chuẩn khơng
khí quốc gia là có thể xác định đƣợc giá trị AQI
Nhƣợc điểm: Các khoảng phân hạng giá trị AQI ứng với các ảnh hƣởng khác
nhau đến sức khỏe không đƣợc phù hợp nhƣ phƣơng pháp 1.
1.2.3. Phương pháp đang áp dụng tại Anh, Pháp, Canada
Để xác định giá trị của chỉ số AQI này ta khơng cần một cơng thức tốn học
liên hệ giữa giá trị thông số ô nhiễm và giá trị AQI, ta chỉ cần có 1 bảng so sánh,
khi giá trị thơng số nằm trong một khoảng nào đó thì ta có chỉ số AQI tƣơng ứng.
Ƣu điểm: Đơn giản, dễ xác định

Nhƣợc điểm: Chỉ phân hạng đƣợc các mức AQI mà không thể so sánh hai
giá trị AQI ở cùng một hạng.
Bên cạnh đó một số phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng môi trƣờng tổng hợp
đã và đang sử dụng ở nƣớc ngoài cũng tồn tại những hạn chế sau:
- Phƣơng pháp chỉ số tổng cộng P (Liên Xô cũ) [13] cũng nhƣ chỉ số ô nhiễm
chuẩn PSI (Mỹ) đƣợc ứng dụng để đánh giá chất lƣợng môi trƣờng khơng khí đều
chƣa tính đến trọng số Wi (mức độ độc hại) của từng chất khảo sát. Ngoài ra, trong
phƣơng pháp chỉ số tổng cộng P (Liên Xô cũ) lại quy định quá nghiêm ngặt P≤1.
Trên thực tế, có thể xảy ra một chất nào đó vƣợt TCCP, nhƣng chƣa đến mức gây ô
nhiễm nghiêm trọng ảnh hƣởng đến chất lƣợng mơi trƣờng tổng thể nói chung và


tới sức khỏe cộng đồng nói riêng; đặc biệt phƣơng pháp P chƣa phân hạng đánh giá
chi tiết mức độ ô nhiễm. Việc phân hạng đánh giá theo mức độ ô nhiễm của PSI
không xuất phát từ công thức lý thuyết, không phụ thuộc vào số các thông số khảo
sát và tự quy định nên cịn mang tính chủ quan, vả lại phƣơng pháp này chủ yếu
dùng để đánh giá chất lƣợng khơng khí từ chuỗi số liệu tự động liên tục (các trạm
quan trắc tự động cố định).
- Phƣơng pháp chỉ số chất lƣợng khơng khí (AQI) do Tổng cục Môi trƣờng
mới ban hành ngày 01/07/2011 (Quyết định 878/QĐ-TCMT) lại quy định sử dụng
AQI để đánh giá chất lƣợng khơng khí cho các trạm tự động [12]. Xét điều kiện
thực tế ở các tỉnh thành nói chung và Hà Nội nói riêng, hiện tại và trong tƣơng lai
đến năm 2020, loại hình quan trắc định kỳ theo thiết bị thông dụng và thụ động vẫn
là chủ yếu, chƣa thể thay thế ngay bằng tất cả các trạm quan trắc tự động liên tục.
- Phƣơng pháp của Canađa có ƣu điểm là số thông số khảo sát n không hạn
định, phƣơng pháp tính tốn đơn giản, nhƣng khơng chỉ rõ trọng số Wi gắn cho từng
thông số i và thang phân loại tự quy định không xuất phát từ công thức lý thuyết.
1.3. Tổng quan về các phƣơng pháp tính chỉ số chất lƣợng khơng khí trên thế
giới và Việt Nam
1.3.1. Phương pháp tính chỉ số chất lượng khơng khí của một số nước trên TG

1.3.1.1. Hoa Kỳ
Hoa kỳ là quốc gia có mạng lƣới quan trắc mơi trƣờng nói chung, mạng lƣới
quan trắc khơng khí nói riêng rất hồn chỉnh và đồng bộ. Đây là cơ sở để xây dựng
các loại chỉ số, chỉ thị và đƣa ra các cảnh báo kịp thời về hiện trạng và diễn biến của
các thành phần mơi trƣờng. Chất lƣợng khơng khí của Hoa Kỳ đã đƣợc công bố
theo thời gian thực trên hầu khắp lãnh thổ. AQI đƣợc tính tốn từ các thơng số CO,
O3, NO2, SO2, PM-10, PM-2,5 và có thang đo từ 0 – 500. Cụ thể các mức AQI và ý
nghĩa của các mức đƣợc cho trong bảng sau:


Bảng 1.5. Các mức AQI tại Hoa Kỳ
Khoảng giá trị AQI

Cảnh báo cho cộng đồng về chất lƣợng môi trƣờng

0 - 50

Tốt

51 - 100

Trung bình

101 - 150

Ảnh hƣởng xấu đến nhóm nhạy cảm

151 - 200

Ảnh hƣởng xấu đến sức khỏe

201 - 300

Ảnh hƣởng rất xấu đến sức khỏe

301 - 500

Nguy hiểm
Nguồn: />
Cơng thức tính tốn chỉ số chất lƣợng khơng khí từng thơng số (AQI phụ) của
Hoa Kỳ nhƣ sau:
Ip 

IHi  I L0

BPHi

C 

 I

BP


BPL0

p

L0

L0

Trong đó:
Ip: Chỉ số chất lƣợng mơi trƣờng mơi trƣờng khơng khí của chất ơ nhiễm
p Cp: Nồng độ của chất ô nhiễm p
BPHi: Chỉ số trên của Cp
BPH0: Chỉ số dƣới của
Cp
IHi: Chỉ số AQI ứng với nồng độ BPHi
IL0: Chỉ số AQI ứng với nồng độ BPL0


Bảng 1.6. Các chỉ số trên và chỉ số dưới dùng để tính AQI
Các mức trên và dƣới
O3(ppm)
8h

O3(ppm)
1h

PM1
μg/m3

PM2.5
(μg/m3)

24h

0,000-0,059

-

0,060-0,075

AQI

Ý nghĩa

NO2
(ppm)
24h

24h

CO
(ppm)
8h

SO2(ppm)
24h

0-54

0,0-15,4

0,0-4,4

0,000-0,034

0-50

Tốt

-

55-154

15,5-40,4

4,5-9,4

0,035-0,144

51-100

Trung bình

0,076-0,095

0,125-0,164

155-254

40,5-65,4

9,5-12,4

0,145-0,224

101-150

Ảnh hƣởng đến
nhóm nhạy cảm

0,096-0,115

0,165-0,204

255-354

65,5-150,4

12,5-15,4

0,225-0,304

151-200

Tác động xấu
đên sức khỏe

0,205-0,404

355-424

150,5-250,4

15,5-30,4

0,305-0,604

0,65-1,24

201-300

Tác động rất xấu
đến sức khỏe

0,405-0,504

425-504

250,5-350,4

30,5-40,4

0,605-0,804

1,25-1,64

301-400

Nguy hiểm

0,505-0,604

505-604

350,5-500,4

40,5-50,4

0,805-1,004

1,65-2,04

401-500

Rất nguy hiểm

0,116-0,374
(0,155-0,404)4

Nguồn:[13]

14


Để xây dựng đƣợc bảng các giá trị chỉ số trên và dƣới nhƣ trên phải căn cứ
vào tiêu chuẩn quốc gia về giới hạn nồng độ các chất ô nhiễm trong mơi trƣờng
khơng khí. Bảng dƣới trình bày tiêu chuẩn về khơng khí xung quanh của Hoa Kỳ.
Bảng 1.7. Tiêu chuẩn khơng khí của Hoa Kỳ
Chất ơ nhiễm

Loại tiêu chuẩn

Tiêu chuẩn a

CO

Trung bình 8 giờ b

9 ppm (10 mg/m3)

Trung bình 1 giờ b

35 ppm (40 mg/m3)

Pb

Trung bình qúy

1,5 µg/m3

NO2

Trung bình năm

0,053 ppm (100 µg/m3)

Trung bình một giờ cao nhất c

0,12 ppm (235 µg/m3)

4 lần trung bình 8 giờ cao nhất
trong ngày d

0,08 ppm (157 µg/m3)

Trung bình năm

50 µg/m3

Trung bình 24 giờ e

150 µg/m3

Trung bình năm f

15 µg/m3

Trung bình 24 giờ g

65 µg/m3

Trung bình năm

0,03 ppm (80 µg/m3)

Trung bình 24 giờb

0,14 ppm (365 µg/m3)
Nguồn:[13]

O3

PM-10
PM-2,5

SO2

Chú ý:
a: Giá trị trong ngoặc là giá trị tƣơng đƣơng
b: Không vƣợt quá một lần trong năm
c: Không vƣợt quá 4 lần trong 3 năm
d: Không vƣợt quá 3 lần trong 3 năm
e: Sử dụng từ bách phần 98 trở
xuống

15


1.3.1.2. Australia
Chất lƣợng khơng khí tại Australia đƣợc cơng bố thơng qua chỉ số chất lƣợng
khơng khí. Chỉ số này càng thấp tƣơng ứng với chất lƣợng khơng khí càng tốt. Các
mức AQI đƣợc cho trong bảng sau:
Bảng 1.8. Các mức AQI đang được áp dụng tại Astralia
Ý nghĩa về chất lƣợng khơng khí

AQI

Rất tốt

0–33

Tốt

34–66

Trung bình

67–99

Kém

100–149

Rất kém

Lớn hơn 150
Nguồn: [24]
Chỉ số chất lƣợng khơng khí đƣợc tính tốn cho mỗi thông số thông qua công
thức sau:
AQI

 100 
Phu

Cp

Qp

AQIphu: Chỉ số chất lƣợng khơng khí phụ
Cp: Nồng độ của thơng số
Qp: Giá trị tiêu chuẩn của thông số
Giá trị chỉ số chất lƣợng khơng khí bằng 100 tƣơng ứng với nồng độ thông
số bằng với giá trị tiêu chuẩn của thông số đó. Các thơng số và tiêu chuẩn tƣơng ứng
đƣợc lựa chọn và lấy ra từ bảng Quy định tiêu chuẩn chất lƣợng khơng khí xung
quanh của Astralia. Các thơng số dùng để tính AQI bao gồm: