Giáo trình Đánh giá mức độ ô nhiễm không khí vùng đô thị và khu công nghiệp tỉnh Lào Cai theo chỉ số chất lượng không khí (AQI)

Nội dung text: Giáo trình Đánh giá mức độ ô nhiễm không khí vùng đô thị và khu công nghiệp tỉnh Lào Cai theo chỉ số chất lượng không khí (AQI)

1. T¹p chÝ KHKT Má - §Þa chÊt, sè 51, 7/2015, tr.39-44 ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ VÙNG ĐÔ THỊ VÀ KHU CÔNG NGHIỆP TỈNH LÀO CAI THEO CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ (AQI) NGUYỄN VĂN DŨNG, VŨ THỊ LAN ANH Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Tóm tắt: Bài báo cho thấy tầm quan trọng của việc xác định chất lượng môi trường không khí trên địa bàn tỉnh Lào Cai nói chung và các vùng đô thị, công nghiệp nói riêng. Bài báo đã áp dụng phương pháp Chỉ số chất lượng không khí (AQI) để đánh giá chất lượng môi trường không khí tỉnh Lào Cai dựa theo số liệu quan trắc của Sở TN và MT tỉnh trong giai đoạn từ năm 2007 đến năm 2014, kết hợp với kết quả quan trắc và phân tích môi trường tại khu công nghiệp Tằng Loỏng trong các năm 2012, 2013, 2014 được thực hiện bởi Trường Đại học Mỏ - Địa chất [8]. Kết quả nghiên cứu đã cho thấy diễn biến và hiện trạng chất lượng không khí trong nhiều năm ở các vùng đô thị và khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh Lào Cai. Kết quả đánh giá ô nhiễm không khí dựa theo AQI đã cung cấp thông tin môi trường một cách dễ hiểu, trực quan nhằm nâng cao nhận thức của các cơ quan quản lý và cộng đồng về bảo vệ môi trường nói chung, môi trường không khí nói riêng. 1. Mở đầu Trên cơ sở này, tác giả ứng dụng chỉ số để Kiểm soát ô nhiễm môi trường là một đánh giá về chất lượng không khí các khu đô thị nhiệm vụ hết sức quan trọng trong công tác và công nghiệp tỉnh Lào Cai. Ứng dụng này dựa quản lý môi trường quốc gia, cũng như ở mỗi trên cách tiếp cận hiện nay của Tổng Cục môi địa phương nhằm theo dõi tình hình, mức độ, trường và thực tế một số địa phương ở nước ta. nguyên nhân ô nhiễm môi trường và đề xuất các AQI được xây dựng trên cơ sở hàm nội suy giải pháp ngăn ngừa, giảm thiểu ô nhiễm, cải tuyến tính nên phản ánh được sự tác động có thiện chất lượng môi trường và đảm bảo phát trọng số của nồng độ các chất ô nhiễm đến AQI. triển bền vững. AQI thu được trong nghiên cứu này có thể áp Trên thế giới, ở các quốc gia phát triển dụng cho công tác quản lý môi trường không thường kiểm soát ô nhiễm không khí bằng mô khí ở các địa phương khác của nước ta. hình đánh giá chất lượng không khí theo các 2. Khái niệm và phương pháp nghiên cứu Chỉ số chất lượng môi trường không khí (AQI) 2.1. Một số khái niệm, thuật ngữ [1;2;9]. 1. Chỉ số chất lượng không khí (viết tắt là Trong những năm qua, trên cơ sở chỉ số AQI) là chỉ số được tính toán từ các thông số môi trường không khí ở một số nước và so sánh quan trắc các chất ô nhiễm trong không khí, với thực tiễn ở Việt Nam, việc nghiên cứu và nhằm cho biết tình trạng chất lượng không khí ứng dụng mô hình này vào nước ta cũng đạt và mức độ ảnh hưởng đến sức khỏe con người, được những thành tựu đáng kể. Trong năm được biểu diễn qua một thang điểm. Chỉ số chất 2011, Tổng Cục môi trường đã ban hành Quyết lượng không khí được áp dụng cho 02 loại: định số 878/QĐ-TCMT về việc ban hành sổ tay - Chỉ số chất lượng không khí theo ngày; hướng dẫn tính toán chỉ số chất lượng không - Chỉ số chất lượng không khí theo giờ. khí (AQI) ở Việt Nam [1;2;3]. 2. AQI thông số là giá trị tính toán AQI cho từng thông số quan trắc. 39
2. 3. AQI theo ngày (AQId) là giá trị tính toán QCx: Giá trị quy chuẩn trung bình cho AQI áp dụng cho một ngày. một giờ của thông số X; 4. AQI tính theo trung bình 24 giờ : Giá trị AQI theo giờ của thông (AQI24h) là giá trị tính toán AQI sử dụng số số X (được làm tròn thành số nguyên). liệu quan trắc trung bình 24 giờ. - Giá trị AQI theo giờ 5. AQI theo giờ (AQIh) là giá trị tính toán Sau khi đã có giá trị theo giờ của AQI áp dụng cho một giờ. mỗi thông số, chọn giá trị AQI lớn nhất của các 6. Trạm quan trắc không khí tự động cố thông số trong cùng một thời gian (01) giờ để định liên tục là trạm quan trắc cố định có khả lấy làm giá trị AQI theo giờ. năng đo tự động liên tục các thông số về chất h h lượng không khí. AQI max( AQI x ) . (2) 7. Quy chuẩn: Quy chuẩn sử dụng để tính Trong 01 ngày, mỗi thông số có 24 giá trị toán AQI là các mức quy định trong Quy chuẩn trung bình 01 giờ. Vì vậy, đối với mỗi thông số h kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí xung sẽ tính toán được 24 giá trị AQI x giờ, tương quanh hiện hành của Việt Nam (QCVN ứng sẽ tính được 24 giá trị AQI theo giờ để 05:2013/BTNMT). đánh giá chất lượng môi trường không khí xung 2.2. Mục đích của việc sử dụng chỉ số chất quanh và mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe con lượng không khí người theo giờ. - Đánh giá nhanh chất lượng không khí một b. Tính toán giá trị AQI theo ngày cách tổng quát; - Giá trị AQI theo ngày của từng thông số - Có thể được sử dụng như một nguồn dữ Đầu tiên, người ta tính giá trị trung gian liệu để xây dựng bản đồ phân vùng chất lượng AQI trung bình 24 giờ của từng thông số theo không khí; công thức sau đây: - Cung cấp thông tin môi trường cho cộng TS AQI 24h x .100. (3) đồng một cách đơn giản, dễ hiểu, trực quan; x QCx - Nâng cao nhận thức về môi trường. trong đó: TSx: giá trị quan trắc trung bình 24 2.3. Phương pháp nghiên cứu giờ của thông số X; 2.3.1. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu QCx: giá trị quy chuẩn trung bình 24 Phương pháp này được sử dụng để thu thập giờ của thông số X; thông tin, số liệu từ các nguồn tài liệu liên quan. AQI 24h : giá trị AQI tính bằng giá trị Các nguồn tài liệu chính thức bao gồm các báo x trung bình 24 giờ của thông số X (được làm cáo chuyên ngành ở các cấp, các ngành từ tròn thành số nguyên). Trung ương đến địa phương; kết quả các công Giá trị AQI theo ngày của từng thông số trình nghiên cứu trong nước; các tài liệu, kỷ yếu được xác định là giá trị lớn nhất trong số các giá khoa học. trị AQI theo giờ của thông số đó trong 01 ngày 2.3.2. Phương pháp tính toán chỉ số chất lượng và giá trị AQI trung bình 24 giờ của thông số không khí AQI [2;9] đó. a. Tính toán giá trị AQI theo giờ AQI d max( AQI 24h , AQI h ) . (4) - Giá trị AQI theo giờ của từng thông số x x x d h trong đó: AQI x là giá trị AQI theo ngày của ( AQI x ) Giá trị AQI theo giờ của từng thông số thông số X. được tính toán theo công thức sau đây: - Giá trị AQI theo ngày Sau khi tính toán được các giá trị AQI theo h TSx AQI x .100 (1) ngày của mỗi thông số, chọn giá trị AQI lớn QCx nhất làm giá trị AQI theo ngày của trạm quan trong đó: TSx: Giá trị quan trắc trung bình 1 giờ trắc. d d của thông số X; AQI max( AQI x ) . (5) 40
3. 3. Kết quả và thảo luận 3.1. Đánh giá chất lượng môi trường không Dựa vào kết quả thu thập và phân tích về khí ở các đô thị giai đoạn 2007 - 2014 chất lượng môi trường không khí từ năm 2007 – Theo kết quả thu thập về chất lượng môi 2014, áp dụng các công thức (1), (2), (3), (4), trường không khí giai đoạn 2007 – 2014 của (5) đánh giá diễn biến và hiện trạng chất lượng tỉnh Lào Cai (Thành phố Lào Cai, Thị xã Cam môi trường không khí tỉnh Lào Cai. Đường, các trị trấn trung tâm huyện) được trình bày trong bảng 1 [4;5;6;7;8]. Bảng 1. Chất lượng không khí ở các khu đô thị tỉnh Lào Cai giai đoạn 2007-2014 Đơn vị tính: mg/m3 Giá trị thống kê trung bình năm QCVN Số mẫu 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 05:2013/ BTNMT Thông số 60 60 60 50 25 50 35 53 Bụi 0,68 0,68 0,71 0,76 0,38 0,27 0,19 0,28 0,3 NO2 0,011 0,016 0,021 0,036 0,128 0,066 0,049 0,067 0,2 SO2 0,019 0,009 0,018 0,027 0,097 0,077 0,067 0,072 0,35 CO 5,215 4,814 5,552 6,006 3,767 3,285 3,740 3,53 30 Từ bảng 1 cho thấy, chất lượng không khí trạng chất lượng không khí được cải thiện đáng tại các đô thị, thành phố, thị xã, thị trấn đông kể giai đoạn từ 2012 đến 2014. dân cư của tỉnh Lào Cai chủ yếu ô nhiễm do bụi Tổng hợp các kết quả đánh giá về chất lơ lửng với mức vượt tiêu chuẩn cho phép từ lượng không khí trên địa bàn tỉnh Lào Cai theo 1,27 lần (năm 2011) đến 2,53 lần (2010). Tình Chỉ số chất lượng không khí (AQI) trình bày ở bảng 2 dưới đây [4;5;6;7;8]. Bảng 2. Tổng hợp về chỉ số AQI trung bình ở đô thị giai đoạn 2007 – 2014 Năm Giá trị Thang ô nhiễm so sánh theo AQI STT quan trắc AQITB Chỉ số AQI Mức ô nhiễm (thang màu sắc) 1 2007 61 51 - 100 Ô nhiễm trung bình (vàng) 2 2008 63 51 - 100 Ô nhiễm trung bình (vàng) 3 2009 66 51 - 100 Ô nhiễm trung bình (vàng) 4 2010 72 51 - 100 Ô nhiễm trung bình (vàng) 5 2011 57 51 - 100 Ô nhiễm trung bình (vàng) 6 2012 38 0 – 50 Chất lượng tốt (xanh dương) 7 2013 28 0 – 50 Chất lượng tốt (xanh dương) 8 2014 38 0 – 50 Chất lượng tốt (xanh dương) Trung bình 52,8 51 – 100 Chất lượng trung bình (vàng) Biểu đồ đánh giá chất lượng môi trường không khí trên địa bàn tỉnh Lào Cai trong giai đoạn 2007 – 2014 so sánh với các mức ô nhiễm được trình bày ở hình 1. 41
4. Hình 1. Biểu đồ so sánh AQI đô thị tại tỉnh Lào Cai giai đoạn 2007 – 2014 Qua kết quả tính toán AQI tại bảng 2 và nhiễm không khí do khí thải từ các phương tiện hình 1, nhận thấy rằng, diễn biến chất lượng giao thông trong khu vực đô thị sẽ trở thành môi trường không khí giai đoạn 2007 – 2014 nguồn gây ô nhiễm không khí chủ yếu ở các đô của tỉnh Lào Cai ở mức độ ô nhiễm trung bình thị của tỉnh. (nhóm ngạy cảm bao gồm: trẻ em, người già và 3.2. Đánh giá chất lượng không khí ở khu những người mắc bệnh hô hấp nên hạn chế thời công nghiệp (KCN) giai đoạn 2007-2014 gian bên ngoài), tuy nhiên mức độ vượt giá trị Trong giai đoạn 2007 – 2014, chương trình AQI trung bình là không nhiều và chủ yếu là do quan trắc không khí KCN thực hiện ở KCN nồng độ bụi ở mức cao trong các năm 2009, Tằng Loỏng, huyện Bảo Thắng. Chất lượng 2010. Điều này cho thấy chất lượng không khí không khí KCN Tằng Loỏng, huyện Bảo của tỉnh còn rất tốt. Sự gia tăng số lượng xe oto, Thắng, tỉnh Lào Cai được đánh giá theo số liệu xe gắn máy ở các đô thị là nguyên nhân chủ yếu phân tích môi trường trung bình các chỉ số được gây ra ô nhiễm này và trong tương lai nguồn ô trình bày ở bảng 3 [4;5;6;7;8]. Bảng 3. Chất lượng không khí KCN Tằng Loỏng, huyện Bảo Thắng, tỉnh Lào Cai Đơn vị tính: mg/m3 Giá trị thống kê trung bình năm Số mẫu QCVN 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 05:2013/ Thông số BTNMT 6 6 6 6 4 6 5 9 Bụi 1,04 1,21 1,40 2,88 0,26 0,23 0,12 0,35 0,3 SO2 0,009 0,025 0,049 0,034 0,082 0,088 0,046 0,076 0,35 NO2 0,013 0,015 0,022 0,023 0,097 0,062 0,035 0,070 0,2 CO 5,69 5,46 7,63 6,25 4,19 4,05 3,43 4,29 30 Chất lượng không khí tại KCN thể hiện ở đang tiến hành. Tuy nhiên, tình trạng ô nhiễm các thông số như: SO2, NO2, CO nhìn chung này được cãi thiện đáng kể từ năm 2011 đến nằm trong tiêu chuẩn cho phép. Tuy nhiên, hàm năm 2014. lượng bụi lơ lửng vượt từ 4,2 lần đến 7,6 lần Tổng hợp các kết quả đánh giá về chất trong các năm từ 2007 – 2010. Ô nhiễm có lượng không khí KCN trên địa bàn tỉnh Lào Cai nguồn gốc chủ yếu từ phương tiện giao thông di giai đoạn từ 2007 – 2014 theo chỉ số chất lượng chuyển trong KCN và do hoạt động xây dựng không khí (AQI) trình bày ở bảng 4 [4;5;6;7;8]. 42 43
5. Bảng 4. Tổng hợp chỉ số AQI chất lượng không khí trong KCN giai đoạn 2007 – 2014 Năm quan Giá trị Thang ô nhiễm so sánh theo AQI STT trắc AQITB Chỉ số AQI Mức ô nhiễm (thang màu sắc) 1 2007 94 51 - 100 Ô nhiễm trung bình (Màu vàng) 2 2008 109 101 – 150 Chất lượng kém (Da cam) 3 2009 129 101 - 150 Chất lượng kém (Da cam) 4 2010 251 201 – 300 Chất lượng xấu (Đỏ) 5 2011 43 0 - 50 Chất lượng tốt (Xanh dương) 6 2012 37 0 – 50 Chất lượng tốt (Xanh dương) 7 2013 21 0 – 50 Chất lượng tốt (Xanh dương) 8 2014 47 0 – 50 Chất lượng tốt (Xanh dương) Trung bình 91 51 – 100 Ô nhiễm trung bình (Màu vàng) Biểu đồ đánh giá hiện trạng môi trường không khí trong KCN trên địa bàn tỉnh Lào Cai giai đoạn 2007 – 2014, so sánh với các mức độ ô nhiễm được trình bày cụ thể trên hình 2. Hình 2. Biểu đồ so sánh AQI trong KCN tỉnh Lào Cai giai đoạn 2007 – 2014 Từ kết quả tính toán AQI ở bảng 4 và hình 4. Kết luận và kiến nghị 2, cho thấy mức độ ô nhiễm không khí tăng dần 4.1. Kết luận từ năm 2007 đến năm 2010 và có xu hướng Bài báo đã bước đầu ứng dụng Chỉ số chất giảm xuống đến năm 2013. Đánh giá tổng ô lượng không khí (AQI) vùng đô thị và công nhiễm không khí trong giai đoạn 2007 – 2014 nghiệp tỉnh Lào Cai: lựa chọn các thông số, nằm ở mức độ ô nhiễm trung bình, nhóm nhạy chuẩn hóa dữ liệu thu được, bước đầu so sánh cảm bao gồm: trẻ em, người già và những người đánh giá diễn biến chất lượng không khí vùng mắc bệnh hô hấp nên hạn chế thời gian ở bên đô thị và khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh. Tác ngoài nhà, tuy nhiên mức độ vượt của giá trị giả nhận thấy, việc đánh giá chất lượng không AQI trung bình là không nhiều, ngoại trừ năm khí cho kết quả tương đối phù hợp với hiện 2010 và chủ yếu là do nồng độ bụi ở mức cao trạng môi trường không khí thực tế trên địa bàn trong các năm 2009, 2010; điều này hoàn toàn tỉnh Lào Cai. phù hợp vì nhìn tổng thể ô nhiễm không khí 4.2. Kiến nghị trong KCN cũng mang tính cục bộ và phụ thuộc Do trên địa bàn tỉnh Lào Cai chưa được vào mùa và thời gian xây dựng thường không trang bị thiết bị quan trắc không khí tự động đều giữa các năm, mức độ ô nhiễm chủ yếu do liên tục nên việc ứng dụng bộ số liệu thu được bụi. chỉ mang tính tương đối so với yêu cầu của sổ 43 2
6. tay hướng dẫn trong Quyết định số 878/QĐ- [3]. Tổng Cục môi trường, Quyết định số TCMT của Tổng Cục môi trường. 878/QĐ-TCMT ngày 01 tháng 7 năm 2011 về Trong thời gian tới, cùng với quá trình việc ban hành sổ tay hướng dẫn tính toán chỉ số đô thị hóa, công nghiệp hóa nhanh, tỉnh Lào Cai chất lượng không khí (AQI), 2011. cần phải đầu tư hệ thống quan trắc tự động, liên [4]. Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Lào Cai, tục đo chất lượng không khí. Khi đó, Chỉ số Báo cáo hiện trạng môi trường tỉnh Lào Cai giai chất lượng không khí (AQI) sẽ là một công cụ đoạn 2006 – 2010, 2011. hỗ trợ quan trọng cho các nhà quản lý nắm bắt [5]. Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Lào Cai, diễn biến chất lượng môi trường một cách Báo cáo tổng hợp môi trường năm 2012, Lào nhanh chóng và chuẩn xác. Cai 2012. [6]. Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Lào Cai, Báo cáo tổng hợp môi trường năm 2013, Lào TÀI LIỆU THAM KHẢO Cai 2013. [1]. Bộ Tài nguyên và Môi trường, Thông tư số [7]. Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Lào Cai, 32/2013/TT-BTNMT ngày 25 tháng 10 năm Báo cáo tổng hợp môi trường năm 2014, Lào 2013 về việc Ban hành Quy chuẩn kỹ thuật Cai 2014. quốc gia về môi trường, 2013. [8]. Công ty Cổ phần kỹ thuật và phân tích môi trường, Báo cáo kết quả quan trắc và phân tích [2]. Bộ Tài nguyên và Môi trường, Báo cáo môi trường tỉnh Lào Cai năm 2012, 2013 và hiện môi trường quốc gia 2010, Tổng quan Môi 2014. trường Việt Nam, Hà Nội, 2011. [9]. ABSTRACT Evaluation of air pollution levels of urban and industrial areas in Lao Cai province by air quality index (AQI) Nguyen Van Dung, Vu Thi Lan Anh Hanoi University of Mining and Geology This paper shows the importance of determining the ambient air quality in the province of Lao Cai in general and urban areas, in particular industry. This paper applies the method of air quality index (AQI) to assess ambient air quality Lao Cai province based on documentation of monitoring data DONRE in the period from 2007 to 2014 and the results of monitoring data and environmental analysis at Tang Loong Industrial Zone in 2012, 2013, 2014 by University of Mining and Geology [8]. The study results showed that the air quality changes over the years in urban areas and the industrial province of Lao Cai. Evaluation results of air pollution based AQI has provided environmental information to agencies and community management are simple to understand, intuitive to raise community awareness about environmental protection. 44 2