Phương pháp tính toán chỉ số chất lượng không khí (AQI) chuẩn nhất

TỔNG CỤC MÔI TRƯỜNG TRUNG TÂM QUAN TRẮC MÔI TRƯỜNG

PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHỈ SỐ CHẤT

LƯỢNG KHÔNG KHÍ (AQI)

Hà Nội, 2011

(cid:77)Ụ(cid:67)(cid:32)(cid:76)Ụ(cid:67) LỜI NÓI ĐẦU ................................ ................................ ................................ ... 2 Chương I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ (AQI) ................................ ................................ ................................ ................. 3 1.1 Khái niệm................................ ................................ ................................ . 3 1.2 Giới thiệu về AQI ................................ ................................ ..................... 3

Chương II. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN AQI C ỦA MỘT SỐ NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM................................ ................................ ................ 4 2.1 Phương pháp tính toán AQI c ủa một số nước trên thế giới ....................... 4 2.2 Phương pháp tính toán AQI tại Việt Nam................................ ............... 25 2.3 Đánh giá các phương pháp tính toán AQI trên th ế giới và Việt Nam ...... 26 Chương III. ĐỀ XUẤT AQI CHO VIỆT NAM................................ ................ 28 3.1 Tính toán AQIh theo giờ ........................... Error! Bookmark not define d. 3.2 Tính toán AQId theo ngày......................... Error! Bookmark not defined. 3.3 Tiêu chuẩn chất lượng không khí của Việt Nam ..... Error! Bookmark not defined.

Chương IV. TÍNH TOÁN TH Ử NGHIỆM AQI................................ .............. 28 4.1 Tính toán thử nghiệm AQI cho số liệu tại Hà Nội ................................ .. 32 4.2 Kết quả tính toán thử nghiệm AQI tại Đà Nẵng................................ ...... 36 KẾT LUẬN................................ ................................ ................................ ...... 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................ ................................ ................ 43

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với quá trình phát triển của nền kinh tế, chất lượng không khí tại Việt Nam, đặc biệt là tại các đô thị lớn ngày càng suy giảm. Chất lượng không khí là lại một yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người, vì vậy theo dõi diễn biến chất lượng không khí, cảnh báo kịp thời cho cộng đồng là một yêu cầu rất cần thiết.

Trên thế giới, rất nhiều quốc gia đã thực hiện công bố chất lượng không khí theo thời gian thực cho cộng đồng. Để thực hiện được điều này thì các quốc gia đó phải xây dựng được mạng lưới quan trắc không khí khá hoàn ch ỉnh trên toàn lãnh thổ. Được sự quan tâm đầu tư của nhà nước cho công tác bảo vệ môi trường, mạng lưới quan trắc không khí tự động liên tục đã và đang được mở rộng. Đây là một điều kiện quan trọng để có thể cung cấp thông tin về AQI cho cộng đồng.

Thông qua nghiên cứu các phương pháp tính toán AQI đang đư ợc áp dụng trên thế giới và Việt Nam, phương pháp tính toán AQI áp d ụng cho số liệu của mạng lưới quan trắc không khí quốc gia đã được đề xuất. Từ phương pháp tính toán AQI đư ợc đề xuất, trong thời gian tới thông tin về AQI sẽ được công bố cho cộng đồng dưới nhiều hình thức khác nhau.

Chương I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ (AQI)

1.1 Khái niệm

Chỉ số chất lượng không khí AQI là chỉ số đại diện cho nồng độ của một nhóm các chất ô nhiễm gồm CO, NOx, SO2, O3 và bụi, nhằm cho biết tình trạng chất lượng không khí và mức độ ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

1.2 Giới thiệu về AQI

Hiện nay trên thế giới rất nhiều quốc gia đã xây dựng phương pháp tính toán và công bố AQI cho cộng đồng. Phương pháp tính toán AQI khá đa d ạng, tuy nhiên các phương pháp đều có những nguyên tắc chung sau:

a. Các thông số dùng để tính AQI

Ở hầu hết các quốc gia các thông số sau được sử dụng để tính toán AQI:

(cid:61485) O3 trung bình 1h và 8h

(cid:61485) CO trung bình 1h và 8h

(cid:61485) SO2 trung bình 1h và 24h

(cid:61485) NO2 trung bình 1h và 24h

(cid:61485) TSP, PM-10, PM-2,5 trung bình 1h và 24h

b. Tính toán AQI

AQI được tính toán cho từng thông số. Mỗi thông số sẽ xác định được 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. (ở đây không dùng phương pháp tính giá tr ị trung bình vì chỉ cần có một thông số vượt quá ngưỡng cho phép là có thể kết luận môi trường đã bị ô nhiễm và có ảnh hưởng đến sức khỏe của cộng đồng.)

c. Các khoảng giá trị AQI và cảnh báo cho cộng đồng

Cần phải xác định các khoảng giá trị AQI khác nhau ứng với các cảnh báo khác nhau cho cộng đồng. Khi giá trị AQI nằm trong một khoảng nào đó, thì thông điệp cảnh báo cho cộng đồng ứng với khoảng giá trị đó sẽ được đưa ra.

Chương II. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN AQI C ỦA MỘT SỐ NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM

2.1 Phương pháp tính toán AQI c ủa một số nước trên thế giới 2.1.1 Hoa Kỳ

Hoa kỳ là quốc gia có mạng lưới quan trắc môi trường nói chung, mạng lưới quan trắc không khí nói riêng rất hoàn chỉnh và đồng bộ. Đây là cơ sở để xây dựng các loại chỉ số, chỉ thị và đưa ra các cảnh báo kịp thời về hiện trạng và diễn biến của các thành phần môi trường. Chất lượng không khí của Hoa Kỳ đã được công bố theo thời gian thực trên hầu khắp lãnh thổ. AQI được tính toán từ các thông 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 được cho trong bảng sau:

Bảng: Các mức AQI tại Hoa Kỳ

Khoảng giá trị AQI Cảnh báo cho cộng đồng về chất lượng môi trường

0 - 50 Tốt

51 - 100 Trung bình

101 - 150 Ảnh hưởng xấu đến nhóm nhạy cảm

151 - 200 Ảnh hưởng xấu đến sức khỏe

201 - 300 Ảnh hưởng rất xấu đến sức khỏe

301 - 500 Nguy hiểm

(cid:61501)

(cid:61485)

(cid:61483)

Công thức tính toán chỉ số chất lượng không khí từng thông số (AQI phụ) của Hoa Kỳ như sau:

(cid:61480) C

(cid:61481)

BP L

(cid:61485) (cid:61485)

I Hi BP Hi

I 0 L BP L

Trong đó:

Ip: Chỉ số chất lượng môi trường môi trường không khí của chất ô nhiễm p

Cp: Nồng độ của chất ô nhiễm p

BPHi: Chỉ số trên của Cp

BPH0: Chỉ số dưới của Cp

IHi: Chỉ số AQI ứng với nồng độ BPHi

IL0: Chỉ số AQI ứng với nồng độ BPL0

Bảng : Các chỉ số trên và chỉ số dưới dùng để tính AQI

AQI Các mức trên và dưới Ý nghĩa

NO2 (ppm) 24h CO (ppm) 8h SO2 (ppm) 24h O3 (ppm) 8h O3 (ppm) 1h PM1 μg/m3 24h PM2.5 (μg/m3) 24h

0 - 54 0.0 - 15.4 0.0 - 4.4 0 - 50 - Tốt 0.000 - 0.059 0.000 - 0.034

15.5 -40.4 4.5 - 9.4 51 - 100 Trung bình - 0.060 - 0.075 55 - 154 0.035 - 0.144

40.5 - 65.4 101 - 150 Ảnh hưởng đến 0.076 - 0.095 0.125 - 0.164 155 - 254 0.145 - 0.224 9.5 - 12.4 nhóm nhạy cảm

151 - 200 0.096 - 0.115 0.165 - 0.204 255 - 354 65.5 - 150.4 0.225 - 0.304 12.5 - 15.4 Tác động xấu đên sức khỏe

201 - 300 Tác động rất xấu 0.305 - 0.604 0.65 - 1.24 0.205 - 0.404 355 - 424 150.5 - 250.4 15.5 - 30.4 đến sức khỏe

0.116 - 0.374 (0.155 - 0.404)4

301 - 400 Nguy hiểm 30.5 - 40.4 0.405 - 0.504 425 - 504 250.5 - 350.4 0.605 - 0.804 1.25 - 1.64

401 - 500 Rất nguy hiểm 40.5 - 50.4 0.505 - 0.604 505 - 604 350.5 - 500.4 0.805 - 1.004 1.65 - 2.04

Để xây dựng được bảng các giá trị chỉ số trên và dưới như trên phải căn cứ vào tiêu chuẩn quốc gia về giới hạn nồng độ các chất ô nhiễm trong môi trường không khí. Bảng dưới trình bày tiêu chuẩn về không khí xung quanh của Hoa Kỳ.

Bảng: Tiêu chuẩn không khí của Hoa Kỳ

Chất ô nhiễm Loại tiêu chuẩn Tiêu chuẩn a

Trung bình 8 giờ b Trung bình 1 giờ b Trung bình qúy Pb

9 ppm (10 mg/m3) 35 ppm (40 mg/m3) 1.5 µg/m3 0.053 ppm (100 µg/m 3) Trung bình năm NO2

0.12 ppm (235 µg/m 3) O3 Trung bình một giờ cao nhất c

0.08 ppm (157 µg/m 3)

PM-10 50 µg/m3 150 µg/m3 4 lần trung bình 8 giờ cao nhất trong ngày d Trung bình năm Trung bình 24 giờ e

PM-2,5 15 µg/m3 65 µg/m3 Trung bình năm f Trung bình 24 giờ g

0.03 ppm (80 µg/m 3) Trung bình năm SO2 0.14 ppm (365 µg/m 3) Trung bình 24 giờ b

a. Giá trị trong ngoặc là giá trị tương đương

b. Không vượt quá một lần trong năm

c. Không vượt quá 4 lần trong 3 năm

d. Không vượt quá 3 lần trong 3 năm

e. Sử dụng từ bách phần 98 trở xuống

Để hiểu rõ công thức tính toán AQI của Hoa Kỳ, ta sẽ tính toán thử nghiệm cho

một trường hợp cụ thể.

076.0

101

129

(cid:61485)

(cid:61483)

(cid:61501)

(cid:61480) 087.0

(cid:61481)

(cid:61501)OI 3

150 095.0

(cid:61485) (cid:61485)

101 076.0 Như vậy giá trị AQI ứng với nồng độ O3 0.087 ppm là 129

076.0

104

101

(cid:61501)

(cid:61483)

(cid:61485)

(cid:61480) 077.0

(cid:61481)

(cid:61501)OI 3

Ví dụ nồng độ O3 trung bình 8 giờ là 0.087 ppm, xem trong b ảng 1 (bảng các chỉ số trên và chỉ số) ta thấy giá trị 0.087 ppm nằm trong khoảng (0.076 đến 0.095). Vì vậy giá trị AQI ứng với nồng độ 0.087 sẽ nằm trong khoảng 101 – 150, giá trị cụ thể được tính như sau:

150 095.0

5.40

101

102

(cid:61485)

(cid:61483)

(cid:61501)

(cid:61480) 9.40

(cid:61481)

(cid:61501)(cid:61485)PMI 5.2

(cid:61485) (cid:61485) 150 4.65

101 5.40

(cid:61485) (cid:61485)

Sau khi tính được các giá trị AQI của mỗi thông số, ta lấy giá trị AQI cao nhất trong số các giá trị AQI của mỗi thông số làm giá trị AQI cuối cùng. Ví dụ nồng độ O3 trung bình 8 giờ là 0.077 ppm, nồng độ PM-2.5 là 40.9µg/m3 và nồng độ CO là 8.4 ppm. Ta tính toán các giá tr ị AQI cho mỗi thông số: 101 076.0

(cid:61483)

(cid:61501)

(cid:61480) 5.44.8 (cid:61485)

(cid:61481)

(cid:61501)COI

100 51 (cid:61485) 5.44.9 (cid:61485)

Giá trị AQI trong trường hợp này là 104, ứng với chất ô nhiễm là O3.

2.1.2 Braxin

Tiêu chuẩn môi trường không khí xung quanh c ủa Braxin được ban hành tháng 3/1990 bởi Hội đồng môi trường quốc gia (CONAMA). Tiêu chu ẩn môi trường không khí của Braxin được chia thành 2 mức: mức hướng dẫn và mức giới hạn tối đa cho phép. Mức giới hạn quy định nồng độ tối đa các chất ô nhiễm trong không khí, nồng độ chất ô nhiễm vượt quá giới hạn này thì sức khỏe con người sẽ bị ảnh hưởng. Mức hướng dẫn là giới hạn nồng độ chất ô nhiễm mong muốn đạt được để các chất ô nhiễm không có ảnh hưởng đến con người và hệ sinh thái. Mức hướng dẫn thể hiện mục tiêu lâu dài của việc kiểm soát ô nhiễm môi trường không khí, mức hướng dẫn nên được áp dụng cho các khu bảo tồn thiên nhiên, quốc gia, không áp dụng cho các khu vực phát triển (ít nhất là ngắn hạn). Tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh c ủa Bzaxin được cho trong bảng dưới đây:

Bảng: Tiêu chuẩn chất lượng không khí của Braxin

Trung bình Chất ô nhiễm Mức giới hạn Mức hướng dẫn

µg/m³ µg/m³

TSP 240 150

80 60

PM-10 150 150

50 50

150 100 Bụi thuốc lá

60 40

SO2 365 100

80 40

NO2 320 190

100 100

CO 24 h1 Năm2 24 h1 Năm3 24 h1 Năm3 24 h1 Năm3 1 h1 Năm3 1 h1 40 40

35 ppm 35 ppm

8 h1 10 10

9 ppm 9 ppm

O3 1 h1 160 160

Ghi chú:

1. Không vượt quá 1 lần/năm

2. Trung bình hình học (geo-mean)

3. Trung bình số học

Ngoài ra các mức cảnh báo ô nhiễm cũng được đưa ra, khi nồng độ các chất ô nhiễm ở mức cao thì các cảnh báo đối với cộng đồng cũng mãnh mẽ hơn.

Bảng: Các mức cảnh báo của Braxin

Cảnh báo Báo động Khẩn cấp Chất ô nhiễm

375 625 875 TSP (µg/m3) - 24h

250 420 500 PM-10(µg/m3) - 24h

250 420 500 Bụi thuốc lá (µg/m3) - 24h

800 1.6 2.1 SO2 x PTS (µg/m3) - 24h

65 261 393 SO2 (µg/m3)- 24h

1.13 2.26 3 NO2 (µg/m3) - 1h

15 30 40 CO(ppm) - 8h

400* 800 1000 O3 (µg/m3) - 1h

Chỉ số chất lượng không khí là một công cụ toán học được xây dựng để làm đơn giản hóa việc phổ biến thông tin về chất lượng không khí. Chỉ số này được xây dựng từ năm 1981 và xây dựng dựa trên kinh nghiệm của Mỹ và Canada.

Các thông số được sử dụng để tính toán AQI bao gồm:

- Lưu huỳnh dioxit (SO2)

- Bụi lơ lửng (TSP)

- Bụi PM-10

- Carbon monoxide (CO)

- Ôzôn (O3)

- Nitơ dioxide (NO 2)

Mỗi thông số sẽ xác định một chỉ số phụ, chỉ số cuối cùng là giá trị lớn nhất

trong các chỉ số phụ.

Công thức tính toán AQI phụ giống công thức áp dụng tại Hoa Kỳ:

(cid:61501)

(cid:61485)

(cid:61483)

(cid:61480) C

(cid:61481)

BP L

(cid:61485) (cid:61485)

I Hi BP Hi

I 0 L BP L

Bảng: Các mức AQI tương ứng với giá trị thông số

AQI PM-10 CO O3 NO2 SO2 Mức

(µg/m3) (µg/m3) (ppm) (µg/m3) (µg/m3)

0 - 50 0 - 50 0 - 80 0 - 4,5 0 - 100 0 - 80 Tốt

Trung bình 51 - 100 50 - 150 80 - 160 4,5 - 9 100 - 320 80 - 365

101 - 199 150 - 250 160 - 200 15-Sep 320 - 1130 365 - 800 Kém

200 - 299 250 - 420 200 - 800 15 - 30 1130 - 2260 800 - 1600 Xấu

>299 >420 >800 >30 >2260 >1600 Nguy hại

Các cảnh báo về ảnh hưởng của chất ô nhiễm không khí đến sức khỏe con người được đưa ra thông qua các nghiên c ứu về y học trong và ngoài Braxin. Các m ức AQI và tác động đến sức khỏe được cho trong bảng sau:

Ý nghĩa

Mức Tốt AQI 0 - 50 Không ảnh hưởng đến sức khỏe

Trung bình 51 - 100

Kém 101 - 199

200 - 299 Xấu

Những người trong nhóm nhạy cảm (trẻ em, người cao niên và những người có bệnh đường hô hấp và tim) có thể có các triệu chứng như ho khan và mệt mỏi. Dân số nói chung không bị ảnh hưởng. Toàn dân có thể có các triệu chứng như ho khan, mệt mỏi. Những người trong nhóm nhạy cảm (trẻ em, người cao niên và những người có bệnh đường hô hấp và tim), có thể có tác động nghiêm trọng đến sức khỏe. Toàn dân có thể có các các triệu chứng như ho khan, mệt mỏi, chảy nước mắt, mũi họng và khó thở. Có các hiệu ứng nghiêm trọng hơn đối với sức khỏe của các nhóm nhạy cảm (trẻ em, người cao niên và những người có bệnh đường hô hấp và tim). Toàn dân có thể có nguy cơ nghiêm trọng của sự bùng phát bệnh đường hô hấp và tim mạch. Tăng tử vong sớm ở những người thuộc nhóm nhạy cảm. Nguy hại >299 2.1.3 Hồng kông

Hồng Kông có một mạng lưới quan trắc không khí hoạt động hiệu quả với 11 trạm quan trắc không khí cố định liên tục. Mạng lưới quan trắc này cung cấp các số liệu phục vụ việc đánh giá, giám sát ch ất lượng môi trường không khí cũng như phục vụ quá trình đưa ra các quyết định về bảo vệ môi trường. Số liệu quan trắc của mạng

lưới này được tính toán thành chỉ số AQI và công bố theo thời gian thực cho cộng đồng trên nhiều phương tiện thông tin.

Chỉ số chất lượng không khí được tính dựa trên số liệu của các thông số : TSP, SO2, CO, O3 và NO3 . Khoảng giá trị của AQI từ 0 – 500 và giá trị AQI từ 0 – 100 được coi là chất lượng môi trường không khí tốt. Giá trị AQI lớn hơn 100 có nghĩa là môi trường không khí đã bị ô nhiễm và ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người. Cụ thể các khoảng giá trị AQI như sau:

Bảng : Các mức AQI và giá trị tương ứng tại Hong Kong

Khoảng giá trị AQI Cảnh báo cho cộng đồng về chất lượng môi trường

0 - 25 Không ảnh hưởng đến sức khỏe

26 - 50 Không ảnh hưởng đến người bình thường

51 - 100 Các tác động mãn tính có thể xảy ra nếu chịu tác động trong thời gian dài

101 - 200

Những người bị bệnh tin hoặc bệnh hô hấp có thể nhận thấy rõ tác động, người bình thường cũng có thể thấy các tác động đến sức khỏe

201 - 500

Những người mắc bệnh tim hoặc bệnh hô hấp bị tăng đáng kể các triêu chứng, người bình thường cũng dễ gặp các triệu chứng như: chảy nước mắt, ho, viêm họng…

(cid:61501)

(cid:61485)

(cid:61483)

Công thức tính toán chỉ số chất lượng không khí tại Hong Kong cũng tự như công thức đang được áp dụng tại Hoa Kỳ, tuy nhiên các tham số trong công thức (các chỉ số trên và chỉ số dưới) có sự khác biệt. Công thức như sau:

(cid:61480) C

(cid:61481)

BP L

(cid:61485) (cid:61485)

I Hi BP Hi

I L 0 BP L

Ip: Chỉ số chất lượng môi trường môi trường không khí của chất ô nhiễm p

Cp: Nồng độ của chất ô nhiễm p

BPHi: Chỉ số trên của Cp

BPH0: Chỉ số dưới của Cp

IHi: Chỉ số AQI ứng với nồng độ BPHi

IL0: Chỉ số AQI ứng với nồng độ BPL0

Bảng các chỉ số trên và chỉ số dưới như sau:

Bảng : Các chỉ số dùng để tính AQI cho Hong Kong

AQI Liên hệ đến tiêu Chất ô nhiễm ( (µg/m3)

chuẩn

TSP SO2 SO2 NO2 NO2 CO CO O3

24h 24h 1h 24h 1h 8h 1h 1h

0 - 0 0 0 0 0 0 0 0

25 28 40 200 40 75 2500 7500 60

50% TB năm/ 25% TB 24 giờ

50 55 80 400 80 150 5000 15000 120

TB năm / 50% TB 24 giờ

100 180 350 800 150 300 10000 30000 240 TB 24 giờ

200 - 350 800 1600 280 1130 17000 60000 400

300 - 420 1600 2400 565 2260 34000 90000 800

400 - 500 2100 3200 750 3000 46000 120000 1000

500 - 600 2620 4000 940 3750 57000 150000 1200

Để xây dựng được bảng chỉ số như trên phải căn cứ vào tiêu chuẩn môi trường quốc gia và các nghiên cứu về ảnh hưởng của chất ô nhiễm tới sức khỏe. Bảng dưới đây là tiêu chuẩn môi trường của Hồng Kông.

Bảng : Tiêu chuẩn môi trường của Hong Kong

Loại trung bình

Chất ô nhiễm

1h 8h 24h 3 tháng 1 năm

SO2 800 -- 350 -- 80

-- -- 260 -- 80 Bụi tổng số

-- -- 180 -- 55 Bụi lơ lửng

NO2 300 -- 150 -- 80

CO 30000 10000 -- -- --

O3 240 -- -- -- --

Chì -- -- -- 1.5 --

Về cơ bản công thức tính toán áp dụng tại Hong Kong và Hoa K ỳ là tương tự nhau, tuy nhiên do mỗi nơi có đặc điểm về môi trường không khí khác nhau, mức độ chặt chẽ cũng tiêu chuẩn khác nhau vì vậy các hệ số trong công thức cũng khác nhau.

2.1.4 Hàn Quốc

Theo định nghĩa về chỉ số chất lượng không khí được đưa ra bởi bộ môi trường Hàn Quốc thì chỉ số chất lượng không khí một cách để mô tả chất lượng không khí xung quanh dựa trên các nguy cơ sức khỏe do tác động ô nhiễm không khí. Chỉ số này nhằm giúp cộng đồng dễ dàng hiểu được hiện trạng chất lượng không khí và có các biện bảo vệ sức khỏe cần thiết.

Chỉ số chất lượng không khí được tính toán từ số liệu quan trắc của các thông số SO2, NO2, CO, PM-10, O3 . Chỉ số này có giá trị từ 0 – 500 và được chia làm 6 mức ứng với các mức độ ô nhiễm tương ứng, chỉ số AQI càng cao thì mức độ ô nhiễm càng nặng.

Hình: Các mức AQI áp dụng tại Hàn Quốc

Bảng dưới cảnh báo cụ thể đối với từng thông số, các cảnh báo gia tăng cùng v ới

sự gia tăng của các mức AQI.

Bảng: cảnh báo mức AQI đối với từng thông số tại Hàn Quốc

CO PM-10 NO2 O3 Mức AQI SO2

- - - - - Tốt

- - - -

Trung bình

Người già và ốm người ra tránh đường

Ảnh hưởng đến nhóm nhạy cảm

Người mắc bệnh hen suyễn: Tránh hoạt các động ngoài trời

Trẻ em và người có bệnh đường hô hấp: tránh các hoạt động ngoài trong trời một thời gian dài Người mắc bệnh hô hấp, các hoặc tim bệnh tránh mạch: động hoạt trời ngoài trong thời gian dài

Bệnh nhân có bệnh tim mạch Đề nghị tránh làm việc quá mức và tránh các hoạt ngoài động trời tại các khu vực kẹt xe.

Ảnh hưởng xấu đến sức khỏe

Trẻ em và có người bệnh đường hô hấp: tránh các hoạt động ngoài trời

Trẻ em, bệnh hen nhân suyễn, người có bệnh tim hoặc phổi: nên tránh các hoạt động ngoài trời.

em, Trẻ cao người tuổi, người có bệnh tim hoặc phổi: đề nghị để tránh hoạt động ngoài trong trời thời gian dài

nhân Bệnh tim bệnh mạch hạn chế động hoạt ngoài trời (ngay cả công việc mình từ mức bình thường) tránh tắc nơi ùn giao thông - khu vực có chứa nhiều CO trong khí quyển -.

Ảnh hưởng rất xấu đến sức khỏe

nhân Bệnh tim mạch hạn chế các hoạt động ngoài là trời nhất khu vực kẹt xe Trẻ em và người mắc bệnh hô hấp tránh các hoạt động ngoài trời

nhân Bệnh bệnh có đường hô hấp. (Ví dụ bệnh suyễn), người cao tuổi: hạn chế hoạt các động ngoài trời

em, Trẻ cao người tuổi, người có bệnh hô tim hấp, cấm mạch các hoạt động ngoài người trời, thường bình ra hạn chế ngoài Trẻ em, bệnh nhân hen suyễn, người có bệnh tim: các tránh động hoạt ngoài trời, bình người thường hạn chế các hoạt ngời động trời

Nguy hiểm

Tất cả mọi người nên ở nhà

Bệnh nhân có tim bệnh mạch :cấm hoạt động tại các khu vực kẹt xe. Người thường bình cấm hoạt động quá mức

Tất cả mọi hạn người: chế hoạt động ngoài trời, bệnh nhân có bệnh hô đường hấp chỉ hoạt động trong nhà

Trẻ em, bệnh nhân hen suyễn, người có bệnh tim hoặc phổi: chỉ hoạt động nhà. trong Người bình thường hạn chế các hoạt động ngoài trời Trẻ hoặc người bị bệnh đường hô hấp (ví dụ, bệnh suyễn): Cấm hoạt động quá mức ngoài trời

Công thức tính toán chỉ số AQI phụ áp dụng tại Hàn Quốc tương tự tại Hoa Kỳ,

công thức đó như sau:

Với Ip = Chỉ số chất lượng không khí của thông số p

Cp: Nồng độ của chất ô nhiễm p

BPHi: Chỉ số trên của Cp

BPH0: Chỉ số dưới của Cp

IHi: Chỉ số AQI ứng với nồng độ BPHi

IL0: Chỉ số AQI ứng với nồng độ BPL0

Bảng : Các chỉ số trên và chỉ số dưới dùng để xác định AQI tại Hàn Quốc

Ý nghĩa

Tốt

Nguy hiểm

Trung bình Ảnh hưởng đến nhóm nhạy cảm

Ảnh hưởng xấu đến sức khỏe

Ảnh hưởng rất xấu đến sức khỏe

101

151

251

351

ILO

Giá trị

100

150

250

350

500

IHI

ô

BPL

BPH

BPLO BPHI BPLO BPHI BPLO BPH

BPLO

BPH

BPLO BPH

Chất nhiễm

0.02

0.021

0.05

0.051

0.1

0.101

0.15

0.151

0.40

0.401

SO

₂

ppm

0.03

0.031

0.06

0.061

0.15

0.151

0.2

0.201

0.6

0.601

NO

₂

ppm

2.1

9.1

12.1

15.

15.1

30.1

CO ppm

0.04

0.041

0.08

0.081

0.12

0.121

0.3

0.301

0.5

0.501

0.6

O

₃

ppm

120

121

200

201

300

301

600

24h

PM- 10

(cid:13197)/(cid:13221)

Tiêu chuẩn chất lượng không khí của Hàn Quốc được cho tại bảng sau:

Bảng: Tiêu chuẩn môi trường không khí của Hàn Quốc

Thông số Tiêu chuẩn quốc gia về chất lượng không khí

0.02ppm Năm

0.05ppm SO2 24 giờ

0.15ppm 1 giờ

9ppm 8 giờ CO 25ppm 1 giờ

0.03ppm Năm

0.06ppm NO2 24 giờ

0.10ppm 1 giờ

Năm 50(cid:13197)/(cid:13221) PM-10

24 giờ 100(cid:13197)/(cid:13221)

0.06ppm 8 giờ O3 0.1ppm 1 giờ

Pb Năm 0.5(cid:13197)/(cid:13221)

Benzene Năm 5(cid:13197)/(cid:13221)

2.1.5 Thái Lan

Chỉ số chất lượng không khí tại Thái Lan được tính toán dựa trên các thông số: O3 trung bình 1-giờ, NO2 trung bình 1-giờ, CO trung bình 8-giờ, SO2 trung bình 24- giờ, PM10 trung bình 24-giờ. Mỗi thông số sẽ tính toán được một chỉ số phụ, chỉ số cuối cùng là giá trị lớn nhất trong các chỉ số phụ.

AQI có thang đo 0 – 300 và được chia làm 5 mức ứng với các màu sắc khác nhau

Bảng: Các mức AQI và cảnh báo

AQI Ý nghĩa Màu sắc Cảnh báo

0-50 Tốt Xanh dương Không có ảnh hưởng đến sức khỏe

0-100 Trung bình Xanh lá cây Không có ảnh hưởng đến sức khỏe

101-200 Vàng Ảnh hưởng đến sức khỏe Nhón nhạy cảm (người già, trẻ em, người có bệnh hô hấp tránh ra ngoài trời)

201-300 Da cam Ảnh hưởng mạnh đến sức khỏe Nhóm nhạy cảm tránh ở ngoài trời, mọi người hạn chế ở ngoài

Trên 300 Nguy hại Đỏ Mọi người nên tránh ra ngoài

Công thức tính toán AQI phụ như sau:

Xi = nồng độ các chất ô nhiễm

Xij = nồng độ các chất ô nhiễm ở mức dưới của Xi

Xij+1 = nồng độ các chất ô nhiễm ở mức trên Xi.

Ii = Chỉ số AQI phụ

Iij = chị số AQI phụ mức dưới Iij

Iij+1 = Chỉ số AQI phụ mức trên Iij

Các mức trên và mức dưới được cho trong bảng sau:

Bảng: Các mức trên và dưới tại Thái Lan

CO (8 h) O3 (1 h) SO2 (24 h) NO2 (1 h) PM10 (24 hr.) AQI

µg./m3 µg./m3 ppb µg./m3 ppb µg./m3 ppb µg./m3 ppb

50 40 100 51 65 25 160 85 5.13 4.48

100 120 200 100 300 120 320 170 10.26 9.00

200 350 400 203 800 305 1,130 600 17.00 14.84

300 420 800 405 1,600 610 2,260 1,202 34.00 29.69

400 500 1,000 509 2,100 802 3,000 1,594 46.00 40.17

500 600 1,200 611 2,620 1,000 3,750 1,993 57.50 50.21

Các mức trên và mức dưới như bảng trên được xây dựng dựa vào tiêu chuẩn quốc gia về chất lượng không khí và những nghiên cứu về ảnh hưởng của các chất ô nhiễm trong không khí đến sức khỏe con người.

Bảng: Tiêu chuẩn chất lượng không khí của Thái Lan

Trung bình Thông số Giới hạn

1 h 30 ppm. (34.2 mg/m 3) CO 8 h 9 ppm. (10.26 mg/m 3)

1 h 0.17 ppm. (0.32 mg/m 3) NO2

1 h 0.10 ppm. (0.20 mg/m 3) O3 8 h 0.07 ppm. (0.14 mg/m 3)

0.04 ppm. (0.10 mg/m 3) năm

SO2 24 h 0.12 ppm.(0.30 mg/m 3)

1 h 0.3 ppm.(780 µg/m 3)

Pb tháng 1.5 µg/m3

24 0.12 mg/m3 PM - 10 0.05 mg/m3 năm

24 h 0.33 mg/m3 TSP 0.10 mg/m3 năm

2.1.6 Australia

Chất lượng không khí tại Australia được công bố thông qua chỉ số chất lượng không khí. Chỉ số này càng thấp tương ứng với chất lượng không khí càng tốt. Các mức AQI được cho trong bảng sau:

Bảng : các mức AQI đang được áp dụng tại Astralia

AQI Ý nghĩa về chất lượng không khí

Rất tốt 0–33

Tốt 34–66

Trung bình 67–99

Kém 100–149

Rất kém Lớn hơn 150

Chỉ số chất lượng không khí được tính toán cho mỗi thông số thông qua công

AQI

(cid:61501) 100

(cid:61620)

Phu

thức sau:

AQIphu: Chỉ số chất lượng không khí phụ

Cp: Nồng độ của thông số

Qp: Giá trị tiêu chuẩn của thông số

Giá trị chỉ số chất lượng không khí bằng 100 tương ứng với nồng độ thông số bằng với giá trị tiêu chuẩn của thông số đó. Các thông số và tiêu chuẩn tương ứng được lựa chọn và lấy ra từ bảng Quy định tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh của Astralia. Các thông số dùng để tính AQI bao gồm:

Bảng: Các thông số và giá trị tiêu chuẩn dùng để tính AQI

Thông số Tiêu chuẩn Loại trung bình

100ppb O3 1 giờ

120ppb NO2 1 giờ

200ppb SO2 1 giờ

CO 9ppm 8 giờ

50 µg/m3 PM10 24 giờ

2.35 Tầm nhìn 1 giờ

Bảng: tiêu chuẩn chất lượng không khí của Astralia

Thông số Loại trung bình Nồng độ tối đa cho phép

CO 9.0 ppm 8 giờ

0.12 ppm NO2 1 giờ

0.03 ppm Năm

0.10 ppm O3 1 giờ

0.08 ppm 4 giờ

0.20 ppm SO2 1 giờ

0.08 ppm 24 giờ

0.02 ppm Năm

0.50 µg/m3 Chỉ Năm

50 µg/m3 PM10 24 giờ

2.1.7 Anh

Chỉ số chất lượng không khí đang được áp dụng tại Anh hiện nay có thang từ 1 đến 10. Để xác định giá trị của chỉ số này ta không cần một công thức toán 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 thông số nằm trong một khoảng nào đó thì ta có chỉ số AQI tương ứng.

Các mức AQI đang áp dụng hiện nay là:

Bảng: Các mức AQI đang được áp dụng tại Anh

AQI Ý nghĩa Ảnh hưởng đến sức khỏe

1, 2, 3 Thấp Không có tác động đối với cả những đối tượng nhạy cảm

Trung bình 4, 5, 6

Ảnh hưởng nhẹ, có thể nhận thấy ở nhóm nhạy cảm, không cần các biện pháp can thiệp

Cao 7, 8, 9

Ảnh hưởng đáng kể đến sức khỏe, có thể nhận thấy rõ ở nhóm nhạy cảm. Cần có các biện pháp phòng chống như hạn chế đi ra ngoài.

10 Rất cao Ảnh hưởng mạnh đến nhóm nhạy cảm, chất lượng không khí

có dấu hiệu ô nhiễm nặng.

Các giá trị AQI được xác định trong bảng dưới đây, bảng này được xây dựng từ tiêu chuẩn môi trường quốc gia và các nghiên cứu về ảnh hưởng của chất ô nhiễm tới sức khỏe.

Bảng: tương ứng giữa giá trị thông số và giá trị AQI

AQI O3 SO2 CO PM10 NO2

15 phút 8 giờ 24 giờ 8 giờ Các mức AQI

Trung bình 8 giờ hoặc 1 giờ *

ppb ppb µgm-3 µgm- 3 µgm- 3 ppb mgm- 3 ppm µgm- 3 µgm- 3

Thấp

1 0-33 0-16 0-95 0-49 0-88 0-32 0-3.8 0-21 0-19

0.0- 3.2

2 34- 17- 96- 50- 89- 33- 3.9- 22- 20- 3.3-

65 32 190 99 176 66 7.6 42 40 6.6

66- 99 33- 49 191- 286 100- 149 177- 265 67- 99 7.7- 11.5 43- 64 41- 62 6.7- 9.9

Trung bình

100- 125 50- 62 287- 381 150- 199 266- 354 100- 132 11.6- 13.4 10.0- 11.5 65- 74 63- 72

5 126- 63- 382- 200- 355- 133- 13.5- 11.6- 75- 73-

153 76 477 249 442 166 15.4 13.2 86 84

154- 179 77- 89 478- 572 250- 299 443- 531 167- 199 15.5- 17.3 13.3- 14.9 87- 96 85- 94

Cao

180- 90- 573- 300- 532- 200- 17.4- 15.0- 97- 95- 7

239 119 635 332 708 266 19.2 16.5 107 105

240- 120- 636- 333- 709- 267- 19.3- 16.6- 108- 106- 8

299 149 700 366 886 332 21.2 18.2 118 116

300- 359 150- 179 701- 763 367- 399 887- 1063 333- 399 21.3- 23.1 18.3- 19.9 119- 129 117- 127

Rất cao

10 >360 >180 >764 >400 >1064 >400 >23.2 >20 >130 >128

Tiêu chuẩn môi trường của Anh được cho trong bảng sau:

Bảng: Tiêu chuẩn chất lượng môi trường không khí tại Vương quốc Anh

Áp dụng từ Thông số

trung Tiêu chuẩn Nồng độ

Loại bình

31-12-03 năm

Benzene Toàn bộ lãnh thổ England và Wales 31-12-10 năm

16.25 µg m-3 5.00 µg m-3 3.25 µg m-3 và N. 31-12-10 năm

Scotland Ireland

2.25 µg m-3 31-12-03 1,3-Butadiene năm

10.0 mg m-3 31-12-03 8 giờ

England, Wales và N. Ireland

31-12-03 Scotland

31-12-04 Chì 8 giờ năm

31-12-08

31-12-05 10.0 mg m-3 0.5 µg m-3 0.25 µg m-3 năm 200µgm-3 không quá 18 1 giờ NO2

lần/năm 40 µg m-3 31-12-05 năm

31-12-04 24 giờ PM10 Toàn lãnh thổ

31-12-04

31-12-10 Scotland năm 24 giờ

31-12-10 năm

2020 năm

2010 - 2020 năm PM2.5 Toàn lãnh thổ

2010 Scotland

không quá 31-12-04 năm 1 giờ SO2

không quá 31-12-04 24 giờ

15 phút 31-12-05

31-12-10 PAH *

31-12-05 Ozone *

50µg m-3, không quá 35 lần/năm 40 µg m-3 50 µg m-3, không quá 7 lần/năm 18 µg m-3 25 µg m-3 (target) 15% cut in urban background exposure 12 µg m-3 350µgm-3, 24lần/năm 125µg m-3, 3lần/năm 266µgm-3 không quá 35 lần/năm 0.25 ng m-3 100µgm-3 không quá 10 lần/năm năm 8 giờ hoặc 1 giờ*

2.1.8 Pháp

Phương pháp tính toán ch ỉ số AQI của Pháp được ban hành chính thức từ Bộ Sinh thái và Phát triển bền vững vào tháng 7/2004. AQI đư ợc tính toán cho từng khu vực địa lý và cho từng ngày. Thang đo các mức AQI từ 1 – 10. AQI được tính toán thông qua các thông số: NO2, SO2, O3 và PM-10.

Mỗi thông số xác định một giá trị AQI phụ, giá trị WQI cuối cùng là giá trị lớn

nhất trong các AQI phụ. Ta có bảng sau để xác định các chỉ số phụ:

Bảng: Nồng độ thông số và chỉ số phụ tương ứng

4 WQI 5 1 6 2 7 3 120 − 159 SO2 160 − 199 0 - 39 200 − 249 40 − 79 250 − 299 80 − 119 84 − 109 NO2 110 − 134 0 - 29 135 − 164 30 − 54 165 − 199 55 − 84 80 − 104 O3 105 − 129 0 - 29 130 − 149 30 − 54 150 − 179 55 − 79 30 − 39 PM-10 40 − 49 0 - 9 50 − 64 10 − 19 65 − 79 20 − 29

8 300 − 399 200 − 274 180 − 209 80 − 99

9 400 − 499 275 − 399 210 − 239 100 − 124

10 > 500 > 400 > 240 > 125

Kết quả tính toán AQI ứng với các mức ý nghĩa như sau:

Bảng: Các mức AQI và ý nghĩa

WQI Ý nghĩa Màu sắc

1 Xanh Rất tốt

2 Xanh Rất tốt

3 Xanh Tốt

4 Xanh Tốt

5 Trung bình Da Cam

6 Trung bình kém Da Cam

7 Trung bình kém Da Cam

8 Kém Đỏ

9 Kém Đỏ

10 Nguy Hại Đỏ

2.1.9 Bồ Đào Nha

Chỉ số chất lượng không khí tại Bồ Đào Nha được tính toán hàng ngày thông qua 2 thông số là PM-10 trung bình 24 giờ và O3 trung bình 1 giở cao nhất trong ngày. AQI của Bồ Đào Nha không được tính thành các điểm số mà chỉ có các mức phân loại ứng với các màu sắc khác nhau.

Bảng: Giá trị thông số và các mức AQI

PM-10 O3 Ý nghĩa

0 - 59.4 0 - 19.4 Rất tốt

59.5 - 119.4 19.5 - 34.4 Tốt

Trung bình 119.5 - 179.4 34.5 - 49.4

Kém 179.5 - 239.4 49.5 - 119.4

> 239,5 >119,5 Xấu

--- --- Nếu không có số liệu

2.2 Phương pháp tính toán AQI t ại Việt Nam

Hiện tại chỉ có sở Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh đưa AQI áp dụng vào thực tế. Thành phố Hồ Chí Minh đã có điều tiên quyết đó là có mạng lưới các trạm quan trắc không khí tự động.

Cách tính AQI do sở Tài nguyên và Môi trư ờng thành phố Hồ Chí Minh đưa ra như sau:

Trước hết tại mỗi trạm, AQI sẽ được tính cho từng chất theo 2 loại là AQI theo

giờ và AQI theo ngày.

h AQI (cid:61501) i

100*h

h C i S i

- Công thức tính AQI theo giờ của chất i tại trạm j:

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

iS : tiêu chuẩn môi trường cho phép theo giờ của chất i.

Với

100

d AQI (cid:61501) i

d C i S

- Công thức tính AQI theo ngày của chất i tại trạm j:

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

iS : tiêu chuẩn môi trường cho phép theo ngày của chất i.

h iS và

Với

iS được lấy từ tiêu chuẩn môi trường Việt Nam đối với các

Các giá trị

thông số cơ bản trong không khí xung quanh (TCVN 5937 – 1995).

Bảng : tiêu chuẩn môi trường Việt Nam (5937-1995) Giá trị tới hạn các thông số cơ bản trong không khí xung quanh (mg/m 3)

STT Trung bình Trung bình Trung bình Thông số

1 giờ 8 giờ 24 giờ

CO 1 40 10 5

2 0.4 - 0.1 NO2

3 0.5 - 0.3 SO2

Pb 4 - - 0.005

5 0.2 - 0.06 O3

6 0.3 - 0.2 Bụi lơ lửng

d PMS 10 = 100 µg/m3).

Tuy nhiên riêng đối với thông số PM10, do tiêu chuẩn Việt Nam chỉ quy định đối với bụi tổng (SPM) chứ không có tiêu chuẩn cho bụi có kích thước nhỏ (PM10) nên h PMS 10 = 150 µg/m3, quy ước lấy tiêu chuẩn cho PM10 bằng 50% tiêu chuẩn bụi tổng (

Max

(

AQI

)

AQI (cid:61501) i

h i

d i

Sau khi có AQI theo tiêu chu ẩn giờ và ngày, AQI max của mỗi chất trong ngày tại trạm j được tính như sau:

So sánh AQI max của tất cả các thông số trong trạm, giá trị AQI nào lớn nhất sẽ

(

)

AQI (cid:61501) j

Max i

AQI i

là chỉ số chất lượng không khí của trạm quan trắc tương ứng trong ngày.

Ví dụ: chỉ số AQI giao thông sẽ được tính toán theo các số liệu quan trắc từ 4 trạm tự động là DOSTE (DO), Hồng Bàng (HB), Thống Nhất (TN) và Bình Chánh (BC):

Như vậy AQI giao thông sẽ có giá trị bằng trung bình cộng các giá trị AQI của

AQI

(cid:61483)

AQI

(cid:61501)

(cid:61483) 4

4 trạm nói trên:

AQI

(cid:61483)

TSH

AQI

(cid:61501)

Tương tự cho tính toán AQI khu dân cư:

2.3 Đánh giá các phương pháp tính toán AQI trên th ế giới và Việt Nam Phương pháp tính toán ch ỉ số AQI có thể chia làm 3 phương pháp chính:

- Phương pháp áp dụng ở các nước như Hoa Kỳ, Hong Kong, Hàn Quốc Thái

Lan, Đài Loan, Malaysia, Nhật Bản, Bồ Đào Nha, Ấn Độ...

- Phương pháp áp dụng tai Astralia, thành phồ Hồ Chí Minh

- Phương pháp áp dụng tại Anh, Pháp, Canada

a. Phương pháp áp dụng tại Hoa Kỳ, Hàn Quốc, Malaysia…

(cid:61501)

(cid:61485)

(cid:61483)

Phương pháp tính toán ch ỉ số chất lượng không khí AQI theo công th ức như sau:

(cid:61480) C

(cid:61481)

BP L

(cid:61485) (cid:61485)

I Hi BP Hi

I 0 L BP L

Trong đó:

Ip: Chỉ số chất lượng môi trường môi trường không khí của chất ô nhiễm p

Cp: Nồng độ của chất ô nhiễm p

BPHi: Chỉ số trên của Cp

BPH0: Chỉ số dưới 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 th ức trên. Các tham số đó được xây dựng dựa trên tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh và các nghiên cứu về ảnh hưởng của chất ô nhiễm đến sức khỏe.

Ưu điểm: Do bảng các chỉ số trên và chỉ số dưới dùng để tính toán AQI được xác định dựa vào Tiêu chuẩn môi trường không khí quốc gia và các nghiên cứu về ảnh hưởng của sức khỏe do ô nhiễm môi trường không khí nên các mức AQI ứng với từng loại tác động đến sức khỏe phù hợp với thực tế nhất.

Nhược điểm: Công thức tính toán khá phức tạp và việc xây dựng các bảng chỉ số trên và chỉ số dưới khó khăn.

b. Phương pháp đang áp d ụng tại Astralia, thành phố Hồ Chí Minh

AQI

(cid:61501) 100

(cid:61620)

Phu

Công thức tính toán AQI phụ như sau:

Trong đó

AQIphu: Chỉ số chất lượng không khí phụ

Cp: Nồng độ của thông số

Qp: Giá trị tiêu chuẩn của thông số

Ưu điểm: công thức tính toán đơn giản, chỉ cần sử dụng Tiêu chuẩn không khí quốc gia là có thể xác định được giá trị AQI

Nhược điểm: Các khoảng phân hạng giá trị AQI ứng với các ảnh hưởng khác nhau đến sức khỏe không được phù hợp như phương pháp 1.

c. Phương pháp đang áp d ụng tại Anh, Pháp, Canada

Để xác định giá trị của chỉ số AQI này ta không cần một công thức toán 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 thông số nằm trong một khoảng nào đó thì ta có chỉ số AQI týõng ứng.

Ưu điểm: Đơn giản, dễ xác định

Nhược điểm: Chỉ phân hạng được các mức AQI mà không thể so sánh hai giá trị AQI ở cùng một hạng.

Chương III. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN AQI DO TCMT BAN HÀNH

Phần I. QUY ĐỊNH CHUNG 1. Phạm vi điều chỉnh Văn bản này hướng dẫn việc tính toán chỉ số chất lượng không khí từ số liệu quan trắc của các trạm quan trắc không khí tự động cố định liên tục.

2. Đối tượng áp dụng Hướng dẫn này áp dụng đối với cơ quan quản lý nhà nước về môi trường; các tổ chức, cá nhân có tham gia vào m ạng lưới quan trắc môi trường và tham gia vào việc công bố thông tin về chất lượng môi trường cho cộng đồng.

3. Giải thích từ ngữ Trong sổ tay hướng dẫn, các từ ngữ dưới đây được hiểu như sau: 1. Chỉ số chất lượng không khí (viết tắt là AQI) là chỉ số được tính toán từ các thông số quan trắc các chất ô nhiễm trong không khí, nhằm cho biết tình trạng chất lượng không khí và mức độ ảnh hưởng đến sức khỏe con người, được biểu diễn qua một thang điểm.

Trong hướng dẫn này chỉ số chất lượng không khí được áp dụng tính cho 02 loại:

- Chỉ số chất lượng không khí theo ngày; - Chỉ số chất lượng không khí theo giờ.

2. AQI thông số là giá trị tính toán AQI cho từng thông số quan trắc. 3. AQI theo ngày (AQI d) là giá trị tính toán cho AQI áp dụng cho 1 ngày.

4. AQI tính theo trung bình 24 giờ (AQI24h) là giá trị tính toán AQI sử dụng số liệu quan trắc trung bình 24 giờ.

5. AQI theo giờ (AQIh) là giá trị tính toán AQI áp dụng cho 1 giờ.

6. Trạm quan trắc không khí tự động cố định liên tục là trạm quan trắc cố định có khả năng đo tự động liên tục các thông số về chất lượng không khí.

7. Quy chuẩn: Quy chuẩn sử dụng để tính toán AQI là các mức quy định trong Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí xung quanh hi ện hành (QCVN 05:2009/BTNMT).

4. 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.

5. Mục đích của việc sử dụng chỉ số chất lượng không khí - Đánh giá nhanh chất lượng không khí một cách tổng quát; - Có thể được sử dụng như một nguồn dữ liệu để xây dựng bản đồ phân vùng chất lượng không khí;

- Cung cấp thông tin môi trường cho cộng đồng một cách đơn giản, dễ hiểu, trực quan;

- Nâng cao nhận thức về môi trường.

Phần II. TÍNH TOÁN CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ

1. Các yêu cầu đối với việc tính toán chỉ số chất lượng không khí - Chỉ số chất lượng không khí được tính toán riêng cho số liệu của từng trạm quan trắc không khí tự động cố định liên tục đối với môi trường không khí xung quanh;

- AQI được tính toán cho từng thông số quan trắc. Mỗi thông số sẽ xác định được 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 được chia thành các khoảng nhất định. Khi giá trị AQI nằm trong một khoảng nào đó, thì thông điệp cảnh báo cho cộng đồng ứng với khoảng giá trị đó sẽ được đưa ra.

2. Quy trình tính toán và s ử dụng AQI trong đánh giá ch ất lượng môi trường không khí xung quanh

Quy trình tính toán và s ử dụng AQI trong đánh giá ch ất lượng môi trường không khí xung quanh bao g ồm các bước sau:

1. Thu thập, tập hợp số liệu quan trắc từ trạm quan trắc môi trường không khí tự động cố định liên tục (số liệu đã qua xử lý).

2. Tính toán các chỉ số chất lượng không khí đối với từng thông số theo công thức.

3. Tính toán chỉ số chất lượng không khí theo giờ/theo ngày. 4. So sánh chỉ số chất lượng không khí với bảng xác định mức cảnh báo ô nhiễm môi trường không khí và mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe con người.

3. Thu thập, tập hợp số liệu quan trắc Số liệu quan trắc được thu thập phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Số liệu quan trắc sử dụng để tính AQI là số liệu của quan trắc của trạm quan trắc không khí cố định, tự động, liên tục. Số liệu quan trắc bán tự động không sử dụng trong việc tính AQI;

- Các thông số thường được sử dụng để tính AQI là các thông số được quy định trong QCVN 05:2009/BTNMT bao g ồm: SO2, CO, NOx, O3, PM10, TSP;

- Số liệu quan trắc được đưa vào tính toán đã qua xử lý, đảm bảo đã loại bỏ các giá trị sai lệch, đạt yêu cầu đối với quy trình quy phạm về đảm bảo kiểm soát chất lượng số liệu.

h)

100.

h AQI (cid:61501)

TS x QC

4. Tính toán giá trị AQI theo giờ a. Giá trị AQI theo giờ của từng thông số (AQIx Giá trị AQI theo giờ của từng thông số được tính toán theo công thức sau đây:

h : Giá trị AQI theo giờ của thông số X (được làm tròn thành số nguyên).

TSx: Giá trị quan trắc trung bình 1 giờ của thông số X QCx: Giá trị quy chuẩn trung bình 1 giờ của thông số X Lưu ý: Đối với thông số PM10: do không có quy chuẩn trung bình 1 giờ, vì vậy lấy quy chuẩn của TSP trung bình 1 giờ thay thế cho PM10 AQIx

h theo giờ của mỗi thông số, chọn giá trị AQI lớn nhất

b. Giá trị AQI theo giờ Sau khi đã có giá trị AQIx của 05 thông số trong cùng một thời gian (01 giờ) để lấy làm giá trị AQI theo giờ.

AQIh = max(AQIh

Trong 01 ngày, mỗi thông số có 24 giá trị trung bình 01 giờ, vì vậy, đối với mỗi h giờ, tương ứng sẽ tính toán được 24 giá trị thông số sẽ tính toán được 24 giá trị AQIx AQI theo giờ để đánh giá chất lượng môi trường không khí xung quanh và m ức độ ảnh hưởng tới sức khỏe con người theo giờ.

5. Tính toán giá trị AQI theo ngày

a. Giá trị AQI theo ngày của từng thông số

AQI

100.

(cid:61501)

24 x

TS x QC

24: giá trị AQI tính bằng giá trị trung bình 24 giờ của thông số X (được làm

O3.

Đầu tiên tính giá trị trung gian là AQI trung bình 24 gi ờ của từng thông số theo công thức sau đây:

max(

AQI

)

24 x

h x

d AQI (cid:61501) x O3 = max(AQIh

O3)

x là giá trị AQI ngày của thông số X

TSx: giá trị quan trắc trung bình 24 giờ của thông số X QCx: giá trị quy chuẩn trung bình 24 giờ của thông số X AQIx tròn thành số nguyên). Lưu ý: không tính giá trị AQI24h Giá trị AQI theo ngày của từng thông số được xác định là giá trị lớn nhất trong số các giá trị AQI theo giờ của thông số đó trong 01 ngày và giá tr ị AQI trung bình 24 giờ của thông số đó.

max(

AQI

)

d AQI (cid:61501)

d x

Lưu ý: Giá trị AQId Trong đó AQId b. Giá trị AQI theo ngày Sau khi đã có các giá trị AQI theo ngày của mỗi thông số, giá trị AQI lớn nhất của các thông số đó được lấy làm giá AQI theo ngày c ủa trạm quan trắc đó.

Màu Ảnh hưởng sức khỏe

Xanh 6. So sánh chỉ số chất lượng không khí đã được tính toán với bảng Sau khi tính toán được chỉ số chất lượng không khí, sử dụng bảng xác định giá trị AQI tương ứng với mức cảnh báo chất lượng không khí và mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe con người để so sánh, đánh giá, cụ thể như sau: Khoảng giá trị AQI 0 – 50 Chất lượng không khí Tốt Không ảnh hưởng đến sức khỏe

Trung bình Vàng 51 – 100

Kém 101 – 200

201 – 300 Xấu Da cam Đỏ

Trên 300 Nâu Nguy hại Nhóm nhạy cảm nên hạn chế thời gian ở bên ngoài Nhóm nhạy cảm cần hạn chế thời gian ở bên ngoài Nhóm nhạy cảm tránh ra ngoài. Những người khác hạn chế ở bên ngoài Mọi người nên ở trong nhà

Ghi chú: Nhóm nhạy cảm bao gồm: trẻ em, người già và những người mắc bệnh hô hấp

Phần III. ÁP DỤNG CHỈ SỐ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ TRONG CÔNG B Ố THÔNG TIN MÔI TRƯ ỜNG CHO CỘNG ĐỒNG

1. Công bố thông tin về chất lượng không khí xung quanh và m ức độ ảnh hưởng tới sức khỏe cộng đồng

Chỉ số chất lượng không khí sau khi đư ợc tính toán, xác định mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe con người được sử dụng trong các báo cáo về chất lượng không khí, báo cáo hiện trạng môi trường. Các thông tin này cần được đưa ra công bố, công khai và phổ biến rộng rãi cho cộng đồng.

2. Yêu cầu đối với nội dung thông tin công bố về AQI Yêu cầu đối với nội dung thông tin công bố về AQI bao gồm: - Tên trạm quan trắc, địa điểm trạm quan trắc; - Giá trị AQI theo ngày, giá trị AQI theo giờ và mức cảnh báo ô nhiễm tương ứng với mức độ ảnh hưởng tới sức khỏe con người;

- Thông số có mức ô nhiễm cao nhất (thông số ứng với giá trị AQI lớn nhất là thông số có mức độ ô nhiễm cao nhất).

3. Hình thức công bố Thông tin về AQI được công bố cho cộng đồng thông qua các phương ti ện thông tin đại chúng như báo chí, truy ền thanh, truyền hình, bảng thông tin điện tử, trang thông tin điện tử.

Chương IV. TÍNH TOÁN THỬ NGHIỆM AQI

Việt Nam chưa có một mạng lưới các trạm quan trắc không khí tự động, chỉ có một số trạm tại một số thành phố lớn. Hà Nội và thành phố Đà Nẵng là hai thành phố hiện có các trạm không khí cố định tự động đang hoạt động. Việc tính toán thử nghiệm sẽ sử dụng số liệu trong 1 tháng.

4.1 Tính toán thử nghiệm AQI cho số liệu tại Hà Nội

Số liệu sử dụng để tính toán thử nghiệm AQI là số liệu trong tháng 7/2010 của trạm quan trắc không khí cố định tự động đặt tại 556 Nguyễn Văn Cừ, Long Biên, Hà Nội.

Trạm quan trắc môi trường không khí tự động, cố định tại 556 Nguyễn Văn Cừ, Long Biên, Hà Nội thuộc Trung tâm Quan trắc Môi trường - Tổng cục Môi trường . Trạm có khả năng quan trắc các thông số môi trường cơ bản gồm: Bụi (PM-10, PM- 2.5, PM-1) , NOx, SO2, CO, O3 và các thông s ố vi khí hậu như: hướng gió, tốc độ gió, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, bức xạ mặt trời. Ngoài ra trạm có hệ thống tự chuẩn khí tại trạm và các thiết bị phục vụ thu nhận, truyền số liệu.

Trạm quan trắc tự động, cố định được lắp đặt cách đường giao thông Nguyễn Văn Cừ 30m và nằm trong khuôn viên của toà nhà 5 tầng của Tổng cục Môi trường.

Đây là trục đường giao thông có mật độ lớn, là cửa ngõ phía Đông và Đông Bắc của Hà Nội. Mật độ xe cộ trung bình khoảng 8000 chiếc/giờ và có xu thế ngày càng tăng.

4.1.1 Tính toán AQI theo giờ

Chỉ số chất lượng không khí AQI theo gi ờ được tính toán cho từng ngày trong tháng 7/2010 bằng số liệu trung bình 1 giờ. Kết quả tính toán thử nghiệm xem phần phụ lục 2. Dưới đây AQI theo giờ được đánh giá cho số liệu của ngày 15/7/2010.

Chất lượng không khí qua từng thông số:(ngày 15/7)

Nồng độ các thông số trong ngày 15/7 biến thiên khá lớn giữa các giờ trong ngày, các thông số O3, NOx, CO, SO2 vẫn nằm trong giới hạn của Quy chuẩn, thông số PM-10 cũng vượt quy chuẩn của TSP trong nhiều giờ.

Kết quả tính toán AQI

Hình: Kết quả tính toán AQI ngày 15/7/2010

Theo như kết quả tính toán AQI thì trong ngày 15/7 thì ch ất lượng không khí có nhiều giờ nằm trong khoảng 100 – 200 tức cảnh báo được đưa ra là “nhóm nhạy cảm hạn chế thời gian ra ngoài trời”.

Nhận xét

Việc đánh giá chất lượng không khí thông qua AQI và vi ệc đánh giá qua từng thông số phù hợp với nhau, giá trị AQI tương ứng với thông số nào có mức độ ô nhiễm cao nhất. Việc đánh giá chất lượng không khí bằng một giá trị AQI duy nhất tỏ ra đơn giản và dễ hiểu đối với cộng đồng.

4.1.2 Tính toán AQI theo ngày

Số liệu tháng 7/2010 được sử dụng để tính toán thử nghiệm AQI.Kết quả tính toán cụ thể trong phần phụ lục 1, sau đây chỉ nhận xét kết quả tính toán từ ngày 11/7 đến 17/7.

Đánh giá kết quả quan trắc theo từng thông số

Đánh giá kết quả quan trắc theo trung bình 24 giờ.

Đồ thị giá trị trung bình 24 giờ của các thông số được trình bày trong các hình

dưới đây.

Chất lượng môi trường không khí tại khu vực đặt trạm được đánh giá thông qua các thông số CO, SO2, O3, NOx, PM -10, các loại trung bình được sử dụng là trung bình 1 giờ và trung bình 24 giờ.

Theo số liệu quan trắc của trạm Nguyễn Văn Cừ thì các thông số CO, SO2, O3 chưa bị ô nhiễm, thông số NOx đã có dấu hiệu ô nhiễm, thông số PM-10 bị ô nhiễm rất cao.

Đánh giá kết quả quan trắc theo trung bình 1 giờ

Đồ thị trung bình 1 giờ lớn nhất trong ngày của các thông số được trình bày trong

các hình dưới đây:

Hình: Kết quả tính toán AQI từ 11 đến 17/7 năm 2010

Kết quả tính toán AQI

Từ kết quả tính toán AQI ta nhận thấy giá trị AQI chủ yếu nằm trong khoảng 100 – 200 (mức chất lượng môi trường kém) và từ 200 - 300 (mức chất lượng môi trường xấu).

Nhận xét

Kết quả tính toán AQI tương ứng với thông số có mức độ ô nhiễm lớn nhất. Giá trị AQI thể hiện được chất lượng không khí một cách đơn giản và thông tin phù hợp để công bố cho cộng đồng.

4.2 Kết quả tính toán thử nghiệm AQI tại Đà Nẵng 4.2.1 Tính toán AQI theo giờ

Chỉ số chất lượng không khí AQI theo gi ờ được tính toán cho từng ngày trong tháng 9/2010 bằng số liệu trung bình 1 giờ. Kết quả tính toán thử nghiệm xem phần phụ lục 4. Dưới đây AQI theo giờ được đánh giá cho số liệu của ngày 15/9/2010.

Chất lượng không khí qua từng thông số:(ngày 15/9)

Nồng độ các thông số trong ngày 15/9 biến thiên khá lớn giữa các giờ trong

ngày, tất các thông số O3, NOx, CO, SO2 vẫn nằm trong giới hạn của Quy chuẩn.

Kết quả tính toán AQI

Hình: Kết quả tính toán AQI ngày 15/9/2010 tại trạm Đà Nẵng

Giá trị AQI trong ngày 15/9 chủ yếu nằm trong khoảng từ 0 – 50 (tức chất lượng không khí ở mức tốt), chỉ có 2 giờ chất lượng không khí ở mức 50 – 100 (chất lượng không khí ở mức trung bình).

Nhận xét

4.1.2 Tính toán AQI theo ngày

Số liệu tháng 9/2010 của trạm Đà Nẵng được sử dụng để tính toán thử nghiệm AQI. Kết quả tính toán cụ thể trong phần phụ lục 3, sau đây chỉ nhận xét kết quả tính toán từ ngày 11/9 đến 17/9.

Đánh giá kết quả quan trắc theo từng thông số

Đánh giá kết quả quan trắc theo trung bình 24 giờ.

Đồ thị giá trị trung bình 24 giờ của các thông số được trình bày trong các hình

dưới đây.

Đánh giá kết quả quan trắc theo trung bình 1 giờ

Đồ thị trung bình 1 giờ lớn nhất trong ngày của các thông số được trình bày trong

các hình dưới đây:

Theo số liệu quan trắc của trạm Nguyễn Văn Cừ thì tất các thông số CO, SO2,

O3 , Nox, PM-10 vẫn thấp hơn giới hạn của Quy chuẩn

Hình: Kết quả tính toán AQI từ 11 đến 17/9 năm 2010

Kết quả tính toán AQI

Từ kết quả tính toán AQI ta nhận thấy giá trị AQI chủ yếu nằm trong khoảng 0-

50 và 50 – 100 (mức chất lượng môi trường tốt và trung bình).

Nhận xét

KẾT LUẬN

Việc xây dựng và đưa vào thực tế chỉ số chất lượng không khí ở Việt Nam có ý

nghĩa rất lớn trong việc phổ biến cho cộng đồng các thông tin số liệu môi trường.

Từ việc đánh giá những ưu nhược điểm của các phương pháp tính AQI đ ã được áp dụng tại các quốc gia khác nhau, phương pháp tính toán AQI đ ề xuất là phương pháp phù hợp nhất đối với điều kiện Việt Nam hiện nay. Phương pháp tính toán AQI cần liên tục được cải tiến để ngày càng phản ánh chính xác chất lượng không khí và đưa ra các cảnh báo phù hợp cho cộng đồng.

Qua việc tính toán thử nghiệm cho thấy AQI đã phản ánh được chất lượng không khí phù hợp với việc đánh giá từng thông số. Trong thời gian tới thông tin về AQI sẽ được phổ biến cho cộng đồng thông qua các phương tiện thông tin đại chúng.

BÀI TẬP

Với nguồn số liệu như sau:

- Số liệu trong 3 ngày của 1 trạm quan trắc không khí cố định tự động liên tục.

- Loại số liệu: trung bình 5 phút

Yêu cầu:

- Tính toán AQI giờ trong 1 ngày

- Tính toán AQI ngày trong 3 ngày

- Vẽ biểu đồ biến thiên AQI giờ trong 1 ngày

- Vẽ biểu đồ biến thiên AQI trong ngày 3 ngày

(bài tập sẽ được cung cấp dưới dạng file excel)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1.Décrets, arrêtés, circulaires, TEXTES GÉNÉRAUXMINISTÈRE DE L’ÉCOLOGIE ET DU DÉVELOPPEMENT DURABLE, Arrêté du 22 juillet 2004 relatif aux indices