Ô nhiễm bụi mịn (PM2.5) tại một số thành phố châu Á

Vương Như Luận, Mạc Thị Minh Trà

Trung tâm Quan trắc môi trường miền Bắc

Tổng cục Môi trường

Tóm tắt

Hiện nay, ô nhiễm bụi mịn (PM_2.5) là vấn đề nhận được sự được quan tâm của nhiều quốc gia, trong đó có các nước ở châu Á. Kết quả đánh giá số liệu quan trắc bụi PM_2.5 từ các thiết bị đo đặt tại 15 Đại sứ quán và Lãnh sự quán Mỹ ở các thành phố Châu Á trong giai đoạn 2016 – 2018 cho thấy mức độ ô nhiễm bụi PM_2.5 tại nhiều thành phố lớn của Châu Á là khá nghiêm trọng. Kết quả quan trắc tại 15 thành phố đều có giá trị thông số PM_2,5 trung bình năm vượt quá giới hạn do WHO đưa ra (Mục tiêu 2). Tại một số thành phố, tỉ lệ số ngày có giá trị thông số PM_2,5 trung bình 24 giờ vượt quá giới hạn của WHO cũng ở mức cao. Tuy nhiên mức độ ô nhiễm bụi PM_2.5 tại các thành phố rất khác nhau, thành phố Hồ Chí Minh có mức độ ô nhiễm thấp nhất, New Delhi là thành phố có mức độ ô nhiễm bụi PM_2.5 lớn nhất, Hà Nội xếp thứ 10 và 11 trên tổng số 15 thành phố. Theo dõi diễn biến trong giai đoạn 2016 – 2018 cho thấy, một số thành phố như Bắc Kinh, Thẩm Dương, Thành Đô, Thượng Hải (Trung Quốc) và Hà Nội (Việt Nam), nồng độ bụi PM_2.5 đã có xu hướng giảm. Do giới hạn của nguồn số liệu vì vậy các đánh giá trong bài báo chỉ phù hợp với các khu vực trung tâm thành phố, đối với các vùng ven đô và ngoại thành mức độ ô nhiễm bụi PM_2.5 có thể thấp hơn.

Từ khoá: AQI, chất lượng không khí, PM_2.5, không khí các thành phố châu Á.

1. Đặt vấn đề

Đầu năm 2019, Tổ chức Y tế thế giới (WHO) đã đưa ra 10 vấn đề nghiêm trọng nhất có thể ảnh hưởng đến cuộc sống của con người trên thế giới, trong đó vấn đề số 1 là “Ô nhiễm không khí và biến đổi khí hậu”[1]. Cũng theo WHO có đến 97% các thành phố ở các nước có thu nhập thấp và trung bình với dân số trên 100.000 dân không đáp ứng theo hướng dẫn của WHO về chất lượng không khí. Các thành phố có mức độ ô nhiễm không khí cao tập trung chủ yếu tại khu vực châu Á, trong đó có Việt Nam[2]. Trong các chất gây ô nhiễm môi trường không khí, ô nhiễm bụi mịn (PM_2.5) đã và đang là vấn đề nghiêm trọng nhất ở nhiều thành phố lớn tại Châu Á. Chính vì vậỵ thông số bụi mịn (PM_2.5) là thông số được quan tâm nhất hiện nay. Bài báo dưới đây sẽ đánh giá ô nhiễm bụi mịn (PM_2.5) tại 15 thành phố châu Á dựa trên số liệu quan trắc của Đại sứ Quán Mỹ/Lãnh sứ quán Mỹ trong giai đoạn 2016 đến 2018.

2. Phương pháp nghiên cứu

Thu thập số liệu

Từ năm 2008, Cục bảo vệ môi trường Hoa Kỳ kết hợp với Bộ ngoại giao bắt đầu tiến hành lắp đặt các thiết bị quan trắc tự động (thiết bị đo bụi PM_2.5) tại các Đại sứ quán (ĐSQ) và Lãnh sự quán (LSQ) Mỹ ở nước ngoài (đa số tại khu vực châu Á). Mục đích để cung cấp thông tin cho công dân Hoa Kỳ về chất lượng không khí tại nước sở tại, tuy nhiên các số liệu này đều được công bố công khai, vì vậy những người quan tâm đến chất lượng không khí tại các khu vực đó đều có thể truy cập. Năm 2008, thiết bị đo bụi PM_2.5 đầu tiên được lắp đặt tại Đại sứ quán Mỹ ở Bắc Kinh, đến năm 2019 đã có 30 ĐSQ và LSQ trên thế giới được lắp đặt thiết bị đo bụi PM2.5, trong đó tại khu vực châu Á là 23, một số ít các ĐSQ và LSQ được lắp đặt thêm thiết bị đo khí O₃. Số liệu sử dụng trong báo cáo này là số liệu trung bình 1 giờ được lấy từ trang WEB công bố chất lượng không khí của Cục bảo vệ môi trường Hoa Kỳ[3].

Hình 1: Bản đồ 15 thành phố lắp thiết bị đo bụi PM_2.5 của Hoa Kỳ

Xử lý số liệu

Thiết bị đo bụi PM_2.5 là thiết bị đo tự động liên tục, tuy nhiên có một số khoảng thời gian số liệu bị thiếu hoặc thiết bị báo lỗi, bảng bên dưới trình bày tỉ lệ số liệu sử dụng được tại 15/23 ĐSQ và LSQ. Các địa điểm còn lại thiết bị đo bụi PM_2.5 được lắp đặt sau năm 2016 vì vậy chuỗi số liệu chưa đủ 3 năm.

Bảng 1: Tỉ lệ số liệu sử dụng được đối với thông số bụi PM_2.5 tại các ĐSQ và LSQ Mỹ

Đơn vị: %

Ghi chú: Tỉ lệ số liệu sử dụng được tính bằng tỉ số giữa số lượng số liệu sử dụng trên số lượng số liệu thiết kế (ví dụ số lượng số liệu thiết kế 1 năm là 365x24=8.760 giá trị trung bình 1 giờ).

Đánh giá mức độ ô nhiễm không khí

Tiêu chuẩn được sử dụng để đánh giá chất lượng không khí được lấy từ “Hướng dẫn của tổ chức y tế thế giới (WHO) về chất lượng không khí”[4].

Bảng 2: Hướng dẫn của WHO về chất lượng không khí và các mục tiêu

Đơn vị: µg/m³

Mục tiêu 2 được lựa chọn cho các so sánh, đánh giá trong phạm vi bài báo này vì nó phù hợp với các thành phố lớn tại châu Á hiện nay, trong bối cảnh mục tiêu 3 sẽ rất khó đạt được trong một vài năm tới. Ngoài ra, giá trị quy định trong “Mục tiêu 2” đúng bằng giá trị giới hạn trong QCVN 05:2013/BTNMT Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí xung quanh của Việt Nam.

3. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Đối với mỗi một thành phố chỉ có 01 vị trí quan trắc đặt tại các ĐSQ và LSQ Mỹ, vì vậy số liệu quan trắc sẽ đại diện cho chất lượng không khí xung quanh khu vực đó. Các khu vực này là các khu vực trung tâm thành phố, nơi thường có chất lượng không khí kém nhất, các khu vực vùng ven đô thị và ngoại thành chất lượng không khí có thể tốt hơn.

Kết quả quan trắc theo trung bình 1 giờ

Phân bố nồng độ bụi PM_2.5 rất khác nhau giữa các thành phố, điều đó thể hiện mức độ khác biệt về ô nhiễm bụi PM_2.5 giữa các đô thị này. New Delhi có nồng độ bụi PM_2.5 trung bình cao nhất trong các thành phố. Cũng tại đây, trong năm 2017 và 2018 bách phần thứ 95 là 300 µg/m³, có nghĩa là 5% giá trị quan trắc trung bình 1 giờ lớn hơn 300 µg/m³. Các khoảng thời gian nồng độ bụi PM_2.5 rất cao sẽ ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người[5]. Tại thành phố Hồ Chí Minh nồng độ bụi PM_2.5 cũng như khoảng phân bố là thấp nhất.

Hình 2: Biểu đồ dạng hộp giá trị quan trắc trung bình 1 giờ thông số PM_2.5

Ghi chú:

- Vạch nằm giữa hộp là giá trị trung vị

- Hai đầu hộp là bách phần thứ 25 (là giá trị mà 25% số liệu thấp hơn giá trị này) và bách phần thứ 75 (là giá trị mà 75% số liệu thấp hơn giá trị này).

- Vạch trên cùng và vạch dưới cùng là bách phần thứ 5 và 95.

♦: Giá trị trung bình

*: Bách phần thứ 1 và 99

-: Giá trị tối đa và tối thiểu

Kết quả quan trắc theo trung bình 24 giờ

Số ngày trong năm có giá trị quan trắc trung bình 24 giờ vượt quá mức giới hạn của WHO (Mục tiêu 2) tại 15 thành phố châu Á ở mức khá cao. Tp. Hồ Chí Minh có từ 13-18 ngày trong năm chất lượng không khí không đạt “Mục tiêu 2” của WHO, đây là thành phố có số ngày không đạt thấp nhất. Các thành phố có số ngày vượt cao nhất là Mumbai, Dhaka, Bắc Kinh và đặc biệt là New Delhi có trên 2/3 số ngày trong năm giá trị quan trắc trung bình 24 giờ vượt quá mức giới hạn của WHO (Mục tiêu 2).

Bảng 3. Số ngày có giá trị quan trắc bụi PM_2.5  trung bình 24 giờ vượt quá giới hạn của WHO (Mục tiêu 2) tại các thành phố Châu Á

Ghi chú:

+ Số ngày đo: Tổng số ngày có kết quả quan trắc trong năm

+ Số ngày vượt: Số ngày có giá trị quan trắc vượt quá giới hạn trung bình 24 giờ (so với Mục tiêu 2 trong hướng dẫn của WHO)

+ Tỉ lệ vượt: Tỉ lệ số ngày có giá trị quan trắc vượt quá giới hạn (%).

Hình 3: Tỉ lệ số ngày giá trị bụi PM_2.5 TB 24 giờ vượt quá giới hạn của WHO (Mục tiêu 2)

Hình 4: Bản đồ phân bố PM_2.5 theo tỷ lệ % số ngày vượt chuẩn năm 2018

Kết quả quan trắc theo trung bình năm

Toàn bộ 15 thành phố tại Châu Á đều có giá trị quan trắc trung bình năm vượt quá giới hạn do WHO đưa ra (Mục tiêu 2). Tùy thuộc và từng thành phố, mức độ vượt quá giới hạn từ 1,1 đến 4,9 lần. Trong giai đoạn từ 2016 – 2018, một số thành phố như Mumbai (Ấn Độ) , Dhaka (Bangladesh) nồng độ PM_2.5 có xu hướng tăng. Tuy nhiên một số thành phố như Bắc Kinh, Thẩm Dương, Thành Đô, Thượng Hải (Trung Quốc) và Hà Nội (Việt Nam) là những thành phố thường được nhắc tới với mức độ ô nhiễm cao thì đã thấy có xu hướng giảm của bụi PM_2.5. Một số thành phố như Quảng Châu (Trung Quốc), Jakarta (Indonesia), Tp. Hồ Chí Minh (Việt Nam) nồng độ bụi PM_2.5 không thể hiện xu hướng biến động hiện rõ.

Hình 5: Biểu đồ kết quả quan trắc PM_2.5 trung bình năm trong giai đoạn 2016-2018

So sánh mức độ ô nhiễm bụi PM_2.5 tại một số thành phố Châu Á

Từ các đánh giá ở phần trên cho thấy ô nhiễm bụi mịn (PM_2.5) đã và đang xảy ra tại các thành phố lớn ở Châu Á, tuy nhiên mỗi thành phố lại có mức độ ô nhiễm rất khác nhau. Trong giai đoạn 2016-2018, thành phố Hồ Chí Minh có mức độ ô nhiễm bụi PM_2.5 thấp nhất. Tùy theo từng năm, Hà Nội xếp thứ 10 hoặc 11 trên tổng số 15 thành phố. Thành phố New Delhi có mức độ ô nhiễm bụi PM_2.5 cao nhất.

Bảng 4: xếp hạng mức độ ô nhiễm bụi PM_2.5 tại một số thành phố Châu Á

Ghi chú: xếp hạng mức độ ô nhiễm bụi PM_2.5 dựa trên giá trị quan trắc trung bình năm

Kết luận

Kết quả quan trắc trong giai đoạn 2016 – 2018 cho thấy ô nhiễm bụi mịn (PM_2.5) ở nhiều thành phố lớn của Châu Á là khá nghiêm trọng. Kết quả quan trắc PM_2.5 tại 15 thành phố đều có giá trị PM_2.5 trung bình năm vượt quá giới hạn do WHO đưa ra (Mục tiêu 2). Tỉ lệ số ngày có trung bình 24 giờ vượt quá giới hạn của WHO tại nhiều thành phố cũng ở mức cao. Tuy nhiên mức độ ô nhiễm bụi PM_2.5 tại các thành phố cũng khác nhau, thành phố Hồ Chí Minh có mức độ ô nhiễm thấp nhất, New Delhi là thành phố có mức độ ô nhiễm bụi PM_2.5 lớn nhất, Hà Nội xếp thứ 10 và 11 (tùy theo từng năm) trên tổng số 15 thành phố. Theo dõi diễn biến trong giai đoạn 2016 – 2018 cho thấy, một số thành phố như Bắc Kinh, Thẩm Dương, Thành Đô, Thượng Hải (Trung Quốc), Hà Nội (Việt Nam), nồng độ bụi PM_2.5 đã có xu hướng giảm.

Tài liệu tham khảo

1.      Ten threats to global health in 2019. https://www.who.int/emergencies/ten-threats-to-global-health-in-2019.

2.      WHO ambient (outdoor) air quality  database Summary results, update 2018.

3.      https://airnow.gov/index.cfm?action=airnow.global_summary.

4.      WHO Air quality guidelines for particulate matter, ozone, nitrogen dioxide and sulfur dioxide, Global update 2005.

5.      Claire L.Leiser, Heidi A. Hanson, Kara Sawyer, Jacob Steenblik, Ragheed Al-Dulaimi, Troy Madsen, Karen Gibbins, James M.Hotaling, Yetunde Oluseye Ibrahim, James A.Van Derslice , Matthew Fuller, “Acute effects of air pollutants on spontaneous pregnancy loss: a case-crossover study” , Fertility and Sterility. 2018.

A study of Fine dust pollution (PM_2.5) in Asian cities

Vuong Nhu Luan, Mac Thi Minh Tra

Northen Centre for Environmental Monitoring,

Vietnam Environment Administration

Abstract

Recently, fine dust pollution (PM_2.5) is one of the problems attracted by many countries, including Asian countries. Monitoring data devices located at 15 US embassies and consulates in the period 2016-2018 shows results of assessment of PM_2.5 dust in numbers of mega Asian cities, which is quite serious. Researching monitoring results in mentioned 15 mega Asian cities indicates all of those have the average annual PM_2.5 values ​​exceeding the limits set by the WHO (Goal 2). In some mentioned cities, the percentage days of which average PM_2.5 parameter in 24-hour exceeding the WHO limit appears high. However, the level of PM_2.5 dust pollution in those cities is quite different: Ho Chi Minh City owns the lowest pollution level, New Delhi is the city with the highest level of PM_2.5 dust pollution, Hanoi ranked 10th and 11th out of 15 cities. Tracking developments in the period 2016 - 2018 shows some cities such as Beijing, Shenyang, Chengdu, Shanghai (China) and Hanoi (Vietnam), there has been reducing tendency of PM_2.5 dust concentrations. Due to the limitation of data sources, the assessments in this article are only suitable for assessing the fine dust PM_2.5 in center of those cities, while suburban and suburban areas have lower level of PM_2.5 dust pollution.