Các Yếu Tố ảnh Hưởng đến Chất Lượng Không Khí - VCAP

Mức phát thải không phải là yếu tố duy nhất quyết định nồng độ chất ô nhiễm không khí. Các yếu tố như thời tiết, biến đổi hóa học trong không khí và kinh tế – xã hội đều đóng một vai trò. Điều này có nghĩa là việc giảm phát thải chất gây ô nhiễm không đồng nghĩa chỉ có thể giảm nồng độ chất gây ô nhiễm đó.

Mức độ ô nhiễm (nồng độ chất ô nhiễm) trong không khí gần mặt đất không chỉ phụ thuộc vào các thông số của nguồn thải (lượng thải, kích thước…) mà còn phụ thuộc vào tính chất của hỗn hợp chất thải độc hại và điều kiện khí tượng. Trong khí quyển các phần tử ô nhiễm sẽ chuyển động nhờ có sự khuếch tán phân tử và khuếch tán rối và chính điều đó sẽ đưa đến sự trao đổi nhiệt, trao đổi chất ô nhiễm, V.V….

Nếu không khí yên tĩnh và các chất ô nhiễm không thể phát tán, thì nồng độ của các chất ô nhiễm này sẽ tích tụ. Mặt khác, khi gió mạnh, các chất ô nhiễm phân tán nhanh chóng, dẫn đến nồng độ chất ô nhiễm thấp hơn.

Dưới đây là các yếu tố ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp đến nồng độ các chất ô nhiễm trong không khí:

Biến đổi theo mùa, khí hậu

Ở Việt Nam, khí hậu có sự phân hóa rõ rệt theo vùng miền. Miền Bắc có khí hậu nhiệt đới gió mùa, miền Nam khí hậu nhiệt đới trong khi khu vực cao nguyên biểu hiện đặc trưng khí hậu ôn đới. Khí hậu khô, nóng, bức xạ nhiệt cao là các yếu tố làm thúc đẩy quá trình phát tán các khí ô nhiễm, còn mưa nhiều có thể góp phần làm giảm các chất ô nhiễm không khí. Mùa hè sẽ có nồng độ khí thải thấp hơn so với mùa đông do khả năng khuếch tán của chất thải vào mùa hè tốt hơn.

Hình 1. Diễn biến nồng độ NOx trung bình tháng của 3 miền Bắc, Trung, Nam

Quy hoạch và đô thị hóa 

Ngoài ra, độ che phủ cây xanh cũng là yếu tố giúp giảm lượng khí thải trong khí quyển đáng kể. Theo thống kê ở nước ta, mặc dù tổng diện tích rừng đã tăng, đạt mức độ che phủ 40%, nhưng chất lượng rừng đang tiếp tục suy thoái. Đối với các khu vực đô thị, mật độ cây xanh chưa đạt tiêu chuẩn về độ che phủ. Cụ thể, tại thủ đô Hà Nội và TP.Hồ Chí Minh diện tích này mới đạt <4m2/người, thấp hơn so với yêu cầu của tiêu chuẩn (10-15 m2/người) và không đáp ứng vai trò lá phổi xanh giảm thiểu ONKK (năm 2013).

Quá trình đô thị hóa cùng với các hoạt động phát triển kinh tế-xã hội chưa được quản lý và kiểm soát tốt gây ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng môi trường không khí. Ở Việt Nam, giai đoạn 2008 – 2013 tốc độ tăng trưởng kinh tế được ghi nhận giảm do ảnh hưởng từ khủng hoảng tài chính từ cuối 2007 – 2010. Tuy vậy, sức ép môi trường từ các ngành nghề vẫn không hề nhỏ. Các nguồn thải hiện nay đang có xu hướng gia tăng cả về số lượng và quy mô.

Thời gian trong ngày

Có sự thay đổi đáng kể nồng độ các chất ô nhiễm giữa ngày và đêm. Các chất như bụi, CO2, SO2, NO2có nồng độ cao vào sángvà chiều tốitrong khi đó O3tầng mặt lại cao vào buổi trưavà thấp vào sáng vàchiều. Một nguyên nhân cho hiện tượng này là do nhiệt độ thấp làm giảm khả năng khuếch tán chất ô nhiễm.

Hình 2. Diễn biến nồng độ PM1, PM2.5, PM10 trung bình theo giờ (Trạm Nguyễn Văn Cừ, Hà Nội, 2012) Nguồn: TCMT, 2013

Hình 3. Diễn biến nồng độ O3 và NOx trung bình theo giờ (Trạm Nguyễn Văn Cừ, Hà Nội, 2012) Nguồn: TCMT, 2013

Địa hình

Nồng độ các chất ô nhiễm có thể cao hơn trong các thung lũng so với các khu vực có đất cao hơn. Điều này là do, trong điều kiện thời tiết nhất định, các chất ô nhiễm có thể bị “mắc kẹt” ở các khu vực trũng thấp như thung lũng.

Điều này xảy ra, ví dụ, vào những ngày nắng vẫn còn khi mức độ ô nhiễm có thể tích tụ do thiếu gió để phân tán ô nhiễm. Điều này cũng có thể xảy ra vào những ngày lạnh lẽo và sương mù trong mùa đông. Nếu các thị trấn và thành phố được bao quanh bởi những ngọn đồi, sương mù mùa đông cũng có thể xảy ra. Ô nhiễm từ xe cộ, nhà cửa và các nguồn khác có thể bị mắc kẹt trong thung lũng, thường sau một đêm không mây. Không khí lạnh sau đó bị giữ lại bởi một lớp không khí ấm hơn phía trên thung lũng (hiện tượng nghịch nhiệt hay nghịch đảo nhiệt) làm giảm khả năng di chuyển của chất ô nhiễm theo chiều thẳng đứng.

Hình 4. Sự di chuyển của chất ô nhiễm giữa ngày bình thường và ngày xảy ra nghịch nhiệt

Yếu tố khí tượng

a) Ảnh hưởng của gió

Gió là yếu tố khí tượng cơ bản nhất có ảnh hưởng đến sự lan truyền chất độc hại trong không khí. Gió tạo ra các dòng không khí chuyển động rối trên mặt đất. Nồng độ của chất ô nhiễm tại một địa điểm phụ thuộc nhiều vào hướng gió và vận tốc gió thổi. Gió có vận tốc lớn ở tầng không khí sát mặt đất vào ban ngày, còn ban đêm thì ở tầng cao.

Nếu gió thổi vào khu vực đô thị từ khu công nghiệp thì mức độ ô nhiễm có khả năng cao lên so với khi không khí thổi từ hướng khác. Điều này đặt ra vấn đề về việc quy hoạch các khu công nghiệp một cách hợp lý.

Hình 5. Đường đi của gió khi gặp vật cản

b) Ảnh hưởng của độ ẩm và mưa

Độ ẩm

Giống như nhiệt độ và bức xạ mặt trời, hơi nước đóng vai trò quan trọng trong nhiều phản ứng nhiệt và quang hóa trong khí quyển. Vì các phân tử nước nhỏ và phân cực, chúng có thể liên kết mạnh với nhiều chất. Nếu được gắn vào các hạt lơ lửng trong không khí, chúng có thể làm tăng đáng kể lượng ánh sáng bị tán xạ bởi các hạt bụi (đo khả năng hiển thị). Nếu các phân tử nước bám vào các khí ăn mòn, chẳng hạn như sulfur dioxide, khí sẽ hòa tan trong nước và tạo thành dung dịch axit có thể gây tổn hại cho sức khỏe và tài sản.

Mưa

Mưa có tác dụng làm sạch môi trường không khí. Các hạt mưa kéo theo các hạt bụi, hoà tan một số khí độc hại và sau đó rơi xuống, gây ô nhiễm đất và ô nhiễm nguồn nước. Mưa cũng làm sạch bụi ở trên các lá cây, làm cho các dải cây xanh tăng khả năng hút bám và che chắn bụi.

c) Bức xạ năng lượng mặt trời và hiện tượng nghịch nhiệt

Bức xạ mặt trời là một chất xúc tác quan trọng của phản ứng quang hóa tạo Ozone bề mặt. Vào buổi trưa, khi bức xạ mặt trời là lớn nhất, phản ứng giữa NO2 + VOCs được thải ra từ động cơ đốt trong với xúc tác là bức xạ mặt trời để tạo thành khí ozone.

Đồng thời bức xạ mặt trời cũng là nguyên nhân gây hiện tượng nghịch nhiệt. Hiện tượng nghịch nhiệt là một hiện tượng đảo chiều của các thành phần khí trong khí quyển, được hiểu đơn giản là nhiệt độ của tầng không khí bên trên cao hơn dưới mặt đất. Thường xảy ra vào sáng sớm khi mặt đất chưa được mặt trời làm ấm, hiện tượng có thể kéo dài vài giờ nhưng cũng có thể đến vài ngày.

Hình 6.Làn khói không thể tiếp tục di chuyển lên trên do bị chặn lại bởi 1 lớp không khí nóng, Scotland (2006).

Phát thải ô nhiễm

Một số chất ô nhiễm tập trung nhiều ở các khu vực khác nhau tùy thuộc vào nguồn phát thải. Ví dụ, các khu vực nơi có các nhà máy nhiệt điện đốt than có khả năng phát thải ô nhiễm sulfur dioxide cao hơn. Ô nhiễm xe cơ giới có thể tạo ra mức độ cao của nitơ dioxide, carbon monoxide và hydrocarbon trong các thành phố và thị trấn. Ô nhiễm bụi có thể cao do ô nhiễm xe, đốt nhiên liệu, xây dựng công trình, khí thải công nghiệp, bụi đất và đường và khai thác đá. Phát thải ô nhiễm ở các quốc gia khác cũng có thể được vận chuyển qua biên giới quốc tế để tạo ra mức độ ô nhiễm cao như ozone.

Nhung Nguyễn