Một số kết quả đạt được của đề tài “Nghiên cứu đặc trưng và nguồn gốc ô nhiễm sol khí mịn ở Hà Nội giai đoạn 2021-2023”

Trong những năm gần đây, tình trạng ô nhiễm không khí toàn cầu đang ở mức báo động. Không khí bị ô nhiễm ảnh hưởng rất lớn đến cuộc sống của con người và môi trường tự nhiên. Vì vậy, nghiên cứu ô nhiễm không khí để nắm được bản chất, nguồn gốc phát sinh và sớm tìm ra các giải pháp hiệu quả để giảm thiểu ô nhiễm, phát triển bền vững môi trường là việc làm có ý nghĩa khoa học và thực tiễn rất quan trọng và mang tính cấp bách. Vấn đề này đang được nhiều nhà khoa học trên thế giới cũng như các nhà quan lý quan tâm hàng đầu, bởi nó là một trong những tác nhân gây ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người và hệ sinh thái, đặc biệt là sol khí mịn PM_2.5. Theo thống kê, Việt Nam là một trong các quốc gia ô nhiễm không khí hàng đầu Châu Á. Trong đó, Thành phố Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh là nơi bị ô nhiễm không khí nặng nề nhất của cả nước. Năm 2021, 100% các quận huyện ở Hà Nội đều vượt quy chuẩn QCVN 05:2013/BTNMT và khuyến nghị của WHO năm 2021.

Trong bối cảnh đó, Viện Khoa học và  Kỹ thuật hạt nhân đã được phê duyệt thực hiện đề tài khoa học và công nghệ: “Nghiên cứu đặc trưng và nguồn gốc ô nhiễm sol khí mịn ở Hà Nội giai đoạn 2021-2023” do TS. Vương Thu Bắc làm chủ nhiệm. Đề tài được triển khai thực hiện trong thời gian 3 năm từ tháng 1/2021 đến tháng 12/2023 với mục tiêu chính là xác định được các đặc trưng và mức độ ô nhiễm sol khí mịn ở Hà Nội giai đoạn 2021-2022 và nhận biết được các nguồn gốc và khu vực có tiềm năng đóng góp vào ô nhiễm bụi khí. Để đạt được 2 mục tiêu này, đề tài đã thực hiện một số các nội dung chính sau đây:

       - Xây dựng chương trình thu góp mẫu và các thông số khí tượng;

       - Triển khai thu góp và phân tích mẫu sol khí mịn theo mùa trong năm 2021 và 2022;

       - Thu thập và xử lý các thông số khí tượng chủ yếu;

      - Nghiên cứu đặc trưng và nguồn gốc ô nhiễm sol khí mịn theo mùa trong các năm lý giải nguyên nhân gây ra ô nhiễm.

Với sự nỗ lực của chủ nhiệm và nhóm nghiên cứu, sau thời gian 2 năm đề tài đã hoàn thành đầy đủ các nội dung đăng ký và đạt được một số kết quả đáng ghi nhận.

Đề tài đã xây dựng được bộ dữ liệu bao gồm hơn 34 thông số về nồng độ PM_2.5, hàm lượng các nguyên tố hóa học chủ yếu (K, Ca, Ti, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, As, Sr, Se, Br, Pb…), hàm lượng các ion hòa tan chủ yếu (F^-, Cl^-, NO₃^-, PO₄^3-, SO₄^2-, Na⁺, NH₄⁺, K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺), hàm lượng các thành phần carbon chủ yếu (BC, OC, EC) trong 212 mẫu sol khí mịn PM_2.5. Trên cơ sở bộ dữ liệu xây dựng được, áp dụng mô hình thống kê PMF đề tài đã nhận diện được 6 nguồn gây ô nhiễm bụi mịn PM_2.5 chủ yếu và sự đóng góp của các nguồn ô nhiễm thành phần trong giai đoạn 5/2021 đến 3/2023, bao gồm: nguồn ô nhiễm do đốt sinh khối chiếm (33,8 ± 6,0)%, sol khí thứ cấp chứa nhiều Amonium và Sulfate chiếm (17,3 ± 3,0)%, hoạt động công nghiệp (12,5 ± 2,2)%, bụi đất/bụi xây dựng (10,0 ± 1,8)%, phát thải do xe cộ (8,4 ± 1,5)%, sol khí từ biển (3,0 ± 0,5)% và thành phần nguồn chưa rõ chiếm (15,0 ± 2,7)%. Nồng độ sol khí mịn PM_2.5 trung bình trong giai đoạn này là (80,742 ± 48,791) µg/m3 (Hình 1 và 2).

Tổng hợp các kết quả nghiên cứu thu được, đề tài đã xác định được các đặc trưng tiêu biểu của sol khí mịn, nguồn gốc chủ yếu tạo ra các chất ô nhiễm và phần đóng góp của chúng trong không khí ở Hà Nội trong thời kỳ ô nhiễm trầm trọng đặc trưng. Áp dụng các mô hình tiên tiến HYSPLIT-4, PSCF, TrajStat và ArcGIS, đề tài đã xây dựng được bản đồ các khu vực ô nhiễm tiềm năng đóng góp vào ô nhiễm sol khí mịn PM_2.5 trong trong thời gian nghiên cứu (Hình 3 và 4).

Hình 3. Bản đồ các khu vực tiềm năng đóng góp vào ô nhiễm bụi khí mịn ở Hà Nội năm 2021 (5/2021-3/2022)

Thời kỳ ô nhiễm trầm trọng trọng đặc trưng nhất là mùa khô năm 2021 (từ 10/2021 - 3/2022) và năm 2022 (từ 10/2022 - 3/2023). 6 nguồn gây ô nhiễm PM_2.5 chủ yếu và sự đóng góp của chúng trong thời kỳ này cũng đã được nhận diện, bao gồm: Nguồn ô nhiễm do đốt sinh khối chiếm (33,4 ± 3,0)%, sol khí thứ cấp chứa nhiều Amonium và Sulfate chiếm (24,6 ± 2,2)%, hoạt động công nghiệp (11,5 ± 1,0)%, Bụi đất/bụi xây dựng (9,9 ± 0,9)%, phát thải do xe cộ (8,5 ± 0,8)%, sol khí từ biển (3,9 ± 0,4)% và thành phần nguồn chưa rõ chiếm (8,3 ± 0,8)%.

Hình 4. Bản đồ các khu vực tiềm năng đóng góp vào ô nhiễm bụi khí mịn PM_2.5 ở Hà Nội năm 2022 (4/2022-3/2023)

Nồng độ PM_2.5 trung bình trong thời kỳ ô nhiễm trầm trọng cao hơn PM_2.5 trung bình trong cả 2 năm 2021 và 2022 là 1,3 lần. Tất cả 6 nguồn ô nhiễm đều lớn hơn từ 1,2 đến 1,8 lần.

Kết quả của đề tài và các kết quả liên quan đến ô nhiễm bụi khí mịn PM_2.5 đã được công bố trên tạp chí quốc tế: “Atmospheric Pollution Research” năm 2024, “Urban Climate” năm 2023, tạp chí “Aerosol and Air Quality Research” năm 2021, tạp chí khoa học chuyên ngành trong nước (NST- Nucl. Sci. and Tech.) năm 2024, báo cáo trong các Hội nghị Khoa học và công nghệ hạt nhân toàn quốc vào tháng 12/2021, tháng 8/2023 và 01 luận văn thạc sỹ chuyên ngành Vật lý được cấp bằng năm 2022.

Với những kết quả nghiên cứu đạt được như đã đề cập ở trên, đề tài đã hoàn thành đầy đủ các nội dung nghiên cứu và đáp ứng được mục tiêu đặt ra đảm bảo chất lượng, tin cậy. Bộ dữ liệu thành phần hóa học, thành phần nguồn phát sol khí mịn, sự đóng góp của các nguồn thành phần và bản đồ các khu vực ô nhiễm tiềm năng thu được từ kết quả thực hiện đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cao, góp phần vào cơ sở khoa học để các nhà quản lý hoạch định chính sách kiểm soát và quản lý nhằm giảm thiểu tình trạng ô nhiễm bụi khí mịn PM_2.5 hiện nay ở Hà Nội.

Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân