Nghiên cứu đánh giá diễn biến một số chất khí nhà kính (so2, nox, ch4) ở khu vực nội thành hà nội

Tuy nhiên, với tình hình phát thải các khí nhà kính do các hoạt động của con người, chủ yếu là việc đốt các nhiên liệu hóa thạch và đốn rừng ởcác nước trên thế giới trong nhiều n

- 0 -

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

KHOA SAU ĐẠI HỌC

-*** -

NGUYỄN THỊ PHỐ

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ DIỄN BIẾN MỘT SỐ CHẤT KHÍ NHÀ KÍNH (SO2, NOx, CH4)

Ở KHU VỰC NỘI THÀNH HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

HÀ NỘI, 2016

- 1 -

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

KHOA SAU ĐẠI HỌC

-*** -

NGUYỄN THỊ PHỐ

NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ DIỄN BIẾN MỘT SỐ CHẤT KHÍ NHÀ KÍNH (SO2, NOx, CH4)

Ở KHU VỰC NỘI THÀNH HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU

Chuyên ngành: Biến đổi khí hậu

Mã số: Chương trình đào tạo thí điểm

Người hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Quang Trung

HÀ NỘI, 2016

- 2 -

LỜI CAM ĐOAN

Tôi tên là: NGUYỄN THỊ PHỐ Mã số học viên: 12095036

Tôi xin cam đoan quyển lu ận văn được chính tôi thực hiện dưới sự hướng

dẫn của TS Nguyễn Quang Trung với đề tài luâ ̣n văn: “Nghiên cứu đánh giá diễn biến một số chất khí nhà kính (SO 2 , NO x , CH 4 ) ở khu vực nội thành Hà Nội”

Đây là đề tài mới , không trùng lă ̣p vớ i đề tài luâ ̣n văn nào trước đây , do đó không có sự sao chép của bất kì luâ ̣n văn nào Nô ̣i dung của luâ ̣n văn được thực hiê ̣n đúng quy đi ̣nh, các nguồn tài liệu, tư liê ̣u nghiên cứu và sử du ̣ng trong luâ ̣n văn đều được trích dẫn nguồn

Nếu xảy ra vấn đề gì với nô ̣i dung luâ ̣n văn này , tôi xin chi ̣u hoàn toàn trách nhiệm theo quy định./

Hà Nội, tháng 11 năm 2015

Học viên

Nguyễn Thị Phố

Tôi cũng xin chân thành cám ơn các anh chị và các bạn đồng nghiệp trong phòng Phân tích Độc chất môi trường - Viện Công nghệ môi trường luôn chỉ bảo, cộng tác và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn

Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn các bạn học viên cao học K2- Biến đổi khí hậu và gia đình đã động viên giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua

Mặc dù tôi đã có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn thiện nhất nhưngluận văn không tránh khỏi những thiếu sót Tôi rất mong được sự góp

ý của các thầy, cô giáo để đề tài được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 11 năm 2015

Học viên

Nguyễn Thị Phố

- 4 -

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 0

LỜI CẢM ƠN 3

DANH MỤC BẢNG 7

DANH MỤC HÌNH 8

MỞ ĐẦU 10

1 Tính cấp thiết của đề tài 10

2 Mục tiêu của đề tài 11

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 11

4 Nội dung và phương pháp nghiên cứu 11

CHƯƠNG I – TỔNG QUAN TÀI LIỆU 13

1.1 Tổng quan về khí nhà kính 13

1.1.1 Các khái niệm 13

1.1.2 Nồng độ khí nhà kính 15

1.1.3 Nguồn phát thải khí nhà kính 17

1.1.3.1 Các nguồn phát thải khí nhà kính trên thế giới 17

1.1.3.2 Các nguồn phát thải khí nhà kính ở Việt Nam 23

1.2 Một số khí nhà kính nghiên cứu 28

-1.2.1 Sunfua đioxit (SO2) 28

-1.2.2 Các Oxit Nitơ (NOx) 29

-1.2.3 Khí mêtan (CH4) 30

1.3 Bức xạ cưỡng bức và ảnh hưởng của KNK đến BĐKH 31

1.3.1 Mối liên hệ giữa KNK và biến đổi khí hậu 31

1.3.2 Ảnh hưởng của sự gia tăng khí nhà kính và biến đổi khí hậu 33

CHƯƠNG II: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36

2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 36

2.2 Phương pháp nghiên cứu 36

2.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp: 36

2.2.2 Các phương pháp lấy mẫu không khí 36

2.2.3 Phương pháp điều tra, khảo sát đo đạc tại hiện trường 42

5

2.2.4 Phương pháp xử lý số liệu 43

CHƯƠNG III: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 44

-3.1 So sánh giá trị của phương pháp quan trắc tự động với phương pháp đo chủ động 44

-3.2 Diễn biến SO2 trong không khí 45

-3.2.1 Diễn biến SO2 theo thời gian 45

-3.2.2 Đánh giá nguyên nhân thay đổi nồng độ SO2 51

-3.3 Diễn biến NOx trong không khí 55

-3.3.1 Diễn biến NOx theo thời gian 55

-3.3.2 Đánh giá nguyên nhân thay đổi nồng độ NOx 63

-3.4 Diễn biến CH4 trong không khí 69

-3.4.1 Diễn biến CH4 theo thời gian 69

-3.4.2 Đánh giá nguyên nhân sự biến đổi CH4 73

3.5 Đề xuất giải pháp giảm thiểu nồng độ các khí nhà kính 75

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

PHỤ LỤC BẢNG 81

PHỤ LỤC HÌNH ẢNH 86

6

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT

BTNMT: Bộ Tài nguyên môi trường

BAU Kịch bản phát triển thông thường

EPA: Cục Bảo vệ môi trường Mỹ (United States Environmental

Protection Agency) GTVT: Giao thông vận tải

IPCC: Uỷ ban Liên chính phủ về biến đổi khí hậu (Intergovernmental

Panel on Climate Change)

KNK: Khí nhà kính

LULULF: Lĩnh vực sử dụng đất, thay đổi sử dụng đất và lâm nghiệp (Land

use, Land Use Change and Forestry) MRV Đo đạc – Báo cáo – Kiểm chứng

NAMA Hoạt động giảm nhẹ phát thải thích hợp ở cấp quốc gia

NMVOC: Hợp chất hữu cơ bay hơi không có metan

- 7 -

DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Tiềm năng nóng lên toàn cầu của một số khí nhà kính so với khí CO2 -

- 8 -

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Thành phần các khí nhà kính 13

-Hình 1.2 Sự thay đổi nồng độ CO2 trong khí quyển toàn cầu 15

Hình1.3 Tổng lượng phát thải khí nhà kính từ năm 1970 2010 18

Hình 1.4 Nguồn phát thải khí nhà kính, năm 2010 19

Hình 1.5 Sự phát thải khí CO2 từ nônglâm nghiệp từ năm 19702010 20

Hình 1.7: Dự tính phát thải khí nhà kính theo các ngành đến năm 2050 23

Hình 1.8: Nguồn phát thải khí nhà kính năm 2010 theo các lĩnh vực 23

-Hình 1.9: Nguồn phát thải khí nhà kính theo các lĩnh vực năm 1994, 2000 và 2010 24

Hình 1.10: Phát thải khí nhà kính năm 2010 trong lĩnh vực năng lượng 25

Hình 1.11: Phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực nông nghiệp năm 2010 25

Hình 1.12: Phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực chất thải năm 2010 27

-Hình 1.13: Ước tính lượng phát thải khí nhà kính ở Việt Nam, năm 2020 và năm 2030 27

Hình 1.14: Mối liên hệ giữa khí nhà kính và biến đổi khí hậu 32

-Hình 3.1 Biểu đồ so sánh số liệu quan trắc bằng phương pháp hấp thụ với số liệu tại trạm quan trắc tự động, liên tục 44

-Hình 3.2 Biểu đồ so sánh số liệu quan trắc bằng phương pháp hấp thụ với số liệu tại trạm quan trắc tự động, liên tục 45

-Hình 3.3 Nồng độ SO2 trung bình theo thời gian trong ngày, theo các thứ, trong tuần tại trạm Nguyễn Văn Cừ 48

-Hình 3.4 Nồng độ SO2 trung bình theo thời gian tại trạm Hoàng Quốc Việt và Nguyễn Văn Cừ 49

-Hình 3.5 Nồng độ SO2 trung bình theo các ngày trong tuần 50

-Hình 3.6 Diễn biến nồng độ SO2 theo các mùa trong năm 2013 51

-Hình 3.7 Số lượng xe máy và ô tô theo các thứ trong tuần trên đường Hoàng Quốc Việt 52

-Hình 3.8 Số lượng xe máy và ô tô theo các thứ trong tuần trên đường Nguyễn Văn Cừ 52

9

Hình 3.9 Mối liên hệ giữa SO2 và O3 tại trạm Hoàng Quốc Việt 54

-Hình 3.10 Mối liên hệ giữa SO2 và O3 tại trạm Nguyễn Văn Cừ 54

-Hình 3.12 Nồng độ NO và NO2 trung bình theo thời gian trong ngày trạm Nguyễn Văn Cừ năm 2013 57

-Hình 3.13 Nồng độ NOx trung bình theo thời gian trong ngày, các thứ trong tuần, trong năm 2013 59

-Hình 3.14 Nồng độ NOx trung bình theo giờ tại trạm Nguyễn Văn Cừ năm 2013 60

-Hình 3.15 Nồng độ NOx trung bình theo giờ tại trạm Hoàng Quốc Việt năm 2013 61

-Hình 3.16 Nồng độ NOx trung bình theo từng thứ, năm 2013 62

-Hình 3.17 Nồng độ NOx trung bình theo các mùa trong năm 2013 62

-Hình 3.18 Nồng độ NOx trung bình theo các tháng trong năm 2013 63

-Hình 3.19 Biểu diễn sự thay đổi của nhiệt độ và cường độ ánh sáng trong ngày - 65 -Hình 3.20 Nồng độ thông số O3 theo mùa trong năm 2013 65

-Hình 3.21 Mối liên hệ giữa NO, NO2 và O3 tại trạm Hoàng Quốc Việt 66

-Hình 3.22 Mối liên hệ giữa NO, NO2 và O3 tại trạm Nguyễn văn Cừ 66

-Hình 3.23 Mối liên hệ giữa khí NOx và O3 67

Hình 3.24a Mối liên hệ NO, NO2, NOx và O3 tại Aljarafe, Thổ Nhĩ Kỳ 68

Hình 3.24b Mối liên hệ NO, NO2, NOx và O3 tại Torneo, Thổ Nhĩ Kỳ 68

-Hình 3.25 Nồng độ CH4 trung bình theo giờ trong năm 2013 69

-Hình 3.26 Diễn biến nồng độ CH4 trung bình theo thời gian trong ngày 72

Hình 3.27 Nồng độ CH4 theo năm 73

-Hình 3.28 Mối liên hệ giữa khí CH4 và O3 74

10

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Khí nhà kính được xem là nguyên nhân chính gây nên biến đổi khí hậu Hiệu ứng nhà kính là một quá trình mà nhiệt bức xạ từ một bề mặt hành tinh được hấp thụ bởi khí nhà kính trong khí quyển, và lại được bức xạ theo mọi hướng Hiệu ứng nhà kính tự nhiên của trái đất đã tạo nên sự sống Tuy nhiên, với tình hình phát thải các khí nhà kính do các hoạt động của con người, chủ yếu

là việc đốt các nhiên liệu hóa thạch và đốn rừng ởcác nước trên thế giới trong nhiều năm qua đa gây ra hiện trượng hiệu ứng nhà kính trên toàn cầu và lớn hơn nữa là làm cho khí hậu trái đất thay đổi , nước biên dâng , thiên tai ngày càng nhiều hơn

Trong giai đoạn 1994-2010, tổng lượng phát thải khí nhà kính ở Việt Nam (bao gồm LULUCF) tăng nhanh từ 103,8 triệu tấn CO2 tương đương lên 246,8 triệu tấn CO2 tương đương, trong đó lĩnh vực năng lượng tăng nhanh nhất từ 25,6 triệu tấn CO2 tương đương lên 141,1 triệu tấn CO2 tương đương và cũng là lĩnh vực phát thải nhiều nhất năm 2010

Trong năm 2010, tổng lượng phát thải khí nhà kính tại Việt Nam là 246,8 triệu tấn CO2 tương đương bao gồm lĩnh vực sử dụng đất, thay đổi sử dụng đất

và lâm nghiệp (LULUCF) và 266 triệu tấn CO2 tương đương không bao gồm LULUCF Phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực năng lượng chiếm tỷ trọng lớn nhất là 53,05% của tổng lượng phát thải không tính LULUCF, tiếp theo là lĩnh vực nông nghiệp chiếm 33,20% Phát thải từ các lĩnh vực quá trình công nghiệp

2 Mục tiêu của đề tài

Luận văn tập trung đánh giá sự thay đổi nồng độ các khí SO2, NOx, CH4trong không khí đồng thời xác định một số nguyên nhân sự thay đổi đó

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Khí SO2, NOx, CH4

3.2 Phạm vi nghiên cứu

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng phương pháp đo đạc trên thiết bị quan trắc tự động liên tục thông qua hai trạm quan trắc môi trường không khí đặt tại khu vực gần đường Nguyễn Văn Cừ (Gia Lâm, Hà Nội) và đường Hoàng Quốc Việt (Cầu Giấy, Hà Nội)

4 Nội dung và phương pháp nghiên cứu

4.1 Nội dung nghiên cứu

- Thu thập, xử lý, phân tích các số liệu theo thời gian: trung bình giờ trong ngày, trung bình tháng, trung bình theo các thứ trong tuần và trung bình theo mùa trong năm

- Đánh giá sự thay đổi nồng độ các khí nhà kính SO 2 , NO x , CH 4 tại một số khu vực tại Hà Nội

- Đánh giá nguyên nhân sự thay đổi nồng độ các khí nhà kính

- 12 -

4.2 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp: Thu thập thông tin cần thiết từ

những tài liệu, bản đồ, ảnh, các công trình nghiên cứu có liên quan đến khu vực nghiên cứu

Phương pháp điều tra, khảo sát đo đạc tại hiện trường: Khảo sát hiện

trường kiểm chứng và hiệu chỉnh các điểm quan trắc trên cơ sở mô hình được mô phỏng bằng lý thuyết thiết lập mạng lưới điểm quan trắc tối ưu

Phương pháp quan trắc môi trường tự động: Cung cấp số liệu liên tục,

tức thời, thời gian thực phục vụ quản lý và bảo vệ môi trường Cảnh báo kịp thời, đề xuất các biện pháp phù hợp để quản lý, bảo vệ môi trường

Phương pháp đo chất lượng môi trường không khí bằng phương pháp hấp thụ và đo quang: Mẫu được hấp thụ bằng dung dịch và được đem về

phòng thí nghiệm để xử lý và phân tích

Hình 1.1 Thành phần các khí nhà kính Khí nhà kính ảnh hưởng mạnh mẽ đến nhiệt độ của Trái Đất, nếu không

có chúng nhiệt độ bề mặt Trái Đất trung bình sẽ lạnh hơn hiện tại khoảng 33°C

Hiệu ứng nhà kính là hiệu ứng làm cho không khí của Trái đất nóng lên

do bức xạ sóng ngắn của Mặt trời có thể xuyên qua tầng khí quyển chiếu xuống mặt đất; mặt đất hấp thu nóng lên lại bức xạ sóng dài vào khí quyển để CO2 hấp thu làm cho không khí nóng lên CO2 trong khí quyển giống như một tầng kính dày bao phủ Trái đất, làm cho Trái đất không khác gì một nhà kính lớn Theo tính toán, nếu không có lớp khí quyển, nhiệt độ trung bình ở lớp bề mặt Trái đất

sẽ xuống tới -23 độ C, nhưng nhiệt độ trung bình thực tế là 15 độ C, có nghĩa là hiệu ứng nhà kính đã làm cho Trái đất nóng lên 38 độ C

- Hiệu ứng nhà kính là quá trình vật lý tự nhiên từ khi Trái Đất có bầu khí quyển, giúp khí hậu trở nên ấm áp tạo điều kiện cho sinh vật tồn tại Các khí nhà

- 14 -

kính tự nhiên tồn tại trong khí quyển H20, CO2, O3, … khí nhà kính do con

người tạo ra là CFC Khí nhà kính Tự nhiên có nồng độ ổn định

- Thời kỳ tiền công nghiệp khí CO2 tăng 28% do đốt nhiên liệu hóa thạch

và chặt phá rừng, CH4 tăng 145% do phân hủy cây cỏ, ruộng lúa, phân hữu cơ,

lò đốt chất thải,… O3 giảm do các chất thải CN tạo ra, NOx tăng 15% do chặt phá rừng, sản xuất chất hóa học, CFC do kỹ thuật làm lạnh

Hoạt động con người đang làm thay đổi khí hậu toan cầu và BDKH đang diễn ra với biểu hiện là nước biển dâng 10-25cm

Nước biển dâng cao ảnh hưởng đến một loạt các vấn đề: ảnh hưởng đến

Đa dạng sinh học vì nước biển dâng  tăng quá trình xâm nhập mặn  nhiều loại sinh vật bị biến mất

Trên thực tế hoạt động kinh tế xã hội của con người tăng nhanh  những hậu quả tác hại do con người ngày một tăng Dựa trên những thông số đo đạc được các nhà khoa học đưa ra các kịch bản phát thải khác nhau: Kịch bản phát thải thấp, vừa và cao

- Kịch bản dân số thấp nếu dân số sắp tới là 6-8 tỉ, vừa là 8-11 tỉ, cao là

>12 tỉ, vì dân số quyết định lượng phát thải khí nhà kính

Hiệu ứng nhà kính khí quyển: Các tia bức xạ sóng ngắn của mặt trời

xuyên qua bầu khí quyển đến mặt đất và được phản xạ trở lại thành các bức xạ nhiệt sóng dài Một số phân tử trong bầu khí quyển (CO2 và hơi nước) có thể hấp thụ những bức xạ nhiệt này và thông qua đó giữ hơi ấm lại trong bầu khí quyển Hàm lượng ngày nay của khí CO2 vào khoảng 0,036% đã đủ để tăng nhiệt độ thêm khoảng 30 °C Nếu không có hiệu ứng nhà kính tự nhiên này nhiệt

độ Trái Đất của chúng ta chỉ vào khoảng –15 °C Bức xạ nhiệt của mặt trời là bức xạ có sóng ngắn nên dễ dàng xuyên qua tầng ozon và lớp khí CO2 để đi tới mặt đất, ngược lại bức xạ nhiệt từ Trái Đất vào vũ trụ là bức sóng dài, không có khả năng xuyên qua lớp khí CO2 dày và bị CO2 và hơi nước trong khí quyên hấp thụ Như vậy lượng nhiệt này làm cho nhiệt độ bầu khí quyển bao quanh Trái Đất tăng lên Lớp khí CO2 có tác dụng như một lớp kính giữ nhiệt lượng tỏa

- 15 -

ngược vào vũ trụ của Trái Đất trên quy mô toàn cầu Bên cạnh CO2 còn có một

số khí khác cũng được gọi chung là khí nhà kính như NOx, Metan, CFC

Hiệu ứng nhà kính nhân loại: Ở thời kỳ đầu của lịch sử Trái Đất, các

điều kiện tạo ra cuộc sống chỉ có thể xuất hiện vì thành phần của điôxít cacbon trong bầu khí quyển nguyên thủy cao hơn, cân bằng lại lượng bức xạ của mặt trời lúc đó yếu hơn đến khoảng 25% Cường độ của các tia bức xạ tăng lên với thời gian Trong khi đó đã có đủ cây cỏ trên Trái Đất, thông qua sự quang hợp, lấy đi một phần khí điôxít cacbon trong không khí tạo nên các điều kiện khí hậu

tương đối ổn định

Từ khoảng 100 năm nay con người tác động mạnh vào sự cân bằng nhạy cảm này giữa hiệu ứng nhà kính tự nhiên và tia bức xạ của mặt trời Sự thay đổi nồng độ của các khí nhà kính trong vòng 100 năm lại đây đã làm gia tăng nhiệt

độ Trái đất

1.1.2 Nồng độ khí nhà kính

Hình 1.2 Sự thay đổi nồng độ CO2 trong khí quyển toàn cầu

Nồng độ các khí nhà kính tăng cao: Xã hội càng phát triển, càng làm gia tăng lương khí thải vào môi trường Nồng độ khí CO2 trong khí quyển tăng nhanh từ giai đoạn 1950-2000

- 16 -

Những số liệu về hàm lượng khí CO2 trong khí quyển được xác định từ các lõi băng được khoan ở Greenland và Nam cực cho thấy, trong suốt chu kỳ băng hà và tan băng (khoảng 18.000 năm trước), hàm lượng khí CO2 trong khí quyển chỉ khoảng 180 -200ppm (phần triệu), nghĩa là chỉ bằng khoảng 70% so với thời kỳ tiền công nghiệp (280ppm) Từ khoảng năm 1.800, hàm lượng khí

CO2 bắt đầu tăng lên, vượt con số 300ppm và đạt 379ppm vào năm 2005, nghĩa

là tăng khoảng 31% so với thời kỳ tiền công nghiệp, vượt xa mức khí CO2 tự nhiên trong khoảng 650 nghìn năm qua

Hàm lượng các khí nhà kính khác như khí mêtan (CH4), ôxit nitơ (N2O) cũng tăng lần lượt từ 715ppb (phần tỷ) và 270ppb trong thời kỳ tiền công nghiệp lên 1774ppb (151%) và 319ppb (17%) vào năm 2005 Riêng các chất khí chlorofluoro carbon (CFCs) vừa là khí nhà kính với tiềm năng làm nóng lên toàn cầu lớn gấp nhiều lần khí CO2, vừa là chất phá hủy tầng ôzôn bình lưu, chỉ mới

có trong khí quyển do con người sản xuất ra kể từ khi công nghiệp làm lạnh, hóa

mỹ phẩm phát triển

Từ năm 1840 đến 2004, tổng lượng phát thải khí CO2 của các nước giàu chiếm tới 70% tổng lượng phát thải khí CO2 toàn cầu, trong đó ở Hoa Kỳ và Anh trung bình mỗi người dân phát thải 1.100 tấn, gấp khoảng 17 lần ở Trung Quốc và 48 lần ở Ấn Độ

Riêng năm 2004, lượng phát thải khí CO2 của Hoa Kỳ là 6 tỷ tấn, bằng khoảng 20% tổng lượng phát thải khí CO2 toàn cầu Trung Quốc là nước phát thải lớn thứ 2 với 5 tỷ tấn CO2, tiếp theo là Liên bang Nga 1,5 tỷ tấn, Ấn Độ 1,3

tỷ tấn, Nhật Bản 1,2 tỷ tấn, CHLB Đức 800 triệu tấn, Canada 600 triệu tấn, Vương quốc Anh 580 triệu tấn Các nước đang phát triển phát thải tổng cộng 12

tỷ tấn CO2, chiếm 42% tổng lượng phát thải toàn cầu so với 7 tỷ tấn năm 1990 (29% tổng lượng phát thải toàn cầu), cho thấy tốc độ phát thải khí CO2 của các nước này tăng khá nhanh trong khoảng 15 năm qua Một số nước phát triển dựa vào đó để yêu cầu các nước đang phát triển cũng phải cam kết theo Công ước Biến đổi khí hậu

- 17 -

Tính đến năm 2010, Trung Quốc đứng đầu với lượng phát thải 9,86 tỷ tấn CO2, chiếm tỷ lệ 29% Kế đến là Mỹ (5,19 tỷ tấn, 15%), Liên minh châu Âu EU

27 (3,74 tỷ tấn, 11%), Ấn Độ (1,97 tỷ tấn, 6%), Nga (1,77 tỷ tấn, 5%), Nhật Bản (1,32 tỷ tấn, 5%) Điều lưu ý là 3 nước phát thải khí hàng đầu chiếm 55% lượng khí thải CO2 của cả thế giới So với năm 2012, lượng khí thải của Trung Quốc tăng 3% , trong Mỹ và châu Âu giảm lần lượt là 4 và 1,6% Trước kia Nhật Bản giảm 4,5% lượng khí thải CO2 nhưng sau tai nạn nhà máy điện hạt nhân Fukushima, lượng khí phát thải tăng 6,2% do chuyển sang sử dụng nhiệt điện.[15]

Năm 1990, Việt Nam phát thải 21,4 triệu tấn CO2 (không kể các khí nhà kính khác) Năm 2004, phát thải 98,6 triệu tấn CO2, tăng gần 5 lần, bình quân đầu người 1,2 tấn một năm (trung bình của thế giới là 4,5 tấn/năm, Singapo 12,4 tấn, Malaixia 7,5 tấn, Thái Lan 4,2 tấn, Trung Quốc 3,8 tấn, Inđônêxia 1,7 tấn, Philippin 1,0 tấn, Myanma 0,2 tấn, Lào 0,2 tấn Như vậy, phát thải các khí CO2của Việt Nam tăng khá nhanh trong 15 năm qua, song vẫn ở mức rất thấp so với trung bình toàn cầu và nhiều nước trong khu vực Dự tính tổng lượng phát thải các khí nhà kính của nước ta sẽ đạt 233,3 triệu tấn CO2 tương đương vào năm

2020, tăng 93% so với năm 1998

Tuy nhiên, điều đáng lưu ý là trong khi các nước giàu chỉ chiếm 15% dân

số thế giới, nhưng tổng lượng phát thải của họ chiếm tới 45% tổng lượng phát thải toàn cầu; các nước Châu Phi và cận Sahara với 11% dân số thế giới chỉ phát thải 2%, và các nước kém phát triển với 1/3 dân số thế giới chỉ phát thải 7% tổng lượng phát thải toàn cầu

1.1.3 Nguồn phát thải khí nhà kính

1.1.3.1 Các nguồn phát thải khí nhà kính trên thế giới

Chính từ sự gia tăng dân số, gây ra nhiều áp lực tới môi trường và sự đẩy mạnh công nghiệp hóa hiện nay mà lượng khí nhà kính phát thải ra ngoài môi trường ngày càng gia tăng

- 18 -

57% lƣợng phát thải từ nguồn sử dụng nhiên liệu hóa thạch: năng lƣợng, vận chuyển, xây dựng và công nghiệp; ngành nông nghiệp và thay đổi sử dụng đất chiếm 41% sự phát thải

Hình 1 3 Tổng lƣợng phát thải khí nhà kính từ năm 1970 – 2010[13] Tổng lƣợng phát thải khí nhà kính tính từ năm 1970-2010 là 49 GtCO2e, trong đó CO2 là 76% (bao gồm từ ngành Lâm nghiệp và sử dụng đất chiếm 11%,

và từ quá trình đốt nhiên liệu hóa thạch và công nghiệp là 65%), CH4 là 16%,

N2O là 6% và 2% là khí F nhƣ perfluorocarbon và sulphur hexafluoride Tính từ giai đoạn 1970-2000 tổng lƣợng phát thải khí nhà kính tăng 1,3%/năm, trong giai đoạn từ năm 2000-2010, tổng lƣợng phát thải khí nhà kính tăng 2,2%/năm Các nguồn phát thải khí nhà kính bao gồm:

- Đốt cháy nhiên liệu hóa thạch trong ngành năng lƣợng, vận chuyển, xây dựng và công nghiệp lên tới 26,1 GtCO2e năm 2004 Đốt cháy than đá, dầu, và khí gas trong ngành điện và nhiêt điện chiếm lƣợng lớn sự phát thải, kế đến là vận chuyển, sản xuất, và xây dựng

Hình 1.4 Nguồn phát thải khí nhà kính, năm 2010[13]

- Ngành sản xuất điện và nhiệt: Ngành này tạo ra một lượng lớn khí nhà

kính 25%, chủ yếu từ các hoạt động sử dụng trong các tòa nhà, thương mại, công nghiệp, giao thông vận tải, xây dựng và nông lâm nghiệp Từ năm 1990 –

2002, lượng khí thải của các nước đang phát triển tăng nhanh, với tốc độ tăng trưởng khoảng 2,2% mỗi năm Khí thải của ngành này phát sinh từ các nhà máy lọc dầu, các công trình khí và các mỏ than do chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch sang dạng khác có thể sử dụng được trong giao thông vận tải, công nghiệp và các tòa nhà[15]

- 20 -

- Nông-Lâm nghiệp: Lĩnh vực nông - lâm nghiệp tạo ra 24% lượng khí

thải toàn cầu năm 2010, tập trung chủ yếu từ nạn phá rừng Trong đó, các nước châu Á phát thải nhiều nhất 4,7 triệu tấn GtCO2 Nạn phá rừng tăng mạnh ở các nước nhiệt đới Lượng khí thải từ sử dụng đất dự báo đến năm 2050 sẽ giảm do nạn phá rừng được ngăn chặn

Hình 1.5 Sự phát thải khí CO2 từ nông-lâm nghiệp từ năm 1970-2010[13]

- Nông nghiệp: Lượng khí thải phát sinh từ ngành nông nghiệp chiếm

khoảng 14% tổng lượng khí nhà kính Trong đó, sử dụng phân bón, vật nuôi chiếm 1/3, còn lại là lúa gạo và phân gia súc Hơn một nửa lượng khí thải này là

từ các nước đang phát triển Nông nghiệp cũng gián tiếp chịu trách nhiệm thải ra khí nhà kính từ cách thay đổi sử dụng đất (nông nghiệp là động lực chính của nạn phá rừng), công nghiệp (trong sản xuất phân bón), và giao thông vận tải (trong vận chuyển hàng hóa) Gia tăng nhu cầu cho các sản phẩm nông nghiệp,

do gia tăng dân số và thu nhập bình quân đầu người, dự kiến khí thải từ nguồn này sẽ dẫn đến tăng tiếp

- 21 -

Sự phát thải non-CO2 khác nhau ở các nước: Giai đoạn 1990-2000 tăng 10%, dự kiến đến năm 2020 sẽ tăng 30%, và năm 2050 lượng phát thải non-CO2

sẽ tăng gấp đôi

Hình 1.6 Phát thải khí nhà kính trong sản xuất nông nghiệp.[13]

Trong sản xuất nông nghiệp, chăn nuôi gia súc phát thải khí nhà kính lớn nhất, lượng lớn cỏ lên men trong dạ cỏ gia súc tạo ra khí methane Năm 2011, chăn nuôi chiếm 39 % tổng lượng khí phát thải, nó tăng 11% từ 2001 đến 2011 Bón phân hóa học cũng tạo ra lượng khí nhà kính chiếm 13 % lượng khí thải nông nghiệp (725 triệu tấn CO2) năm 2011, và có tốc độ tăng trưởng nhanh nhất, đạt 37 % từ 2001 đến nay

Khí nhà kính methane phát thải từ ruộng lúa chiếm 10 % lượng khí thải nông nghiệp, trong khi cháy đất than bùn chiếm 5%

- Vận chuyển: Giao thông vận tải chiếm 14% lượng khí thải khí nhà kính

toàn cầu, làm cho nó là nguồn lớn thứ ba của lượng khí thải cùng với nông nghiệp và công nghiệp Ba phần tư lượng khí thải này là từ vận tải đường bộ, trong khi đó ngành hàng không chiếm 1/8 và đường sắt và vận chuyển chiếm

Lượng khí thải CO2 từ ngành hàng không dự kiến sẽ tăng hơn ba lần trong giai đoạn đến năm 2050, và là một trong những ngành phát triển nhanh nhất Sau khi xem xét các hiệu ứng nóng lên toàn cầu thêm lượng khí thải hàng không, hàng không được dự kiến sẽ chiếm 5% tổng số hiệu ứng ấm lên vào năm 2050 [15]

- Ngành công nghiệp: Ngành công nghiệp chiếm 14% tổng lượng phát

thải trực tiếp của khí nhà kính (trong đó 10% là lượng khí thải CO2 từ quá trình đốt cháy nhiên liệu hóa thạch trong sản xuất và xây dựng, 3% từ quá trình công nghiệp như sản xuất xi măng, hoá chất)

Khí nhà kính phát thải từ ngành công nghiệp bao gồm:

+ Đốt cháy trực tiếp nhiên liệu hóa thạch trong sản xuất và xây dựng + Phát thải trực tiếp từ các quy trình sản xuất hóa học Trong công nghiệp sản xuất xi măng, Trung Quốc thải ra môi trường khoảng 40%

+ Công nghiệp phát thải chiếm khoảng 1/3 ngành điện và nhiệt điện

+ Nguồn phát thải không trực tiếp từ vận chuyển

- Xây dựng: Hơn 8% lượng khí thải được hạch toán trực tiếp bằng cách

đốt cháy nhiên liệu hóa thạch và sinh khối trong các tòa nhà thương mại và dân

cư, chủ yếu là để sưởi ấm và nấu ăn Sự đóng góp của các tòa nhà và các ngành công nghiệp với biến đổi khí hậu lớn hơn những con số này cho thấy, bởi vì họ cũng là người tiêu dùng của điện và nhiệt được sản xuất bởi ngành điện (như thể hiện trong hình bên dưới) Lượng khí thải trực tiếp từ ngành công nghiệp và các tòa nhà đều dự kiến sẽ tăng khoảng 2/3 từ năm 2000 đến năm 2050

- 23 -

Hình 1.7: Dự tính phát thải khí nhà kính theo các ngành đến năm 2050 [15]

1.1.3.2 Các nguồn phát thải khí nhà kính ở Việt Nam

Theo kết quả kiểm kê khí nhà kính, năm 2010 ở Việt Nam, ngành năng lượng có lượng phát thải khí nhà kính lớn nhất, gần 150 triệu tấn CO2 tương đương, chiếm hơn 50% tổng lượng phát thải khí nhà kính, tiếp đó là ngành nông nghiệp gần 100 triệu tấn CO2 tương đương[3]

Hình 1.8: Nguồn phát thải khí nhà kính năm 2010 theo các lĩnh vực

- Năng lƣợng: Lĩnh vực năng lƣợng phát thải ra nhiều khí nhà kính nhất,

tập chung chủ yếu vào loại hình nhƣ công nghiệp năng lƣợng chiếm 27% tổng lƣợng phát thải, công nghiệp sản xuất và xây dựng chiếm 29%, giao thông vận tải chiếm 23% tổng lƣợng phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực năng lƣợng

- 25 -

Hình 1.10: Phát thải khí nhà kính năm 2010 trong lĩnh vực năng lượng [3]

- Lĩnh vực nông nghiệp: Tổng phát thải KNK năm 2010 trong lĩnh vực

nông nghiệp là 88.354,77 nghìn tấn CO 2 tương đương, trong đó phát thải từ canh tác lúa nước chiếm 50,49%, từ quá trình tiêu hóa thức ăn: 10,72%, từ quản

lý phân bón: 9,69%, từ đất nông nghiệp: 26,95%, từ đốt phụ phẩm nông nghiệp: 2,15% Kết quả chi tiết được thể hiện trong hình dưới đây

Hình 1.11: Phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực nông nghiệp năm 2010 [3]

- 26 -

- Các quá trình công nghiệp:Phát thải KNK trong lĩnh vực các quá trình

công nghiệp được ước tính từ các hoạt động công nghiệp không liên quan đến lĩnh vực năng lượng Nguồn phát thải chính là từ các quá trình chuyển đổi về hóa học hay vật lý của các loại nguyên liệu thô Đối với năm 2010, việc tính toán phát thải KNK từ lĩnh vực này chỉ được thực hiện cho hai ngành sản xuất xi măng và sản xuất vôi Với các ngành khác như sản xuất NH3 , sản xuất các-bua (trong ngành công nghiệp hóa chất) và sản xuất thép (trong ngành luyện kim) không tính phát thải vì số liệu về nhiên liệu dùng trong các phân ngành trên đã được tính chung trong lĩnh vực năng lượng.Tổng lượng CO2 phát thải từ lĩnh vực các quá trình công nghiệp năm 2010 là 21.172 nghìn tấn, trong đó từ sản xuất xi măng là 20.077 nghìn tấn, chiếm 94,8%; sản xuất vôi là 1.095 nghìn tấn, chiếm 5,2%

- Lĩnh vực chất thải: Phát thải KNK trong lĩnh vực chất thải được ước

tính từ năm nguồn chính: bãi chôn lấp rác thải, xử lý nước thải công nghiệp, xử

lý nước thải sinh hoạt, chất thải của người và đốt chất thải Bãi chôn lấp chủ yếu

để xử lý rác thải từ các khu đô thị Tổng hợp số liệu từ Báo cáo hiện trạng môi trường của Sở TNMT các tỉnh/thành trên toàn quốc cho thấy từ 2006 đến 2010 tổng khối lượng rác thải đô thị được xử lý tại các bãi chôn lấp tăng bình quân khoảng 10%/năm Trong thành phần chất thải, thức ăn và chất hữu cơ chiếm 59,2%, đồ nhựa và các thứ khác chiếm 30,9% Khí nhà chính phát sinh chủ yếu

là khí CH4 từ nước thải sinh hoạt chiếm 44,5%, từ bãi chôn lấp rác thải là 32,6%,

- 27 -

Hình 1.12: Phát thải khí nhà kính trong lĩnh vực chất thải năm 2010 [3]

Hình 1.13: Ƣớc tính lƣợng phát thải khí nhà kính ở Việt Nam, năm 2020

và năm 2030 [3]

- 28 -

1.2 Một số khí nhà kính nghiên cứu

1.2.1 Sunfua đioxit (SO 2 )

Lưu huỳnh là nguyên tố vết có trong than và dầu Khi các loại nhiên liệu này được đốt cháy thì lưu huỳnh kết hợp với Oxy tạo thành SO2 SO2 được tạo

ra từ quá trình tự nhiên nhưu núi lửa, từ sinh vật phân hủy trong quá trình yếm khí sinh học H2S do phân hủy hữu cơ và các chất thải công nghiệp rất dễ bị oxi hóa thành SO Quá trình oxy hóa được thực hiện nhờ có Oxy hoặc Ozon bằng phản ứng sau:

H2S + O3 →SO2 + H2O Trong khí quyển, khí sunfua dioxit (dioxyt lưu huỳnh) bị oxi hóa thành

SO3 theo quá trình oxi hóa xúc tác hay oxi hóa quang hóa Trong điều kiện độ

ẩm cao SO2 dễ bị các giọt nước có lẫn nhiều bụi hấp thụ thì quá trình oxi hóa diễn ra rất thuận lợi với điều kiện có mặt các chất xúc tác (thường là muối của

Fe3+, Mn2+ đây cũng là thành phần của bụi) NH3 có trong không khí cũng làm cho phản ứng tăng nhanh và làm tăng độ tan SO2 trong giọt nước, có thể tạo ra amoni sunphat Còn quá trình oxi hóa quang hóa liên quan đến điều kiện độ ẩm

và ánh sáng SO2 được hoạt hóa và có năng lượng lớn và tác dụng với O2 với tốc

độ nhanh thành SO3 Quá trình này càng nhanh khi trong khí quyển có oxit nitơ

và hidrocacbon, sunfuatrioxit (trioxyt lưu huỳnh) được tạo ra từ SO2, phản ứng ngay với H2O tạo nên H2SO4 kết hợp dễ dàng với các giọt sinh ra một dung dịch

H2SO4.Trong khí quyển có NH3 hay các hạt NaCl thì Na2SO4.HCl sẽ hình thành Như vậy SO2 tồn tại trong khí quyển cũng chỉ được tính hàng ngày, SO2 là khí tương đối nặng nên thường ở gần mặt đất, ngang tầm sinh hoạt của con người, nên là khí ô nhiễm và tác động trực tiếp đến cuộc sống SO2 là khí dễ tan trong nước nên dễ phản ứng với cơ quan hô hấp của người và động vật khi xâm nhập vào cơ thể Ở hàm lượng thấp, SO2 làm sưng niêm mạc, ở hàm lượng cao hơn 0,5mg/m3 gây tức thở, ho, viêm loét đường hô hấp Khi có mặt cả SO2 và SO3 sẽ gây tác động mạnh hơn, thậm chí có thể gây co thắt phế quản và đến tử vong

SO2 tạo nên H2SO4, là thành phần chính của mưa axit, làm thiệt hại mùa màng, nhiễm độc cây trồng, giảm tuổi thọ của các sản phẩm vải, nilông, tơ nhân tạo,

- 29 -

đồ dùng bằng da, giấy, ảnh hưởng đến chất lượng của các côngtrình xây dựng… [11]

SO2 cùng góp phần vào việc hình thành các hạt nhân ngưng tụ, trực tiếp

và gián tiếp ảnh hưởng đến sự nóng và làm lạnh trong bầu khí quyển của trái đất Các Sol khí trực tiếp ảnh hưởng đến khí hậu bằng cách phân tán bức xạ của mặt trời và chúng gián tiếp ảnh hưởng đến khí hậu bằng cách tăng tuổi thọ và độ dày mây[12]

1.2.2 Các Oxit Nitơ (NO x )

Các oxit nitơ thường viết tắt là NOx phát sinh từ việc đốt cháy các nhiên liệu ở nhiệt độ cao, qua quá trình sản xuất hóa học có sử dụng nitơ; Trong tự nhiên, từ sự oxy hóa nitơ của không khí do sét, khí núi lửa và các quá trình phân hủy vi sinh vật Trong các NOx thì NO và NO2 được coi là những chất điển hình gây ô nhiễm không khí Các oxit nitơ khác tồn tại trong không khí với nồng độ rất nhỏ và không gây lo ngại về ô nhiễm Tuy nhiên ở hạ tầng khí quyển thì N2O

là oxit nitơ phổ biến nhất, nó là sản phẩm của hoạt động sinh học, nó cũng là một nguồn tạo ra NO trong tầng đối lưu, và bình lưu nơi có oxi nguyên tử tạo ra

do sự phân li quang hóa của O3:

N2O + O → 2NO

NO là khí không màu, không mùi, không tan trong nước Khi xâm nhập vào cơ thể nó có thể tác dụng với hồng cầu trong máu, làm giảm khả năng vận chuyển oxy của máu, dẫn đến bệnh thiếu máu

NO2 là khí có màu nâu nhạt, mùi hắc, có tính kích thích, dễ tan trong nước Khi xâm nhập vào cơ thể nó có thể tạo thành axit qua đường hô hấp hoặc tan vào nước bọt, vào đường tiêu hóa sau đó vào máu, gây nguy hiểm cho cơ thể NOx tác dụng với hơi nước trong khí quyển, tạo thành axit HNO3, như vậy cùng với axit H2SO4, là thành phần chính của mưa axit, làm thiệt hại mùa màng, nhiễm độc cây trồng, giảm tuổi thọ của các sản phẩm vải, nilông, tơ nhân tạo, đồ dùng bằng da, giấy, ảnh hưởng đến chất lượng của các công trình xây dựng…

NO và NO2 có vai trò nhất định trong việc hình thành khói mù quang hóa và là

Oxit nitơ (N 2 O) là một chất khí có khối lượng

cực nhỏ trong khí quyển, thể tích của nó ít hơn 1/1000 lần thể tích của Cacbonic Nhưng ngược lại, khả năng tích nhiệt trong không khí lại cao hơn Cacbonic 200-

300 lần Nitơ bị lấy khỏi khí quyển bởi cây cối, nó được chuyển hoá thành ammônium để được cây hấp thụ Đó là hiện tượng cố định đạm Đồng thời vi sinh vật cũng loại nitơ từ đất và đưa vào khí quyển Đó là hiện tượng khử đạm

và hiện tượng này làm phát sinh oxyt nitơ Biển cũng là nguồn cung oxit nitơ trong khí quyển Oxit nitơ là một trong các khí nhà kính có thời gian tồn tại lâu dài nhất, đến 150 năm Đốt nhiên liệu hoá thạch và gổ là một trong những nguồn gây oxyt nitơ Tuy nhiên, phân bón gốc đạm cùng với công trình xử lý bùn cống được cho là góp phần chính yếu Kể từ cách mạng công nghiệp, mức độ oxit nitơ trong không khí tăng 16% Do việc tồn tại lâu dài trong khí quyển, oxit nitơ được sinh ra trong hiện tại vẫn tiếp tục tích nhiệt trong không khí ở thế kỷ tới

1.2.3 Khí mêtan (CH 4 )

Mêtan (CH 4 ) là khí nhà kính có tính quan trọng cao do

hiệu quả làm nóng không khí Khả năng tích nhiệt của nó gấp

21 lần hơn CO2 CH4 được cho là khí chịu 20% trách nhiệm trong việc gây hiệu ứng nhà kính Trong tự nhiên, Mêtan được sinh ra do vi sinh vật phân hủy chất hữu cơ Mêtan được tìm thấy trong ruột con mối hay một số sinh vật khác và khí tự nhiên trong lòng đất Mêtan tồn tại trong không khí 11-12 năm ít thời gian hơn các khí nhà kính khác Mêtan được tách khỏi không khí bởi quá trình tự nhiên tạo thành nước Trước đây, có rất ít hiểu biết về khối lượng mêtan tự nhiên đi vào và thoát ra khỏi không khí, nhưng người ta tin là chúng cân bằng Nhưng các họat động của con người gần đây đã

1.3 Bức xạ cưỡng bức và ảnh hưởng của KNK đến BĐKH

1.3.1 Mối liên hệ giữa KNK và biến đổi khí hậu

Sự thay đổi trong cán cân bức xạ trái đất giữa bức xạ tới của mặt trời và bức xạ đi của trái đất dưới dạng bức xạ hồng ngoại và sóng ngắn Nếu không có bức xạ cưỡng bức, bức xạ mặt trời được trái đất hấp thụ sẽ gần bằng bức xạ hồng ngoại phát ra từ trái đất Việc có thêm khí nhà kính đã hấp thụ thêm một phần bức xạ hồng ngoại trong khí quyển, bức xạ trở lại trái đất, tạo ra ảnh hưởng gây nóng lên toàn cầu

Theo hình 1.14 cho thấy sự gia tăng nồng độ các khí nhà kính trong khí quyển từ các hoạt động phát thải và chuyển đổi sử dụng đất gây ra bức xạ cưỡng bức (làm thay đổi cán cân năng lượng) Bức xạ cưỡng bức gây ra sự nóng lên toàn cầu

- 32 - Hình 1.14: Mối liên hệ giữa khí nhà kính và biến đổi khí hậu

Tác động ngược trở lại bao gồm: Tăng khả năng hấp thụ sự phát thải CO2 của đất và đại dương

và giảm thiểu sự thải bỏ của metan tự nhiên

Thay đổi sử dụng đất

Quá trình phát thải

Gia tăng nồng

độ KNK trong khí quyển

Bức xạ cưỡng bức (Thay đổi cán cân năng lượng)

Gia tăng nhiệt độ khí quyển

Gia tăng nhiệt độ nước biển

Thay đổi yếu

tố vật lý trong khí hậu

- Tăng nhiệt độ

bề mặt trái đất

- Tăng mực nước biển

- Thay đổi lượng mưa và thời vụ

- Thay đổi mô hình biến đổi khí hậu tự

nhiên

- Tan băng, biển băng và sông băng

Tác động đến các

hệ sinh thái và con người

Tác động cục bọ và toàn cầu, ví dụ:

thay đổi lượng mây, hàm lượng nước trong khí quyển, và lượng phản xạ ánh sáng mặt trởi bởi băng trên biển (albedo)

- 33 -

Kề từ thời kỳ tiền công nghiệp về trước, ít nhất khoảng 10 nghìn năm, nồng độ các khí nhà kính rất ít thay đổi, trong đó khí CO2 chưa bao giờ vượt quá 200ppm Chỉ riêng lượng phát thải CO2 do sử dụng nhiên liệu hóa thạch đã tăng hàng năm trung bình từ 6,4 tỷ tấn cacbon (~23,5 tỷ tấn CO2) trong những năm

1990 lên đến 7,2 tỷ tấn cac bon (~45,9 tỷ tấn CO2) mỗi năm trong thời kỳ

2000-2005 Sự tăng lên của các khí nhà kính dẫn đến gia tăng hiệu ứng nhà kính của lớp khí quyển đã tạo ra một lượng bức xạ cưỡng bức với độ lớn trung bình là 2,3w/m2, làm cho trái đất nóng lên Các nhân tố khác, trong đó có các sol khí (bụi, cacbon hữu cơ, sulphat, nitrat…) gây ra hiệu ứng âm (lạnh đi) với lượng bức xạ cưỡng bức tổng cộng trực tiếp là -0,5w/m2 và gián tiếp qua phản xạ của mây là -0,7w/m2 Thay đổi sử dụng đất làm thay đổi suất phản xạ bề mặt, tạo ra lượng bức xạ cưỡng bức tổng cộng được xác định bằng -0,02w/m2; trái lại, sự tăng khí ozone trong tầng đối lưu do sản xuất và phát thải các hóa chất và sự thay đổi trong hoạt động của mặt trời trong thời kỳ từ 1750 đến nay được xác định là tạo ra hiệu ứng dương với tổng lượng bức xạ cưỡng bức lần lượt là 0,35w/m2 à 0,12w/m2 Như vậy, tác động tổng cộng của các nhân tố khác, ngoài khí nhà kính, đã tạo ra lượng bức xạ cưỡng bức âm Vì thế, sự tăng lên của nhiệt

độ trung bình toàn cầu quan trắc được trong thời gian qua đã bị triệt tiêu một phần, nói cách khác, sự tăng lên của riêng hàm lượng khí nhà kính nhân tạo trong khí quyển làm trái đất nóng lên nhiều hơn so với những gì đã quan trắc được Từ đó càng khẳng định biến đổi khí hậu hiện nay phần lớn là do các hoạt động của con người[14]

1.3.2 Ảnh hưởng của sự gia tăng khí nhà kính và biến đổi khí hậu

Phần lớn các nhà khoa học ủng hộ giả thuyết cho rằng việc tăng nồng độ các khí nhà kính do loài người gây ra, hiệu ứng nhà kính nhân loại, sẽ làm tăng nhiệt độ trên toàn cầu (sự nóng lên của khí hậu toàn cầu) và như vậy sẽ làm thay đổi khí hậu trong các thập kỷ và thập niên kế tiếp

- 34 -

Bảng 1.1 Tiềm năng nóng lên toàn cầu của một số khí nhà kính so với khí CO2

Nguồn: Báo cáo đánh giá lần 3 của IPCC, 2001

Sau đây là một số hậu quả liên đới với việc thay đổi khí hậu do hiệu ứng này có thể gây ra [5]:

Các nguồn nước: Chất lượng và số lượng của nước uống, nước tưới tiêu, nước cho kỹ nghệ và cho các máy phát điện, và sức khỏe của các loài thủy sản

có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng bởi sự thay đổi của các trận mưa rào và bởi sự tăng khí bốc hơi Mưa tăng có thể gây lụt lội thường xuyên hơn Khí hậu thay đổi có thể làm đầy các lòng chảo nối với sông ngòi trên thế giới

Các tài nguyên bờ biển: Chỉ tại riêng Hoa Kỳ, mực nước biển dự đoán tăng 50 cm vào năm 2100, có thể làm mất đi 5.000 dặm vuông đất khô ráo và 4.000 dặm vuông đất ướt

Sức khỏe: Số người chết vì nóng có thể tăng do nhiệt độ cao trong những chu kì dài hơn trước Sự thay đổi lượng mưa và nhiệt độ có thể đẩy mạnh các bệnh truyền nhiễm

Nhiệt độ tăng lên làm tăng các quá trình chuyển hóa sinh học cũng như hóa học trong cơ thể sống, gây nên sự mất cân bằng

Lâm nghiệp: Nhiệt độ cao hơn tạo điều kiện cho nạn cháy rừng dễ xảy ra hơn

- 35 -

Năng lượng và vận chuyển: Nhiệt độ ấm hơn tăng nhu cầu làm lạnh và giảm nhu cầu làm nóng Sẽ có ít sự hư hại do vận chuyển trong mùa đông hơn, nhưng vận chuyển đường thủy có thể bị ảnh hưởng bởi số trận lụt tăng hay bởi sự giảm mực nước sông

Những khối băng ở Bắc cực và nam cực đang tan nhanh trong những năm gần đây và do đó mực nước biển sẽ tăng quá cao, có thể dẫn đến nạn hồng thủy

so sánh và kiểm chứng

Ngoài ra, nhóm nghiên cứu còn thực hiện đếm số lượng xe ô tô và xe máy lưu thông trên hai tuyến đường Nguyễn Văn Cừ và Hoàng Quốc Việt tại các thời điểm khác nhau trong ngày và trong tuần

2.2 Phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Phương pháp thu thập tài liệu thứ cấp:

Thu thập thông tin cần thiết từ những tài liệu, bản đồ, ảnh, các công trình nghiên cứu có liên quan đến khu vực nghiên cứu Các số liệu được thu thập từ các tài liệu, báo cáo, các bài báo về nồng độ khí nhà kính ở Việt Nam cũng như thế giới

2.2.2 Các phương pháp lấy mẫu không khí

a Phương pháp quan trắc môi trường không khí tự động

- Thời gian lấy mẫu: Luận văn sử dụng các số liệu đo được tại hai trạm quan trắc môi trường không khí đặt tại khu vực Nguyễn Văn Cừ và Hoàng Quốc

Việt Toàn bộ số liệu đo được của 2 trạm tính từ 01/01/2013 – 30/12/2013 Mỗi

ngày trạm cung cấp 1440 số liệu của 1 thông số đo, tương ứng với 1 phút 1 số liệu

- Nguyên tắc của phương pháp

* Đối với SO 2

Nguyên tắc: Phương pháp huỳnh quang UV hoạt động theo nguyên tắc

khi phân tử SO2 có trong mẫu khí bị kích thích bằng ánh sáng cực tím thì chúng

có thể phát xạ ánh sáng huỳnh quang có bước sóng trong khoảng từ 220 đến 420

va chạm với phân tử khác

Thiết bị phân tích SO2 sử dụng đèn Xe là nguồn phát ánh sáng, và buồng huỳnh quang được thiết kế để ánh sáng tỏa ra nhỏ nhất Hệ thống thấu kính được thiết kế chi tiết với ánh sáng nền yếu, làm cho nó có thể đo với độ ổn định cao tại điểm không Hơn nữa, thiết bị này được bổ sung một đầu dò tham chiếu để theo dõi các thay đổi về cường độ của nguồn phát ánh sáng Điều này cho phép thiết bị có thể tự hiệu chỉnh về độ nhạy, khiến cho tăng độ ổn định của thiết bị

- 38 -

Độ trôi ở điểm không: <giới hạn phát hiện/ngày, với khoảng hàm lượng thấp nhất, <giới hạn phát hiện/tuần ở khoảng hàm lượng thấp nhất

Khẩu độ trôi: <giới hạn phát hiện/ngày, với khoảng hàm lượng thấp nhất,

<giới hạn phát hiện/tuần với khoảng hàm lượng thấp nhất

Tần suất lấy tín hiệu (T90): trong khoảng 120 giây ở hàm lượng thấp nhất Tốc độ lấy mẫu khí: Khoảng 0,7 L/phút

Màn hiển thị: Giá trị đo được, khoảng hàm lượng, cảnh báo, bảo dưỡng

* Đối với NO 2

Nguyên tắc : Đối với khí NO2 là dựa vào sự phát quang hoá học của khí

NO2 Khí NO2 được khử về dạng NO nhờ phản ứng nhiệt ở nhiệt độ 600-8000C Sau đó khí NO tương tác với ozon (O3), tạo thành NO2* ở trạng thái kích thích không bền, ngay tức khắc chuyển về trạng thái năng lượng thấp bền vững và phát quang Cường độ ánh sáng phát quang tỉ lệ với hàm lượng khí NO2 và bằng cách đo cường độ ánh sáng phát ra thì có thể xác định được nồng độ của NO trong mẫu Bộ chuyển đổi quá trình khử oxy làm biến đổi từ NO2 thành NO cũng đo được

NO2  NO

NO + O3  NO2*

NO2*  NO2 + hv (ánh sáng phát quang) Thiết bị phân tích NOx sử dụng hệ thống dòng chảy kép dựa trên nguyên tắc phát quang và sử dụng các phương pháp tính toán tham chiếu Điều này giúp cho thiết bị có ưu điểm là vừa sử dụng phương pháp phát hiện đơn chất và vừa

có khả năng đo liên tục các chất NOx, NO và NO2 Theo thiết kế của thiết bị cho thấy có sự ổn định tuyệt vời và độ nhạy rất cao (lên đến 0,1 ppm)

Trong phần mặc định của thiết bị được trang bị một bộ làm khô với chức năng tự tái tạo để cung cấp không khí khô cho bộ tạo ozon Chính vì vậy, với bộ phận này, thiết bị có thể đo liên tục trong thời gian dài

Thiết bị được gắn kết một bộ đầu dò sử dụng đèn diode bằng silicon để làm cho kích thước của thiết bị nhỏ đi song lại có thể sử dụng được lâu dài

- 39 -

Tất cả các tính năng cần thiết được thiết lập ngay trong bộ thiết bị nhỏ gọn đơn giản bao gồm thiết bị tạo khí tham chiếu, thiết bị làm khô nguồn ozon, bộ nén khí ozon và bộ bơm mẫu Thiết bị không cần khí bổ trợ

Đặc tính kỹ thuật:

Khoảng đo: Khoảng tiêu chuẩn: 0-0.1/0.2/0.5/1.0 ppm; có thể điều chỉnh

để lựa chọn khoảng đo bằng tự động hoặc lựa chọn bằng tay; có thể vận hành bằng công tắc điều khiển từ xa

Khoảng đo lựa chọn (có thể đo được): 4 khoảng lựa chọn từ 0 đến 10 ppm, trong đó mỗi khoảng cách nhau gấp 10 lần

Giới hạn phát hiện dưới: 0,5 ppb (3 sigma)

Ngọn lửa hydro được đặt vào giữa hai điện cực Khi có một điện thế được đưa vào các điện cực này một dòng ion nhỏ tỷ lệ thuận với nồng độ của hydrocacbon được sinh ra Dòng ion này quan trắc đươc bằng bộ khuếch đại rò

rỉ thấp, tạo thành một tín hiệu điện áp đầu ra đối với THC Để đo CH4, mẫu khí được đi qua bộ đốt sử dụng xúc tác chọn lọc (thiết bị cắt NMHC), để oxy hóa NMHC mà không oxy hóa CH4 Điều này được thể hiện trong các phản ứng dưới đây cho thấy hàm lượng THC đo được trong khí không đi qua bộ cắt