Nghiên cứu ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến chất lượng môi trường không khí và sức khỏe cộng đồng tại thành phố hà nội giai đoạn 2011 2015

Trong những năm gần đây trên thế giới đã có một số nghiên cứu về mối tương quan giữa hiện tượng nghịch nhiệt và chất lượng môi trường không khí xung quanh cũng như sự xuất hiện của các b

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HIỆN TƯỢNG NGHỊCH NHIỆT ĐẾN CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ VÀ SỨC KHỎE CỘNG ĐỒNG TẠI THÀNH PHỐ HÀ NỘI GIAI ĐOẠN 2011 - 2015

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

NGUYỄN THẾ ĐỨC HẠNH

HÀ NỘI, NĂM 2017

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HIỆN TƯỢNG NGHỊCH NHIỆT ĐẾN CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ VÀ SỨC KHỎE CỘNG ĐỒNG TẠI THÀNH PHỐ HÀ NỘI GIAI ĐOẠN 2011 - 2015

NGUYỄN THẾ ĐỨC HẠNH

CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƯỜNG

MÃ SỐ: 60440301 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ THỊ TRINH

HÀ NỘI, NĂM 2017

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

Cán bộ hướng dẫn: TS Lê Thị Trinh

Cán bộ chấm phản biện 1: TS Phạm Thị Mai Thảo

Cán bộ chấm phản biện 2: TS Phạm Đức Phúc

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:

HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

Ngày tháng năm 20

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, những nội dung, số liệu, kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là hoàn toàn trung thực, của tôi, không vi phạm bất cứ điều gì trong luật

sở hữu trí tuệ và pháp luật Việt Nam Nếu sai, tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật

Một số kết quả trong nghiên cứu này được sự hỗ trợ kinh phí từ đề tài nghiên cứu ứng dụng và phát triển công nghệ của Bộ Tài nguyên Môi trường, mã số TNMT 2016.04.11: “Nghiên cứu ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến chất lượng môi trường không khí tại Thủ đô Hà Nội và một số tỉnh lân cận” (2016 – 2018)

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

(Ký và ghi rõ họ tên)

Nguyễn Thế Đức Hạnh

ii

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến Tiến

sĩ Lê Thị Trinh, Khoa Môi trường, thuộc Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường

Hà Nội đã tận tình hướng dẫn và truyền đạt cho tôi những kinh nghiệm quý báu, những lời khuyên cần thiết trong suốt quá trình làm luận văn

Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS Trịnh Thị Thủy, ThS Trịnh Thị Thắm đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài, đồng thời tôi xin cảm ơn các quý thầy cô giáo trong khoa Môi Trường, trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã nhiệt tình truyền đạt kiến thức và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành khóa học

Tôi xin chân thành cảm ơn tới Ban giám đốc bệnh viện Tai Mũi Họng Trung ương, Bệnh viện Lão khoa Trung ương, lãnh đạo và các cán bộ, chuyên viên tại Phòng

Kế koạch - Tổng hợp của bệnh viện Tai Mũi Họng Trung ương, Bệnh viện Lão khoa Trung ương đã tạo điều kiện cung cấp những số liệu cần thiết và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu trên địa bàn thành phố Hà Nội

Cuối cùng tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè và người thân luôn quan tâm, động viên giúp đỡ để tôi hoàn thành tốt luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 2017

Học viên

Nguyễn Thế Đức Hạnh

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG vi

DANH MỤC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Nội dung nghiên cứu 2

TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3

CHƯƠNG 1: 1.1 Tổng quan về đối tượng nghiên cứu 3

1.1.1 Hiện tượng nghịch nhiệt 3

1.1.2 Chất lượng môi trường không khí tại Hà Nội 8

1.1.3 Ảnh hưởng của chất lượng môi trường không khí đến sức khỏe con người 10

1.2 Tổng quan về phương pháp nghiên cứu 13

1.2.1 Lý thuyết về phương pháp thống kê 13

1.2.2 Các ứng dụng thực tế của phương pháp thống kê trong hướng nghiên cứu của đề tài 17

1.3 Các nghiên cứu trong và ngoài nước về ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến chất lượng môi trường không khí và sức khỏe cộng đồng 18

1.3.1 Nghiên cứu ngoài nước 18

1.3.2 Nghiên cứu trong nước 24

ĐỐI TƯỢNG, THỜI GIAN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

CHƯƠNG 2: 2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 27

2.2 Thời gian nghiên cứu 27

2.3 Phương pháp nghiên cứu và cách thức thực hiện 27

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu 27

2.3.2 Phương pháp thống kê số liệu 27

2.3.3 Phương pháp so sánh, phân tích, đánh giá 36

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 37

CHƯƠNG 3: 3.1 Đặc điểm, thời điểm và tần suất xuất hiện của hiện tượng nghịch nhiệt tại thành phố Hà Nội trong giai đoạn từ năm 2011 - 2015 37

3.1.1 Đặc điểm của hiện tượng nghịch nhiệt tại thành phố Hà Nội trong giai đoạn từ năm 2011 – 2015 37

iv

3.1.2 Thời điểm, tần suất xuất hiện của hiện tượng nghịch nhiệt tại thành phố Hà

Nội trong giai đoạn từ năm 2011 - 2015 38

3.2 Đánh giá thống kê của các bộ số liệu trong vấn đề nghiên cứu 41

3.3 Ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến chất lượng môi trường không khí tại thành phố Hà Nội 43

3.3.1 Đánh giá diễn biến của chất lượng môi trường không khí tại thành phố Hà Nội trong giai đoạn 2011 - 2015 43

3.3.2 Mối liên hệ giữa hiện tượng nghịch nhiệt và chất lượng môi trường không khí tại thành phố Hà Nội 46

3.3.3 Phân tích hồi quy và tương quan giữa hai bộ số liệu những ngày xuất hiện nghịch nhiệt và chất lượng môi trường không khí 51

3.3.4 Đánh giá ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến chất lượng môi trường không khí tại thành phố Hà Nội 53

3.4 Mối liên hệ giữa sự xuất hiện của hiện tượng nghịch nhiệt và sức khỏe cộng đồng 54

3.4.1 Mối liên hệ giữa sự xuất hiện của hiện tượng nghịch nhiệt và số lượng bệnh nhân đến Bệnh viện Lão Khoa Trung ương 54

3.4.2 Mối liên hệ giữa sự xuất hiện của hiện tượng nghịch nhiệt và số lượng bệnh nhân đến Bệnh viện Tai Mũi Họng Trung ương 60

3.4.3 Phân tích hồi quy và tương quan giữa hai bộ số liệu những ngày xuất hiện nghịch nhiệt và số lượng bệnh nhân đến khám và điều trị tại các bệnh viện 64

3.4.4 Đánh giá mối liên hệ giữa sự xuất hiện của hiện tượng nghịch nhiệt và sức khỏe cộng đồng 67

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70

1 Kết luận 70

2 Kiến nghị 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO 72

PHỤ LỤC 1A Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC 1B Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC 1C Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC 2 Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC 3 Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC 4 Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC 5 Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC 6 Error! Bookmark not defined PHỤ LỤC 7 Error! Bookmark not defined

v

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

AIRS Atmospheric Infrared Sounder

ALRI Acute lower respiratory

ARDs Acute respiratory diseases

WHO World Health Organization

vi

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Các nhóm bệnh theo mã ICD-10 sử dụng trong nghiên cứu 31Bảng 3.1 Bảng thống kê tần suất xuất hiện hiện tượng nghịch nhiệt từ năm 2011-2015 40Bảng 3.2 Bảng kiểm định phân phối chuẩn cho các bộ số liệu 42Bảng 3.3 Hàm lượng trung bình năm của NOx, SO2, PM10, PM2.5 trong những ngày xảy ra hiện tượng nghịch nhiệt và những ngày bình thường tại thành phố Hà Nội từ năm 2011-2015 50Bảng 3.4 Bảng phân tích hệ số tương quan và hệ số xác định giữa ngày xuất hiện nghịch nhiệt với các chỉ tiêu về chất lượng môi trường không khí tại thủ đô Hà Nội 52Bảng 3.5 Bảng thống kê tổng số lượng bệnh nhân của bệnh viện Lão Khoa Trung ương từ năm 2011 đến năm 2015 55Bảng 3.6 Bảng thống kê số lượng bệnh nhân trung bình năm đến khám và điều trị tại

BV Lão Khoa TƯ trong khoảng thời gian có nghịch nhiệt và ngày bình thường 59Bảng 3.7 Bảng thống kê tổng số lượng bệnh nhân của bệnh viện Tai Mũi Họng Trung ương từ năm 2011 đến năm 2015 61Bảng 3.8 Bảng thống kê số lượng bệnh nhân trung bình năm đến khám và điều trị tại

BV Tai Mũi Họng TƯ trong khoảng thời gian có nghịch nhiệt và ngày bình thường 62Bảng 3.9 Bảng phân tích tương quan giữa ngày xuất hiện nghịch nhiệt và số lượng bệnh nhân đến khám và điều trị tại Hà Nội trong giai đoạn 2011-2015 66Bảng 3.10 So sánh kết quả nghiên cứu của luận văn với các nghiên cứu trong và ngoài nước về cùng vấn đề nghiên cứu 68

vii

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Hiện tượng nghịch nhiệt bức xạ 4

Hình 1.2 Hiện tượng nghịch nhiệt bình lưu 5

Hình 1.3 Hiện tượng nghịch nhiệt lắng chìm 6

Hình 1.4 Diễn biến chỉ số chất lượng không khí AQI ở 4 trạm quan trắc tự động, liên tục giai đoạn 2011 – 2015 9

Hình 1.5 Các yếu tố cơ bản khi phân tích vấn đề sức khỏe của con người 10

Hình 1.6 Đường cong phân phối chuẩn 15

Hình 1.7 So sánh nồng độ trung bình NO2, PM2.5 trong thời điểm xuất hiện hiện tượng nghịch nhiệt và ngày bình thường trong giai đoạn 2003-2007 tại thành phố Hamilton, Canada 20

Hình 1.8 Mối tương quan giữa hàm lượng BC và PM2.5 trung bình ngày với cường độ nghịch nhiệt tại Chile 21

Hình 1.9 Số ngày xuất hiện hiện tượng nghịch nhiệt trong từng tháng tương ứng với độ dày của nó tại Muscat, Oman trong năm 2003 23

Hình 1.10 Số ca cấp cứu hằng ngày trung bình theo tháng tại bệnh viện hoàng gia Oman năm 2003 23

Hình 2.1 Sơ đồ mô tả tiêu chí, cách thức thực hiện xây dựng bộ cơ sở dữ liệu phục vụ nghiên cứu 28

Hình 2.2 Cách thu thập số liệu tại trang http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html 29

Hình 2.3 Kết quả xác định nghịch nhiệt tại thời điểm 00Z ngày 03/01/2011 29

Hình 3.1 Giản đồ thiên khí 00Z ngày 28/01/2011 và ngày 07/03/2015 38

Hình 3.2 Giản đồ thiên khí 00Z ngày 10/05/2011 và ngày 06/09/2015 38

Hình 3.3 Số ngày xuất hiện nghịch nhiệt trong từng tháng từ năm 2011 – 2015 tại thành phố Hà Nội 39

Hình 3.4 Số ngày trung bình xuất hiện nghịch nhiệt từ năm 2011 – 2015 40

Hình 3.5 Biểu đồ thể hiện tần suất phân phối của các bộ số liệu từ năm 2011 - 2015 43

Hình 3.6 Diễn biến nồng độ bụi PM10 và PM2.5 trung bình năm tại trạm quan trắc tự động Nguyễn Văn Cừ, liên tục trong giai đoạn 2011-2015 44

viii

Hình 3.7 Thống kê số ngày có nồng độ PM10 và PM2.5 trung bình 24h không đạt QCVN 05:2013/BTNMT tại trạm quan trắc tự động Nguyễn Văn Cừ giai đoạn 2011 – 2015 45Hình 3.8 Diễn biến trung bình nồng độ bụi PM10 và PM2.5 theo các tháng giai đoạn

2011 - 2015 tại trạm Nguyễn Văn Cừ, Hà Nội 46Hình 3.9 Diễn biến hàm lượng trung bình các thông số NOx, SO2, PM10, PM2.5 trong môi trường không khí và số ngày xuất hiện hiện tượng nghịch nhiệt theo từng tháng tại thành phố Hà Nội từ năm 2011 – 2015 47Hình 3.10 Biểu đồ thể hiện diễn biến chất lượng môi trường không khí theo ngày và khoảng thời gian xuất hiện hiện tượng nghịch nhiệt trong tháng 01/2011 48Hình 3.11 Biểu đồ thể hiện diễn biến chất lượng môi trường không khí theo ngày và khoảng thời gian xuất hiện hiện tượng nghịch nhiệt trong tháng 10/2011 48Hình 3.12 Mô hình hồi quy giữa số ngày xuất hiện nghịch nhiệt và các chỉ tiêu về chất lượng môi trường không khí (PM10, PM2.5,, SO2, NOx) tại thành phố Hà Nội 51Hình 3.13 Mối liên hệ giữa ngày diễn ra nghịch nhiệt và lượt bệnh nhân đến khám và điều trị tại bệnh viện Lão Khoa trung ương qua các năm 56Hình 3.14 Biểu đồ thể hiện số ngày trung bình nghịch nhiệt và số bệnh nhân BV Lão Khoa TƯ trung bình theo từng tháng trong giai đoạn từ năm 2011-2015 57Hình 3.15 Biểu đồ thể hiện số lượng bệnh nhân nhập viện theo ngày trong tháng 02/2014 của BV Lão Khoa TƯ 57Hình 3.16 Biểu đồ thể hiện số lượng bệnh nhân nhập viện theo ngày trong tháng 09/2013 của BV Lão Khoa TƯ 58Hình 3.17 Số lượng bệnh nhân trung bình đến khám và điều trị tại BV Lão Khoa TƯ trong khoảng thời gian có nghịch nhiệt và ngày bình thường 60Hình 3.18 Số lượng bệnh nhân trung bình đến khám và điều trị tại BV Tai Mũi Họng

TƯ trong khoảng thời gian có nghịch nhiệt và ngày bình thường 63Hình 3.19 Mô hình hồi quy tuyến tính đơn giữa số ngày xuất hiện nghịch nhiệt và số lượng bệnh nhân đến khám và điều trị tại các bệnh viện 65

Trong những năm gần đây trên thế giới đã có một số nghiên cứu về mối tương quan giữa hiện tượng nghịch nhiệt và chất lượng môi trường không khí xung quanh cũng như sự xuất hiện của các bệnh về đường hô hấp và tim mạch trong điều kiện xảy

ra hiện tượng nghịch nhiệt và sự suy giảm chất lượng không khí Đây là hướng nghiên cứu mới mang tính chất liên ngành và cần bộ dữ liệu mang tính hệ thống, nên ở Việt Nam, các nghiên cứu trong hướng này còn hạn chế

Hà Nội là một trong những đô thị lớn của Việt Nam, bên cạnh những kết quả đạt được về tăng trưởng kinh tế thì ô nhiễm môi trường, đặc biệt ô nhiễm môi trường không khí là vấn đề đang hết sức được quan tâm Sự gia tăng dân số, đô thị hóa nhanh, kéo theo gia tăng số lượng các phương tiện giao thông cá nhân gây áp lực mạnh mẽ đến môi trường không khí tại thành phố Hà Nội, vì vậy tác động của hiện tượng nghịch nhiệt đến chất lượng môi trường không khí sẽ làm ảnh hưởng đến sức khỏe con người do mật độ dân số cao và chất lượng môi trường không khí suy giảm Tuy nhiên, những thông tin và bằng chứng về ảnh hưởng của ô nhiễm không khí do hiện tượng nghịch nhiệt đến sức khỏe con người ở Việt Nam nói chung và tại thành phố Hà Nội nói riêng vẫn còn rất hạn chế Những nghiên cứu khởi điểm và đi sâu nghiên cứu ở lĩnh vực này là cần thiết và quan trọng để tăng cường sự hiểu biết cũng như cung cấp thông tin cho hoạch định chính sách về kiểm soát chất lượng môi trường không khí ở nước ta

2

Với tình hình thực tế và các lý do cấp thiết nêu trên tôi lựa chọn thực hiện đề tài:

“Nghiên cứu ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến chất lượng môi trường không

khí và sức khỏe cộng đồng tại thành phố Hà Nội giai đoạn 2011 - 2015”

2 Mục tiêu nghiên cứu

- Đánh giá ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến chất lượng môi trường không khí trên địa bàn Thành phố Hà Nội trong giai đoạn 2011 - 2015

- Bước đầu đánh giá mối liên hệ giữa sự xuất hiện của hiện tượng nghịch nhiệt với sự thay đổi chất lượng môi trường không khí; ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến sức khỏe cộng đồng

3 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn về ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến chất lượng môi trường không khí và sức khỏe cộng đồng

- Nghiên cứu đặc điểm, thời điểm và tần suất xuất hiện của hiện tượng nghịch nhiệt tại thành phố Hà Nội trong giai đoạn từ năm 2011 – 2015

- Đánh giá ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến chất lượng môi trường không khí trên địa bàn thành phố Hà Nội trong khoảng thời gian 5 năm, từ năm 2011 -

2015

- Đánh giá mối liên hệ giữa sự xuất hiện của hiện tượng nghịch nhiệt và sức khỏe cộng đồng

Khi có hiện tượng nghịch nhiệt, lớp không khí ở bên dưới trở nên ổn định và cản trở mọi chuyển động của không khí theo phương thẳng đứng, điều này làm hạn chế sự trao đổi năng lượng của lớp không khí sát mặt đất và lớp khí quyển trên cao, do

đó làm cản trở quá trình xáo trộn các chất trong bầu khí quyển [12]

Khi mặt trời lên cao, mặt đất và từng lớp không khí mỏng được nung nóng từ từ

để hình thành lớp không khí gần như đoạn nhiệt (adiabatic) ở sát mặt đất Không khí trong lớp đoạn nhiệt này không thể thâm nhập vào lớp nghịch nhiệt còn lại bên trên nó

từ đêm hôm trước do tính ổn định cao Nhưng ở ranh giới vẫn có sự hòa trộn giữa lớp không khí đoạn nhiệt mới hình thành với lớp không khí nghịch nhiệt, cộng với đó là lớp bức xạ mặt trời mỗi lúc một mạnh hơn, làm cho lớp không khí đoạn nhiệt cứ tăng dần và cuối cùng loại bỏ hoàn toàn lớp nhịch nhiệt Vào mùa đông, hiện tượng nghịch nhiệt có thể kéo dài cả ban ngày khi năng lượng mặt trời không đủ sức để phá vỡ lớp nghịch nhiệt [12] Hình 1.1 thể hiện sự hình thành của hiện tượng nghịch nhiệt bức xạ

4

Hình 1.1 Hiện tượng nghịch nhiệt bức xạ

Nguồn: C Donald Ahrens (2009) [12]

- Nghịch nhiệt bình lưu (Frontal Inversion): được tạo thành do sự khác nhau về địa hình làm cho lớp không khí nóng chuyển động bên trên lớp không khí lạnh Bao gồm 2 trường hợp: khi có luồng không khí nóng chuyển động bên trên bề mặt lạnh, hay khi có luồng không khí lạnh ở trên cao tràn xuống thấp trong khi bên trên nó vẫn tồn tại lớp không khí nóng Loại nghịch nhiệt này thường xảy ra tại những vùng có ao

hồ, đầm lầy, khu vực có cấu trúc như một thung lũng,… Hình 1.2 thể hiện sự hình thành của hiện tượng nghịch nhiệt bình lưu

+ Trường hợp khi có luồng không khí nóng chuyển động bên trên bề mặt lạnh Trường hợp này thường xảy ra khi có dòng không khí từ phía khuất gió của sườn núi thổi xuống chân núi Dòng không khí này sẽ ấm lên theo quá trình nén ép đoạn nhiệt

và nó len vào bên trên lớp không khí lạnh ở sát mặt đất dưới chân núi gây ra hiện tượng nghịch nhiệt với cường độ mạnh và có thể kéo dài [12]

+ Trường hợp khi có luồng không khí lạnh ở trên cao tràn xuống thấp trong khi bên trên nó vẫn tồn tại lớp không khí nóng Trường hợp này xảy ra khi dòng không khí lạnh từ các vùng cao vào ban đêm tràn xuống các vùng thấp (thung lũng) tạo thành lớp không khí lạnh nằm bên dưới lớp không khí ấm và dẫn đến hiện tượng nghịch nhiệt ở đáy [12]

5

Hình 1.2 Hiện tượng nghịch nhiệt bình lưu

Nguồn: C Donald Ahrens (2009) [12]

- Nghịch nhiệt lắng chìm (Subsidence inversion) hay còn gọi là nghịch nhiệt nén, là hiện tượng nghịch nhiệt được hình thành do lớp không khí phía trên được nén

và làm nóng bởi sự gia tăng áp suất khí quyển Nghịch nhiệt lắng chìm thường xuất hiện ở những vùng có áp suất cao khi có mây che phủ bầu trời và hấp thụ năng lượng bức xạ từ Mặt trời chiếu xuống Trong vùng này có dòng chảy chậm của không khí hướng xuống dưới và gió nhẹ Khối không khí nặng chìm xuống dưới sẽ làm tăng nhiệt độ của bản thân theo quá trình đoạn nhiệt và thường trở thành lớp không khí ấm hơn so với lớp không khí ở phía dưới Kết quả là lớp nghịch nhiệt bị lắng chìm, lớp nghịch nhiệt này thường ở độ cao từ 400 - 500m đến 4000 - 5000m trên mặt đất [12]

Sự hình thành của hiện tượng nghịch nhiệt lắng chìm được thể hiện trong hình 1.3

6

Hình 1.3 Hiện tượng nghịch nhiệt lắng chìm

Nguồn: C Donald Ahrens (2009) [12]

Trên cùng một địa điểm vào cùng một thời điểm có thể có hai lớp nghịch nhiệt cùng song song tồn tại: một lớp ở sát mặt đất đến độ cao 100 - 200m và một lớp ở độ

cao từ 900 - 1100m [1]

c) Các yếu tố hình thành nên hiện tượng nghịch nhiệt

Hiện tượng nghịch nhiệt là một trong những hiện tượng diễn ra tự nhiên trong môi trường, hầu hết các ngày trong năm đều có hiện trượng nghịch nhiệt trong các tầng khí quyển Tuy nhiên, để hiện tượng nghịch nhiệt hình thành và diễn ra mạnh mẽ, sâu sắc hơn thì cần nhiều yếu tố và các điều kiện kết hợp thuận lợi

Ban ngày, mặt đất hấp thụ các bức xạ mặt trời và nóng lên, ban đêm quá trình này diễn ra ngược lại, mặt đất và các vật chất bức xạ nhiệt để trở nên lạnh dần, nhất là vào thời điểm gần sáng Do đó vào mùa đông hay lúc gần sáng lớp không khí gần mặt đất mới có nhiệt độ khá thấp, trong khi lớp không khí phía trên nơi hấp thụ nhiệt bức

xạ lại có nhiệt độ cao Nguyên nhân đó đã hình thành hiện tượng nghịch nhiệt [1]

Hiện tượng nghịch nhiệt bức xạ hay nghịch nhiệt về đêm diễn ra mạnh mẽ hơn khi có các điều kiện lý tưởng sau: không khí ổn định không có gió, đêm kéo dài, không khí khá khô và trời nhiều mây

7

Hiện tượng nghịch nhiệt diễn ra mạnh hơn trong điều kiện không khí ổn định và không có gió Điều này là do khi lớp không khí bề mặt có nhiệt độ thấp hơn lớp không khí phía trên nó đã hình thành nên hiện tượng nghịch nhiệt, kết hợp với việc không có gió khiến cho các khối không khí không bị xáo trộn và ổn định Những tháng có đêm kéo dài cũng góp phần khiến cho hiện tượng nghịch nhiệt diễn ra mạnh hơn, ví dụ như những tháng mùa đông Nghịch nhiệt bức xạ cũng dễ xảy ra hơn ở những thời điểm không khí khô và trời nhiều mây do trong điều kiện thời tiết nhiều mây và tương đối khô sẽ làm chậm tốc độ làm mát bề mặt Vì vậy, thời điểm mùa đông, hiện tượng nghịch nhiệt có thể diễn ra cả ban ngày [1]

Hiện tượng nghịch nhiệt có thể hình thành và được tăng cường trong những điều kiện sau:

- Thời tiết: Mùa đông nghịch nhiệt thường kéo dài do các yếu tố thời tiết như sương mù, mây, nhất là mây thấp và che kín bầu trời làm cho bức xạ mặt trời không đủ sức làm ấm mặt đất và phá vỡ lớp nghịch nhiệt [1]

- Khả năng hấp thụ nhiệt và nhả nhiệt của bề mặt đất: mặt đất trơ trụi hấp thụ và nhả nhiệt nhanh hơn so với mặt đất có lớp thực vật che phủ Tại các thành phố,

bề mặt đất là lớp vật liệu xây dựng, nhà cửa, đường xá,…có khả năng bức xạ cũng như hấp thụ nhiệt rất tốt, do vậy mà chúng nóng lên hay lạnh đi rất nhanh,

do đó tạo điều kiện thuận lợi cho hình thành hiện tượng nghịch nhiệt Và tương

tự với mặt đất có lớp tuyết phủ, nghịch nhiệt kéo dài hơn do lớp tuyết phản xạ rất tốt tia nắng mặt trời [1]

- Sự di chuyển của các khối không khí trong tự nhiên do yếu tố địa hình: đôi khi khối không khí lạnh chảy từ đỉnh núi xuống thung lũng, không khí lạnh này sau

đó luồng bên dưới khối không khí nóng từ các thung lũng, hay ngược lại, dòng không khí từ trên cao tràn xuống chân núi và dòng khí này ấm lên do quá trình

ép nén đoạn nhiệt và nó len vào bên trên lớp không khí lạnh sát mặt đất dưới chân núi [1] Cả hai trường hợp đều hình thành nên hiện tượng nghịch nhiệt

d) Vai trò của hiện tượng nghịch nhiệt

Nghịch nhiệt có vai trò quan trọng trong lĩnh vực khí hậu và đánh giá chất lượng môi trường không khí Khi quy luật phân nhiệt theo độ cao diễn ra bình thường, không khí liên tục được xáo trộn giữa các khu vực ấm và mát, khi đó các chất ô nhiễm

có thể phát tán diện rộng làm giảm nồng độ ô nhiễm của chúng Nhưng khi có hiện tượng nghịch nhiệt xảy ra, lớp nghịch nhiệt ấm đó đóng vai trò như một chiếc mũ và dừng quá trình xáo trộn khí quyển, làm nồng độ các chất ô nhiễm có thể tăng cao, gây

1.1.2 Chất lượng môi trường không khí tại Hà Nội

Thủ đô Hà Nội trong những năm qua đã có những bước phát triển kinh tế - xã hội một cách mạnh mẽ, vượt bậc đã góp phần nâng cao đáng kể điều kiện sống cho người dân và góp phần đẩy mạnh sự tăng trưởng kinh tế của cả nước Tuy nhiên, đi kèm với đó là những áp lực không nhỏ tác động lên môi trường của thủ đô, đặc biệt là môi trường không khí trong những năm gần đây

Gia tăng dân số, đô thị hóa nhanh, kéo theo gia tăng số lượng phương tiện giao thông cá nhân, trong khi đó hệ thống giao thông công cộng lại hạn chế gây áp lực mạnh mẽ lên môi trường không khí của các thành phố lớn như Hà Nội Bụi và khí thải

từ hoạt động giao thông đô thị vẫn là một trong những nguồn ô nhiễm chính đối với môi trường không khí của khu vực

Theo báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia giai đoạn 2011 - 2015, kết quả đánh giá chất lượng không khí thông qua chỉ số chất lượng không khí AQI cho thấy, tại các đô thị lớn như thủ đô Hà Nội, số ngày có AQI ở mức kém (AQI = 101 - 200) và xấu (AQI = 201 - 300) chiếm tỷ lệ khá lớn Điển hình như báo cáo tại trạm quan trắc không khí tự động 556 Nguyễn Văn Cừ (Gia Lâm, Hà Nội) đã cho kết quả rằng, số ngày trong năm 2014 có AQI ở mức kém chiếm tỷ lệ hơn 50% tổng số ngày quan trắc trong năm, thậm chí, có những ngày chất lượng không khí suy giảm đến ngưỡng xấu

và nguy hại (AQI>300) [10]

Kết quả về diễn biến chỉ số chất lượng không khí AQI tại 4 trạm quan trắc tự động, liên tục từ năm 2011 – 2015 được thể hiện trong hình 1.4 Số ngày có chỉ số chất lượng môi trường AQI ở mức kém đến nguy hại tại trạm Nguyễn Văn Cừ thuộc thành phố Hà Nội là cao nhất trong tất cả các trạm [10]

9

Hình 1.4 Diễn biến chỉ số chất lượng không khí AQI ở 4 trạm quan trắc tự động,

liên tục giai đoạn 2011 – 2015

Nguồn: Bộ Tà Nguyên Môi Trường (2015) [1012]

Báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia năm 2013 với chuyên đề về hiện trạng chất lượng môi trường không khí đã chỉ ra rằng, đối với môi trường không khí tại các

đô thị lớn như thủ đô Hà Nội thì nồng độ bụi cao vẫn là vấn đề đáng lo ngại nhất Tại các điểm quan trắc cạnh đường giao thông, số ngày có giá trị AQI không đảm bảo ngưỡng khuyến cáo an toàn với sức khỏe cộng đồng do nồng độ bụi PM10 vượt giới hạn cho phép của QCVN 05:2013/BTNMT về chất lượng môi trường không khí xung quanh vẫn chiếm tỷ lệ lớn Bên cạnh đó, nồng độ NOx trong không khí cao vượt giới hạn cho phép của quy chuẩn cũng góp phần đáng kể trong những ngày giá trị AQI vượt ngưỡng 100 [9]

Nồng độ bụi cũng thay đổi qua các tháng trong năm, theo diễn biến mùa, điều này thể hiện rõ ở khu vực miền Bắc Số liệu quan trắc tại trạm quan trắc Nguyễn Văn

Cừ từ 2011 - 2015, cho thấy ô nhiễm bụi (đặc biệt là bụi mịn PM2.5 và PM1) thường tập trung vào các tháng mùa đông lạnh, ít mưa từ tháng 11 năm trước đến tháng 3 năm sau [10]

Ở khu vực đô thị như thành phố Hà Nội, nguồn gốc phát sinh các loại khí NO2,

SO2 và CO chủ yếu từ hoạt động giao thông vận tải, SO2 phát thải từ đốt than và dầu chứa lưu huỳnh (xe buýt, các nhà máy có hoạt động đốt nhiên liệu khác) Nồng độ khí

NO2 trong không khí tại các đô thị lớn cũng đã ghi nhận vượt ngưỡng giới hạn cho

1.1.3 Ảnh hưởng của chất lượng môi trường không khí đến sức khỏe con người

Tình trạng sức khỏe của một người bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố trong đó có các yếu tố cá nhân của người đó, các yếu tố môi trường và xã hội Các yếu tố này được xem như là các yếu tố để phân tích một vấn đề sức khỏe Hình 1.5 thể hiện các yếu tố

cơ bản cần phân tích khi đánh giá tình trạng sức khỏe của con người theo WHO [3]

Hình 1.5 Các yếu tố cơ bản khi phân tích vấn đề sức khỏe của con người

Nguồn: Đinh Thị Huề và cộng sự (2006) [312]

Khi phân tích một vấn đề sức khỏe của con người sẽ chịu ảnh hưởng của rất nhiều các yếu tố khác nhau, tỉ lệ tử vong cao do nhiều yếu tố tác động Theo thống kê của tổ chức y tế thế giới WHO về tỉ lệ tử vong của các bệnh không truyền nhiễm, các bệnh chủ yếu do các yếu tố cá thể như chịu ảnh hưởng của sự thay đổi thời tiết, độ tuổi, môi trường sống,…chiếm đến 61% tử vong của toàn thế giới và 48% của gánh nặng bệnh tật toàn cầu [11], trong đó các bệnh không truyền nhiễm hàng đầu hiện nay

đó là:

11

- Các bệnh tim mạch (17,5 triệu tử vong)

- Ung thư (7,5 triệu tử vong)

- Bệnh đường hô hấp mãn tính (4 triệu tử vong)

- Đái tháo đường (1,1 triệu tử vong)

Các bệnh liên quan đến đường hô hấp và tim mạch là một trong số các bệnh có

tỉ lệ mắc và tử vong cao hiện nay do rất nhiều các yếu tố khác nhau

Một số nguyên nhân có thể kể đến đã làm gia tăng và xuất hiện các bệnh về đường hô hấp và tim mạch cho con người như là do: đặc điểm sinh lý (độ tuổi, bẩm sinh, di truyền, sức đề kháng thấp,…); các vấn đề về lối sống (hút thuốc, nghiện hút, gia tăng nhịp độ cuộc sống,…); biến đổi khí hậu (thay đổi nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm,…), an toàn vệ sinh thực phẩm (ô nhiễm hóa chất, phóng xạ, đột biến,…), môi trường không khí bị ô nhiễm (ô nhiễm bụi, khói thải phương tiện giao thông, khói thải khu công nghiệp,…), … Tại các thành phố, khu đô thị lớn thì sự ảnh hưởng này càng thể hiện một cách rõ rệt do quá trình công nghiệp hóa hiện nay

Trong những năm gần đây, theo các báo cáo hiện trạng môi trường quốc gia của

Bộ Tài nguyên và Môi trường, bệnh hô hấp ngày càng phổ biến với tỷ lệ mắc cao nhất trong toàn quốc, một phần lớn nguyên nhân là do tình trạng ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng Khí thải từ hoạt động giao thông sản sinh chất gây hại cho phổi, bụi mịn trong không khí cũng là tác nhân gây ra bệnh ung thư phổi, và nguy hiểm nhất là loại bụi PM2.5 vì với kích thước nhỏ sẽ thâm nhập sâu hơn vào trong phổi Tỷ lệ mắc hen phế quản dao động từ 1,1% ở Đà Lạt cho tới cao nhất là 5,5% ở cư dân khu vực thủ đô

Hà Nội [10] Tỷ lệ người bị mắc bệnh đường hô hấp ở Hà Nội khá cao so với các thành phố khác Bên cạnh đó do chịu tác động của thời tiết mạnh hơn, đặc biệt là vào mùa đông, tỉ lệ người mắc bệnh hô hấp tại Hà Nội có xu hướng cao hơn do bị ảnh hưởng bởi ô nhiễm không khí nghiêm trọng hơn Ngoài ra, ô nhiễm không khí còn gây

ra các vấn đề về đường tim mạch, rối loạn hành vi [8]

Các nhóm cộng đồng nhạy cảm nhất với sự ô nhiễm không khí là những người cao tuổi, phụ nữ mang thai, trẻ em dưới 15 tuổi, người đang mang bệnh, người thường xuyên phải làm việc ngoài trời… Mức độ ảnh hưởng đối với từng người tùy thuộc vào tình trạng sức khoẻ, nồng độ, loại chất ô nhiễm và thời gian tiếp xúc với môi trường ô nhiễm Những đối tượng này dễ bị mắc các bệnh do đường hô hấp và tim mạch, nguyên nhân chủ yếu là do các đối tượng này có hệ thống miễn dịch kém Trẻ em, đặc biệt là trẻ dưới 6 tuổi, không có một hệ thống miễn dịch phát triển đầy đủ để bảo vệ chúng khỏi những căn bệnh nhẹ Với đối tượng người cao tuổi dễ nhiễm bệnh do hệ

- Bệnh viêm phổi (Pneumonia): là bệnh thường gặp, thể hiện tình trạng viêm

nhu mô phổi do tác nhân gây bệnh phần lớn là vi khuẩn, thay đổi thời tiết

- Bệnh viêm phế quản (Acute bronchitis): là tình trạng lớp niêm mạc các ống

phế quản bị viêm, nguyên nhân trực tiếp là do vi khuẩn, khói bụi trong không khí Viêm phế quản là loại bệnh có thể gặp ở cả người lớn và trẻ em với các biểu hiện đặc trưng nhất là hiện tượng niêm mạc phế quản bị sưng và phù nề

- Bệnh viêm xoang (Diseases sinuse): là một trong những căn bệnh phổ biến

và rất dễ phát sinh bệnh đặc biệt là trong điều kiện môi trường không khí hiện nay

- Bệnh hen (Asthma): là tình trạng viêm mãn tính đường dẫn khí (phế quản)

gây nên phù và chít hẹp đường thở dẫn tới hiện tượng khó thở, khò khè, đặc biệt xảy ra

vào ban đêm hay sáng sớm Nguyên nhân là do thay đổi thời tiết, nhiễm trùng hô hấp

- Bệnh nhiễm khuẩn đường hô hấp trên (Diseases of upper respiratory tract): bao gồm các nhiễm trùng ở bất kỳ vị trí nào trên đường hô hấp, bao gồm mũi,

tai, họng, thanh quản, khí quản, phế quản, tiểu phế quản, phổi Thời gian bị bệnh

không quá 30 ngày, 14 ngày với bệnh nhiễm khuẩn đường hô hấp cấp (viêm tai giữa)

- Viêm họng và viêm amidan cấp (Acute pharyngitis and acute tonsillitis):

Viêm họng và viêm amidan cấp tính xảy ra khi cổ họng và amidan bị nhiễm vi rút hoặc vi khuẩn Đây là những bệnh về họng thường gây đau cổ họng và sưng amidan Trong quá trình hô hấp, không khí sau khi được hít qua mũi sẽ xuống họng, vào thanh quản, khí quản rồi xuống phổi Chất lượng không khí là nguyên nhân chủ yếu làm tăng

nguy cơ mắc bệnh viêm họng và viêm amidan

- Bệnh suy tim (Heart failure): Suy tim là trạng thái bệnh lý, trong đó cơ tim

mất khả năng cung cấp máu theo nhu cầu cơ thể, lúc đầu khi gắng sức sau đó là cả khi nghỉ ngơi Khi môi trường không khí có chất lượng thấp sẽ khiến cho bệnh trở nên nghiêm trọng hơn

- Bệnh tim thiếu máu cục bộ (Ischaemic heart diseases): Thiếu máu cục bộ

cơ tim xảy ra khi máu chảy vào cơ tim giảm, là sự tắc nghẽn một phần hoặc hoàn toàn động mạch vành Yếu tố làm tăng nguy cơ thiếu máu cục bộ là do hút thuốc lá, môi trường không khí ô nhiễm,…

13

Dưới tác động của chất lượng môi trường không khí bị suy giảm đã làm gia tăng và xuất hiện các bệnh về đường hô hấp và tim mạch trong cộng đồng, nhưng bên cạnh đó cũng có rất nhiều các yếu tố khác là nguyên nhân dẫn đến sự hình thành và phát triển các bệnh về đường hô hấp và tim mạch

Trong phạm vi nghiên cứu của luận văn, đề tài chỉ đánh giá mối liên hệ của sự thay đổi chất lượng môi trường không khí do hiện tượng nghịch nhiệt đến tần suất xuất hiện các bệnh về đường hô hấp với đối tượng trẻ em (dưới 15 tuổi); bệnh về đường hô hấp và tim mạch với nhóm người cao tuổi (trên 60 tuổi) trong cộng đồng dân cư tại thành phố Hà Nội

1.2 Tổng quan về phương pháp nghiên cứu

Trong đề tài này, phương pháp được sử dụng chủ yếu là phương pháp thống kê,

xử lý số liệu dưới sự hổ trợ của phần mềm Microsoft Excel 2013 và phần mềm phân tích thống kê SPSS - 20 (Statistical Package for the Social Sciences)

1.2.1 Lý thuyết về phương pháp thống kê

Thống kê là một hệ thống các phương pháp bao gồm thu thập, tổng hợp, trình bày số liệu, tính toán các đặc trưng của đối tượng nghiên cứu nhằm phục vụ cho quá trình phân tích, dự đoán và ra quyết định [5]

Thống kê thường được phân thành 2 lĩnh vực [5]:

+ Thống kê mô tả (Descriptive statistics): là các phương pháp có liên quan đến

việc thu thập số liệu, tóm tắt, trình bày, tính toán và mô tả các đặc trưng khác nhau để phản ánh một cách tổng quát đối tượng nghiên cứu

+ Thống kê suy luận (Inferential statistics): là bao gồm các phương pháp ước

lượng các đặc trưng của tổng thể, phân tích mối liên hệ giữa các hiện tượng nghiên cứu, dự đoán hoặc ra quyết định trên cơ sở thông tin thu thập từ kết quả quan sát mẫu

Phương pháp thống kê bao gồm việc: thu thập và xử lý số liệu, nghiên cứu các hiện tượng trong hoàn cảnh không chắc chắn, điều tra chọn mẫu, nghiên cứu mối liên

hệ giữa các hiện tượng, dự đoán

a) Thống kê mô tả

Thông tin ban đầu có tính rời rạc, dữ liệu hỗn độn không theo một trật tự nào và

có thể quá nhiều, nếu nhìn vào đây chúng ta không thể phát hiện được điều gì để phục

vụ cho quá trình nghiên cứu Do đó, chúng ta cần phải trình bày một cách có hệ thống với hai mục đích là làm cho bảng dữ liệu gọn lại, hai là thể hiện được tính chất của nội

14

dung nghiên cứu, cần thiết phải trình bày kết quả tổng hợp theo một hình thức thuận lợi nhất cho việc sử dụng sau này Sử dụng sự hổ trợ bằng phần mềm Microsoft Excel

2013 để thực hiện [5] Có 2 cách trình bày là: bảng thống kê và đồ thị

- Bảng thống kê: thành lập các bảng thống kê, bảng thống kê là một hình thức trình bày các tài liệu thống kê một cách có hệ thống, hợp lý và rõ ràng, nhằm nêu lên các đặc trưng về mặt lượng của hiện tượng nghiên cứu Đặc điểm chung của tất cả các bảng thống kê là bao giờ cũng có những con số của từng bộ phận và có mối liên hệ mật thiết với nhau [5]

- Đồ thị: Phương pháp đồ thị thống kê là phương pháp trình bày và phân tích các thông tin thống kê bằng các biểu đồ, đồ thị và bản đồ thống kê Phương pháp đồ thị sử dụng con số kết hợp với các hình vẽ, đường nét và màu sắc để trình bày các đặc điểm số lượng của hiện tượng Chính vì vậy, ngoài tác dụng phân tích được những đặc điểm cơ bản của một hiện tượng bằng trực quan một cách dễ dàng và nhanh chóng, đồ thị thống kê còn là một phương pháp trình bày các thông tin thống kê một cách khái quát và sinh động, chứa đựng tính mỹ thuật, thu hút sự chú ý, giúp người đọc dễ hiểu,

dễ nhớ nên có tác dụng tuyên truyền cổ động rất tốt [5]

Đồ thị thống kê có thể biểu thị:

 Kết cấu của hiện tượng theo tiêu thức nào đó và sự biến đổi của kết cấu

 Sự phát triển của hiện tượng theo thời gian

 So sánh các mức độ của hiện tượng

 Mối liên hệ giữa các hiện tượng

 Trình độ phổ biến của hiện tượng

Trong công tác thống kê thường dùng các loại đồ thị: Biểu đồ hình cột, biểu đồ tượng hình, biểu đồ diện tích (hình vuông, hình tròn, hình chữ nhật), đồ thị đường và biểu đồ hình màng nhện

b) Thống kê suy luận

Thống kê suy luận là phương pháp ước lượng các đặc trưng của tổng thể nghiên cứu, phân tích các mối liên hệ giữa các hiện tượng nghiên cứu, dự đoán hoặc đề ra các quyết định trên cơ sở các số liệu thu thập được [5] Sử dụng sự hổ trợ bằng phần mềm phân tích thống kê SPSS - 20 (Statistical Package for the Social Sciences) để thực hiện

15

Phương pháp ước lượng các đặc trưng của tổng thể nghiên cứu bao gồm kiểm

tra sự phù hợp của bộ số liệu thống kê có tuân theo quy luật phân phối chuẩn bằng kiểm định Kolmogorov-Smirnov hoặc thông qua biểu đồ với đường cong chuẩn (Histograms with normal curve) với dạng hình chuông đối xứng [5]

Phân bố chuẩn có những đặc tính rất hữu ích Hầu hết các kiểm định và tính toán thống kê chỉ có thể áp dụng để phân tích các số liệu quan sát được khi phân bố của các số liệu này là phân bố chuẩn Trong phân bố chuẩn, 68% số liệu nằm trong diện tích được bao phủ bởi đường cong mà giới hạn hai phía là giá trị trung bình cộng trừ một độ lệch chuẩn (SD) và 95% số liệu nằm trong khoảng giới hạn bởi giá trị trung bình cộng trừ hai độ lệch chuẩn (Hình 1.6) [5]

Hình 1.6 Đường cong phân phối chuẩn

Nguồn: Mai Văn Nam (2006) [5]

Kiểm định Kolmogorov-Smirnov dùng để kiểm định tính chuẩn của một bộ số liệu với mức ý nghĩa P-value (Sig.) > 0,05

Phân tích các mối liên hệ giữa các hiện tượng nghiên cứu bằng phân tích hồi

quy và tương quan Trong đánh giá thống kê, phân tích tương quan có mục đích là đánh giá mức độ kết hợp tuyến tính giữa hai biến Phân tích hồi quy mục đích để nghiên cứu sự phụ thuộc của một biến vào một hoặc nhiều biến khác, vì vậy các mối

quan hệ trong phân tích hồi quy chỉ mang tính chất tương đối chứ không phải quan

hệ hàm số Trong phân tích hồi quy không đòi hỏi giữa các biến có mối quan hệ nhân

quả, mối quan hệ nhân quả giữa các biến thường được xác định dựa trên lý thuyết và

cơ sở lý luận khác [5]

Phân tích mối tương quan giữa các hiện tượng nghiên cứu thông qua giá trị của hệ số tương quan Hệ số tương quan là hệ số đo lường mức độ tuyến tính giữa hai

16

biến, không phân biệt biến nào là phụ thuộc biến nào là độc lập Giả sử X, Y là 2 biến ngẫu nhiên có hệ số tương quan tổng thể r là khái niệm dùng để thể hiện cường độ và chiều hướng của mối liên hệ tuyến tính giữa X và Y nếu nó thoả mãn 5 điều kiện sau [5]: với -1≤ r ≤ 1

+ r < 0: Giữa X và Y có mối liên hệ nghịch, nghĩa là nếu X tăng thì Y giảm và ngược lại

+ r > 0: Giữa X và Y có mối liên hệ thuận, nghĩa là nếu X tăng thì Y tăng và ngược lại

+ r = 0: Giữa X và Y không có mối liên hệ tuyến tính

+ r = ±1 thì X và Y có mối liên hệ tuyến tính tuyệt đối

+ r càng gần ±1 thì mối liên hệ giữa X và Y càng chặt chẽ

Phân tích hồi quy nghiên cứu mối liên hệ phụ thuộc của một biến (gọi là biến phụ thuộc, biến được giải thích) với một hay nhiều biến khác (biến độc lập, biến giải thích), trong đó ước lượng giá trị trung bình của biến phụ thuộc theo các giá trị xác định của biến độc lập Vậy phân tích hồi quy có hai mô hình là: mô hình hồi quy đơn

và mô hình hồi quy bội [7]

Hàm hồi quy tổng thể là E(Y/Xi) = f(Xi), như vậy hồi quy là thể hiện mối quan

hệ trung bình của Y phụ thuộc vào X Mục tiêu của phân tích hồi quy là mô hình hóa mối liên hệ bằng một mô hình toán học nhằm thể hiện một cách tốt nhất mối liên hệ giữa X và Y [5]

- Nếu f(Xi) là một hàm tuyến tính thì ta gọi là hàm hồi quy tuyến tính

E(Y/Xi) = f(Xi) = α + βXi hoặc

Y = f(Xi) + Ui = α + βXi + Ui

- Nếu f(Xi) là hàm một biến thì ta gọi là hàm hồi quy tuyến tính đơn giản, nếu f(Xi) là hàm nhiều biến thì ta gọi là hàm hồi quy tuyến tính bội

- X, Y: được gọi là biến Trong đó:

X: được gọi là biến giải thích (độc lập) Y: biến được giải thích (phụ thuộc)

- α, β: được gọi là tham số của hồi qui Trong đó:

α: được gọi là tham số tự do hay tham số chặn β: được gọi là tham số của biến

- Ui: là biến ngẫu nhiên và còn gọi là yếu tố ngẫu nhiên (nhiễu) Thành phần yếu

tố ngẫu nhiên có thể bao gồm:

 Các biến giải thích bị bỏ sót hay là các yếu tố khác mà ta chưa xem xét

17

 Sai số khi đo lường biến phụ thuộc

 Tính ngẫu nhiên vốn có của biến phụ thuộc

- X, Y không có mối quan hệ hàm số mà là mối quan hệ nhân quả và thống kê, trong đó X là nguyên nhân và Y là kết quả

- X,Y không có mối quan hệ hàm số mà là mối quan hệ thống kê, có nghĩa là tương ứng với mỗi giá trị của X ta có ngẫu nhiên giá trị của Y

Sau khi xác định được mô hình hồi quy, ta xét hệ số xác định r2 để đánh giá sự tồn tại và phù hợp của mô hình Hệ số xác định r2 là hệ số nhằm xác định mức độ quan

hệ giữa X và Y có quan hệ hay không, hoặc bao nhiêu phần trăm sự biến thiên của Y

có thể giải thích bởi sự phụ thuộc tuyến tính của Y vào X [5] Hệ số xác định r2 lấy giá trị trong khoảng từ 0 đến 1

+ r2 = 0 : mô hình không tồn tại

+ r2 = 1 : biến phụ thuộc và biến giải thích có quan hệ hàm số, phân tích hồi quy không có ý nghĩa

Các công trình nghiên cứu cùng lĩnh vực đã được công bố có cùng nội dung liên quan đến đề tài, chủ yếu sử dụng phương pháp thống kê mô tả để áp dụng cho quá trình nghiên cứu Đây là phương pháp khá phổ biến trong nghiên cứu khoa học, phương pháp thống kê mô tả giúp ta nhận thức được những đặc điểm cơ bản của một hiện tượng bằng trực quan một cách dễ dàng và nhanh chóng thông qua các đồ thị, bảng biểu thống kê, là phương pháp trình bày các thông tin thống kê một cách khái quát và sinh động, giúp người đọc dễ hiểu, dễ nhớ nên được áp dụng rộng rãi

Nghiên cứu của Julie Wallace và các cộng sự sử dụng phương pháp phân tích thống kê bộ số liệu từ hệ thống đo hồng ngoại trong khí quyển (AIRS) để xác định thời điểm xảy ra hiện tượng nghịch nhiệt và dữ liệu từ các trạm quan trắc tự động trong khu vực nghiên cứu để xác định nồng độ các chất NO2 và PM2.5 và đưa ra các biểu đồ so sánh đánh giá [19]

Tại Trung Quốc, các công trình nghiên cứu của Dongsheng Ji, Wanning Wu hay Xiao Feng cùng cộng sự của họ cũng sử dụng thu thập, xử lý các số liệu về khí hậu, các thông số thời tiết, chất lượng môi trường không khí để xác định thời điểm xảy

18

ra nghịch nhiệt và so sánh đánh giá chất lượng môi trường không khí trong thời điểm xảy ra nghịch nhiệt với ngày bình thường như thế nào thông qua các biểu đồ và bảng biểu thống kê so sánh, phân tích và đánh giá [13][22][23] Tương tự đối với các nghiên cứu về đánh giá ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến sức khỏe cộng đồng cũng

đã sử dụng chủ yếu là phương pháp thống kê mô tả để thực hiện nghiên cứu [15][21]

Bên cạnh đó, cũng có một số nghiên cứu ngoài sử dụng phương pháp thống kê

mô tả đã kết hợp sử dụng thêm phương pháp thống kê suy luận trong quá trình nghiên cứu Tại Chile, E Gramsch và các cộng sự thuộc trường đại học Santiago đã nghiên cứu sự ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến hàm lượng PM2.5 và Cacbon đen (Black carbon – BC) trong không khí tại 3 địa điểm trong 3 thời gian khác nhau đã sử dụng phương pháp đánh giá tương quan mối quan hệ giữa các yếu tố nghiên cứu với nhau và cho ra các kết quả đáng tin cậy và được công bố rộng rãi [14] Một nghiên cứu khác của John D Beard, Celeste Beck và đồng nghiệp với việc đánh giá mối liên hệ giữa nghịch nhiệt mùa đông và số lần cấp cứu do bệnh hen suyễn tại thành phố Salt Lake thuộc bang Utah, Hoa Kì Nghiên cứu đã sử dụng các mô hình hồi quy logic có điều kiện tính toán tỷ lệ, khoảng tin cậy 95% để ước tính tỷ lệ số lần cấp cứu vì bệnh hen suyễn và nghịch nhiệt kéo dài trong một khoảng thời gian 2003 - 2008 [18]

Các nghiên cứu này đã áp dụng phương pháp nghiên cứu thống kê, xử lý số liệu một cách hiệu quả để đưa ra các kết quả nghiên cứu đáng tin cậy và được công bố rộng rãi Sau khi tìm hiểu và nghiên cứu các tài liệu liên quan, chúng tôi đã sử dụng phương pháp nghiên cứu thống kê để áp dụng thực hiện cho nghiên cứu của mình

1.3 Các nghiên cứu trong và ngoài nước về ảnh hưởng của hiện tượng nghịch

nhiệt đến chất lượng môi trường không khí và sức khỏe cộng đồng

1.3.1 Nghiên cứu ngoài nước

a) Các nghiên cứu về ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến chất lượng môi trường không khí

Trên thế giới, tuy nghiên cứu về vấn đề nghịch nhiệt là hướng nghiên cứu mới nhưng cũng đã có một số công trình nghiên cứu được công bố trên các tạp chí uy tín của thế giới

Các nghiên cứu về mối tương quan giữa hiện tượng nghịch nhiệt và chất lượng môi trường không khí xung quanh đã chỉ ra rằng, hiện tượng nghịch nhiệt là yếu tố chính ảnh hưởng đến chất lượng không khí vào mùa đông, khoảng thời gian thường xuất hiện hiện tượng nghịch nhiệt Khí phát thải từ hoạt động giao thông, quá trình đốt nhiên liệu, hoạt động công nghiệp đã bị lớp nhiệt lạnh gần bề mặt trái đất giữ lại không cho nó phát tán lên cao nên các chất ô nhiễm không được pha loãng Các nghiên cứu của EPA (Cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ) trong thời gian xảy ra hiện tượng nghịch nhiệt cho kết quả chỉ số AQI rất cao, chất lượng môi trường không khí kém

19

[18]

Các nhà khoa học Trung Quốc đã có nhiều nghiên cứu sâu về nguyên nhân của hiện tượng ô nhiễm môi trường không khí Trong đó, nguyên nhân chính là do phát triển sản xuất công nghiệp và giao thông vận tải đã đưa vào không khí lượng lớn khí thải; ngoài ra, yếu tố khí tượng, đặc biệt là việc xảy ra hiện tượng nghịch nhiệt đã làm cho mức độ ô nhiễm môi trường không khí tại các thành phố lớn của Trung Quốc càng trở nên trầm trọng hơn [23]

Năm 2009, Dongsheng Ji và cộng sự đã nghiên cứu về hàm lượng bụi nặng tại một số địa phương ở miền Bắc Trung Quốc trong 2 đợt (Đợt 1 từ ngày 27 đến 29 tháng

10 năm 2009, đợt 2 từ ngày 3 đến 8 tháng 11 năm 2009) Sử dụng phương pháp phân tích đánh giá các bộ số liệu quan trắc không khí tự động và dữ liệu khí tượng trong khu vực đã cho kết quả nghiên cứu như sau: với điều kiện thời tiết gió nhẹ, có lớp nghịch nhiệt, hàm lượng bụi PM10 cao gấp 1,5 đến 5 lần và hàm lượng bụi PM2.5 cao gấp 2 đến 10 lần so với giá trị quy định trong tiêu chuẩn về chất lượng môi trường không khí của Trung Quốc, đồng thời cao hơn nhiều lần so với những ngày bình thường không có sự xuất hiện của lớp nghịch nhiệt [13]

Wanning Wu và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu để phân tích một sự kiện ô nhiễm không khí nghiêm trọng ở quận Xianlin của thành phố Nam Kinh, Trung Quốc trong suốt 2 ngày 23 và 24 tháng 12 năm 2012 Qua quá trình phân tích các điều kiện của nhiệt độ, độ ẩm, hướng và tốc độ gió, áp suất khí quyển bằng kỹ thuật LIDAR ứng dụng về sự phân bố các yếu tố đã dẫn đến kết luận rằng sự kiện ô nhiễm này được gây

ra bởi hiện tượng nghịch nhiệt trong tầng bình lưu [22]

Tại Bắc Kinh, Trung Quốc vào mùa đông từ ngày 14 tháng 10 đến ngày 16 tháng 11 năm 2013, Xiao Feng và đồng nghiệp đã sử dụng phương pháp nội suy không gian (Spatial interpolation method) Kriging để xác định sự phân bố nhiệt độ và nồng

độ bụi trong sự kiện mây mù nặng, ô nhiễm không khí tại Bắc Kinh Kết quả nghiên cứu đã nêu rõ, hiện tượng nghịch nhiệt kèm theo khí thải của hoạt động giao thông vận tải và ảnh hưởng của khí thải tại khu công nghiệp Đài Bắc và Thiên Tân khiến cho nồng độ ô nhiễm PM2.5 giờ cao điểm tại các khu vực ngoại vi Tây Nam, Đông Nam và Tây Bắc của Bắc Kinh vượt quá 400mg/m3

kéo dài trong 3 - 4 ngày [23]

Tổ chức Y Tế Thế Giới (WHO) đo PM2.5, hạt vật chất nhỏ hơn 2.5 micromet đường kính, như một chỉ số sức khỏe, vì nó có thể xâm nhập vào dòng máu và vào phổi tác động đến hệ hô hấp và tim mạch Mức độ tiếp xúc an toàn với PM2.5 là 10 microgram/m3 mỗi năm, và ở mức 25 microgam/m3 trong 24 tiếng đồng hồ [8] Sự kiện ô nhiễm môi trường không khí này đã gây ảnh hưởng đến đời sống và sức khỏe của người dân trong khu vực rất nghiêm trọng

20

Trong một nghiên cứu khác tại thành phố Hamilton thuộc bang Ontario, Canada, Julie Wallace và các cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến hàm lượng NO2 và PM2.5 trong không khí trong khoảng thời gian từ năm

2003 đến 2007 Nghiên cứu đã sử dụng phương pháp phân tích bộ số liệu từ hệ thống

đo hồng ngoại trong khí quyển (Atmospheric Infrared Sounder - AIRS) để xác định thời điểm xảy ra hiện tượng nghịch nhiệt và dữ liệu từ các trạm quan trắc tự động trong khu vực nghiên cứu để xác định nồng độ các chất NO2 và PM2.5 Kết quả nghiên cứu cho thấy, khi xảy ra hiện tượng nghịch nhiệt vào ban đêm thì trong môi trường không khí hàm lượng NO2 tăng đến 49% và hàm lượng bụi PM2.5 tăng đến 54%, mức tăng lớn nhất vào cuối mùa thu, mùa đông và đầu mùa xuân [19]

Hình 1.7 So sánh nồng độ trung bình NO 2 , PM 2.5 trong thời điểm xuất hiện hiện tượng nghịch nhiệt và ngày bình thường trong giai đoạn 2003-2007 tại thành phố

Hamilton, Canada

Nguồn: Julie Wallace, Pavlos Kanaroglou (2009) [1912]

Biểu đồ hình 1.7 là kết quả nghiên cứu của Julie Wallace và đồng nghiệp, nồng

độ trung bình của các chất NO2 và PM2.5 trong thời điểm xảy ra nghịch nhiệt luôn cao hơn ngày bình thường không có hiện tượng nghịch nhiệt

Năm 2011, E Gramsch và các cộng sự thuộc trường đại học Santiago đã thực hiện nghiên cứu sự ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến hàm lượng PM2.5 và

21

Cacbon đen (Black carbon – BC) trong không khí tại 3 địa điểm trong 3 thời gian khác nhau ở Chile Sử dụng phương pháp so sánh, đánh giá chất lượng môi trường không khí trong khoảng thời gian xảy ra nghịch nhiệt và không có hiện tượng nghịch nhiệt để đưa ra kết luận rằng, trong những ngày xảy ra hiện tượng nghịch nhiệt, hàm lượng

PM2.5 và BC cao hơn những ngày không xảy ra hiện tượng nghịch nhiệt ở tất cả các địa điểm nghiên cứu Vùng Donihue (vùng nông thôn của Chile) năm 2011, hàm lượng

BC cao hơn 57% so với ngày không nghịch nhiệt Tại trung tâm thành phố Santiago năm 2005, hàm lượng PM2.5 cao hơn 35% so với ngày không có nghịch nhiệt Khu vực phía Tây Santiago (Western Santiago) năm 2004, trong những ngày xảy ra nghịch nhiệt hàm lượng PM2.5 cao hơn 84% so với ngày bình thường không có nghịch nhiệt [14]

Ngoài ra, nghiên cứu này cũng đã sử dụng phương pháp đánh giá tương quan mối quan hệ giữa các yếu tố nghiên cứu với nhau Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng, mối tương quan giữa cường độ nghịch nhiệt (trung bình nhiệt độ chênh lệch) với hàm lượng PM2.5 và BC là mối tương quan vừa phải, yêu cầu cần có đầy đủ hơn các bộ số liệu liên tục về nhiệt độ và chất lượng môi trường không khí theo độ cao để đánh giá mối quan hệ giữa các biến Hệ số xác định r2 về mối tương quan không đáng kể giữa cường độ của nghịch nhiệt với hàm lượng trung bình PM2.5 là r2 = 0,1233 và đối với

BC là r2 = 0,128 (Hình 1.8) [14]

(a) Vùng nông thôn Donihue (b) Trung tâm Santiago

Hình 1.8 Mối tương quan giữa hàm lượng BC và PM 2.5 trung bình ngày với

cường độ nghịch nhiệt tại Chile

Nguồn: John D Beard và cộng sự (2012) [1812]

Trong kết quả nghiên cứu này còn đánh giá mối tương quan giữa hàm lượng trung bình BC và PM2.5 với cường độ nghịch nhiệt lớn nhất (nhiệt độ chệnh lệch lớn nhất), nhiệt độ bề mặt, độ ẩm tương đối, nhưng mối tương quan giữa tất cả các biến

22

này đều thấp Điều này đã cho thấy rằng, mặc dù có sự khác biệt rõ ràng về hàm lượng

PM2.5 và BC là cao trong những ngày có hiện tượng nghịch nhiệt, nhưng sử dụng bộ số liệu ở các độ cao và thời gian giới hạn là không đủ để xác định mối tương quan có ý nghĩa giữa sự xuất hiện của hiện tượng nghịch nhiệt với hàm lượng PM2.5 và BC trong không khí Cần có yêu cầu số liệu theo chiều cao hoàn chỉnh và khối lượng mẫu đo chất lượng không khí lớn hơn để đánh giá mối quan hệ giữa các biến [14]

b) Các nghiên cứu về ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến sức khỏe cộng đồng

Trên thế giới, đã có khá nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến ô nhiễm môi trường không khí, nhưng vẫn chưa có nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng của môi trường không khí bị ô nhiễm do hiện tượng nghịch nhiệt đến sức khỏe con người Tuy nhiên, tại một số nước phát triển trên thế giới cũng đã bắt đầu có những nghiên cứu về vấn đề này

Năm 2013, Hermes U Ramirez-Sanchez và cộng sự đã công bố nghiên cứu về ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt, sự thay đổi các điều kiện khí tượng và ô nhiễm môi trường không khí đến sự gia tăng bệnh hô hấp cấp tính (ARDs) tại thành phố Guadalajara Metropolitan thuộc bang Jalisco, Mexico từ năm 2003 đến 2007 Kết quả phân tích thống kê đã cho thấy từ tháng 11 đến tháng 5 hằng năm, hiện tượng nghịch nhiệt thường xuất hiện nhiều, hàm lượng PM10, O3, NO2, CO, SO2 trong không khí cao hơn so với các thời điểm không có hiện tượng nghịch nhiệt Trong thời gian nghiên cứu, trung bình mỗi năm có 213.510 ± 41.209 ca mắc bệnh ARDs, trong đó bệnh nhiễm trùng hô hấp cấp chiếm 98%, bệnh viêm phổi và viêm phế quản chiếm 1,1%, bệnh hen suyễn chiếm 0,5% và viêm họng liên quan đến cầu khuẩn, viêm amidan chiếm 0,4% Số lượng bệnh nhân nhập viện do mắc các bệnh này nhiều nhất từ tháng 11 đến tháng 3 hằng năm, thời điểm hiện tượng nghịch nhiệt xảy ra với tần suất cao [16]

Một nghiên cứu khác của John D Beard, Celeste Beck và đồng nghiệp với việc đánh giá mối liên hệ giữa nghịch nhiệt mùa đông và số lần cấp cứu do bệnh hen suyễn tại thành phố Salt Lake thuộc bang Utah, Hoa Kì Bằng phương pháp thu thập, thống

kê hồ sơ điện tử của khoa cấp cứu cho bệnh hen suyễn và các dữ liệu về nghịch nhiệt, thời tiết, và các chất ô nhiễm không khí vào mùa đông từ tháng 12 đến tháng 2 trong thời gian 2003 đến 2008 Họ đã xác định có 3.425 ca cấp cứu được chẩn đoán phần lớn

là bệnh hen suyễn Nghiên cứu cũng đã sử dụng các mô hình hồi quy logic có điều kiện tính toán tỷ lệ (ORs – Odds ratios) và khoảng tin cậy 95% (CIs – Confidence intervals) để ước tính tỷ lệ số lần cấp cứu vì bệnh hen suyễn và nghịch nhiệt kéo dài

23

trong một khoảng thời gian Kết quả nghiên cứu đã chứng minh tỷ lệ ca cấp cứu vì bệnh hen suyễn tại địa điểm nghiên cứu gia tăng trong các thời điểm diễn ra hiện tượng nghịch nhiệt [18]

Trong nghiên cứu về mối liên hệ giữa sức khỏe con người và đặc điểm của hiện tượng nghịch nhiệt (độ dày, độ cao hình thành của lớp nghịch nhiệt) như nghiên cứu của Sabah A Abdul - Wahab và cộng sự tại Muscat, Oman vào năm 2003 đã chỉ ra có

4 loại bệnh thường gặp có liên quan đến ô nhiễm không khí gia tăng trong thời điểm diễn ra hiện tượng nghịch nhiệt, đó là bệnh hen mãn tính, viêm phổi, suy tim, dẫn truyền và rối loạn nhịp tim Bằng phương pháp thu thập, thống kê và phân tích dữ liệu

từ hồ sơ cấp cứu của bệnh viện hoàng gia Oman và theo dõi đặc điểm của hiện tượng nghịch nhiệt xảy ra trong ngày và đã thu được kết quả như sau [21]:

- Các tần số xuất hiện của hiện tượng nghịch nhiệt và độ dày lớp nghịch nhiệt (tính từ mặt đất) trong 12 tháng được hiển thị trong hình 1.9 Biểu đồ cho thấy rằng nghịch nhiệt xảy ra trong hầu hết các ngày (số liệu điều tra lúc 2:30 am), hiện tượng nghịch nhiệt gần mặt đất xuất hiện tần suất cao hơn so với các tháng khác từ tháng 7 đến tháng 12 [21]

Hình 1.9 Số ngày xuất hiện hiện tượng

nghịch nhiệt trong từng tháng tương ứng

với độ dày của nó tại Muscat, Oman

trong năm 2003

Hình 1.10 Số ca cấp cứu hằng ngày trung bình theo tháng tại bệnh viện hoàng gia Oman năm 2003

Nguồn: Sabah A Abdul-Wahab (2005) [21]

24

- Hình 1.10 biểu thị số lượng ca cấp cứu trung bình của bệnh viện trong một ngày đối với các bệnh về hô hấp và tim mạch trong các tháng, số người cấp cứu do các bệnh về đường hô hấp và tim mạch nhiều hơn từ tháng 7 đến tháng 11 [21]

Từ các đánh giá trên, nhóm nghiên cứu của Sabah A Abdul - Wahab và cộng

sự đã đưa ra kết luận rằng hiện tượng nghịch nhiệt gần mặt đất là nguyên nhân gây gia tăng các bệnh về hô hấp và tim mạch đến sức khỏe con người

Trong các nghiên cứu được công bố trên tạp chí Y tế The Lancet, chất lượng môi trường không khí bị suy giảm và ô nhiễm có hại nhiều hơn cả ma túy, rượu hay các hoạt động tình dục, thể thao quá mức Kết quả nghiên cứu này đã buộc các cơ quan của Châu Âu phải quan tâm và thay đổi những tiêu chuẩn về chất lượng môi trường Ở các nước như Bắc Mỹ, Úc, New Zealand, Thái Lan, việc đánh giá tác động sức khỏe cộng đồng do các thay đổi trong môi trường hiện được áp dụng một cách rộng rãi và trở thành một công cụ quen thuộc trong lĩnh vực phát triển kinh tế, xã hội ở cả khu vực công và tư nhân [8]

1.3.2 Nghiên cứu trong nước

Tại Việt Nam, những nghiên cứu về ô nhiễm môi trường không khí bị ảnh hưởng bởi hiện tượng nghịch nhiệt chưa được quan tâm nghiên cứu tìm hiểu Nghiên cứu duy nhất có đưa ra nhận định về mối quan hệ này là đề tài nghiên cứu cấp nhà nước của GS-TS Phạm Duy Hiển vào năm 1999: “Ô nhiễm bụi hô hấp có phân biệt kích thước hạt trong môi trường khí đô thị và môi trường sản xuất” do Trung tâm Khí tượng Thuỷ văn khu vực đồng bằng Bắc Bộ và Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam phối hợp thực hiện từ tháng 10/1998 đến tháng 4/1999, đề tài đã tiến hành quan trắc chất lượng không khí một cách hệ thống tại Vườn khí tượng Láng và cho kết quả có ít nhất 58 ngày xảy ra nghịch nhiệt về ban đêm, đồng thời trong thời gian này, nồng độ tất cả các chất ô nhiễm không khí đều tăng cao, đặc biệt là hàm lượng trung bình của

PM10 trong thời gian này (222 µg/m3) cao gấp 3 lần so với những ngày còn lại trong năm (72 µg/m3

) Nguyên nhân chính là do hiện tượng nghịch nhiệt khiến bụi trong không khí không phát tán ngay được [2]

Các nghiên cứu về tác động đến sức khỏe cộng đồng do môi trường không khí ô nhiễm nói chung và do môi trường không khí bị ảnh hưởng bởi hiện tượng nghịch nhiệt nói riêng vẫn chưa được đi sâu nghiên cứu tại Việt Nam Gần đây, cơ quan quản

lý tại Việt Nam cũng đã có những bước quan tâm đáng kể đến sức khỏe cộng đồng bị ảnh hưởng bởi môi trường khi đưa khái niệm sức khỏe môi trường vào luật Bảo vệ

25

Môi trường 2014, điều này đã nhấn mạnh vai trò của công tác quản lý trong việc bảo

vệ môi trường nhằm bảo vệ sức khỏe cộng đồng

Hiện nay, tại Việt Nam những thông tin nghiên cứu và bằng chứng về chất lượng và ảnh hưởng của ô nhiễm không khí lên sức khỏe người dân còn rất hạn chế, những nghiên cứu về ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến chất lượng môi trường không khí và sức khỏe cộng đồng chưa được quan tâm nghiên cứu tìm hiểu

Nghiên cứu đầu tiên có tính điển hình là nghiên cứu về ảnh hưởng của việc tiếp xúc ngắn hạn với không khí bị ô nhiễm đến tỉ lệ nhập viện của trẻ em bị nhiễm trùng cấp đường hô hấp dưới tại thành phố Hồ Chí Minh do tổ chức HEI (Health Effects Institute) thực hiện trong chương trình “Ảnh hưởng của ô nhiễm môi trường không khí đến sức khỏe” của Cơ quan Bảo vệ môi trường Hoa Kỳ năm 2012 Nghiên cứu này tập trung vào điều tra mối liên hệ giữa mức độ ô nhiễm không khí trung bình hàng ngày và tình trạng nhập viện vì viêm nhiễm cấp tính đường hô hấp dưới (ALRI) ở trẻ em tại Thành phố Hồ Chí Minh ALRI là gánh nặng bệnh tật lớn nhất ở trẻ em chỉ sau bệnh tiêu chảy ở hầu hết các nước có thu nhập thấp Kết quả cho thấy phơi nhiễm với không khí bị ô nhiễm làm tăng số lượng trẻ nhập viện trong mùa khô (tháng 11- 4) mà NO2

và SO2 là nguyên nhân chính Hàm lượng PM10 trong không khí cũng chỉ ra mối liên

hệ với tỷ lệ nhập viện tăng nhanh trong mùa khô, nhưng mối tương quan cao giữa

PM10 và NO2 (0,78) đã hạn chế khả năng phân biệt mức độ ảnh hưởng của PM10 và

NO2 tới sức khỏe cộng đồng Sự gia tăng nguy cơ mắc ALRI dao động từ 7% đến 18% mỗi khi khí NO2 tăng 10μg/m3 Kết quả này có thể giúp nâng cao nhận thức về vấn đề chất lượng không khí và những ảnh hưởng tới sức khỏe [15]

Năm 2010, một nghiên cứu thử nghiệm của tiến sĩ Ngô Thọ Hùng thuộc bộ môn Môi trường không khí tại Đại học Aarhus, Roskilde, Đan Mạch cùng đồng nghiệp

(Air pollution modeling at road sides using the operational street pollution model-a

case study in Hanoi, Vietnam) đã đưa ra được những ước lượng ban đầu về phơi nhiễm

cá nhân với PM10 và CO khi tham gia giao thông ở bốn con đường chính ở Hà Nội Kết quả nghiên cứu đã cho thấy giá trị trung bình của nồng độ PM10 đạt tới 455μg/m3với nồng độ đạt tới 580 μg/m3 khi đi xe máy, và 495 μg/m3 khi đi bộ, 408 μg/m3 khi di chuyển bằng ô tô, và 262 μg/m3 khi đi xe buýt Các loại phương tiện khác nhau cùng với tình trạng sức khỏe khác nhau của mỗi người có thể dẫn tới những hậu quả khác nhau về sức khỏe khi người dân phải phơi nhiễm với ô nhiễm không khí, và hậu quả này sẽ khác nhau so với cộng đồng ở Châu Âu hay Mỹ [17] Do những ước tính về

26

gánh nặng bệnh tật bị chi phối bởi nguy cơ được sử dụng trong các mô hình, việc nghiên cứu về các đánh giá nguy cơ là rất cần thiết

Trong một nghiên cứu khác của Tiến sĩ Hoàng Thị Lâm - Khoa quốc tế, bệnh

viện Đại học y Hà Nội cùng đồng nghiệp (Increase in asthma and a high prevalence of

bronchitis: results from a population study among adults in urban and rural Vietnam)

năm 2010 đã chỉ ra rằng tỉ lệ viêm mũi ở người lớn cũng như một số kết quả liên quan đến bệnh hen ở các vùng thành thị ở Hà Nội là 30%, cao hơn so với những vùng nông thôn là 10% Ô nhiễm không khí ở trong nhà và ngoài trời từ lâu đã là nguy cơ làm gia tăng bệnh hen suyễn ở trẻ em [20]

Nhìn chung, các nghiên cứu phân tích nêu trên vẫn chưa tìm hiểu vai trò của các yếu tố khí tượng đối với người dân trong khu vực nghiên cứu Cho đến nay, tại Việt Nam vẫn chưa có bất kỳ một nghiên cứu nào về ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến sức khỏe cộng đồng Việc thiếu các nghiên cứu về mối liên hệ giữa sự xuất hiện của hiện tượng nghịch nhiệt với sự thay đổi của chất lượng môi trường không khí

và sức khỏe cộng đồng là rào cản cho cộng đồng, các nhà quản lý, nhà hoạch định chính sách thấy được sự quan trọng của ô nhiễm không khí hiện nay

Nhằm mục tiêu thu hẹp những thiếu hụt hiểu biết về yếu tố thời tiết, hiện tượng nghịch nhiệt với những ảnh hưởng của ô nhiễm không khí tới sức khỏe cộng đồng Đề

tài luận văn Nghiên cứu ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến chất lượng môi

trường không khí và sức khỏe cộng đồng tại thành phố Hà Nội giai đoạn 2011 - 2015

sẽ không chỉ đánh giá xu hướng diễn biến về chất lượng không khí nói chung và trong những ngày có xảy ra hiện tượng nghịch nhiệt nói riêng, mà còn bước đầu nghiên cứu đánh giá mối liên hệ giữa sự xuất hiện hiện tượng nghịch nhiệt có ảnh hưởng như thế nào đến sức khỏe cộng đồng người dân tại thành phố Hà Nội Kết quả nghiên cứu của

đề tài này góp phần đóng góp các dữ liệu khoa học nhằm cảnh báo cho người dân có biện pháp đề phòng trong những ngày xảy ra nghịch nhiệt, các kết quả nghiên cứu cũng đóng góp thông tin cho các nhà quản lý trong xây dựng các chính sách bảo vệ môi trường không khí tại đô thị lớn như thủ đô Hà Nội

27

ĐỐI TƯỢNG, THỜI GIAN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU CHƯƠNG 2:

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu:

2.2 Thời gian nghiên cứu

Nghiên cứu bắt đầu từ tháng 1/2017 đến hết tháng 7/2017

2.3 Phương pháp nghiên cứu và cách thức thực hiện

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu tài liệu

Thu thập, nghiên cứu các tài liệu đã có kết quả và được công bố trong và ngoài nước về những nghiên cứu liên quan đến hiện tượng nghịch nhiệt, các ảnh hưởng của hiện tượng nghịch nhiệt đến chất lượng môi trường không khí và sức khỏe cộng đồng

Do đây là hướng nghiên cứu mới chủ yếu được thực hiện trong các công trình nghiên cứu ngoài nước, vì vậy các tài liệu được sử dụng tham khảo, tìm hiểu phục vụ luận văn đều được khai thác tại các tạp chí khoa học quốc tế có danh tiếng như Atmospheric Environment, Science of the Total Environment, Journal of Environmental Protection, Atmospheric Pollution Research,…Ngoài ra, các thông tin,

số liệu về sức khỏe cộng đồng được tìm hiểu ở các tạp chí y học dự phòng, y khoa, khoa học trong và ngoài nước, các báo cáo chuyên đề của tổ chức WHO (World Health Organization), tổ chức HEI (Health Effects Institute)

2.3.2 Phương pháp thống kê số liệu

a) Phương pháp thu thập số liệu

Phương pháp thu thập số liệu nhằm thu thập, tổng hợp và xây dựng bộ số liệu cho nghiên cứu

Các tiêu chí và cách tiến hành thu thập, tổng hợp, xây dựng bộ số liệu cho nghiên cứu được mô tả cụ thể trong sơ đồ hình 2.1

28

Hình 2.1 Sơ đồ mô tả tiêu chí, cách thức thực hiện xây dựng

bộ cơ sở dữ liệu phục vụ nghiên cứu

(2) Nguồn số liệu thám không

với hai kỳ quan trắc chính

(2) Bệnh nhân đến khám và điều trị trên địa bàn thành phố Hà Nội

(3) Đối tượng bệnh nhân là người già ≥ 60 tuổi, trẻ

em ≤ 15 tuổi nhạy cảm với chất lượng môi trường không khí khi có

sự thay đổi

(4) Mắc các bệnh về đường

hô hấp và tim mạch phân loại theo mã phân loại quốc tế ICD-10 gồm: A15-A16; I05-I09, I26, I44-I50; J00-J06, J12-J18, J20-J22, J30-J34, J36-J47, J60-J99

(1) Bộ số liệu về chất lượng không khí được thu thập tại trạm quan trắc không khí tự động tại 556 Nguyễn Văn

Cừ thuộc Trung tâm quan trắc môi trường

Hà Nội, Tổng cục môi trường

(2) Số liệu thu thập gồm các thông số: bụi (PM10, PM2.5), NOx,

SO2

Bộ số liệu chất lượng không khí quan trắc tự động

(B)

29

(A) Bộ số liệu thám không đo tại trạm khí tƣợng

- Xác định thời gian xuất hiện hiện tƣợng nghịch nhiệt bằng việc thu thập số liệu khí tƣợng tại trạm khí tƣợng Cao không Hà Nội (48820 VVNB) qua trang Khoa học khí quyển (Departmemt of Atmospheric Science)

http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html

Hình 2.2 Cách thu thập số liệu tại trang http://weather.uwyo.edu/upperair/sounding.html

Chọn thời gian và địa điểm nhƣ hình 2.2 rồi nhấp Enter, ta đƣợc kết quả nhƣ sau

Hình 2.3 Kết quả xác định nghịch nhiệt tại thời điểm 00Z ngày 03/01/2011