Luận văn tốt nghiệp: Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2 tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo DANH MỤC CHỮ
Trang 1Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
MỤC LỤC
MỤC LỤC i
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT iv
DANH MỤC BẢNG v
DANH MỤC HÌNH vi
PHẦN MỞ ĐẦU 1
1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1
2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2
2.1 Mục tiêu chung 2
2.2 Mục tiêu cụ thể 2
3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2
4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3
5 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 3
6 TÍNH MỚI CỦA NGHIÊN CỨU 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4
1.1 KHÁI QUÁT VỀ THỰC TRẠNG Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ 4
1.2 KHÁI QUÁT VỀ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ 5
1.2.1 Chất lượng môi trường trong nhà 5
1.2.2 Chất lượng không khí trong nhà 6
1.2.3 Chất lượng nhiệt trong nhà 7
1.2.4 Chất lượng độ ẩm trong nhà 9
1.3 TỔNG QUAN VỀ KHÍ CACBON DIOXIT – CO2 VÀ KHÍ CACBON MONOXIT - CO 11
1.3.1 Tổng quan về khí Cacbon dioxit – CO2 11
1.3.2 Tổng quan về khí Cacbon monoxit - CO 13
1.4 GIỚI THIỆU CẢM BIẾN(SENSOR) ĐO VI KHÍ HẬU, CO VÀ CO2 SỬ DỤNG TRONG MÁY ĐO 16
1.4.1 Giới thiệu Sensor cảm biến nhiệt độ và độ ẩm - DHT22 16
1.4.2 Giới thiệu cảm biến nồng độ CO – MQ07 18
Trang 2Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
1.4.3 Giới thiệu Sensor cảm biến nồng độ CO2 – MG811 21
1.5 GIỚI THIỆU VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THỐNG KÊ 22
1.5.1 Các giá trị thống kê mô tả 22
1.5.2 Phân tích tương quan 24
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26
TỔNG QUAN VỀ ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU VÀ MÁY CẢM BIẾN ĐO CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ 26
2.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26
2.1.1 Tiến hành khảo sát, đo đạc, số hóa dữ liệu hình ảnh 27
2.1.2 Đo đạc 27
2.1.3 Xử lý số liệu 27
2.3 TỔNG QUAN VỀ TRUNG TÂM THÔNG TIN - THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 29
2.1.1 Vị trí, chức năng 29
2.1.2 Không gian và thời gian phục vụ 29
2.1.3 Cơ sở vật chất – trang thiết bị 31
2.4 TỔNG QUAN VỀ MÁY CẢM BIẾN ĐO CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ 34
2.2.1 Chế tạo máy cảm biến đo chất lượng không khí trong nhà 34
2.2.2 Hiệu chỉnh máy 36
2.2.3 Ưu – khuyết điểm của máy cảm biến đo chất lượng không khí trong nhà 37 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 38
3.1 QUÁ TRÌNH ĐO 38
3.1.1 Thời gian đo 38
3.1.2 Vị trí đặt máy đo 40
3.2 KẾT QUẢ ĐO 42
3.2.1 Kết quả quan trắc thông số vi khí hậu trong thư viện 42
3.2.2 Kết quả quan trắc nồng độ CO 53
3.2.3 Kết quả quan trắc nồng độ CO2 56
Trang 3Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
3.3 KẾT QUẢ KHẢO SÁT VỀ CẢM GIÁC CỦA NGƯỜI ĐỌC VÀ NHÂN VIÊN
TRONG THƯ VIỆN 57
3.3.1 Ngày 15/11/2016 57
3.3.2 Ngày 18/11/2016 58
3.3.3 Ngày 21/11/2016 59
3.3.4 Tổng hợp phiếu khảo sát cả 3 ngày 60
3.4 GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ TẠI THƯ VIỆN 65
3.4.1 Bố trí phòng 65
3.4.2 Bảo dưỡng điều hòa, quạt thường xuyên 66
3.4.3 Dùng chế độ (Mode) phù hợp 66
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO 68
PHỤ LỤC 69
Trang 4Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
ASHRAE: American Society of Heating Refrigeration and Air Conditioning
Engineers (Hiệp hội các hệ thống sưởi ấm, làm lạnh và điều hòa không khí Hoa Kỳ)
BTNMT: Bộ Tài nguyên và Môi trường
CSDL: Cơ sở dữ liệu
GTLN Giá trị lớn nhất
GTNN Giá trị nhỏ nhât
HVAC: Heating, Ventilation, and Air Conditioning (Sưởi ấm, thông gió
và điều hòa không khí) I:O: Indoor:Outdoor (Trong nhà:Ngoài trời)
IAQ: Indoor Air Quality (Chất lượng không khí trong nhà)
IEQ: Indoor Environment Quality (Chất lượng môi trường trong nhà) MTKK: Môi trường không khí
ONKK: Ô nhiễm không khí
PMV: Predicted Mean Vote (Chỉ số dự đoán cảm giác nhiệt trung bình) QCVN: Quy chuẩn Việt Nam
REHVA: Federation of European Heating, Ventilation and Air
Conditioning Associations (Hiệp hội sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí châu Âu)
SBS Sick Building Syndrome (Hội chứng bệnh trong nhà)
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
TVOC: Total Volatile Organic Compounds (Tổng hợp chất hữu cơ dễ bay
hơi) USEPA: United States Environmental Protection Agency (Cơ quan Bảo vệ
Môi trường Mỹ) VOC: Volatile Organic Compounds (Hợp chất hữu cơ dễ bay hơi)
WHO: World Health Organization (Tổ chức y tế thế giới)
Trang 5Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Phân loại mức độ nhạy cảm của đối tượng khảo sát 6
Bảng 1.2 Triệu chứng khi tiếp xúc với khí CO2 ở các nồng độ khác nhau 13
Bảng 1.3 Triệu chứng nhiễm độc của người khi tiếp xúc với khí CO ở các nồng độ khác nhau 15
Bảng 1.4 Thông số kỹ thuật cảm biến nhiệt độ và độ ẩm – DHT22 17
Bảng 1.5 Thông số kỹ thuật cảm biến đo CO – MQ07 20
Bảng 1.6 Thông số kỹ thuật của cảm biến đo CO2 – MG811 22
Bảng 2.1 Bảng tiêu chuẩn điều kiện nhiệt độ, độ ẩm, CO và CO2 28
Bảng 2.2 Bảng số liệu trích dẫn số liệu đo máy 2 ngày 18/11/2016 36
Bảng 2.3 Kết quả kiểm định máy đo vi khí hậu, CO và CO2 37
Bảng 2.4 Ưu, khuyết điểm của máy cảm biến đo chất lượng không khí trong nhà 37
Bảng 3.1 Lịch đo tại thư viện 38
Bảng 3.2 Nhiệt độ đo giữa các ngày và nhiệt độ đo tại trạm Tân Sơn Hòa 48
Bảng 3.3 Bảng so sánh nhiệt độ đo được với tiêu chuẩn REHVA và ASHRAE 50
Bảng 3.4 Giá trị cho phép vi khí hậu tại nơi làm việc theo QCVN 26:2016/BYT 51
Bảng 3.5 Độ ẩm đo giữa các ngày và độ ẩm đo tại trạm Tân Sơn Hòa 51
Bảng 3.6 Bảng so sánh độ ẩm đo được với tiêu chuẩn REHVA và ASHRAE 53
Bảng 3.7 Nồng độ CO trung bình ngày với tiêu chuẩn REHVA và QCVN 05:2013/BTNMT 54
Bảng 3.8 Nồng độ CO2 đo trung bình các ngày và tiêu chuẩn REHVA và ASHRAE 57 Bảng 3.9 Bảng tổng hợp kết quả phiếu khảo sát ngày 15/11/2016 57
Bảng 3.10 Bảng tổng hợp kết quả câu hỏi “Có cần điều chỉnh gì tại thư viện hay không?” (câu 7) của phiếu khảo sát ngày 15/11/2016 58
Bảng 3.11 Bảng tổng hợp kết quả phiếu khảo sát ngày 18/11/2016 58
Bảng 3.12 Bảng tổng hợp kết quả câu hỏi “Có cần điều chỉnh gì tại thư viện hay không?” (câu 7) của phiếu khảo sát ngày 18/11/2016 59
Bảng 3.13 Bảng tổng hợp kết quả phiếu khảo sát ngày 21/11/2016 59
Bảng 3.14 Bảng tổng hợp kết quả câu hỏi “có cần điều chỉnh gì tại thư viện hay không?” (câu 7) của phiếu khảo sát ngày 21/11/2016 60
Trang 6Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Cấu trúc thiết kế của cảm biến DHT22 18
Hình 1.2 Cấu trúc kỹ thuật của cảm biến MQ07 19
Hình 1.3 Cấu trúc kỹ thuật cảm biến MG811 21
Hình 2.1 Sơ đồ tổng quát phương pháp nghiên cứu 26
Hình 2.2 Trung tâm thông tin thư viên trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh 29
Hình 2.3 Một số hình ảnh thực tế tại trung tâm thông tin thư viện 30
Hình 2.4 Sơ đồ thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh 30
Hình 2.5 Vị trí quạt thông gió và điều hòa tại mặt trước thư viện 31
Hình 2.6 Sơ đồ vị trí hệ thống thông gió và điều hòa không khí trong thư viện 32
Hình 2.7 Điều hòa dạng tủ đứng bên trong thư viện 33
Hình 2.8 Điều hòa không khí và quạt thông gió bên trong thư viện 33
Hình 2.9 Sơ đồ khối về thành phần – chức năng máy cảm biến 34
Hình 2.10 Sơ đồ mạch bên trong máy cảm biến 35
Hình 3.1 Sơ đồ vị trí đặt máy đo 40
Hình 3.2 Sơ đồ vị trí đặt máy đo ngày 09/12/2016 41
Hình 3.3 Sơ đồ vị trí đặt máy đo ngày 14/12/2016 42
Hình 3.4 Biểu đồ biểu diễn giá trị nhiệt độ - độ ẩm trong hai ngày 15/11 và 18/11/2016 43
Hình 3.5 Biểu đồ biểu diễn giá trị nhiệt độ - độ ẩm trong ba ngày 21/11, 9/12 và 14/12/2016 44
Hình 3.6 Biểu đồ biểu diễn nhiệt độ đo tại thư viện và trạm Tân Sơn Hòa trong các ngày đo 49
Hình 3.7 Biểu đồ biểu diễn độ ẩm đo tại thư viện và trạm Tân Sơn Hòa trong các ngày đo 52
Hình 3.8 Biểu đồ biểu diễn nồng độ CO đo máy 1 trong ba ngày đo 15, 18 và 21/11/2016 55
Trang 7Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
Hình 3.9 Biểu đồ biểu diễn nồng độ CO máy 1 và số lượng người trong thư viện ngày
18/11/2016 56
Hình 3.10 Biểu đồ biểu diễn nồng độ CO máy 1 và số lượng người trong thư viện ngày 21/11/2016 56
Hình 3.11 Tần suất tới thư viện của người tham gia khảo sát trong các ngày đo 61
Hình 3.12 Thời gian tại thư viện của người tham gia khảo sát trong các ngày đo 61
Hình 3.13 Tình trạng sức khỏe của người tham gia khảo sát 62
Hình 3.14 Cảm giác về nhiệt độ của những người tham gia khảo sát 63
Hình 3.15 Kết quả tổng kết các triệu chứng bệnh thường gặp khi ở trong thư viện của những người tham gia khảo sát 63
Hình 3.16 Kết quả đánh giá chất lượng không khí trong thư viện của người tham gia khảo sát 64
Hình 3.17 Khu vực cần điều chỉnh nhiệt độ xuống tại thư viện 65
Trang 8Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
10 người tử vong Nguyên nhân chính là do ngạt khí xăng của máy phát điện trong phòng hát Hay gần đây nhất là vào chiều ngày 14/3/2015, một vụ ngạt khí nghiêm trọng đã xảy ra ở siêu thị BigC The Garden (Mễ Trì, quận Nam Từ Liêm, Hà Nội) khiến khoảng 20-30 người ngất xỉu, buồn nôn trong đó có cả nhân viên thu ngân Nguyên nhân ban đầu dẫn đến việc nhiều người bị ngất xỉu là do bị ngạt khí Qua điều tra, phía công an cho biết tầng hầm tòa nhà The Garden rất ngột ngạt do không có hệ thống quạt thông gió và hôm đó, có quá nhiều xe đang nổ máy để chờ ra ngoài tầng hầm khiến cho không khí ở khu vực này bị nhiễm độc
Hiện nay tại Việt Nam hầu như chỉ quan tâm đến chất lượng không khí ngoài trời,
ít chú trọng đến chất lượng không khí trong nhà Để đánh giá chất lượng không khí trong nhà, thường đánh giá thông qua các thông số sau: vật lý (nhiệt độ, độ ẩm tương đối, bụi); hóa học (CO, CO2, formaldehyde và TVOCs) và sinh học (vi khuẩn, nồng độ nấm)
Theo Indoor Air Quality Information Centre, môi trường trong nhà có thể chứa rất nhiều
chất có thể gây ô nhiễm không khí Nồng độ CO2 là chỉ số cho biết mức độ ô nhiễm không khí trong nhà Nồng độ CO2 trong nhà cao, nghĩa là nguồn cung cấp không khí sạch không đủ Nồng độ CO2 trong nhà cao gây cho bạn cảm giác buồn ngủ và cảnh báo cho sự tích tụ các chất gây ô nhiễm không khí khác trong nhà Chất lượng không khí trong nhà kém có thể gây các triệu chứng chẳng hạn như nhức đầu, thở khò khè, mệt mỏi, ho, nhảy mũi, nghẹt mũi, thở bị hụt hơi, chóng mặt, buồn nôn, và bị ngứa mắt, ngứa mũi hay cổ Dị ứng và các triệu chứng suyễn cũng có thể trở nên tệ hơn vì chất lượng không khí trong nhà kém Trong khi đó, phần lớn thời gian con người đều sinh sống và làm việc trong môi trường không khí trong nhà (hơn 90%) như trong các văn phòng, trường học, xí nghiệp, siêu thị,… và cả thư viện nữa
Thông tin, kiến thức đã trở thành một trong những nhân tố hàng đầu trong chiến lược phát triển kinh tế – xã hội của bất kỳ một quốc gia nào Sách, báo là nơi lưu trữ, truyền đạt lại thông tin, kiến thức do đó nó có tầm quan trọng đặc biệt và ảnh hưởng sâu sắc tới mọi lĩnh vực của đời sống xã hội, đặc biệt là lĩnh vực giáo dục và đào tạo Và thư viện là cầu nối giữa thông tin từ sách báo với người sử dụng Thư viện lưu trữ và cho phép mượn đọc sách báo, … là nơi công cộng có nhiều người ra vào thường xuyên Chất lượng không khí trong thư viện tốt sẽ cung cấp cho sinh viên một môi trường thoải mái
và lành mạnh để học tập và làm việc Tuy nhiên, không khí trong thư viện có đảm bảo
Trang 9Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
chất lượng khi môi trường ngày cảng trở nên ô nhiễm do khói bụi giao thông và từ các hoạt động sản xuất công nghiệp của con người
Chính vì vậy tôi đã chọn đề tài “Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh” làm đề
tại nghiên cứu luận văn Tuy nhiên, do điều kiện máy móc, trang thiết bị và thời gian có hạn, tôi chỉ thực hiện đánh giá chất lượng không khí trong nhà thông qua 4 thông số là: nhiệt độ, độ ẩm, CO và CO2; và chỉ tiến hành đo tại trung tâm thông tin thư viện trường Đại học Tài nguyên Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
CO2 bằng máy và khảo sát bằng bảng câu hỏi về cảm giác
- Đánh giá được sơ bộ mức độ ảnh hưởng của chất lượng không khí đối với con người thông qua bảng khảo sát về cảm giác cho ít nhất 50 sinh viên Đặc biệt là nhân viên trong thư viện (những người ở trong thư viện liên tục, chịu tác động nhiều nhất khi chất lượng không khí không tốt)
- Xử lý số liệu, tìm ra mối liên hệ giữa các thông số vi khí hậu, nồng độ CO, CO2
và số lượng người trong thư viện trong điều kiện thể tích phòng cố định
- Đánh giá và đề xuất các giải pháp cải thiện để nâng cao chất lượng học tập, làm việc trong thư viện
3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
- Sử dụng máy đo sensor để đo đạc các thông số nhiệt độ, độ ẩm, nồng độ CO, CO2
trong thư viện
- Đo đạc và vẽ sơ đồ thư viện bằng phần mềm Autocad
- Đánh giá mức độ tương quan của các thông số, thông qua việc xử lý số liệu bằng phần mềm Excel, vẽ đồ thị bằng phần mềm Origin 8.5.1
- Đánh giá sơ bộ mức độ ảnh hưởng của chất lượng không khí đối với sức khỏe con người
Trang 10Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Phương pháp thu thập thông tin:
Phương pháp thu thập số liệu từ tài liệu tham khảo
Phương pháp phỏng vấn cá nhân trực tiếp hoặc thông qua các bản khảo sát
về cảm giác
- Phương pháp trao đổi ý kiến: tham khảo ý kiến giảng viên hướng dẫn, thầy cô
bạn bè có kinh nghiệm
- Phương pháp đo: đo trực tiếp bằng máy cảm biến đo chất lượng không khí
- Phương pháp tính toán- xử lý thông tin: sử dụng phần mềm excel để tính toán,
vẽ đồ thị biểu diễn kết quả bằng phần mềm Origin 8.5.1
- Phương pháp so sánh đối chiếu: So sánh chất lượng không khí trong nhà với
chất lượng không khí bên ngoài, đồng thời so sánh với các tiêu chuẩn của ASHRAE và REHVA
- Phương pháp đồ họa: dùng phần mềm Autocad để vẽ các sơ đồ thư viện
5 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
- Đối tượng nghiên cứu: điều kiện vi khí hậu (nhiệt độ, độ ẩm), CO và CO2 tại trung tâm thông tin - thư viện trường Đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
- Phạm vi nghiên cứu của luận văn:
Không gian: Trung tâm thông tin - thư viện trường Đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
Thời gian: 26/09 – 18/12/2016
6 TÍNH MỚI CỦA NGHIÊN CỨU
Đánh giá chính xác được tình hình chất lượng không khí tại thư viện sử dụng thiết
bị cảm biến đo trực tiếp chất lượng không khí trong nhà tại các thư viện, số liệu thực
Từ đó, góp phần nhỏ vào việc xây dựng cơ sở dữ liệu về chất lượng không khí trong nhà
Chất lượng không khí trong nhà (nhiệt độ, độ ẩm, CO, CO2,…) thay đổi liên tục, đột ngột do sự di chuyển ra vào liên tục của con người Đánh giá được mức độ biến đổi của chất lượng không khí khi số lượng người trong phòng thay đổi Từ đó, đánh giá được mức độ ảnh hưởng của số lượng người đến chất lượng không khí (nhiệt độ, độ ẩm,
CO và CO2) trong thư viện
Trang 11Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 KHÁI QUÁT VỀ THỰC TRẠNG Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ
Ô nhiễm môi trường không khí đang là một vấn đề bức xúc đối với môi trường đô thị, công nghiệp và các làng nghề ở nước ta hiện nay Ô nhiễm môi trường không khí có tác động xấu đối với sức khoẻ con người (đặc biệt là gây ra các bệnh đường hô hấp), ảnh hưởng đến các hệ sinh thái và biến đổi khí hậu (hiệu ứng "nhà kính", mưa axít và suy giảm tầng ôzôn), Công nghiệp hoá càng mạnh, đô thị hoá càng phát triển thì nguồn thải gây ô nhiễm môi trường không khí càng nhiều, áp lực làm biến đổi chất lượng không khí theo chiều hướng xấu càng lớn, yêu cầu bảo vệ môi trường không khí càng quan trọng
Các yếu tố khí hậu và thời tiết (bao gồm chế độ bức xạ, nhiệt độ, lượng mưa…) có ảnh hưởng nhất định đến môi trường không khí (MTKK) Ở Việt Nam, khí hậu có sự phân hóa rõ rệt theo vùng miền Miền Bắc có khí hậu nhiệt đới gió mùa, miền Nam khí hậu nhiệt đới trong khi khu vực cao nguyên biểu hiện đặc trưng khí hậu ôn đới Khí hậu khô, nóng, bức xạ nhiệt cao là các yếu tố làm thúc đẩy quá trình phát tán các khí ô nhiễm, còn mưa nhiều có thể góp phần làm giảm các chất ô nhiễm không khí (ONKK) Ngoài
ra, độ che phủ cây xanh cũng là yếu tố giúp giảm lượng khí thải trong khí quyển đáng
kể Theo thống kê ở nước ta, mặc dù tổng diện tích rừng đã tăng, đạt mức độ che phủ 40%, nhưng chất lượng rừng đang tiếp tục suy thoái Đối với các khu vực đô thị, mật độ cây xanh chưa đạt tiêu chuẩn về độ che phủ Cụ thể, tại thủ đô Hà Nội và TP Hồ Chí Minh diện tích này mới đạt <4m2/người, thấp hơn so với yêu cầu của tiêu chuẩn (10-15
m2/người) và không đáp ứng vai trò lá phổi xanh giảm thiểu ô nhiễm không khí [1] Quá trình đô thị hóa cùng với các hoạt động phát triển kinh tế-xã hội chưa được quản lý và kiểm soát tốt gây ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng MTKK Sự gia tăng dân
số, gia tăng đột biến về số lượng phương tiện giao thông trong khi cơ sở hạ tầng còn thấp, làm cho vấn đề ô nhiễm không khí càng trở nên trầm trọng
Công nghiệp cũ (được xây dựng trước năm 1975) đều là công nghiệp vừa và nhỏ, công nghệ sản xuất lạc hậu, một số cơ sở sản xuất có thiết bị lọc bụi, hầu như chưa có thiết bị xử lý khí thải độc hại Nói chung, công nghiệp cũ không đạt tiêu chuẩn về chất lượng môi trường Công nghiệp cũ lại rất phân tán, do quá trình đô thị hoá, phạm vi thành phố ngày càng mở rộng nên hiện nay phần lớn công nghiệp cũ này nằm trong nội thành của nhiều thành phố Hoạt động công nghiệp gây ô nhiễm không khí còn từ các khu, cụm công nghiệp cũ, như các khu công nghiệp: Thượng Đình, Minh Khai - Mai Động (Hà Nội), Thủ Đức, Tân Bình (thành phố Hồ Chí Minh), Biên Hoà I (Đồng Nai), Khu Công nghiệp Việt Trì, Khu Gang thép Thái Nguyên, và ô nhiễm không khí cục
Trang 12Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
bộ ở xung quanh các xí nghiệp, nhà máy xi măng (đặc biệt là xi măng lò đứng), các lò nung gạch ngói, xí nghiệp sản xuất đồ gốm, các nhà máy nhiệt điện đốt than và đốt dầu
FO, các nhà máy đúc đồng, luyện thép, các nhà máy sản xuất phân hoá học, Các chất
ô nhiễm không khí chính do công nghiệp thải ra là bụi, khí SO2, NO2, CO, HF và một
số hoá chất khác
Ô nhiễm môi trường không khí ở nhiều làng nghề đã tới mức báo động, một số bài báo đã đánh giá một cách đáng lo ngại là "sống giàu, nhưng chết mòn" đối với làng tái chế nilông Minh Khai (Như Quỳnh, Hưng Yên); "hít khói ăn tiền" ở xã Chỉ Đạo (Văn Lâm, Hưng Yên) - tái chế chì, hay là "những làn khói độc" ở làng gốm Bát Tràng (Gia Lâm, Hà Nội) Ở rất nhiều làng nghề, đặc biệt là các làng nghề ở vùng Đồng bằng Bắc
Bộ, đang kêu cứu về ô nhiễm môi trường không khí
Giao thông với xu hướng số lượng phương tiện giao thông gia tăng mạnh mẽ qua các năm được đánh giá là nguồn đóng góp đáng kể gây suy giảm chất lượng MTKK Trong đó, các khí CO, VOC, tổng bụi lơ lửng chủ yếu do các loại xe máy phát thải còn đối với ô tô thì nguồn ô nhiễm chính gồm các khí SO2 và NO2 Nguồn thải từ giao thông vận tải đã trở thành một nguồn gây ô nhiễm chính đối với môi trường không khí ở đô thị, nhất là ở các đô thị lớn như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh, Hải Phòng, Đà Nẵng Theo đánh giá của chuyên gia môi trường, ô nhiễm không khí ở đô thị do giao thông vận tải gây ra chiếm tỷ lệ khoảng 70%.[1]
Tại các đô thị, nồng độ CO vẫn nằm trong ngưỡng cho phép của QCVN 05:2013/BTNMT và ô nhiễm thường mang tính cục bộ Tuy nhiên tại các nút giao thông chính, hoặc gần một số khu công nghiệp, hay xí nghiệp nung gạch ngói thì nồng độ khí
CO đã xấp xỉ bằng hoặc hơn trị số cho phép, có nơi lên đến 2-4 lần [1] Và nồng độ khí
CO có xu hướng tăng qua các năm Điều này cho thấy, tại các đô thị vẫn chưa nhận thức được sự ô nhiễm khí CO đồng thời cũng chưa có các biện pháp ngăn ngừa, giảm thiểu
ô nhiễm môi trường không khí hiệu quả
1.2 KHÁI QUÁT VỀ CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ TRONG NHÀ
1.2.1 Chất lượng môi trường trong nhà
Hiện nay, phần lớn thời gian của con người (hơn 90%) dành cho các hoạt động trong nhà, chính vì vậy mà nhu cầu về việc duy trì điều kiện làm việc thoải mái đi đôi với việc cải thiện hiệu quả năng lượng là một trong những vấn đề trọng tâm cần giải quyết
Chất lượng môi trường trong nhà (Indoor Environment Quality – IEQ), được định nghĩa là trạng thái phức hợp của nhiệt độ, ánh sáng, âm thanh, độ rung, công thái học,
và chất lượng không khí trong nhà (Indoor Air Quality – IAQ) có ảnh hưởng mạnh mẽ
Trang 13Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
Chất lượng không khí trong nhà là một chỉ số đặc trưng về loại và số lượng của các chất ô nhiễm trong không khí có thể gây khó chịu hoặc có nguy cơ ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người hoặc động vật, hoặc thiệt hại cho thực vật
b Cảm nhận về chất lượng không khí trong nhà
Tỷ lệ người không hài lòng với chất lượng không khí chưa thể đo trực tiếp bằng một công cụ nào đó mặc dù đã có nhiều nghiên cứu cho vấn đề này Phương pháp sử dụng bảng đối tượng đánh giá là phương pháp khả thi được sử dụng nhiều nhất hiện nay nhằm đánh giá mức độ nhạy cảm của đối tượng được nghiên cứu Phương pháp này được thể hiện qua Bảng 1.1, và được thu thập qua việc tổng hợp các khảo sát khách quan
Bảng 1.1 Phân loại mức độ nhạy cảm của đối tượng khảo sát
I Mức độ kỳ vọng cao và được khuyến khích cho không gian phòng
bởi người rất nhạy cảm với các yêu cầu đặc biệt như người bị tàn phế, người bệnh, trẻ rất nhỏ và người cao tuổi
II Mức độ bình thường được sử dụng cho các tòa nhà mới và vừa sửa
chữa III Mức độ kỳ vọng trung bình và được sử dụng cho các tòa nhà thông
thường
IV Các giá trị bên ngoài các tiêu chuẩn cho các danh mục ở trên Loại
này chỉ được chấp nhận trong một phần giới hạn nào đó trong một năm
Nguồn: Indoor Climate Quality Assessment, Rehva Guidebook, 30 Các yếu tố tác động đến sự cảm nhận về chất lượng không khí của con người
Nhiệt độ và độ ẩm là hai yếu tố vi khí hậu mà con người có thể nhận thức bằng cảm giác khi hai thông số này có sự thay đổi Nhận thức về chất lượng không khí cũng
bị ảnh hưởng bởi độ ẩm và nhiệt độ của không khí hít vào, ngay cả khi các thành phần
Trang 14Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
hóa học của không khí là không đổi, và cảm giác nhiệt cho toàn bộ cơ thể được giữ ở mức trung lập Không khí khô và mát làm tăng tỷ lệ hài lòng của con người đối với chất lượng không khí
Thời gian phơi nhiễm cũng là một thông số quan trọng Thời gian tiếp xúc càng lâu thì độ nhạy cảm của giác quan sẽ giảm (sự thích ứng – đặc biệt với mùi)
Gunnarsen và Fanger đã quan sát các sự thích ứng của con người khi có sự tác động của nguồn ô nhiễm không khí (khói thuốc lá và vật liệu xây dựng) Có thể do các
sự tác động này chủ yếu là các loại mùi nên sự thích ứng là vừa phải khi gặp phải khói thuốc lá và hầu như không có sự thích ứng nào khi không khí bị ô nhiễm bởi vật liệu xây dựng
Việc đánh giá chất lượng không khí trong nhà bằng cảm nhận còn bị ảnh hưởng bởi các chất kích thích (con người nhạy cảm với > 1/2 triệu chất) và chất hóa học ( con người nhạy cảm với > 100.000 chất) Một số chất gây ô nhiễm có hại nhưng con người lại không thể cảm nhận được như radon và cacbon monoxide Điều này có nghĩa là phải cảnh giác với các chất gây ô nhiễm mà con người không thể cảm nhận được Mặc dù một số chất gây ô nhiễm có hại không thể cảm nhận được, các hiệu ứng cảm giác trong nhiều trường hợp cũng cung cấp những dấu hiệu đầu tiên của nguy cơ bệnh tật
c Ảnh hưởng của chất lượng không khí trong nhà đến con người
Theo cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (USEPA): ‘Không khí trong nhà cũng có thể
bị ô nhiễm và gây hại hơn cả không khí ngoài trời’ Nguyên nhân của điều này xuất phát
từ việc không khí trong nhà ít được lưu thông và nó còn bị tác động bởi các nguồn khí thải trong nhà như khói thuốc lá, khí thải đun nấu, mùi hôi từ toilet, hóa chất tẩy rửa, nấm mốc, hay hóa chất từ các đồ gia dụng trong nhà
Mặc dù trên thực tế chưa có cơ sở khẳng định rằng chất lượng không khí trong nhà
có ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc, tuy nhiên có thể kết luận rằng con người luôn cảm thấy không khỏe trong một môi trường ô nhiễm, và có thể mắc các triệu chứng bệnh trong nhà SBS (Sick Building Syndrome) như đau đầu và khó tập trung Các nghiên cứu cho thấy, sự gia tăng ô nhiễm không khí gây nên bởi chất ô nhiễm phát sinh từ các thiết
bị trong nhà, nội thất, v.v… có thể gây trở ngại cho việc hô hấp do sự giảm tiếp xúc với khí O2 trong không khí, từ đó làm gia tăng nồng độ CO2 trong máu là nguyên nhân gây triệu chứng đau đầu, khó thở, tức ngực
1.2.3 Chất lượng nhiệt trong nhà
a Khái niệm
Sự thoải mái về nhiệt là tình trạng của tâm lý bày tỏ sự hài lòng của con người với môi trường nhiệt Nhiệt độ trung lập đối với một người được xác định là tình trạng mà
Trang 15Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
người đó ưa thích môi trường không ấm hơn cũng không mát hơn Đối với một số người nhiệt độ trung lập không phải lúc nào cũng là điều kiện ưa thích nhất, điều kiện nhiệt khiến họ thoải mái nhất là nhiệt độ hơi lạnh hơn so với nhiệt độ trung lập hoặc ngược lại
Trong thực tế, khi có một số lượng người sinh sống nhất định trong một tòa nhà với chất lượng môi trường không khí như nhau, không thể luôn làm hài lòng tất cả Bởi
sự khác biệt lớn về tâm lý và sinh lý giữa mỗi người cũng như sự khác biệt trong hoạt động sống và quần áo của họ Vì vậy bước đầu tiên trong việc thiết kế và cải tạo chất lượng môi trường trong nhà, là việc tìm ra và tạo nên một môi trường tối ưu nhất đối với đa số người nhằm tạo ra sự thoải mái lớn nhất và hiệu quả làm việc cao nhất
b Các nguồn phát sinh nhiệt trong nhà
- Lượng nhiệt do các thiết bị điện, máy móc trong nhà tỏa ra khi hoạt động như: tivi, laptop, máy sấy tóc, bóng đèn (dây tóc và huỳnh quang),…
- Từ các hoạt động sinh hoạt, nấu nướng của người
- Nhiệt tỏa ra từ cơ thể người Lượng nhiệt cơ thể sinh ra và toả ra không khí phụ thuộc vào đặc điểm sinh lý, lứa tuổi, và cường độ vận động Nó dao động từ mức
70 Cal/h cho trạng thái ngủ, 100 – 120 Cal/h cho người đọc sách, làm việc trí óc
và tối đa là 420 Cal/h cho người lao động thủ công nặng nhọc
- Nhiệt do bức xạ mặt trời vào trong phòng (phụ thuộc nhiều vào thiết kế trong phòng, cửa sổ, vật liệu xây dựng phòng,…)
c Cơ chế điều nhiệt trên cơ thể người
Cơ thể con người có nhiệt độ trung bình khoảng 370C và có thể tăng giảm trong khoảng 10C tùy theo thời gian trong ngày Yếu tố quan trọng và thường thấy ở cơ thể nhằm điều hòa và cân bằng nhiệt độ là sự tuần hoàn của máu chảy qua các mao mạch dưới da Khi nhiệt độ cơ thể tăng cao, các mạch máu giãn ra và đi cùng với sự giãn nở các lỗ chân lông, đưa nhiệt thoát ra khỏi cơ thể Khi nhiệt độ cơ thể giảm, áp suất máu giảm xuống và lưu lượng máu đến da giảm cùng với việc co chân lông nhằm tránh thất thoát nhiệt (gây nên sự tím tái dưới da)
d Điều kiện để đạt được sự thoải mái về nhiệt
Có hai yếu tố thuộc về cá nhân quyết định sự thoải mái về nhiệt, cụ thể là: tỷ lệ trao đổi chất và sự cách nhiệt của quần áo, và bốn thông số thuộc về môi trường: nhiệt
độ không khí, (nhiệt độ bức xạ), tốc độ thực hiện công và độ ẩm tương đối đều có sự tác động đến sự thoải mái của con người về nhiệt độ Sự cân bằng nhiệt độ cơ thể có thể đạt được trong các kết hợp khác nhau của các yếu tố cá nhân và các thông số môi trường Một trong các chỉ số được sử dụng rộng rãi nhằm đánh giá độ thỏa mãn về nhiệt
độ là chỉ số PMV (Predicted Mean Vote - Chỉ số dự đoán cảm giác nhiệt trung bình)
Trang 16Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
được công bố bởi Fanger Giá trị này đưa ra các điều kiện cân bằng nhiệt độ với sáu yếu
tố chính đã kể trên nhằm đạt được sự thoải mái về nhiệt 7 thang điểm đánh giá sự thoải mái về nhiệt theo tiêu chuẩn ASHRAE bao gồm: -3 cực lạnh, -2 lạnh, -1 mát, 0 cân bằng, +1 ấm, +2 nóng, +3 cực nóng
e Ảnh hưởng của chất lượng nhiệt đối với con người
Chất lượng nhiệt có thể tác động lên hiệu quả làm việc theo nhiều cách:
- Nhiệt độ không phù hợp có thể gây nên các triệu chứng bệnh SBS và có tác động tiêu cực đến sự tập trung của con người
- Không thỏa mãn về nhiệt độ làm sao lãng sự tập trung và gia tăng những phản ứng trái chiều, điều này làm gia tăng các chi phí duy trì khác nhau
- Điều kiện nhiệt độ lạnh làm giảm nhiệt độ ngón tay từ đó có ảnh hưởng đến độ chuẩn xác khi thao tác bằng tay
- Nhiệt độ thay đổi nhanh có cùng một tác động lên các công việc tại văn phòng
và thường gây nên sự khó chịu
- Sự thay đổi nhiệt độ theo chiều dọc gây nên sự mất thăng bằng nhiệt ở vùng gần mặt sàn Các dữ liệu phân tích cho thấy hiệu suất làm việc trong trường hợp này có thể giảm từ 5% đến 15% Dựa trên các kết quả từ 24 bài báo nghiên cứu về tác động của nhiệt độ đến hiệu suất làm việc, Seppänen đã đưa ra một mối tương quan giữa nhiệt độ
và hiệu suất lao động Nghiên cứu này chỉ ra rằng cứ mỗi 10C thay đổi (tăng hoặc giảm) thì năng suất lao động lại giảm đi 1%
1.2.4 Chất lượng độ ẩm trong nhà
a Khái niệm về độ ẩm
Cũng như chất lượng nhiệt độ, độ ẩm cũng là một trong những yếu tố đánh giá của chất lượng môi trường trong nhà và có mối tương quan với nhiệt độ không khí lưu thông trong tòa nhà Do đó trong một số nghiên cứu, chất lượng nhiệt trong tòa nhà có thể bao gồm chung cả chất lượng nhiệt độ, nhiệt độ bức xạ, độ ẩm và chất lượng dòng không khí lưu thông trong tòa nhà
Lượng độ ẩm trong không khí có ảnh hưởng trực tiếp sự thoải mái của con người
mà tác động lần lượt vào sức khỏe và khả năng lao động của người dân sinh sống trong các tòa nhà Duy trì mức độ ẩm trong nhà giữa 30-70% là điều cần thiết trong không gian mà con người lao động vì nó cho phép họ hoạt động một cách hiệu quả nhất.[9] Như lý thuyết về cơ chế cân bằng nhiệt trong cơ thể người đã đưa ra ở trên, sự điều nhiệt trên cơ thể người luôn gắn liền với quá trình thoát hơi nước qua da và lượng nước mất đi trong cơ thể Nhiệt độ cảm nhận của cơ thể người do đó cũng thay đổi tùy theo
Trang 17Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
lượng nước mất đi Có thể nói sự điều khiển chất lượng nhiệt và thông khí trong tòa nhà luôn gắn liền với sự điều chỉnh độ ẩm Chính vì điều này, ngày nay rất nhiều máy điều hòa không chỉ có cơ chế làm mát không khí mà còn có khả năng điều chỉnh độ ẩm nhằm tạo ra sự thoải mái nhất định cho con người trong một không gian hữu hạn
b Tác động của chất lượng độ ẩm đến sức khỏe con người
Độ ẩm có tác động trực tiếp vào cấu trúc và kết cấu của tòa nhà (nấm mốc phát triển, loại vải và đồ nội thất) Kiểm soát độ ẩm trong các tòa nhà là điều cần thiết cho sức khỏe người cư ngụ Mức độ ẩm chỉ định trong tòa nhà nên ở mức khoảng 30-40% tùy thuộc vào yêu cầu của con người Ở mức này, con người không chỉ cải thiện được sức khỏe, sự thoải mái mà còn giảm được phần lớn lượng chi tiêu điện năng của tòa nhà Các ảnh hưởng chính của độ ẩm về sức khỏe là thông qua các chất ô nhiễm hóa học và sự tồn tại của chúng trong không khí (ở nhiệt độ 210C, virus cảm cúm trong không khí là thấp nhất tại độ ẩm trung bình 40% đến 60%) Đa số virus truyền nhiễm lây lan giữa con người với con người thông qua các dạng sol khí lơ lửng tạo ra từ hô hấp (hắt hơi, hít thở, ho,…) Chất ô nhiễm sinh học bao gồm các tác nhân gây bệnh như vi khuẩn (ví dụ, Streptococcus, Legionella), virus (ví dụ, cảm lạnh thông thường, cảm cúm), và nấm (ví dụ, Aspergillusfumigatus) Phản ứng dị ứng (ví du như hen suyễn, viêm mũi) và bụi đều bị ảnh hưởng bởi chất lượng độ ẩm trong không khí Giá trị độ ẩm dưới 50% là độ ẩm an toàn khi sự hoạt động của virus và vi khuẩn, bụi bị suy giảm Tuy nhiên, một số nghiên cứu chỉ ra rằng một môi trường có độ ẩm tương đối thấp hơn 50% sẽ làm tăng tốc độ lây lan của virus cảm cúm Gần đây, Viện Quốc gia Hoa
Kỳ về An toàn và sức khỏe nghề nghiệp đã cũng chứng minh rằng độ ẩm tương đối có thể là một yếu tố trong việc kiểm soát sự lây lan của cúm.[9]
Tại Việt Nam, các nghiên cứu về điều kiện vi khí hậu nói chung và độ ẩm nói riêng
đã xuất hiện nhiều trong những năm gần đây Các nghiên cứu đa số chỉ ra tác động của
độ ẩm không khí đối với cây trồng trong nông nghiệp, trong môi trường lao động tại các nhà máy, phân xưởng Theo TCVN 5687:2010 của Bộ xây dựng về Thông khí và điều hòa trong xây dựng, thì các tòa nhà cần phải tận dụng thông gió tự nhiên, thông gió xuyên phòng trong công nghiệp, nhà ở và phải có biện pháp tránh gió lùa vào mùa đông nhằm đảm bảo độ ẩm cần thiết trong tòa nhà
Các nghiên cứu tại Việt Nam về tác động của độ ẩm lên sức khỏe con người vẫn còn nhiều hạn chế Đa số các ứng dụng về công nghệ thông gió và điều hòa là công nghệ
từ nước ngoài (điều hòa, hệ thống thông khí đa phần nhập khẩu công nghệ) có nhiều khác biệt so với điều kiện tại Việt Nam So với TCVN 5687:2010, nhiều kiến trúc xây dựng còn chưa tuân thủ nghiêm ngặt, nhận thức của con người về tác hại của độ ẩm và không khí ẩm mốc chưa đầy đủ khiến họ phớt lờ, bỏ qua hoặc không quan tâm chú trọng
Trang 18Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
trong thiết kế xây dựng, làm suy giảm sức khỏe và chất lượng lao động trong làm việc
và sinh sống tại các tòa nhà
1.3 TỔNG QUAN VỀ KHÍ CACBON DIOXIT – CO2 VÀ KHÍ CACBON MONOXIT - CO
1.3.1 Tổng quan về khí Cacbon dioxit – CO2
a Đặc tính chung
Cacbon dioxit là một khí không màu mà khi hít thở phải ở nồng độ cao tạo ra vị chua trong miệng và cảm giác nhói ở mũi và họng (nguy hiểm do nó gắn liền với rủi ro ngạt thở) Các phản ứng này do khí hòa tan trong màng nhầy và nước bọt tạo ra dung dịch của axit cacbonic
Tỷ trọng riêng của nó ở 25°C là 1,98 kg m−3, khoảng 1,5 lần nặng hơn không khí Phân tử cacbon dioxit (O=C=O) chứa hai liên kết đôi và có hình dạng tuyến tính Nó không có lưỡng cực điện Do nó là hợp chất đã bị ôxi hóa hoàn toàn nên về mặt hóa học
nó không hoạt động lắm và cụ thể là không cháy
Ở nhiệt độ dưới -78°C, cacbon dioxit ngưng tụ lại thành các tinh thể màu trắng gọi
là băng khô Cacbon dioxit lỏng chỉ được tạo ra dưới áp suất trên 5,1 barơ; ở diều kiện
áp suất khí quyển, nó chuyển trực tiếp từ các pha khí sang rắn hay ngược lại theo một quá trình gọi là thăng hoa
b Nguồn phát thải khí Carbon dioxide – CO 2
b1 Ngoài trời
- Hoạt động của núi lửa
Cacbon dioxit nguyên thủy trong khí quyển của Trái Đất được tạo ra từ hoạt động của các núi lửa; nó là hoạt động cốt yếu để làm ấm và ổn định khí hậu dẫn đến sự sống Hoạt động núi lửa ngày nay giải phóng khoảng 130-230 triệu tấn cacbon dioxit mỗi năm Lượng khí này xấp xỉ 1% lượng cacbon dioxit do các hoạt động của con người tạo ra
- Chu trình cacbon
Các nhà khoa học tính toán rằng, khoảng 4,5 tỷ năm trước, khi Trái Đất bắt đầu hình thành, CO2 có thể chiếm đến 80% trong khí quyển Nhưng cách đây 2 tỷ năm thì lượng CO2 chỉ còn khoảng 20-30% Trong khí quyển còn nhiều CO2 nên sự sống vẫn còn tồn tại Cây cối quang hợp rất mạnh làm nồng độ CO2 giảm xuống và lượng oxi trong khí quyển tăng lên
Quá trình quang hợp tạo ra phản ứng:
CO2 + H2O + năng lượng mặt trời O2 + đường
Cây cối cũng như các loài động vật khi hô hấp tạo ra phản ứng:
Trang 19Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
Đường + O2 CO2 + H2O + năng lượng
Ngoài ra, khi cây cối và động vật chết, xác chết bị phân hủy làm CO2 thoát ra Lượng CO2 ra khỏi khí quyển hàng năm được cân bằng với lượng CO2 sinh ra do thở và phân hủy Nhờ cơ chế này mà môi trường được ổn định
- Đốt phá rừng
Khi cây cối chết, chúng thải ra CO2, đó là quá trình bình thường của chu trình cacbon Nhưng khi cây cối bị đốn chặt để làm chất đốt thì CO2 sẽ phát thải nhiều hơn nhiều lần Vì thế, cháy rừng hay việc chặt cây để làm chất đốt làm gia tăng lượng CO2
trong không khí một cách nhanh chóng Nếu cây bị đốn hà để làm vật liệu xây dựng, nhà cửa… mà không đốt thì lượng CO2 phát thải không nhiều, nhưng do mất một lượng cây xanh nên sự hấp thụ CO2 trong không khí bị giảm và nồng độ CO2 trong không khí cũng tăng lên Theo thống kê của Liên hợp quốc, việc phá rừng mạnh trong 2 thập kỷ
80 và 90 (thế kỷ XX) đã làm cho lượng CO2 trong không khí tăng lên, đồng thời lượng
O2 trong không khí giảm đi rõ rệt
- Sử dụng nhiên liệu hóa thạch
Nguồn cacbon trong nhiên liệu hóa thạch được lưu trữ từ hàng triệu năm trước trong lòng đất Trong quá trình khai thác và đốt nhiên liệu hóa thạch, CO2 được phát thải ra nhiều Việc đốt nhiên liệu hóa thạch chiếm khoảng 80% lượng phát thải khí CO2
do các hoạt động của con người Đây là nguyên nhân lớn nhất làm ô nhiễm không khí
b2 Trong nhà
Nguồn CO2 trong nhà chủ yếu từ hoạt động hô hấp hít thở của con người và động vật nuôi trong nhà (theo Bộ Nông Nghiệp Mỹ (USDA - United States Department of Agriculture) thì mỗi ngày 1 người trung bình hô hấp sinh ra khoảng 450 lít (khoảng 900 gam) cacbon dioxit) Hay từ các hoạt động nấu nướng, sưởi ấm (đặc biệt khi sử dụng than, củi để đốt)
c Tầm quan trọng của việc quan trắc nồng độ Cacbon dioxit môi trường trong nhà
Hầu hết các hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí (HVAC) tuần hoàn đáng kể lượng không khí trong nhà để duy trì sự thoải mái và giảm chi phí năng lượng kết hợp với hệ thống sưởi hoặc làm mát không khí bên ngoài Lượng khí CO2 càng lớn, năng lượng sử dụng cho việc tuần hoàn không khí là lớn hơn do tốn năng lượng sử dụng hơn Công nghệ hiện đại cho phép đo lường khí CO2 dễ dàng và tương đối rẻ tiền Nhằm đưa ra các chỉ số biểu thị sự an toàn của hệ thống thông gió (đối với khu vực có mật độ người cao)
d Tác hại của khí CO 2 trong không khí đối với con người
Trang 20Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
Sự gia tăng ô nhiễm không khí do các các chất ô nhiễm phát sinh từ các thiết bị trong nhà, nội thất, có thể gây cản trở sự tiếp xúc với O2 của cơ thể từ đó làm tăng nồng
độ CO2 trong máu là nguyên nhân gây ra các triệu chứng đau đầu, tức ngực, khó thở
Bảng 1.2 Triệu chứng khi tiếp xúc với khí CO2 ở các nồng độ khác nhau
Khí CO là một khí độc không màu, không mùi, không vị và không có sự kích ứng
da nào Nhẹ hơn không khí, d=0,967 1 lít CO nặng 1,254 ở 0oC, hóa lỏng ở -191oC
CO ít tan trong nước: 3,54 ml/100 ml ở 0oC, 1 atm, 2,14 ml/100 ml ở 25oC, 1 atm CO không bị hấp phụ bởi than hoạt tính
Phân tử khối của CO gần bằng với khối lượng riêng của không khí (28 so với 29 của không khí) Do đó, khí CO có thể trộn lẫn với không khí ở bất kỳ tỷ lệ nào và có thể
di chuyển chung với luồng không khí Khí CO có thể cháy được, chúng thường được trộn với nguyên liệu cháy hoặc làm thành phần trong vật liệu nổ Khí CO có thể phản ứng với oxi, acetylen, khí clo, khí flo và nito oxit Khí CO là loại khí không thể nhận biết được với khả năng của con người bằng thị giác, vị giác hay khứu giác
b Nguồn phát sinh khí CO
Phần lớn khí CO phát sinh do các hoạt động của con người (2/3 thể tích khí CO), phần còn lại là do các quá trình tự nhiên sinh ra Cơ thể con người có thể sinh ra một lượng nhỏ khí CO Tuy nhiên, phần lớn khí CO được sinh ra từ giao thông, từ các động
cơ xăng và diesel Đường giao thông và các khu đậu xe là nơi phát thải khí CO nhiều nhất
Khí CO được sinh ra ở môi trường trong nhà bởi các nguồn cháy (cháy không hoàn toàn, do nấu nướng và sưởi ấm) và cũng có thể do sự xâm nhập từ không khí bên ngoài vào Ở các quốc gia phát triển, các nguồn gây ô nhiễm không khí trong nhà chủ yếu là
do sự lắp đặt sai, thiếu sót và không đầy đủ của hệ thống thông khí và duy trì không khí
Trang 21Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
cho các thiết bị nấu nướng và sưởi ấm sử dụng nguyên liệu hóa thạch Còn tại các quốc gia đang phát triển, khí CO sinh ra do quá trình đốt các nhiên liệu sinh khối và do khói thuốc lá Thêm vào đó là hệ thống thông khí, ống khói, ống thông khí bị tắc nghẽn hoặc không đầy đủ, có thể làm gia tăng nồng độ khí CO trong nhà
Tỷ lệ phối trộn các nhiên liệu cháy không hợp lý cũng gây ra sự cháy không hoàn toàn, điều này luôn có thể xảy ra mỗi ngày và tác động trực tiếp tới con người, tuy nhiên thường thì chúng ta không nhận ra Bếp ga cũ, bếp than, bếp củi (củi ẩm, ướt), bếp sưởi củi hay các động cơ xe máy, ô tô đã quá niên hạn sử dụng luôn là nguồn gây phát thải lớn CO trong không khí
Theo nghiên cứu của Jetter và cộng sự, nghiên cứu về thành phần khí thải của 23 loại nguyên vật liệu khác nhau như hương đốt, dây thường, gỗ, đá, bột,… thường xuất hiện trong các quá trình sinh hoạt trong nhà, thì tỷ lệ phát thải khí CO là từ 144 đến 531 mg/giờ Cao nhất là từ việc đốt nhang quá nhiều (khoảng 9.6mg/m3) và có thể vượt qua ngưỡng giới hạn về chất lượng không khí của USEPA là 10mg/m3 cho khoảng trung bình 8 giờ, tùy thuộc vào diện tích phòng, tỷ lệ không khí và số lượng nhang đốt Điều này cần được chú trọng ở Việt Nam, nơi mà nền văn hóa, tôn giáo gắn liền với nhang đèn
c Mối liên hệ giữa phát thải CO ngoài trời và môi trường trong nhà
Theo WHO, các tài liệu nghiên cứu về việc đo đạc, so sánh nồng độ khí CO ngoài trời và trong nhà tại nhiều loại hình tòa nhà khác nhau với các chức năng, mục đích và
vị trí đo khác nhau, thì nồng độ CO ngoài trời tại thời điểm đo có thể cao hoặc thấp hơn nồng độ tại điểm không khí bên trong nhà Vì vậy, ngay cả khi không được sinh ra từ bất kỳ nguồn phát sinh nào trong nhà, thì tỷ lệ I:O (Indoor:Outdoor – trong nhà: ngoài trời) giữa nồng độ khí CO trong nhà và nồng độ khí CO ngoài trời trong khoảng 15 phút
đo dao động trong khoảng từ 0,2 - 4,1 Trong khoảng 1 ngày, thì tỷ lệ I:O dao động trong khoảng 0,4 -1,2 Trong trường hợp có nguồn phát thải khí CO trong nhà như khói thuốc
và các thiết bị dùng khí gas, thì tỷ lệ I:O tăng cao hơn.[9]
Theo các nghiên cứu tổng hợp trên từ WHO cho thấy, luôn có sự liên hệ nhất định giữa nồng độ khí CO trong nhà và ngoài trời cho dù không có nguồn thải đáng kể nào trong nhà Điều này là một yếu tố quan trong cho các nghiên cứu về nồng độ khí CO trong nhà
d Tác hại của khí CO trong không khí đối với con người
CO là chất khí không màu, không mùi và không gây kích ứng nên rất nguy hiểm
vì người ta không cảm nhận được sự hiện diện của CO trong không khí CO có tính liên kết với hemoglobin (Hb) trong hồng cầu mạnh gấp 230-270 lần so với ôxy Nên khi được hít vào phổi CO sẽ gắn chặt với Hb thành HbCO do đó máu không thể chuyên chở
Trang 22Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
ôxy đến tế bào CO còn gây tổn thương tim do gắn kết với myoglobin của cơ tim Khi
có từ 10-30% HbCO trong máu, con người sẽ có các triệu chứng như: đau đầu, buồn nôn, mỏi mệt, choáng váng Và khi đạt mức 50-60%, con người có thể bị ngất, co giật
và có thể dẫn đến hôn mê và chết Vì vậy, với nồng độ 10.000ppmCO (1%CO) có trong không khí thở thì con người sẽ bị chết trong vòng vài phút
Trên thế giới mỗi năm có hàng ngàn người chết do ngạt khí CO, chủ yếu là công nhân làm việc trong các điều kiện khắc nghiệt thiếu không khí sạch và có nguy cơ cháy
nổ cao như trong các hầm mỏ, lính cứu hỏa, thợ lặn và cả các nhà du hành vũ trụ,… Các triệu chứng nhiễm độc CO theo nồng độ được trình bày ở bảng dưới:
Bảng 1.3 Triệu chứng nhiễm độc của người khi tiếp xúc với khí CO ở các nồng độ
khác nhau Nồng độ (ppm) Thời gian tiếp xúc Triệu chứng và tác hại
200 2-3 giờ Đau đầu nhẹ, mỏi mệt, buồn nôn và
Nguồn: Bế Hồng Thu, Bài giảng chống độc, Bệnh viện Bạch Mai, Hà Nội
Mức độ nhiễm độc khí CO nặng hay nhẹ phụ thuộc vào nồng độ chất độc trong không khí, thời gian tiếp xúc cũng như sức khỏe tại thời điểm tiếp xúc, hoàn cảnh nơi làm việc
Các nghiên cứu về sự xuất hiện của CO trong không khí đối với cơ thể con người
đã được nghiên cứu và báo cáo trong nhiều hội nghị quốc tế với các đối tượng khác nhau như: người lao động, nhân viên văn phòng, học sinh, trẻ em Ở Việt Nam, khí CO được
Bộ Tài nguyên và Môi trường liệt kê là một trong những độc chất nguy hiểm trong không khí có ảnh hưởng đến con người Theo đó, ngưỡng giới hạn của khí CO trong QCVN05:2013/BTNMT về chất lượng môi trường không khí xung quanh tối đa là 30.000µg/m3/1 giờ và 10.000µg/m3/8 giờ Tuy nhiên, các tài liệu nghiên cứu về tác động
Trang 23Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
cụ thể của khí CO ở điều kiện phòng học, thư viện và môi trường tại các trường học và đại học ở Việt Nam vẫn còn nhiều hạn chế, chưa đầy đủ
e Tình hình nhiễm độc khí CO tại Việt Nam
Nhiễm độc khí CO là một nhiễm độc thường gặp Khả năng bị nhiễm độc khí CO
cả thể xảy ra đối với người lao động làm việc ở các môi trường như trong phòng đun nấu, nhà máy bia, kho hàng, nhà máy lọc dầu, nhà máy sản xuất giấy và bột giấy, nhà máy sản xuất thép, lò luyện kim loại, lò luyện than đá, lò gốm, các hầm, mỏ than, lính cứu hỏa…
Tại Việt Nam hiện nay,hoạt động khai thác than và sử dụng các sản phẩm như khí hóa than, khí ga, gỗ, xăng, dầu lửa, dầu hôi…có ý nghĩa vô cùng quan trọng trong sự nghiệp công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước Trong quá trình lao động, người công nhân ở các mỏ than phải làm việc trong môi trường có tiếp xúc trực tiếp với loại hơi khí độc là khí than Do việc ngạt khí than có thể gây tức ngực, khó thở, buồn nôn, thậm chí gây tử vong nên đã có nhiều trường hợp người công nhân mỏ bị ngộ độc khí và bị tử vong Tháng 3/2011, có 1 công nhân bị tử vong do ngạt khí hầm lò than trong khi làm việc tại mỏ than Dương Huy, thị xã Cẩm Phả, Quảng Ninh Tháng 2/2012 cũng tại Quảng Ninh hàng chục công nhân mỏ phải nhập viện cấp cứu với nguyên nhân ban đầu được xác định là bục túi khí CO Gần đây nhất vào tháng 11/2013, tại tổ hóa khí của công ty Cổ phần Xuân Hòa, Mê Linh, Hà Nội đã có 1 công nhân tử vong và 1 người phải nhập viện cấp cứu do bị ngộ độc khí CO trong quá trình sàng than và tiếp than vào phễu lò nung gạch
Đối với người lao động đang làm việc tại các tòa nhà nhất là các nhà cao tầng thì khi xảy ra cháy lớn, việc say khói, ngạt thở, suy hô hấp do hít phải khí nóng lẫn khí độc thoát ra từ đám khói là rất dễ xảy ra Nguyên nhân là do trong khói độc có chứa carbon monoxit, việc hít phải khí này dễ gây suy hô hấp do cơ thể bị chiếm mất oxy Tháng 12/2011, đã có 29 công nhân làm việc tại tòa tháp đôi đang xây dựng của Tập đoàn Điện lực EVN tại Hà Nội phải nhập viện cấp cứu sau khi bị ngạt khói thoát ra từ đám cháy tòa nhà
1.4 GIỚI THIỆU CẢM BIẾN(SENSOR) ĐO VI KHÍ HẬU, CO VÀ CO2 SỬ DỤNG TRONG MÁY ĐO
1.4.1 Giới thiệu Sensor cảm biến nhiệt độ và độ ẩm - DHT22
DHT22 có đầu ra được hiệu chuẩn tín hiệu kỹ thuật số Nó sử dụng kỹ thuật số tín hiệu thu, công nghệ độc quyền cảm biến độ ẩm, đảm bảo độ tin cậy và tính ổn định Đầu
dò cảm biến của nó được kết nối với máy tính chip đơn 8-bit Mỗi cảm biến trong thiết
bị này là cảm biến nhiệt độ thông thường và hiệu chuẩn trong buồng hiệu chuẩn chính xác và hiệu chỉnh hệ số được lưu trong chương trình bộ nhớ OTP, khi cảm biến được
Trang 24Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
kết nối, nó sẽ trích dẫn hệ số từ bộ nhớ Kích thước nhỏ và tiêu thụ thấp và khoảng cách truyền dẫn dài (20m) cho phép DHT22 để được phù hợp trong tất cả các điều kiện ứng dụng khắc nghiệt Sensor này chỉ gồm một hàng với bốn chân cắm, làm cho các kết nối với thiết bị khác trở nên rất thuận tiện
Bảng 1.4 Thông số kỹ thuật cảm biến nhiệt độ và độ ẩm – DHT22
Khả năng lặp Độ ẩm +-1%RH; Nhiệt độ +-0.2Celsius
Độ sai lệch theo thời
Khả năng hoán đổi Có khả năng hoán đổi đầy đủ
Kích thước Kích cỡ nhỏ 14*18*5.5mm; kích cỡ lớn 22*28*5mm
Trang 25Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
Hình 1.1 Cấu trúc thiết kế của cảm biến DHT22
1.4.2 Giới thiệu cảm biến nồng độ CO – MQ07
Độ nhạy của vật liệu cảm biến MQ07 là Sn02, trong đó khả năng dẫn điện của nó thấp hơn khi ở trong không khí Đó là phương pháp quyết định cho chu kỳ nhiệt độ cao
và thấp, phát hiện CO khi nhiệt độ thấp (nhiệt độ được làm nóng ở 1,5V) Độ dẫn điện của cảm biến sẽ cao hơn khi nồng độ khí tăng ( nhiệt độ được làm nóng ở 0,5V), nó sẽ làm sạch các khí đã được hấp thụ ở nhiệt độ thấp hơn trước đó Sử dụng các mạch điện đơn giản để chuyển đổi sự thay đổi độ dẫn điện tương ứng với tín hiệu đầu ra của nồng
độ khí MQ07 cảm biến khí có độ nhạy cao Carbon Monoxide, các cảm biến có thể được
sử dụng để phát hiện chất khí khác nhau có chứa CO, khi chi phí thấp và phù hợp cho các ứng dụng khác nhau
Trang 26Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
Hình 1.2 Cấu trúc kỹ thuật của cảm biến MQ07
Đặc điểm:
- Độ nhạy tốt với khí dễ cháy trong phạm vi rộng
- Độ nhạy cao với khí tự nhiên
- Tuổi thọ cao và chi phí thấp
- Vi mạch trong ổ đĩa đơn giản
Ứng dụng:
- Phát hiện rò rỉ gas trong nước
- Công nghiệp dò CO
- Phát hiện khí di động
Trang 27Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
Bảng 1.5 Thông số kỹ thuật cảm biến đo CO – MQ07
Điện trở cảm biến Rs 2KQ-20KQ(in 100ppm CO )
Độ nhạy S Rs(in air)/Rs(100ppm CO)>5
Trang 28Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
1.4.3 Giới thiệu Sensor cảm biến nồng độ CO2 – MG811
Hình 1.3 Cấu trúc kỹ thuật cảm biến MG811
Đặc điểm
- Độ nhạy và độ chọn lọc tốt đối với CO2
- Có khả năng hoạt động môi trường nhiệt độ và độ ẩm thấp
- Ổn định và tái sử dụng được lâu dài
Ứng dụng
- Kiểm tra chất lượng máy
- Điều khiển quá trình lên men
- Phản ứng catot: 2Li+ + CO2 + 1/2O2 + 2e- = Li2CO3
- Phản ứng anot: 2Na+ + 1/2O2 + 2e- = Na2O
- Tổng thể các phản ứng hóa học: Li2CO3 + 2Na+ = Na2O + 2Li + CO2
- Lực điện từ (EMF) là kết quả từ những phản ứng cực nêu trên, phù hợp với theo phương trình Nernst:
Trang 29Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
Hệ thống sưởi điện áp cung cấp từ các mạch khác đến khi nhiệt độ bề mặt của nó
đủ cao, cảm biến tương đương với một tế bào, hai bên của nó sẽ ra tín hiệu điện áp, và kết quả phù hợp với phương trình Nernst trong cảm biến thử nghiệm, trở kháng khuếch đại nên trong vòng 100-1000GQ, các thử nghiệm hiện tại được kiểm soát dưới 1pA
Bảng 1.6 Thông số kỹ thuật của cảm biến đo CO2 – MG811
Tao Nhiệt độ hoạt động i FO O L/i O
Tas Nhiệt độ bảo quản -20 - 70
1.5 GIỚI THIỆU VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THỐNG KÊ
1.5.1 Các giá trị thống kê mô tả
a Giá trị trung bình (Mean, Average)
Giá trị trung bình là giá trị thống kê mô tả hay được dùng nhất để mô tả đặc tính của một tập n số liệu
Giả sử có một chuỗi số liệu gồm N giá trị quan sát được sắp xếp thành một chuỗi thống kê:
Giá trị trung bình của chuỗi được tính theo biểu thức:
Giá trị X
_
là trị số ước tính của giá trị trung bình thực sự của tập số liệu,
b Giá trị trung vị (Median)
Giá trị trung vị diễn tả khái niệm trung tâm của một chuỗi số liệu
X
X
N
i i
Trang 30Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
Nếu một chuỗi số liệu có N giá trị quan sát được sắp xếp từ nhỏ đến lớn thì giá trị trung vị là số thứ (N+1)/ 2
c Khoảng quan sát (Range)
Là sự khác biệt giữa hai giá trị quan sát: lớn nhất và nhỏ nhất
r = Max - Min
Trong ví dụ trên: r = 97.5 - 90 =7.5
Các chuỗi số liệu có thể có khoảng quan sát khác nhau cho dù chúng có cùng giá trị trung bình Nếu khoảng quan sát lớn thì độ phân tán của số liệu sẽ cao
d Độ lệch chuẩn (Standard Deviation)
Độ phân tán của số liệu được diễn tả qua phương sai (variance) hay độ lệch chuẩn (căn bậc hai của phương sai) Độ lệch chuẩn là sự biến thiên xung quanh các giá trị trung bình
Phương sai nhỏ thì độ phân tán nhỏ và ngược lại
e Sai số chuẩn của giá trị trung bình (Std.error of the mean)
Giá trị trung bình của chuỗi số liệu gần bằng giá trị trung bình thực sự của số liệu hơn là các giá trị quan sát riêng biệt
Khi chuỗi số liệu càng lớn thì giá trị trung bình càng gần bằng
f Giới hạn và khoảng tin cậy
Với một mức tin cậy (Confidence level) nhất định , giới hạn tin cậy (confidence limits) của một giá trị trung bình được cho bởi tích số:
tαSX̅ (N < 30: phân phối Student )
tαSX̅− Giới hạn dưới (LCL: Lower control limit)
tα𝑆𝑋̅+ Giới hạn trên (UCL: Upper control limit)
Và khoảng tin cậy (confidence interval) của giá trị trung bình là:
X̅ ± tαSX̅ = (X̅ − tαSX̅, X̅ + tαSX̅) = X̅ − tαSX̅ đến X̅ + tαSX̅
) 1 N (
) X X ( S
SD
N
1 i
2 _ i
Trang 31Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
Giá trị thống kê tα (phân phối Student) cần được thay bởi giá trị thống kê Zα (phân phối chuẩn) trong trường hợp cỡ mẫu lớn (N > 30)
g Hệ số phân tán (Confidence of variation)
Hệ số phân tán còn gọi là sai số tương đối (relative deviation)
CV = SX̅100
Hệ số phân tán có liên quan đến độ lệch chuẩn (cũng như độ chính xác của phép
đo lường) và giá trị trung bình của các kết quả
1.5.2 Phân tích tương quan
a Khái niệm
Công cụ này có thể chỉ ra một tập số liệu có quan hệ nhân quả tới một tập dữ liệu khác hay không Công cụ correlation kiểm tra từng dữ liệu thực nghiệm với những điểm
dữ liệu tương ứng trong một tập dữ liệu khác
Hai biến ngẫu nhiên (giá trị quan sát Y và biến độc lập X) có thể liên quan tuyến tính với nhau (a và b), có khuynh hướng tuyến tính (c) hay không liên quan (d và e)
Hệ số tương quan (correlation) có thể được tính bằng biểu thức:
1 0 15
2 0 25
3 0
X
Y Y
(a)
8
1 0 12 16
2 0 22 24 28
3 0 32
8
1 0 12 16
2 0 22 24 28
3 0 32
18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
(e) (d)
(C)
10 12 14 16
Trang 32Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
Hệ số tương quan được dùng đánh giá mức độ liên quan
Giá trị | R| Mức độ liên quan
là các giá trị di chuyển theo hai hướng đối lập nhau
æ è
i
N i
N
1
1 1
Trang 33Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
Đề xuất phương án cải thiện
Xây dựng bộ câu hỏi khảo sát
suất đo
Xác định mục đích, địa điểm đo (thư viện)
Trang 34Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
2.1.1 Tiến hành khảo sát, đo đạc, số hóa dữ liệu hình ảnh
Tiến hành khảo sát tại thư viện, thu thập các thông tin sau:
- Thời gian đóng - mở cửa thư viện
- Hệ thống thông gió và điều hòa không khí trong thư viện
- Số lượng nhân viên, số lượng người đọc trong thư viện (tính trung bình)
- Đặc điểm thư viện, cơ sở vật chất, trang thiết bị có trong thư viện
- Điều kiện vệ sinh trong thư viện, cũng như điều kiện vệ sinh, bảo trì hệ thống thông gió, điều hòa không khí
Đo đạc kích thước của thư viện một cách chi tiết nhằm khảo sát, tính cụ thể diện tích, thể tích chính xác của lượng không khí có trong thư viện Bên cạnh đó, việc số hóa
dữ liệu bằng hình ảnh cho ta cách nhìn trực quan và chi tiết hình ảnh thư viện bằng phần mềm máy tính Sử dụng phần mềm Autocad để thực hiện việc số hóa dữ liệu
2.1.2 Đo đạc
- Tiến hành đo 4 thông số chất lượng không khí trong nhà (nhiệt độ, độ ẩm, CO và
CO2) tại thư viện bằng máy đo cảm biến Sử dụng 2 máy đo tại 2 vị trí khác nhau trong thư viện
- Tiến hành khảo sát người đọc và nhân viên trong thư viện với bảng khảo sát câu hỏi về cảm giác
- Đếm số lượng người ra-vào thư viện theo thời gian (xin dữ liệu camera của thư viện, đếm thủ công)
2.1.3 Xử lý số liệu
- Phân loại dữ liệu, xử lý sai số (từ dữ liệu thu thập đầu vào qua các phiếu khảo sát, tiến hành làm mịn dữ liệu và xử lý các sai số)
- Tổng hợp thông tin từ các bảng khảo sát
- Sử dụng phần mềm Excel để thống kê, xử lý số liệu Sau đó dùng phần mềm Origin 8.5.1 vẽ đồ thị để biểu diễn kết quả trực quan hơn
- Số liệu sau cùng được so sánh với tiêu chuẩn ASHRAE 62-1989 của Hiệp hội các hệ thống sưởi ấm, làm lạnh và điều hòa không khí Hoa Kỳ (ASHRAE); và tiêu chuẩn của Hiệp hội sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí châu Âu (REHVA) Dựa trên tiêu chuẩn này, các đánh giá và đề xuất biện pháp được đưa
ra nhằm cải thiện chất lượng không khí trong thư viện
Trang 35Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
30 phút
1 giờ
8 giờ I II III
REHVA
23,5 đến 25,5
23 đến
26
22 đến
27
30 đến
50
25 đến
60
20 đến
Trang 36Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
2.3 TỔNG QUAN VỀ TRUNG TÂM THÔNG TIN - THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH 2.1.1 Vị trí, chức năng
a Vị trí
Trung tâm Thông tin – Thư viện là đơn vị trực thuộc Trường Đại học Tài nguyên
và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
Địa chỉ: 236B Lê Văn Sỹ, phường 1, quận Tân Bình, TP Hồ Chí Minh
Hình 2.2 Trung tâm thông tin thư viên trường đại học Tài nguyên và Môi trường
Trang 37Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
Hình 2.3 Một số hình ảnh thực tế tại trung tâm thông tin thư viện.
Hình 2.4 Sơ đồ thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ
Chí Minh
Trang 38Luận văn tốt nghiệp:
Khảo sát, đánh giá điều kiện vi khí hậu, CO, CO 2
tại thư viện trường đại học Tài nguyên và Môi trường thành phố Hồ Chí Minh
SVTH: Trịnh Thị Thu Thảo
Hình trên chỉ là một phòng thư viện, thư viện còn còn một kho sách chuyên ngành phục vụ cho giáo viên; chỉ có nhân viên thư viện được phép ra vào, nằm ngay ở phía sau thư viện (có nghĩa là phía dưới hình 2.4), nên không được mô tả trong hình 2.4 Vì ảnh hưởng của kho sách đó không nhiều, do chỉ có nhân viên thư viện được phép ra vào, và cửa nối giữa kho và thư viện thì đóng thường xuyên nên ta có thể bỏ qua không tính mức độ ảnh hưởng, biến động nhiệt độ, độ ẩm, CO và CO2 của kho đối với thư viện Tổng diện tích sàn trong của thư viện là 113,68m2, được chia là 4 khu vực Kho tài liệu, khu truy cập thông tin vi tính (với 40 máy được kết nối mạng), khu đọc sách tại chỗ (sức chứa 60 người) và quầy quản lý Chiều cao bên trong thư viện tính từ sàn đến trần la phông là 3,4m
b Thời gian phục vụ:
Thư viện mở cửa hoạt động: Sáng từ 7h30 đến 11h30; chiều từ 13h00 đến 17h00 Riêng thứ 7 và chủ nhật từ 8h00 đến 11h30 (trừ các ngày nghỉ lễ theo quy định) Trung bình mỗi ngày thư viện có khoảng 400 lượt mượn - trả sách
2.1.3 Cơ sở vật chất – trang thiết bị
a Nguồn lực thông tin (tính đến tháng 12/2016)
Trung tâm được tổ chức thành hai cơ sở, trong đó tại trụ sở chính có:4,243 đầu sách với 22,786 bản sách 36 nhan đề báo và tạp chí Thư viện điện tử với 758 file (tính đến cuối năm 2015).Có 04 cơ sở dữ liệu điện tử bao gồm: Tạp chí chuyên ngành Khoa học và Công nghệ, CSDL SpringerLink, CSDL PROQUEST, CSDL IEEE.Phòng máy tra cứu với 40 máy tính nối mạng Trang bị hệ thống mạng không dây
b Hệ thống thông gió và điều hòa không khí
Hình 2.5 Vị trí quạt thông gió và điều hòa tại mặt trước thư viện
Thư viện được trang bị 4 điều hòa nhiệt độ (đều ở mặt trước) như trên hình 2.5; 1 máy điều hòa dạng tủ đứng; 6 quạt thông gió (4 quạt ở mặt trước thư viện và 2 quạt ở mặt sau thư viện) và 6 quạt trần Được bố trí như trong hình 2.6