Xây dựng bộ chỉ số chất lượng môi trường tổng hợp đối với từng thành phần: Không khí, nước và đất, phục vụ công tác giám sát và quản lý môi trường : Đề tài NCKH. QMT.12.01

Ip — Chì số chất lượng môi trường không khí của chất ô nhiễm p; Cp - Nồng độ của chất ô nhiễm p; BPiii - Giá trị trên của nồng độ Cp the breakpoint > c ; RP| 0 - Giá trị dưới của nồng độ

MỤC LỤC

PHẦN I THÔNG TIN C H U N G 1

PHẦN II TỎNG QUAN KÉT QUẢ NGHIÊN c ử u 2

1 Đ ặt vấn đ ề 2

2 Mục tiê u 2

3 Phưong p h áp nghiên c ứ u 3

3.1 Tồng quan các phương pháp đánh giá mức độ ô nhiễm/ chất lượng không khí, nước và đất bằng chì sổ đơn lè và tổng họp ở trên thế giới và Việt N am 3

3.2 Phản tích ưu điểm và hạn chế của các phương pháp chỉ số tổng hợp đã và đang ứng dụng trên thế giới và Việt N a m 4

3.3 ứng dụng tin học và G IS 6

4 Tổng kết kết q u ả nghiên c ứ u 6

4.1 Cách tiếp cận mới do tác giả Phạm Ngọc Hồ đề xuất để khắc phục một số hạn chế của các chỉ số ton g hợp đã và đang sử dụng ở trong và ngoài n ư ớ c 6

4.2 Thang phân cấp đánh giá của bộ chi số chất lượng môi trường 8

4.3 Phần mềm tính toán các chỉ số RAPI/ ReW QI/ R S Q I 9

5 Đánh giá về các kết q u ả đã đ ạ t đưọc và kết l u ậ n 9

6 TÓIII tắ t kết q u ả (tiếng Việt và tiếng A nh) 13

PHẦN III SẢN PHẨM, CÔNG BÓ VÀ KÉT QUẢ DÀO TẠO CỦA ĐÈ TÀI 14 3.1 Ket quả nghiên c ứ u 14

3.2 Hình thức, cấp độ công bố kết q u ả 15

3.3 Ket quả đào tạ o 20

PHẦN IV TỎNG HỢP KÉT QUẢ CẮC SẢN PHẨM KH&CN VÀ ĐÀO TẠO CỦA ĐÈ TÀI 21 PHẦN V TÌNH HÌNH s ử DỤNG KINH PH Í 21

PHẦN V K IẾN N G H Ị 22

PHẦN VI PHỤ LỤC (minh chứng các sản phẩm nêu ở Phần I I I ) 22

Trung tâm N ghiên cứu Quan trắc và

Mô hình hóa môi trường (CEMM), trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

Chủ trì

2 T h.s Dương Ngọc Bách

Trung tâm N ghiên cửu Quan trắc và

Mô hình hóa môi trường (CEMM), trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

6 ThS Nguyễn Thúy Hường

Trung tâm Nghiên cứu Quan trắc và

Mô hình hỏa môi trường (CEMM), trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

Thành viên

7 ThS Nguyễn Anh Tuấn

Viện Tự động hóa và M ôi trường (IEA) - Liên hiệp các hội Khoa học

và Kỹ thuật Việt Nam

Thành viên

8 CN Trần Thị Nga

Trung tâm N ghiên cứu Quan trắc và

Mô hình hóa môi trường (CEMM), trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

Thành viên

9 CN Vương Thị Loan

Trung tâm Nghiên cứu Quan trắc và

Mô hình hóa môi trường (CEMM), trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

Thành viên

10 CN Trần Ngọc Diệp

Trung tâm Nghiên cứu Quan trắc và

Mỏ hình hóa môi trường (CEMM), trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội

Thành viên

1.4 Đo'n vị chií trì: trường Đại học Khoa học Tự nhiên

1.5 Thòi gian th ự c hiện:

] 5.1 Theo hợp đồng: từ tháng 08 năm 2012 đến tháng 02 năm 2014

1.5.2 Gia hạn (Lý do): điêu chỉnh phân bô kinh phí hàng năm từ Bộ Tài nguyôn và Môi trườngLần 1: từ tháng 02/2014 đến tháng 12/2014

Lần 2: từ tháng 12/2014 đến tháng 11/2015

1.5.3 Thực hiện thực tế: từ tháng 08 năm 2012 đến tháng 12 năm 2015

1.6 Nhũng thay đổi so vói thuyết minh ban đầu (nếu có):

(Vả mục tiêu, nội dung, phương pháp, kêt quà nghiên cứu và tô chức thực hiện; Nguyên nhân; Ỷ kiên của Cơ quan quản lý)

1.7 Tổng kinh phí đ ư ọ c phê duyệt của đề tài: 1200 triệu đồng

PHẢN II TÓNG QUAN KÉT QUẢ NGHIÊN c ứ u

Viết theo cấu trúc một bài báo khoa học tổng quan từ 6-15 trang (báo cáo này sẽ được đăng trêntạp chí khoa học ĐHQGHN sau khi đề tài được nghiệm thu), nội dung gồm các phần:

QMT: 12.01: “X ảy dựng bộ chi số chất lượng môi trường tổng hợp đôi với từng thành phần: Không

khí, nước vù đât, phục vụ công tác giám sát và quản lý môi trường’’ do GS.TS Phạm Ngọc Hồ và

T h.s Dương Ngọc Rách đồng chủ nhiệm và các cộng sự thực hiện

Ket quả chủ yếu của đề tài bao gồm:

- Bộ chỉ số ô nhiễm không khí tương đối (RAPI) để đánh giá tổng hợp mức độ ô nhiễm không khí ngày hoặc năm

- Bộ chỉ số chất lượng nước tương đối (ReWQI) đe đánh giá tồng hợp chất lượng nước mặt/ nước ngầm/ nước biển ven bờ/ nước nuôi trồng thủy sản v.v

- Rộ chỉ số chất lượng đất tương đối (RSQI) để đánh giá tống hợp chất lượng môi trường

- Phân m êm tính toán các chỉ số tương đối không khí, nước và đất phục vụ công tác quản lý, giám sát và bảo vệ môi trường

- Xây dựng phần mềm tính toán các chi số ô nhiễm không khí tương đối (RAPI), chỉ số chất lượng nước tươniĩ đối (ReWQI) và chỉ sổ chất lượng đất tương đối (RSQI).

- Kiểm nghiệm phương pháp chi số bằng số liệu giả định và số liệu đo đạc thực tế

3 Ph ư ơ ng ph áp nghiên cứu

3.1 Tổng quan các phưoìig pháp đánh giá mức độ ô nhiễm/ chất luọng không khí, nưóc và đất bằng chỉ số đon lẻ và tổng họp ở trên thế giói và Việt Nam

3.1.1 Đánh giá bằng chỉ so đơn lẻ

- Đánh giá mức độ ô nhiễm/chất lưcrng không khí bằng chỉ số đơn lẻ (chỉ số phụ) của từng

thông số có ba cách tiếp cận chủ yểu với chỉ số phụ xác định theo công thức:

Cj - giá trị quan trắc thực tế của thông số i,

C* - Giá trị GHCP của thông sổ i theo Tiêu chuẩn/Q uy chuẩn của mỗi nước.

Ip — Chì số chất lượng môi trường không khí của chất ô nhiễm p;

Cp - Nồng độ của chất ô nhiễm p;

BPiii - Giá trị trên của nồng độ Cp (the breakpoint > c );

RP| 0 - Giá trị dưới của nồng độ Cp (the breakpoint < Cp );

If li - Chi số AQÍ ứng với nồng độ trên BPm;

ỈLo - Chỉ số AQI úng với nồng độ dưới

BPLo Đánh giá chat lượng nước bàng chỉ số đơn lẻ được tiến hành phổ biến bằng cách so sánh

trực tiếp giá trị Cj của thông số quan trắc i với giá trị TCMT: nếu Cị nằm trong GHCP thì nướckhông bị ô nhiễm (CLN tốt/trung bình) và ngược lại Cj không nằm trong GHCP thì nước bị ô nhiễm (CLN kém)

- Đ ánh giá chất lượng đất bằng chỉ số đơn lẻ chủ yếu sử dụng phương pháp truyền thống:

đối sánh giá trị quan trắc so với TC trong đoạn [a,b], nếu giá trị quan trắc của thông số < a thì CLĐ kém (bị suy thoái); giá trị quan trắc cùa thông số e[a,b] thì CLĐ trung bình (bắt đầu suy thoái) và giá trị quan trắc của thông số > b thì CLĐ tốt (chưa bị suy thoái) Ngoại trừ nhóm N a , nếu giá trị quan trắc càng cao, CLĐ càng kém; nếu giá trị quan trắc càng thấp, CLĐ càng tốt

3.1.2 Đánh giá mức độ ô nhiễm/chất lượng của từng thành phần môi trường (không khí, nước

(1) Lấy max từ các chỉ số phụ Tp (Mỹ và một số nước khác trong đó có Việt Nam), xác định bằng

A Q I0 = — [ A Q Ĩ(S 02 )+A Ọ I(CO ) + A Q I(N 0 2) + A Ọ Ĩ(T SP)] - Không trọng số (7)

AQI0 - [l,5AQI(S02)+l AỌI(CO) + 1AQI(N0,) + 2 ,OAQI(TSP)] - Trọng số tự cho điểm (8)

(4) - Trung bình nhân kết hợp với tổng của các chi số phụ (Hy Lạp):

I =p È ( A Q I , ) ‘

k=l

(9)

Thang phân cấp đánh giá tổng hợp 3 cấp theo lý thuyết (Liên Xô cũ) và tự quy định: 6 cấp (M ỹ);

7 cấp (Trung Quốc); 5 — 6 cấp (m ột so nước khác, trong đó có V iệt Nam) [1,2,3,4,5,6,16]

- Đ ổi với chất lượng nước có 10 cách tiếp cận:

( I) - Lấy tổng các chỉ số phụ Ij; (2) Cho điểm và lấy trung bình cộng của các chỉ số phụ; (3) Lấy trung bình nhân từ các chỉ số phụ li; (4) Trung bình bình phương điều hòa; (5) Dạng tổng Solway; (6) Dạng tổng Solway kết hợp với chỉ số phụ nhỏ nhất; (7) Kết hợp dạng tổng và dạng tích theo nhóm thông số; (8) Tổng hợp các yếu to: F1, F2, F3, trong đó: F1: tỷ lệ % giữa thông số không đạt tiêu chuẩn ít nhất 1 lần và tổng số các thông số; F2: tỷ lệ % số mẫu không đạt TC và F3: độ lệch vượt chuân; (9) Lây chỉ sô phụ nhỏ nhât; (10) Kêt hợp trung bình cộng và trung binh nhân (Xem 10 cách tiếp cận ờ bảng 18 về các chỉ số WQI trong tài liệu sản phẩm của đề tài [12])

- Đ oi với môi trường đất còn rất hạn chế [27,28,29,30].

3.2 Phân tích ưu điếm và hạn chế của các phương pháp chỉ so tống họp đã và đang ứng dụng

trên thế giói và Việt Nam

3.2.1 Đối với không khí

a) Tính ưu việt

— Đối với phương pháp lay max từ các chỉ số phụ:

+ Vi phương pháp xây dựng được các giá trị dưới và trên cho từng chỉ số phụ, nên kết quả sửdụng chỉ số AỌId (nííày) theo cách tiếp cận của Mỹ và m ột số nước khác đang áp dụng (tự xây dựng các giá trị dưới và trên cho từng nước) đạt độ chính xác cao, khá phù hợp với thực tế;

+ Các phương pháp theo cách tiếp cận nêu trên khôníí mắc phải hiệu ứng che khuất(eclipsing), vì đã lay max từ các chỉ số phụ

— Phương pháp lấy tong lượng ô nhiễm của Liên Xô tính toán đơn giản v à không m ắc phải hiệu ứng che khuất; phương pháp có thế áp dụng cho số liệu quan trắc liên tục hoặc định kỳ

— Phương pháp của Tổng cục Môi trường Việt Nam tính toán đơn giản

- Phương pháp lấy trung binh cộng hoặc trung bình nhân của một số nước trong đó Cục Kiểm soát 0 nhiễm thuộc TCM T Việt Nam tính toán đơn giản và có thể áp dụng cho số liệu quan trắc định kỳ.

b) Hạn chế

- Phương pháp của Mỹ và m ột số nước áp dụntĩ theo phương pháp này chưa tỉnh đến tong

lượng ỏ nhiêm chung nên có the mắc phải hiệu ứníĩ m ơ hô (cảnh báo sai; xem ví dụ trình bày ỏ'

mục 1.3.1 trong tài liệu sản phẩm của đề tài [ 12]); Phương pháp không thuận lợi cho áp dụng vào thực tế khi số chất khảo sát n lớn (ví dụ n > 6 đối với khí độc hại có trong TC/QC của mỗi quốc gia, cần phải xây dựng số lượniĩ lớn các chỉ số dưó'i và trên, rất phức tạp) Ngoài ra, các phương pháp này không áp dụng được cho số liệu quan trắc định kỳ, vì phải có số liệu quan trắc liên tục mới tính được giá trị trung bình 8 giờ, 24 giờ cho từng thông số khảo sát để tính chỉ số

A PIj/A Q Ij ngày

- Phương pháp của Liên Xô có cấp đánh giá chưa chi tiết (3 cấp: tốt, trang bình và ô nhiễm)

- Phương pháp của TCM T V iệt Nam chưa xây dựng các giá trị dưới và trên cho tùng chỉ số phụ AQIj và chưa tính đến tông lượng ô nhiễm chung, nên độ chính xác của công thức AQId (ngày) chưa cao và chỉ số AQId không áp dụng được cho số liệu quan trắc định kỳ Trọng số tính đến mối quan hệ giữa từng số thông số với các thông số khác trong đánh giá tổng hợp chưa được

đê cập tới, do đó trong một số trường hợp có thê xảy ra mac phải hiệu ứng mơ hồ (ambiguity -

cảnh háo sai) và vì chưa tính đến trọng số bieu thị mối quan hệ giữa các TC, nên không thể so sánh chính xác mức độ ô nhiễm giữa các điểm khảo sát khác nhau

- Plnrơng pháp trung bình cộng và trung bình nhân (Cục Kiểm soát Ô nhiễm thuộc Tổng cục Môi trường Việt Nam ) không có trọng số hoặc có trọng số tự cho điểm theo tiêu chí của chuyên gia còn mang tính chủ quan và áp dụng công thức AQIo vào tính toán thực tế mắc phải hiệu ứng

“ảo” (Virtual effect - Xem chi tiết ví dụ đã trình bày về hiệu ứng “ảo” ở mục 1.3.4 trong tài liệu sản phẩm của đê tài [1 2])

3.2.2 Đối vói nước

5

số lựa chọn khảo sát n > 1 2, phải xây dựng bổ sung một lượng lớn giản đồ tra cứu phức tạp.

- Một sô chỉ so WQI không có trọng số, nên không thể so sánh CLN tại những điểm khảo sát khác nhau Ngoài ra, hầu hết các chi so WQI chưa xét đến mối quan hệ của nhóm thông số > TCCP với tông lượng ô nhiễm chung, nên có the dẫn đến hiệu ứng mơ ho (ambiguity - cảnh báo sai) so với thực tê

3.2.3 Đối vói đất

Chủ yếu mới đánh giá chất lượng đất hằng chỉ số đơn lẻ, đánh giá chất lượng đất theo chỉ số tống họp còn rât hạn chế M ột vài công trình của các tác giả nước ngoài có sử dụng chỉ số để đánh giá chât lượng đât rừng, đất nông nghiệp nhưng cách tiếp cận dựa vào phương pháp tự quy định các ngưỡng đánh giá là chủ yếu [29, 30]

4 Tổng kết kết quả nghiên cứu

4.1 Cách tiếp cận mói do tác giả Phạm Ngọc Hồ đề xuất để khắc phục một số hạn chế của các

chỉ số tổng họp đ ã và đang sử dụng ở trong và ngoài nước

Trong quá trình tiếp cận với các phương pháp đánh giá mức độ ô nhiễm/chất lượng môi trường bằng các chỉ số đơn lẻ và tổng hợp từ năm 2000 - 2014, tác giả Phạm Ngọc Hồ đã nghiên cứu cải tiến nhiêu lần vê phương pháp đánh giá chất lượng môi trường theo chỉ số tong hợp bằng cách sử dụng chỉ số trung bình (chỉ số ô nhiễm không khí trung bình API)b và chỉ số chất lượng nước trung bình WQIib có tách nhóm: nhóm không vưọt TC và nhóm vượt TC) được đề xuất năm

2000 Sau đó đến năm 2012, tác giả cải tiến thành phương pháp chỉ sổ chất lượng môi trường tổng cộng (TEỌI) [20,25], Trong quá trình thử nghiệm áp dụng vào thực tế để đánh giá chất lượng không khí và nước cho thấy trong m ột số trường hợp đặc biệt (một vài thông số > TCCP rất nhỏ thì TEQI cho kết quả không phù hợp với thực tế) Do đó, tác giả tiếp tục cải tiến TEQĨ thành chỉ số chất lượng môi trường tương đối REQI vào năm 2014 [10,21,26], Nội dung tóm tất dưới đây

Có 2 cách tiếp cận để xây dựng chi số đánh giá tổng hợp:

Cách 1: Chỉ sô ô nhiễm môi trường tương đối (REPI) càng cao thì môi trường càng ô nhiễm, nghĩa

trong đó: p m là nhóm thông số có giá trị quan trắc < TCCP ứng với q, < 1, xác định bởi côngthức sau:

pn là tổng lượng ô nhiễm chung của các thông sổ: Pn = Pra+Pk (14)

m 1 - số thông số có qi= 1; m? — số thông số có qi < 1 và k - số thông số có q, > 1;

W, - trọng số của thông số iREQI đă được kiểm nghiệm thực tế thông qua các đề tài/dự án cho thấy chi số REQI cho

k ế t quả phù hợp với thực tế Chì số này đã được công bố trên các tạp chí quốc tế và trong nước

năm 2014 Tác giả đã áp dụng REQI để xây dựng chỉ sổ ô nhiễm không khí tương đối (RAPI)

[12], trong đó RA PIj (ngày) sử dụng để đánh giá mức độ ô nhiễm ngày theo số liệu quan trắc liên tục và RAPIh để đánh giá theo giờ từ số liệu quan trắc định kỳ Phương pháp tính trọng số

củ a RAPId (ngày) và RAPIh (giờ) bằng lý thuyết dựa vào tiêu chuẩn môi trường đã khắc phục được các phương pháp tính trọng số bằng cách cho điểm theo ý kiến chủ quan của chuyên gia Tương tự áp dụng REQI để đánh giá chất lượng nước [19] (nước mặt, nước ngầm, nước biển vcn

b ờ , ) bang ReW QI (nước mặt), RGQI (nước ngầm), RCoQI (nước hiển ven bờ), RSeQI (nưức biển) có nhiều ưu điểm và thuận lợi trong việc áp dụng vào thực tế Đối với môi trường đất đã

xây dựng chì so chất lượng đất tương đoi (RSỌI) [27], Đây là chì số đầu tiên được đề xuất để

đánh giá chất lượng đất, thay vì trước đây vấn đề này còn bỏ ngở Chỉ số này mới được công bố trên tạp chí quốc tế (ISI) vào tháng 11/2015 [28] Các chỉ số RAPI, ReW QI, RGQI, RCoỌI và RSeQI đã được kiếm nghiệm từ chuỗi số liệu quan trắc liên tục hoặc định kỳ cho kết quả phù họp với thực tể [10, 21, 27],

Ưu điểm chính của REỌI áp dụng đế xây dựng các chỉ sổ cho từng thành phần môi trường: không khí, nước và đất do tác giả Phạm Ngọc Hồ đề xuất được tóm tắt như sau:

- Trọng số tính đến mối quan hệ (mối tương quan) của từng thông số so với các thông số

khác trong đánh giá tống hợp được thiết lập bằng lý thuyết dựa trên việc vô thứ nguyên hóa các

TC môi trường quy định bởi mỗi nước, không tự cho điểm theo tiêu chí chủ quan của chuyên gia như các phương pháp khác;

- Thang đánh giá REQI phụ thuộc số thông số “n” được lựa chọn khảo sát, không tự quy định như các phương pháp khác;

- So thônu; số lựa chọn đế khảo sát không hạn định (n > 2);

- Các chỉ số không khí RAPĨ, nước ReW QI, và đất RSQI được tích hợp trực tiếp từ các

chỉ sô đơn lè (chi số phụ q, tính toán đơn giản) thành chỉ số tổng hợp cuối cùng phụ thuộc vào tỷ

sổ tương đối p„/p„ hoặc Pk/Pn của nhóm P m có chỉ số phụ q, < I hoặc nhóm í \ có qj > 1 và tống lượng ô nhiễm chung p n, không cân phải xây dựng các giá trị dưới và trên cho chỉ số phụ như các phương pháp khác;

7

- Các chỉ số RAPI, ReQI, và RSQI không mắc phải hiệu ứng “ảo”;

- Phương thức biểu diễn kết quả các loại chỉ số tương đối bằng đồ thị, biểu đồ và bản đồ phân vùng ô nhiễm /chất lượng môi trường được chỉ rõ m ột cách chi tiết, thuận lợi cho người áp dụng

4.2 Thang phân cấp đánh giá của Bộ chỉ số chất lượng môi trưòng

Dựa vào các điều kiện toán học: giá trị bé nhất, giá trị lón nhất, giá trị cực tiểu, giá trị cực đại, trung vị và íiá trị trung bình, thang phân cấp đánh giá của chỉ số ô nhiễm không khí tương đối (RAPI) gồm 6 mức trình bày ở bảng 1, còn thang phân cấp đánh giá chất lượng nước và chất lưọng đất của chỉ số ReW QI và RSQI trình bày ở bảng 2 và 3

Bảng 1 Thang phân cấp đánh giá (6 cấp) của RAPI=I và RAPI*=I*

0,5 < I* < 1 0,5 < f < 1 Bicn giới ô nhiễm2 Vàng

2- Anh hường den nhóm nhạy cảm;

3 - Tác động nhẹ đen sức khỏe, nhóm nhạy cảm hạn chế ra ngoài;

4 - Tác động xâu đèn sức khỏe, nhóm nhạy cảm không ncn ra ngoài, những người khác hạn chê ra ngoài;

5 - Tác động rất xấu đến sức khỏe, nhóm nhạy cảm không ra ngoài, những người khác ra ngoài cẩn đco khâu trang;

6 - Tác động nghiêm trọng dcn sức khỏe, mọi người không nên ra ngoài.

Bảng 2 Thang phân cấp đánh giá chất luọng nước (5 cấp) phụ thuộc n của ReWQI = í

2n — 1

50 <I<100 5 0 2,1“ 1<K 100

Tôt/Rât tôt (Rất tốt khi 1= 100) Xanh

(Excellent)100n “ '< T S 5 0 2 n “ l

- Đặt w = 1 trong công thức (11) và (12) thì chi so ReWQI không có trọng sổ.

- Khuyến cáo:

+ CLN tốt/rất tốt được sử dụng cho nước sinh hoạư nước cấp.

+ CLN trung bình được sừ dụng cho nước sinh hoạt cân có xử lý.

+ CLN kcm được sử dụng cho mục đích theo tiêu chuẩn nước loại B.

+ CLN xấu và rất xấu cần có biện pháp xử lý công nghệ đổi với những thông số vượt TCCP nhiều lần.

B ảng 3 T hang đánh giá chất lượng đất của chỉ số RSQI = I

50 n_1 < I< 100

n 50 2n _ 1 < I < 100 n

Tốt/Rất tốt Rất tốt khi I = 100 (Chưa suy thoái)

Xanh

1 0 0 " - | < l < 5 0 2 n - '

n n 100n - ' < I < 5 0 2 n - ' n n

Trung binh (Bắt đầu suy thoái) Vàng

50 < I < 100 n *

n 5 0 n - '< I < 1 0 0 n - ' n n

Kém (Suy thoái nhẹ) Da cam

Ghì chú:

- Khi n = 2 thì ngưỡng đánh giá rất xâu, xấu và kém trùng nhau khi dó băng 3 còn 3 cấp; ichin = 3 thì ngưởng rắt xấu và xấu trùng nhau, hàng 3 còn 4 cấp.

- KJii dặt Wi I Dong cống thức ( 12) thì RSQI kliỏng có trọng sỏ.

- Khuyển cáo: + CLD tót/ rat tốt không cần biện pháp xừ lý

+ CLĐ trung bình càn kiêm soát đê theo dòi + CLĐ kém cần bón phân thích hợp + CLĐ xấu - rát xấu cần có giải pháp xử lý bằng công ngliệ thích hợp đối với những thông sổ lớn hơn TCCP nhiều lần.

4.3 Phần mềm tính toán các chỉ số RAPĨ/ ReW Q I/ RSQI

Phần mềm thiết ke dưới dạng mở, giao diện thân thiện, dễ sử dụng gồm các mô đun cơ sở dữ liệu,tính toán các chì số và biểu diễn kết quả chất lượng môi trường bằng biểu đồ và đồ thị phục vụ công tác quản lý, giám sát cảnh báo môi trường, có thể truyền tải thông tin trên Web thông qua mạng Internet và có thể truy cập trực tiêp băng máy tính bàng hoặc điện thoại di động thông minh

5 Đ ánh g iá v ề các kết quả đã đ ạt đ u ọ c và kết luận

Đề tài đã áp dụng chỉ số chất lượng môi trường tương đối (REỌI) do tác giả Phạm Ngọc Hồ đề xuất

đê xây dựng các bộ chỉ số tống hợp đối với từng thành phần môi trường: không khí, nước và đất Các bộ chỉ số này đã được nhóm thực hiện đề tài tiến hành kiểm nghiệm đánh giá thông qua số liệu quan trắc thực tế, cụ thể như sau:

- Chi sô ô nhiễm ngày RAPIj đã được kiểm nghiệm thông qua chuồi số liệu quan trắc tự động của trạm Nguyễn Văn Cừ, Hà Nội năm 201 1 Kốt quả tính RAP1 có đối sánh với cách tính của chỉ số

9

AỌI của Hoa Kỳ do tác giả Nghiêm Trung Dũng xây dựng các giá trị đưói và trên theo QCVN 05:2009/BTNMT Sự khác nhau giữa RAPI và AQI không đáng kể Cả 2 phương pháp cho kết quả chất Iượníĩ không khí về mùa khô xấu hơn mùa mưa, điều này đã được lý giải dựa vào điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa ở nước ta liên quan đến trạng thái khí quyển (ổn định, bất ổn định và cân bằng phiếm định) Ngoài ra các kết quả kiểm chứng đối với số liệu quan trắc định kỳ tại một số khu công nghiệp/ cụm công nghiệp, chỉ số RAPIh phù họp với số liệu quan trắc định kỳ theo Tiêu chuẩn trung binh 1 giờ.

-C á c kết quả kiềm chứng cho thấy các chỉ so RWQI/RSQI tính được cho nưó'c sông/hồ/nước biển ven bờ và đất nông nghiệp đều có cấp đánh giá phù họp khi so sánh với chỉ số đơn lẻ tính toán từ số liệu quan trắc thực tế

- Ưu điểm của bộ chỉ số có thể tính toán trực tiếp từ các chỉ số phụ dựa trên giá trị quan trắc của số thông số lựa chọn tùy ý cho từng đối tượng nghiên cứu, chỉ cần các thông số lựa chọn có trong Tiêu chuẩn/Quy chuẩn của mỗi nước, không cần phải xây dựng các chi số dưới và chỉ số trên hoặc các giản đồ tra cứu phức tạp

- Thang phân cấp đánh giá của các chỉ số phụ thuộc vào số lưọng n các thông số khảo sát, không tự quy định như các phương pháp khác

- Trọng số tính theo công thức lý thuyêt dựa vào các Tiêu chuẩn/Quy chuân môi trường, không phải cho điểm theo tiêu chí chủ quan của chuyên gia

- Phần mềm hỗ trợ cho tính toán đề nâng cao độ chính xác của kết quả, giúp cho công tác quản lý, giám sát và cảnh báo ô nhiễm được truyền tải trên Web phổ biến đến cộng đồng một cách thuận lợi.Kết luận: Sản phẩm của đề tài có thể nhân rộng triển khai trên phạm vi các tỉnh/thành của cả nước

và là tài liệu tham khảo cho hướng nghiên cím phát triển chỉ số tổng hợp ở trong và ngoài nước.Tài liệu trích dẫn:

M ôi trường không khí:

1 Berliand M.E (1985), Forecast and Atmospheric Cotamination, Hydrometeorological Publishing House, Leningrad, p.9

2 Chi' so ô nhiễm tông hợp ngày của Hồng Kông (APId)

http://www.epd.gov.hk/cpd/english/environinentinhk/air/air quality/air quality.html

3 Cục Kiểm soát Ỏ nhiễm Việt Nam (PCD), 12/2010 Thiết lập bộ chỉ số khoanh vùng khu vực ô nhiễm không khí

4 C ơ quan Bảo vệ Môi trường Nhà nước Trung Quốc (SEPA) - Chỉ số ô nhiễm ngày của Trung Quốc, http://www.semc.gov.cn/

5 Environmental Protection Agency, 2006/2012 Guideline for Reporting Daily Air Quality: Air Quality Index (AQI) United States Environmental Protection Agency, EPA - 454/B - 0 6 -

001.

6 Kurkilis G., Chaloulakou A., Kassomenos p.A (2007), Development o f an aggregate AQĨ for

an Urban Mediterranean agglomeration: Relation to potential health effects Environment International, 33, 670-676

7 Pham Ngoc Ho (2012), Weighted and Standardized Total Environmental Quality index (TEQI)

10

Approach in Assessing Environmental Components (Air, Soil and Water) VNU Journal o f Science, Earth Science 27, p 127-134.

8 Phạm Ngọc Ho (2013), Chi so ô nhiễm không khí tổng cộng (TAPI) - Một cách tiếp cận mới

để đánh giá tổng hợp mức độ ô nhiễm không khí Tuyển tập Hội nghị Khoa học Mô hình hóa Môi trường, ĐHKH Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội, tr I -14

9 Pham Ngoe Ho, Tran Hong Con, Dong Kim Loan, Duong Ngoe Bach, Pham Thi Viet Anh, Luong Thi Mai Ly, Pham Thi Thu Ha and Nguyen Khac Long (2013), Determination o f the Emission Factors from Burning Common Domestic Cooking Fuels in Vietnam and its Application for Calculation o f their Pollution Load J EnvironmentAsia 6(1) (2013) 43-48 ISSN 1906-1714

10 Phạm Ngọc Hồ (2014), Chỉ số ô nhiễm không khí tương đối (RAPI) thuộc Đề tài ĐHQG Hà Nội: “Xây dựng bộ chỉ số chất lượng môi trường tổng hợp đối với từng thành phần: không khí, nước và đất, phục vụ công tác giám sát và quản lý môi trường”, mã số: QMT 12.01, 2012- 2014

11 Phạm Ngọc Hồ, Phạm Thị Việt Anh, Đồng Kim Loan, Phạm Thị Thu Hà, Dươntĩ Ngọc Bách, Nguyễn Thúy Hường (2015), ứ n g dụng chi số tông hợp để đánh giá mức độ ô nhiễm không khí xung quanh trạm quan trắc tự động Nguyền Văn Cừ, Hà Nội Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, tập 31, số 2S, tr 132-138

12 Phạm Ngọc Hồ, Đồng Kim Loan, Phạm Thị Việt Anh, Phạm Thị Thu Hà, Dương Ngọc Bách (2015), Hướng dẫn đánh giá chất lượng môi trường không khí, nước và đất bằng chỉ số đơn lẻ

và chỉ số tổng hợp Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam (Sách chuyên khảo - Sản phẩm chủ yếu của đê tài)

13 Nguyễn Khắc Long, Phạm Ngọc Hồ (2012), ứ n g dụng chi số ô nhiễm không khí tống hợp để phân loại mức độ ô nhiễm không khí trên địa bàn tỉnh Hải Dương Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, chuyên san Khoa học và Công nghệ, tập 28 (4S), trang 125 -129

14 Phạm Thị Việt Anh, Nguyễn Thúy Hường, Đánh giá chất lượng không khí nội thành Hà Nội bằng chỉ tiêu tổng hợp dựa trên số liệu trạm quan trắc tự động Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 28, sổ 4S, 673-678 ISSN 0866-B612

15 Ott, Wayne R ( 1978), Environmental Indices - Theory and Practice, Ann Arbor Science

16 Tong cục Môi trường Việt Nam (2011), Hướng dẫn tính toán AQI (Chỉ số chất lượng môi trường không khí)

M ôi trường nước:

17 ASEAN Secretariat (2008), ASEAN Marine Water Quality: Management Guideline and

M onitoring, Australia Goverment, Australia

18 CCM E (2001), Canadian Water Quality Guidelines for the Protection o f Aquatic life, CCME

W ater Quality Index 1.0 Technical Report, Canada

19 Ho Pham Ngoc, Thi Ngoc Diep Phan (2014), Relative Water Quality Index - A New approach for aggregate water quality assessment, Proceeding o f The 3rd International Symposium &

Exhibition Innovative Monitoring & Forecasting Solutions, Vietnam Cooperation initiative VACÍ 2014, Ministry o f Natural Resources and Environment, Vietnam National University Press, Hanoi, p.51-62.

20 Ho Pham Ngoc (2012) - Total Water Quality Index using weighting factors and standardized into a parameter Environment Asia 5(2) (2012), p.63-69

2] Phạm Ngọc Ho (2014) - Chi so chất lượng nước tương đối (ReWQI) để đánh giá CLN bằng chì số tông hợp thuộc đề tài ĐHQG Hà Nội: “Xây dựng bộ chi số chất lượng môi trường tổng hợp đối với từng thành phần: không khí, nưóc và đất, phục vụ công tác giám sát và quản lý môi trường”, mã số: QMT 12.01, 2012-2014

22 Tông cục Môi trưòng Việt Nam (2011), Sô tay hướng dẫn tính toán Chỉ số chất lượng nước mặt (WQI), Hà Nội

Môi trường đất:

23 Nguyễn Ngọc Ánh (2014), Nghiên cứu cơ sở khoa học thành lập bản đồ môi trường cấp tinh phục vụ quản lý và Bảo vệ môi trường (Lấy Hải Dương làm địa bàn nghiên cứu), Luận án Tiếnsỹ

24 Pham Ngoe Ho (2011), Weighted and Standardized Total Environmental Quality Index (TEQI) Approach in Assessing Environmental Components (Air, Soil and Water) Proceedings o f International Conference on Environmental Planning, Land Use Change and Monitoring, DAAD (2011), p.58-67

25 Pham Ngoc Ho (2012), Total Environment Quality Index (TEQI) in Assessing Environmental Components (Air, Soil and Water) VNU Journal o f Science, Earth 27 (2011), p 127-134

26 Phạm Ngọc Hồ (2014), Chi số chất lượng đất tương đối (RSQ1) thuộc đề tài Đại học Quốc gia

Hà Nội: “Xây dựng bộ chỉ số chất lượng môi trường tổng họp đối với từng thành phần: không khí, nước và đất, phục vụ công tác giám sát và quản lý môi trường”, mã số: QMT 12.01, 2012“ 2014

27 Phạm Ngọc Hồ (2015), Nguyễn Ngọc Ánh, Trần Ngọc Diệp, Phương pháp đánh giá chất lượng đất bằng chỉ số tổng hợp sử dụng chỉ số chất lượng tương đối (RSQI) Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, tập 31, số 2S, tr 139-149

28 IIo Ngoe Pham, Hai Xuan Nguyen, Anh Ngoe Nguyen, Diep Ngoe Tran (2015), Aggregate Indices Method in Soil Quality Evaluation Using the Ralative Soil Quality Index Applied and Environmental Soil Science, vol 2015, Article ID 253729, 8 pages, doi: 10.1155/2015/253729

29 M c Amacher, K p O ’Neil, c H Perry, “Soil vital signs: A new Soil Quality Index (SQI) for assessing forest soil health”, Res Pap RMRS-RP-65WWW, U.S Department o f Agriculture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station, Fort Collins, CO, USA, 12 p, 2007

30 J w Doran, T B Parkin, “Quantitative indicators o f soil quality: A minimum data set” in

M ethods for assessing soil quality, Soil Science Society o f America Special Publication Num ber 49, J w Doran and A J Jones, Eds., pp 25-37, Soil Science Society of America, Madison, WI, USA, 1996

12

6 T óm tắ t k ế t q u ả (tiếng V iệt và tiếng A nh)

Tóíĩi tắt: Các chi số tổng hợp ô nhiễm/chất 'ượng môi trường EPI/EỌI đă và đang đưọc sử dụng ở trên thế giới và Việt Natn cỏ một số hạn chế sau: Thang phân cấp chất lượng môi trưcmg và trọng số của các thông số là tự quy định theo tiêu chí chủ quan của các chuyên gia; Các chỉ số lấy trung bình cộng hoặc trung bình nhân từ các chi số đơn lẻ đều mắc hiệu ứng ảo Ngoài ra, hầu hết các chỉ số đêu phải tiến hành xây dựng chỉ số phụ dưới và trên, hoặc xây dựng các giản đồ tra cứu khá phức tạp, không thuận lợi cho áp dụng vào thực tế Để khắc phục những hạn chế nêu trên, đề tài đề xuất

m ột cách tiếp cận mới đế xây dựng chi số chất lượng môi trường tương đối REQI và áp dụng REQI trong việc xây dựng các bộ chỉ số tổng hợp cho từng thành phần môi trường: không khí (RAPI), nước (RWQI) và đất (RSQI) Các bộ chỉ số đã được kiểm chứng bằng số liệu quan trắc thực tế, kết quả cho thấy các chỉ số tổng hợp REQI đạt độ chính xác cao Một phần mềm hỗ trợ tính toán các chỉ so RAPT, RWQI và RSQI phục vụ công tác quản lý, giám sát chất lượng môi trường đã được xây dựng

Lòi cảm on: Các tác giả xin chân thành cảm ơn Đại học Quốc gia Hà Nội và Bộ Tài nguyên và Môi trường đã tài trợ cho đề tài mã số QMT 12.01

A b stract: Aggregated environmental pollution/quality indices EPI/EQI, which are commonly used both nationally and internationally, have certain limitations such as hierarchical scale for environmental quality assessment and weighting factors o f parameters are self-regulated; Indices that take the arithmetic means or geometric means o f the individual indices could lead to the so- called “virtual effects” Moreover, most o f the indices are required to building additional lower and upper breaking points, or building complex lookup schemas, so they are not convenient for application into reality To overcome the limitations mentioned above, the research has proposed a new approach to build Relative Environmental Quality Index (REQI) and apply the index to set up the aggregated index set o f each environmental element: air (RAPI), water (RWQI), and soil (RSQ1) These indices are tested by the practical monitoring data, the results show that the aggregated indices have the high accuracy in actual application Additionally, a software, which allow the user to calculate the RAPI, RWQI, RSQI from the import data, has been built to help in warning/monitoring service and environmental management

Acknowledgements:

The authors hereby express sincere thanks to the Ministry o f Natural Resources and Environment and Vietnam National University for funding the subject

13

PH ẢN III SẢ N P H Ẩ M , C Ô N G BÓ V À K É T Q U Ả Đ À O T Ạ O C Ủ A ĐÈ TÀI

3.1 Kết quả nghiên cứu

TT Tên sản phẩm theo đề cưong

Yêu cầu khoa học hoặc/và chỉ tiêu kinh tế - kv thuật

] Các công thức đánh giá chất

lượníỉ môi trường tông họp

(chi số tổng cộng) đối với

và đất

Phát triển thành các chi số RAPI, ReWQI và RSQI

Phần mềm tính toán các chỉ

số RAPI, ReWQI và RSQI

3 Phương thức truyên tải thông

tin đen cộng đồng về chất

lượng môi trường trên trang

Web và bản tin điện tử

Truyền tải trên web thông qua mạng Internet

Truyền tải trên web thông qua mạng Internet, có thể truy cập trực tiếp bằng máy tính bảng hoặc điện thoại di động thông minh

4 Đào tạo 1 tiến sĩ, 4 thạc sĩ liên

quan tới ứng dụng chỉ tiêu

tổng hợp

Đào tạo 1 tiến sĩ, 4 thạc sĩ liên quan tới ứng dụng chỉ tiêu tổng hợp

3 Tiến sĩ (1 không khí, 1 nước và 1 đất)

4 Thạc sĩ (2 không khí, 2 nước)

5 3 bài báo đăng ở tạp chí trong

nước và 2 bài đăng ở tạp chí

và Kỷ yếu Hội nghị Khoa học

quốc tế

- 3 bài báo đăng ờ tạp chí trong nước

- 2 bài đăng ở tạp chí và Kỷ yếu Hội nghị Khoa học quốc tế

- 7 bài báo đăng ở tạp chí trong nước

- 1 bài báo đăng ở tạp chí quốc tế (Scopus)

- 2 bài đăng ở tạp chí và K.ỷ yểu Hội nghị Khoa học quốc tế

ó Báo cáo tổng hợp và tóm tắt

kết quả của nhiệm vụ

B áo cáo tông kết đê tài Báo cáo kết quả đê tài theo

Ghi địa chỉ

và cảm on

sự tài trợ của

Đ H Q G HN đúng quy định

Đ ánh giá

chung (Đạt,

không đạt)

Công trình công bô trên tạp chí khoa học quôc tê theo hệ thông ISI/Scopus

Ho Ngoe Pham et al., Aggregate

Indices Method in Soil Quality

Evaluation Using the Ralative

Soil Quality Index Applied and

Environmental Soil Science, vol

2015, Article ID 253729, 8 pages

doi:l 0.1155/2015/253729

sự tài trợ củaĐHQGHN

và Bộ Tài nguyên và Môi trường

Đạt chuân quốc tế Scopus

Sách chuyên khảo được xuât bản hoặc ký hợp đông xuât bán

Sách chuyên khảo: Hướng dẫn

đánh giá chât lượng môi trường

không khí, nước và đất bằng chỉ

số đơn lẻ và chỉ số tổng hợp

Đã in 1/10/2015 Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam

Có cảm ơn

sự tài trợ củaĐHQGHN

và Bộ Tài nguyên Môi trường

Sản phẩm chủ yếu của

đề tài

Đăng ký sờ liừu trí tuệ

Không đăng ký

Bài báo quôc tê không thuộc hệ thông ISI/Scopus

Bài báo trên các tạp chí khoa học của ĐHQGHN, tạp chí khoa học chuyên

ngành quốc gia hoặc báo cáo khoa học đăng trong kỷ yêu hội nghị quốc tê

Phạm Ngọc Hồ, Chỉ số ô nhiễm

không khí tông cộng (TAPI) -

Một cách tiếp cận mới đê đánh

giá tông hợp mức độ ô nhiễm

không khí Tuyến tập Hội nghị

Khoa học Mỏ hình hóa Môi

trường, ĐHKH Tự nhiên, ĐHQG

Hà Nội, 2013, tr 1 -14

15

5.3 Ngoe Ho Pham, Thi Ngoe Diep

Phan, Relative Water Quality

Index - A New approach for

aggregate water quality

assessment, Proceeding o f The

3rd international Symposium &

Exhibition Innovative Monitoring

& Forecasting Solutions, Vietnam

Cooperation Initiative VACI

2014, Ministry o f Natural

Resources and Environment,

Vietnam National University

Press, Hanoi, 10/2014, pp5l-62

Báo cáo tại Hội thảo Quốc tế và đăng trong tuyển tập

5.4 Phạm Ngọc Hồ, Phạm Thị Việt

Anh, Đồng Kim Loan, Phạm Thị

Thu Hà, Dương Ngọc Bách,

Nguyễn Thúy Hường, ủ n g dụng

chỉ sô tông hợp đê đánh giá mức

độ ô nhiễm không khí xung

và Bộ Tài nguyên Môi trường

5.5 Ho Ngoe Pham, Loan Kim Dong,

Anh Thi Viet Pham, Ha Thi Thu

Pham, Bach Ngoe Duong,

Applying Relative Air Pollution

Index (RAPI) for aggregate

evaluation o f pollution level of

am bient air environment at the

Đă có giấy báo chấp nhận tham gia hội thảo 30-31/ 12/

2015 và đăng trong

16

automatic analysis monitoring

station Nguyen Van Cu, Hanoi,

2251-3051)Điêm phản biện chung: 4/7

5.6 Phạm Thị Việt Anh, Nguyễn

Thúy Hường, Đánh giá chất

lượng không khí nội thành Hà

Nội băng chỉ tiêu tông hợp dựa

trên số liệu trạm quan trắc tự

khôntỉ khí tổng hợp để phân loại

mức độ ô nhiễm không khí trên

địa bàn tỉnh Hải Dương Tạp chí

Khoa học ĐHQGHN, chuyên san

Khoa học và Công nghệ, tập 28

(4S) (2012), trang 125 -129

5.8 Phạm Thị Thu Hà, Phan Thị

Ngọc Diệp, Phạm Thị Minh Vân,

Đánh giá chất lượng nước mặt

huyện Lâm Thao tỉnh Phủ Thọ

" ĐAi HỌC QUỐC GIA HÀ N3f ua

IK U IM b 1AIV! IHUINt? HIN ÍHUVIEN

1 0 f l 0 6 0 0 0 f ) i 9 f r

17

nước tươníĩ đôi (RWQI) đê đánh

giá chất lượng nước một số lưu

vực sông tại Hà Nội Tạp chí

đề tài mã số QMT 12.01

6 Báo cáo khoa học kiên nghị, tư vân chính sách theo đặt hàng của đơn vị sử

dụng

6.1 Quy hoạch mạng lưới/ trạm quan

trắc không khí trên địa bàn TP

Hà Nội (Sở TN&MT Hà Nội),

môi trường (đất, nước và không

6.3 Quy hoạch mạng lưới quan trăc

môi trường (đất, nước và khôriíí

6.4 Phương pháp chỉ sô tông hợp ứng

dụng trong quy hoạch khai thác

than tỉnh Quảng Ninh (Tổng

Công ty than Việt Nam), 2014

Do Tông Công ty than Việt Nam đặt hàng

Sử dụng các chỉ số tổng hợp để đánh giá chất lượng không khí, nước biển ven bờ khu vực khai thác than tỉnh Quảng Ninh

18

7 Kêt quà dự kiên được ứng dụng tại các cơ quan hoạch định chính sách hoặc

cơ sở ứng dụng KH&CN

7.1 Các trạm quan trãc môi trường

thuộc các tình/thành trên phạm vi

cả nước có nhu cầu

7.2 Chuyên giao công nghệ phân

mềm tính toán các chỉ so tony

hợp, phục vụ công tác quản lý và

giám sát chất lượno môi trưòng

cho các Sờ Tài ntĩuyên và MÔI

trường có nhu cầu

Ghi chú:

Cột sàn phàm khoa học công nghệ: Liệt kê các thông tin các sản phâm KHCN theo thứ tự

<tên tác giả, tên công trình, tên tạp chỉ/nhà xuât bản, sô phát hành, năm phát hành, trang đăng công trình, mã cóng trình đăng tạp chí/sách chuyên khảo (DOI), loại tạp chí ISI/Scopus>

Các ân phàm khoa học (bài bảo, báo cáo KH, sách chuyên khảo ) chi đươc châp nhản nếu

có ghi nhận địa chỉ và cảm ơn tài trợ của ĐHQGHN theo đúng quy định.

Bản phô tỏ toàn văn các ân phâm nùv phải đưa vào phụ lục các minh chứng của bảo cảo Riêng sách chuyên khảo cần có bủn phô tô bìa, trang đâu và trang cuối có ghi thông tin mã số xuất

19

Năm 2014 “Nghiên cứu ứng dụng tô hợp

phương pháp mô hình hóa và hệ thống thông tin địa lý (GIS) để đánh giá chất lưcmg môi trường không khí của các khu công nghiệp

và đô thị ở tinh Hải Dưong”, Luận

án Tiên sĩ khoa học môi trường

Trong luận án đã sử dụng chỉ số ô nhiễm không khí tổng cộng (TAPI)

Đã bảo vệ

2 Nguyễn Ngọc

Ánh

Năm 2014 “Nghiên cứu cơ sờ khoa học thành

lập bản đô môi trường đât câp tinh phục vụ quản lý và bảo vệ môi trường đất (lấy Hải Dưong làm địa bàn nghiên cứu)”, Luận án Tiến sĩ Địa lý

Trong luận án đă sử dụng chỉ số chất lượng đất tổng cộng (TSQI)

management using GTS, remote sensing and modeling”, Doctor in Engineering Thesis

Trong luận án đã sử dụng chỉ sô chất lượng nước tổng cộng (TWQI)

Đã bảo vệ tại Vương quốc Bỉ (đồng hướng dẫn)

Học viên cao học

1 Phạm Trọng

Đ ạt

Năm 2014 “Xây dựng mạng lưới quan trăc

môi trường nước, bùn đáy tại thượng nguồn hệ thống sông Hồng”, Luận văn Thạc sỹ khoa học

Trong đề tài đã sử dụng chỉ số chất lượng nước tưong đối ReWQI để đánh giá tông hợp nước mặt

Đã bảo vệ

2 0

Nguyễn Ngọc

Oánh

Năm 2015 “Quy hoạch mạng lưới quan trăc

không khí khu vực khai thác than Cẩm Phả - Mông Dương tinh Quảng Ninh”

Trong đề tài đă sử dụng chỉ số RAPI để đánh giá mức độ ô nhiễm không khí

Đã bảo vệ

Đặng Thị

Hương

Năm 2016 “Quy hoạch mạng lưới quan trăc

nước mặt tỉnh Hòa Bình”, Luận văn Thạc sỳ khoa học

Trong đề tài đã sử dụng chi số chất lượng nước mặt tương đối ReWQI

đế đánh giá tổng hợp chất lượng nước mặt (sông, hồ, suối)

Đã seminar

ờ bộ môn, được bộ môn đồng ý cho bảo vệ Hiện nay đang làm thủ tục bảo

vệ chính thức ờ cấp trường

PHẢN IV TÓNG HỢP KÉT QUẢ CÁC SẢN PHẮM KH&CN VÀ ĐÀO TẠO CỦA ĐÈ TÀI

đăng ký

Sô lưọng đã hoàn thành

1 Bài báo công bò trên tạp chí khoa học quôc tê theo hệ thông

2 Sách chuyên khảo được xuât bàn hoặc ký hợp đông xuât bản 0 1

4 Bài báo quôc tê khôníỉ thuộc hệ thông ISI/Scopus 1 0

5 Sô lượng bài báo trên các tạp chí khoa học của ĐHQGHN, tạp

chí khoa học chuyên ngành quốc gia hoặc báo cáo khoa học

đăng trong kỷ yếu hội nghị quốc tể

6 Báo cáo khoa học kiên nghị, tư vân chính sách theo đặt hàng

7 Kêt quả dự kiên được ứng dụng tại các cơ quan hoạch định

21

J Thiết bị dụng cụ

6 1 lội nghị, 1 lội thao, kiêm tra tiên độ, nehiệm thu 61,125 61,125

và bảo vệ môi trường với các tính/ thành phía Bẳc Việt Nam (Hải Phòng, Quảng Ninh, Hải Dương,

Hà Nam, Thanh Hóa, Nghệ An, Sơn La, Lai Châu)

PHẦN VI PHỤ LỤC (minh chứng các sản phẩm nêu ở Phần III) ^

H à N ội, n g à y th á n g i l năm l ứ ị S '

(Thủ trưởng đơn vị kỷ tên, đóng dấu) (Họ tên, chữ ký)

2 2

P H Ụ L Ụ C S Ả N P H Ẳ M

1 Các công thức đánh giá chất lượng môi trường tổng hợp (chỉ số tổng cộng) đối với từng thành phần: không khí (RAQI), nước (ReWQI), và đất (RSQI) và bộ chỉ số tương ứng với thang phân cấp 100 có cơ sở khoa học và khả thi ứng dụng vào thực tế (Sách chuyên khảo: Hướng dẫn đánh giá chất lượng môi trường không khí, nước và đất bằng chỉ số đơn lẻ và chỉ số tổng hợp)

2 Phần mềm tính toán chỉ số chất lượng môi trường tổng cộng của từng thành phần: không khí, nước, và đất phục vụ công tác giám sát và quản lý môi trường (Nhóm chuyên đề 13)

3 Phương thức truyền tải thông tin đến cộng đồng về chất lượng môi trường trên trang Web và bản tin điện tử (Chuyên đề 13.17)

4 Đào tạo 3 tiến sĩ, 4 thạc sĩ liên quan tới ứng dụng chỉ tiêu tổng hợp.

5 3 bài báo đăng ở tạp chí quốc tế, 8 bài báo đăng ở tạp chí trong nước và 2 bài đăng ỏ' tạp chí và Kỷ yếu Hội nghị Khoa học quốc tế.

6 Báo cáo tổng hợp và tóm tắt kết quả của nhiệm vụ.

7 Các báo cáo chuyên đề.

PH Ụ LỤ C CÁ C C Ô N G T R ÌN H Đ Ã C Ồ N G BÓ

1 Sách chuyên khảo: GS.TS Phạm N gọc Hồ (chủ biên), PGS TS Đ ồng Kim Loan,

TS Phạm Thị V iệt Anh, TS Phạm Thị Thu Hà, ThS Dương N gọc Bách, Hướng dẫn đánh giá chất lượng môi trường không khí, nước và đất bằng chỉ số đơn lẻ và chỉ số tổng hợp 10/2015 N X B Giáo dục Việt Nam (cỏ lời cám ơn đề tài).

2 Ho N goe Pham, Hai Xuan Nguyen, Anh N goe N guyen, Diep N goe Tran, Aggregate Indices Method in Soil Quality Evaluation U sing the Ralative Soil Quality Index A pplied and Environmental Soil Science, vol.2015, Article ID

253729, 8 pages, doi: 10.1155/2015/253729 (cổ lời cám ơn đề tài).

3 Phạm N g ọ c Hồ, Phạm Thị V iệt Anh, Đ ồng Kim Loan, Phạm Thị Thu Hà, Dương N gọc Bách, N guyễn Thúy Hường, ứ n g dụng chỉ số tổng họp để đánh giá mức độ ô nhiễm không khí xung quanh trạm quan trắc tự động N guyễn Văn Cừ, Hà

N ội Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, tập 31, số

2S (2015), 132-138 (cỏ lờ i cảm ơn đề tài).

4. V ư ơng Thị L oan, Phạm N gọc Hồ, Đ ồng Kim Loan, Dương N gọc Bách, Áp dụng chỉ số chất lượng nước tương đối (RWQI) để đánh giá chất lượng nước một số lưu vực sông tại Hà N ội Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công

nghệ, tập 31, số 2S (2015), 199-205 (có lời cám ơn đề tài).

Các bài báo còn lại dưói đây đã có cam kết là sản phẩm của đề tài QMT.12.01, không phải sản phẩm của bất kỳ đề tài nào khác.

5 Phạm N gọc Hồ, Chỉ số ô nhiễm không khí tổng cộng (TAPI) - Một cách tiếp cận mới đế đánh giá tổng hợp mức độ ô nhiễm không khí Tuyển tập Hội nghị Khoa học M ô hình hóa M ôi trường, ĐHKH Tự nhiên, ĐHQG Hà N ội, 2013, tr 1 -1 4

6 P h ạm N gọc Hồ, Phạm Thị V iệt A nh, N guyễn Thúy H ường, Phạm Thị Thu Hà,

Dương N gọc Bách, Xây dựng biến trình năm của chỉ số ô nhiễm tống cộng từ chuỗi số liệu liên tục năm 2011 tại trạm quan trắc không khí tự động Nguyễn Văn

Cừ Hà N ội Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, Tập

29, Số 3S (2013) 94-99.

7 N g o e Ho Pham, Thi N goe Diep Phan, Relative Water Quality Index - A N ew approach for aggregate water quality assessment, Proceeding o f The 3rd

International Symposium & Exhibition Innovative Monitoring & Forecasting

Solutions, Vietnam Cooperation Initiative VACI 2014, Ministry o f Natural

R esources and Environment, Vietnam National University Press, Hanoi, 10/2014, pp51-62.

8 Ho Ngoc Pham, Loan Kim Dong, Anh Thi Viet Pham, Ha Thi Thu Pham, Bach Ngoc Duong, Applying Relative Air Pollution Index (RAPI) for aggregate evaluation of pollution level of ambient air environment at the automatic analysis monitoring station Nguyen Van Cu, Hanoi, Vietnam 2015 International Conference

on Information, Business and Management (IBM 2015), Paris, France.

9 Phạm Thị Việt Anh, Nguyễn Thúy Hường, Đánh giá chất lượng không khí nội thành Hà Nội bằng chỉ tiêu tổng hợp dựa trên số liệu trạm quan trắc tự động Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên và Công nghệ 28, số 4S (2012), 673-

678 ISSN 0866-8612.

10 Nguyễn Khắc Long, Phạm Ngọc Hồ, ứng dụng chỉ số ô nhiễm không khí tổng họp để phân loại mức độ ô nhiễm không khí trên địa bàn tỉnh Hải Dương Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, chuyên san Khoa học và Công nghệ, tập 28 (4S) (2012), trang

125 -129.

11 Phạm Thị Thu Hà, Phan Thị Ngọc Diệp, Phạm Thị Minh Vân, Đánh giá chất lượng nước mặt huyện Lâm Thao tỉnh Phú Thọ bằng chỉ số nước tổng cộng (TWQI) Tạp chí Khoa học ĐHQGHN: Khoa học Tự nhiên và Công nghệ, tập 31,

số 2S (2015), 95-103.

(SÁC H C H U Y Ê N K H ẢO )

NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC VIỆT NAM

Trên thế giói cũng như ở Việt Nam đã và đang ứng dụng phương pháp mô hình hóa toán học kết họp với hệ thông tin địa lý (GIS) để giải quyết nhiều vấn đề môi trường cấp quốc gia và toàn cầu Trong số đó có bài toán quan trọng “Đánh giá chất lượng môi trường: không khí, nước và đất từ chuỗi số liệu quan trắc liên tục hoặc định kỳ” phục vụ công tác kiểm soát và cảnh báo mức độ

ô nhiễm khu vực và các địa phương, giúp cho các nhà quản lý có cái nhìn tổng quát về bức tranh ô nhiễm để kịp thòi đưa ra các giải pháp thích họp giảm thiểu ô nhiễm hướng tới mục tiêu phát triển bền vững trong phát triển kinh tế - xã hội gắn vói bảo vệ môi trường Do tính cấp thiết về ý nghĩa khoa học và thực tiễn của vấn dẻ nêu tren, đề tài trọng điểm về Nhiệm vụ Báo vệ môi trường cấp Đại học Quốc gia Hà Nội, mã số: QMT:12.01, 2012 - 2014:

"Xây dựng bộ chỉ số chất lượng môi trường tổng họp đối vói từng thành phần: không khí, nước và đất, phục vụ công tác giám sát và quản lý môi trường” đã được thực hiện do GS.TS Phạm Ngọc Hồ và ThS Dương Ngọc Bách đồng chủ nhiệm và các cộng sự.

Để quý bạn đọc (các sinh viên, học viên cao học, nghiên cứu sinh, các nghiên cứu viên) thuộc các trường cao đẳng, đại học, các viện nghiên cứu, cũng như các quan trắc viên thuộc các tỉnh thành trên phạm vi cả nước được cập nhật các kiến thức cơ bản và

LỜI NÓI ĐẦU

3

quy trình tính toán các chỉ số đơn lẻ và tổng họp áp dụng vào thực

tế Một số nội dung chính của đề tài được các tác giả biên soạn

thành cuốn sách Hướng dẫn đánh giá chất lượng m ôi trường

không khí, nước và đất bằng chỉ s ố đơn lẻ và chỉ s ố tổng họp giói

thiệu đến bạn đọc Nội dung gồm bốn phần:

1 Phương pháp đánh giá ô nhiễm /chất lượng không khí;

2 Phương pháp đánh giá chất lượng nước;

3 Phương pháp đánh giá chất lượng đất;

4 Tiểu kết và câu hỏi ôn tập.

Các câu hỏi và ý kiến đóng góp xin gửi đến tác giả qua e-mail: hopn2Q08@yahoo.com.vn hoặc trực tiếp qua số điện thoại di động: 0983322688.

Các tác giả xin chân thành cảm ơn Bộ Tài nguyên và Mói trường, Đại học Quốc gia Hà Nội đã tài trợ kinh phí cho đề tài Nhiệm vụ Bảo vệ môi trường mã số: QMT: 12.01.

Các tác giả

4

Chịu trách nhiệm xuất bản:

Chủ tịch Hôi đồng T hành viên M AC VÀN TH IÊN

T ổng G iám đốc kiêm Tổng biên tập GS.TS v ũ VĂN H Ù N G

T ổ chức bản thảo và chịu trách nhiệm nội dung:

Phó Tổng biên tập PH A N D O Ã N TH O A I

G iám đốc Công ty CP Sách Đ H -D N N G Ô TH I TH A N H B ÌN H

Biên tập nội dung: Đ Ặ N G M AI TH A N H Trình bày bìa: Đ IN H X U Â N D Ũ N G Sỉta bản in và c h ế bản: HŨU T H À N H

Công ty CP S ách Đại học, Dạy nghề - Nhà xuất bản Giáo dục Việt Nam

giữ quyển công b ố tác phẩm

HƯỚNG DẦN ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ, NƯỚC VÀ ĐẤT BẰNG CHỈ s ố ĐƠN LẺ VÀ CHỈ s ố Tổ N G HỢP

(SÁCH CHUYÊN KHẢO)

M ã số : 7 K 9 8 5 Y 5 - D A I

In 500 bản (QĐ in số.: 86), khổ 14,5 X 20,5 cm

Đơn vị in : In tại Công ty CP Văn hóa Hà Nội

240 Minh Khai, Quận Hai Bà Trưng, TP Hà Nội

Cơ sở in : Khu công nghiệp Đình Bảng, Từ Sơn, Bắc Ninh SỐĐKXB : 2531 - 2015/CXBIPH/4- 1306/GD

Số QĐXB : 6186/QĐ-GD ngày 01 tháng 10 năm 2015

In xong và nộp lưu chiểu tháng 10 năm 2015

jp lie d a n d E n v i r o n m e n t a l Soil S c ie n c e

ilu m e 20155, A r t i c l e I D 2 5 3 7 2 9 , 8 p a g e s

[p://dx.doi org/l 0 1155 / 2015/253729

lesearch Article

Aggregate Indices Method in Soil Quality Evaluation Using

he Relative Soil Quality Index

H in d a w i

H o Ngoc Phain,1 Hai Xuan Nguyen,1 Anh Ngoc Nguyen,2 and Diep Ngoc Tran1

‘ Research Centre fo r Environmental Monitoring and Modeling (CEMM), VNU University o f Science,

334 Ngitycit Trai Street, Thanh Xuan District, Hanoi 120000, Vietnam

F a c u l ty o f G eography, H a n o i N a tio n a l U n iv ersity o f E d u c a tio n , 136 X u a n T h u y Street, C a u G ia y D istric t, H a n o i 122000, V ie tn a m

C orrespondence should be addressed to H o Ngoc Pham; hopn2008@ yahoo.com.vn

R eceived 21 September 2015; Revised 25 O ctober 2015; Accepted 2 N ovem ber 2015

A cadem ic Editor: Victor Kavvadias

C o p y rig h t © 2015 Ho Ngoc P ham et al This is an open access article distributed under the Creative Com m ons A ttribution License,

w h ic h perm its unrestricted use, distribution, and reproduction in any m edium , provided the original work is properly cited.

T his paper presents a new approach to assess the soil quality by aggregate indices using the Relative Soil Quality Index (RSQI)

p roposed by Ho Ngoc Pham RSQI is integrated from the individual indices into a simple form ula for overall assessment o f the soil quality RSQI is different from o th er approaches Particularly, the individual indices and the w eighting factors of Pham are calculated fro m (he analytical laboratory data and the environmental standards, respectively, and n ot self-regulated as in m ethods of some

o th e r authors In this paper, the authors applied the RSQI to assess the Soil Environm ental Q uality o f rice intensive cultivation areas

through a case study in Haiduong province ill 2013, The RSQI is calculated for sampling points in 12 districts and simulated the

Soil Environm ental Quality 011 GIS map The results show that the Soil Environm ental Q uality of rice intensive cultivation areas

in H iliduong is predom inantly divided into three levels: good, m oderate, and poor According to the report of G eneral Statistics

O ffice for Haiduong province, rice intensive cultivation areas in 2013 achieved a relatively high average rice yield o f 5.90 tonnes per

h ectare; it means actual soil properties are in line w ith results o f the research.

I Introduction

le assessment of soil degradation in the world is primarily

ised on single criteria to build the assessment thresholds

r each group of total content of bioelements, content of

'ailable forms of bioelements, heavy metals, and so forth,

which each parameter in the group of total content of

oelements and the group of content of available forms of

oelements is categorized into three levels: high, medium,

id low or rich, moderate, and poor, respectively, to serve for

e degradation assessment of agricultural land and forestry,

le environmental quality index (EQI) approach to assess air,

iter, and soil was first mentioned in the work of Ott [1], and

Ịenvards, the application of EQI to assess the soil quality

iQ) is continuously developed and widely used [2-7],

The soil degradation assessment in Vietnam has inter­

fed many scientists Vietnamese scientists have made in-

foth studies on the thresholds and the assessing scale for

the group of total content of bioelements, content of available forms of bioelements and heavy metals, and so forth In which, typical studies are of Nguyen [8], Le [9], Tran [10], Nguyen [11], Le and Tran [12], and the National Technical Standards on the soil environment for the heavy rrietals group [13] However, the approach to assess soil degradation by aggregate indices in Vietnam is still new Such approach was first mentioned in the dissertation of Nguyen in order to create an environmental land map at the provincial scale [14] The author applied the Total Soil Quality Index (TSQI) proposed by Pham [15] to determine the Soil Environmental Quality for agricultural land (rice cultivated areas) Neverthe­ less, calculating the weighting factors of each group is compli­ cated Therefore, Pham developed the TSQI into the Relative Soil Quality Index (RSQI) which simplifies the calculation of the weighting factors of total content of bioelements, content

of available forms of bioelements, pHKC|, and heavy metals group in reality [16] Because of the paper’s scope, the authors

only apply RSQI into aggregate assessment of the SQ of rice

intensive areas in Haiduong province.

2 M aterials a n d M eth od

2.1 Materials, (i) The research used the soil sample analysis

data for 1 2 districts with rice intensive cultivation areas in

Haiduong province [17].

(ii) Research materials of Vietnamese authors [8-1 2]

and Vietnam’s environmental regulations [13] were used

to convert the categorized scale of individual index into

the individual assessing scale of SQ which served for the

calculation of the SQ assessment by aggregate indices, using

RSQI.

2.2 Method

2.2.1 Formula of Relative Soil Quality Index (RSQI). RSQI is

a new approach to assess the SQ by aggregate indices It is

based on the synthesis or integration of individual index

of n surveyed parameters in order to form a formula which

simplifies the SQ assessment at each monitoring point RSQI

proposed by Pham is determined by the following formula

Case 3: If Cj > c* so > ]

(Soil with poor quality—degraded soil)

(b) The groups in the interval [a, b] in Vietnam’s envi­ ronmental regulation (group of total content of bioelements, group of content of available forms of bioelements):

(Soil with good quality—nondegraded soil).

Applied an d E nvironm ental Soil Science

where Pn is the common sum (sum of separate sums Pk

and Pm); Pm includes m of numbers of q, with values <1; Pk

includes k of numbers of qi with values >1; n is the number of

monitored parameters.

Noting. Formula (1) clearly shows that RSQI depends on the

relative ratio Pk/P„. The higher the value of the ratio is, the

sm aller the value o f RSQI w ill be Thus, the SQ is poorer.

(i) Calculating Individual Index qi (Subindex) o f Each Param­

eter i. To calculate RSQI in formula (1), we first need to

calculate individual index as the following:

(a) The groups below in Vietnam’s environmental regula­

tion (to the heavy metals group) are

(ii) Calculating the Separate Sums Pk, Pm, and the Common

Sum Pn Using F orm ulas (2) to (4 ).From (1) to (10),

Cj is the actual monitoring value of parameter /, c* a, and b are the permitted limit values of param­

eter !,

m, is the number of parameters with qi = 1 (as C/ =

cj),

m 2 is the number of parameters with < 1,

k is the number of parameters with q-t > 1.

2.2.2 Calculating the Temporary Weighting Factors w ! and the Final Weighting Factors W ị Wj is the final weighting factors of the parameter i; Wị accounts for the importance which presents the relation between each parameter i; and

j is the n u m b e r o f parameters o f each exam ination group

The final weighting factor W: is determined through the

tem p o ra ry w eighting factor w as follows.

(a) Groups Below in Environmental Regulation (Heavy Metals Group), w ! is calculated by formula:

„ M I Ỉ H , Ĩ Í S 01)

(6) where c* is allowance limited value of parameter i and j is the number of parameters selected by the group for examination.

pplied a.nd Environm ental Soil Science 3

') Group’S in the Interval [a, b] in Environmental Regulations

iroup of the Total Content of Bioelements, Group of the Cou­

nt of Available Forms of Bioelements). Consider parameter

■oups in the intervals: [a x, i>, ], [a2, b2],[a3, b3] , [cij, bj].

The foirmula to calculate w ! of parameter i for each group

as below:

jX (bị - dị)

( 12)

here the environmental regulation value of parameter i in

e interval [«,,£>,] is (t>;—a,) and; is the number of parameters

each group.

cample. There are 2 parameters (j = 2) given in [aj.bj],

2,t>2] The environmental regulation values of [aj,b|] and

2,b2] are (b, - ữj) and (b1 - Oj), respectively According to

) Calculate the Final Weighting Factor o f Parameter i (Wj)

le final weighting factor of each parameter i of each group

identified by the following formula:

1.4 Converting Hierarchy for Assessing Criterion to Hierar-

V for Assessing SQ. To apply (7)—(10) formulas, first, levels

d hierarchy for assessing criterion need to be converted to

rels and hierarchy for assessing soil quality (SQ) for each

iividual criterion.

The conversion Tables 2, 3, and 4 are based on the

plication of Vietnam research materials about criterion for

;essing soil groups.

Results and Discussion

Results

.1 Hierarchy for Assessing SQ o f RSQJ. The hierarchical

lie for aggregate assessing soil quality of RSQI correspond­

ed n = 10 parameters in Table is shown in Table 5.

3.1.2 Calculating the Temporary Weighting Factors w ! and the Final Weighting Factors W ị (i) Calculating the Temporary Weighting Factors Wj is as follows:

The group of heavy metals (formula (11)):

Applied an d Environm ental Soil Science

3 Calculating cỊị, Pml, Pm2, Pk, Pn, and RSQI. Based on

research materials mentioned in Section 2.1, this research

rulated individual parameter using formulas (7)—(10),

:ulated Pk and Pn using formulas (2)-(4), and calculated

RSQI index using formula (1) for soil samples.

Because of the large sample size of the rice intensive

tivation areas surveyed in Haiduong including relatively

h, medium, and low plains, we present how to calculate

ividual index q,, the separate sums pml> Pm2 and Pk,

I the common sum Pn (n = 10 parameters) in order to

ermine the RSQI of a particular soil sample SI (Table 7)

IS, only result o f o th er samples is shown in Table 8:

plied arad E n v iro n m e n ta l Soil Science 5

BLE 3: Converting h i e r a r c h y fo r a ss e ss in g c r i te r io n to h ie r a r c h y fo r a ss e ss in g SQ fo r th e g ro u p o f c o n te n t o f a v a ila b le fo rm s o f b io e le m e n ts

5LE 4: Converting hierarchy for assessing criterion to hierarchy

assessing SQ for heavy metals (mg-kg-1, top soil).

ILF 5: Hierarchy fo r a ss e s s in g SQ o f RSQI = I w ith n = 10

ameters (Cd, Cu, Pb, SOM, N,, p,, K(> N„, p„, and KJV).

4 Creating the Soil Environmental Quality Map. From

Table 8, GIS technology with the spatial interpolation is

lied to develop a simulated map of the SEQ assessment at

research area (Figure 1).

3.2 Discussion, (i) From Table 8, the SQ of rice intensive cultivation areas in Haiduong is good (nondegraded soil), moderate (soil starting degradation), and poor (degraded) (ii) From the SQ map (Figure 1), incorporation with digital land use map (Haiduong DoNRE, 2013 [18]) will calculate the area of rice intensive cultivation for 1 2 districts

in hectare that consists of 3 groups: good (nondegraded), moderate (starting degradation), and poor (degradation) Soil Environmental Quality Particularly, the nondegraded area of the province is 25,106.85 ha (36.29%), the area which starts

to degrade is 28,821.69 ha (41.66%), and the degraded area is 15,254.33 ha (22.05%) To districts in the provinces with the moderate and poor soil quality, the soil with moderate and poor quality needs to be monitored and fertilized properly (iii) According to the General Statistics Office (2013) [19], rice intensive cultivation areas in Haiduong province 2013

reached a relatively high average yield of 5.90 tonnes/ha

Because the RSQI approach shows results of the soil with good quality (nondegraded), the soil with moderate quality (start degraded), and the soil with poor quality (degraded),

in which the degraded soil area accounts for only 22.05%, the soil quality of rice intensive cultivation -areas is considered fairly good Therefore, results of the research are in line with the relatively high yield in reality.

4 C on clu sio n

The research used the soil sample analysis data for twelve districts in Haiduong province to calculate individual indices for 10 parameters The selected basic parameters are Cd, Cu, and Pb; Pt, SOM, Nt> and K,; Nav, Pav, and Kav The separate

sum Pm is integrated fro m param eters group w ith cỊị < 1 whereas the separate sum Pk is integrated from parameters

group with q, > 1 The common sum Pn equals Pm plus Pk

Using these sums, we calculated the RSQI values for 36 soil samples (16 samples in relatively high plains; 7 samples in medium plains; and 13 samples in low plains).

The results of calculations show that the soil sample with

good q uality (q, < 1) accounts fo r 1 4 /3 6 = 38.88%; the proportions o f soil sample w ith m e d iu m quality (q,- = 1) and

p o o r quality (ij, > 1) are equal; both o f them account for

Applied and Environm enta l Soil Science

c u lt i v a t io n

O t h e r f a c to rs (•) o P r o v in c i a l a n d d i s t r i c t

c a p ita l - P r o v in c i a l b o u n d a r y - D i s tr i c t b o u n d a r y -<Sh- N a t io n a l h i g h w a y -GCQ- P r o v in c i a l h i g h w a y - R a ilw a y

T a b l e 6: The tem porary weighting factors w ! and the final weighting factors W ị of 10 surveyed param eters.

Heavy metals Total content of bioelements C ontent of available forms of bioelements

T a b l e 7: Calculating RSQI for a particular soil s a m p le SI with Cj, m onitoring values.

arameters Heavy me tals Total content of bioelements C ontent of available forms of bioelements

T able 8: Results of calculation of RSQI based on monitoring data.

(a) Relatively high plains

I 2.17 0.24 2.41 90.04 Moderate (starting degradation)

3 1.93 0 1.93 100 Excellent (nondegraded)

5 2.02 0.03 2.05 98.54 Good (nondegraded)

7 2.03 0.12 2.15 94.42 Moderate (starting degradation)

5 1.73 0.08 1.81 95.58 Good (nondegraded) 1 2.30 0.16 2.46 93.50 Moderate (starting degradation) .3 2.24 0.17 2.4) 92.95 Moderate (starting degradation) .5 2.01 0.23 2.24 89.73 Poor (degradation) 7 1.94 0.15 2.09 92.82 M oderate (starting degradation)

.9 2.11 0.21 2.32 90.95 Moderate (starting degradation)

>1 1.95 0.22 2.17 89.86 Poor (degradation)

>3 2.05 0.20 2.25 91.11 M oderate (starting degradation)

!5 2.40 0.15 2.55 94.12 Moderate (starting degradation)

!1 1.30 0.01 1.31 99.24 Good (nondegraded)

13 2.04 0.37 2.41 84.65 Poor (degradation) -5 2.33 0.16 2.49 93.57 Moderate (starting degradation)

7 2.08 0.35 2.43 85.60 Poor (degradation)

9 1.70 0.28 1.98 85.86 Poor (degradation) '1 1.91 0.09 2.00 95.50 Good (nondegraded)

3 1.93 0.14 2.07 93.24 Moderate (starting degradation)

5 2.24 0.21 2.45 91.43 Moderate (starting degradation)

Applied and Environm enta l Soil Science

Based On the hierarchical scale of soil quality of RSQI,

Ĩ soil quality of rice intensive cultivation areas in Haid-

ng is p redo m in antly d ivid ed into three levels: good (n o n ­

graded soil), m oderate (soil starting degradation), and

or (degraded soil), corresponding to 3 levels w hich were

iessed b y individual index.

The R S Q I values are sim ulated on dig ital land use m ap by

s technology Each area has the same level described by the

Tie colo ur on the map Based on this map, calculating the

:a o f each level (good, m oderate, and poor) in hectare, the

ndegraded area o f the province is 25,106.85 ha (36.29% ),

; area w hich starts to degrade is 28,821.69 ha (41.66% ), and

: degraded area is 15,254.33 ha (22.05% ) The map which

developed from the aggregate SQ assessment approach

using R SQ I provides local managers an overview o f the

'el o f soil degradation before p ro m p tly taking appropriate

fasures to prevent or reduce p ollution.

In summary, o ur results are consistent w ith the reality,

erefore, the calculation m e th o d using ind ividu al indices 3;

d the aggregate index R S Q I has a scientific basis and high

:uracy; the m ethod could be applied in w a rn ing service and

nro nm en tal m anagem ent at the provincial scale.

sclosu re

e content of this paper is one o f the results o f theses at level

JU, code QMT.12.01.

inflict o f In terests

Ỉ authors declare that there is no conflict o f interests

arding the publication o f this paper.

k n o w led gm en ts

Ỉ authors hereby express sincere thanks to the M in is try o f

tural Resources and E n v iro n m e n t and V ie tn a m N atio n al

iversity tor funding the subject.

ferences

w R Ott, Environmental indicts—Theory and Practice, Ann

Arbor Science Publishers, New York, NY, USA, 1978.

M c Amacher, K p O’Neil, and c H Perry, “Soil vital signs:

a new Soil Quality Index (SQI) for assessing forest soil health,”

Research Paper RMRS-RP-65W W W , U.S Department of Agri­

culture, Forest Service, Rocky Mountain Research Station, Fort

Collins, Colo, USA, 2007.

J w Doran and T B Parkin, “Quantitative indicators of soil

quality: a minimum data set," in Methods fo r Assessing Soil

Quality, J vv Doran and A J Jones, Eds., Soil Science Society

of America Special Publication no 49, pp 25-37, Soil Science

Society of America, Madison, Wis, USA, 1996.

T Nakajima, R Lai, and s Jiang, “Soil quality index of a crosby

silt loam in central Ohio,” Soil and Tillage Research B, vol 146,

pp 323-328,2015.

S Kalu, M Koirala, u R Khadka, and K c Anup, “Soil

Protection, vol 5, no 1, pp 38-43, 2015.

[6] A Morugán-Coronado, V Arcenegui, F Garcia-Orenes, J Mataix-Solera, and J Mataix-Beneyto, “Application of soil quality indices to assess the status of agricultural soils irrigated with treated wastewaters,” Solid Earth, vol 4, no 1, pp 119-127, 2013.

[7] T Paz-Kagan, M shachak, E Zaady, and A Karnieli, "A spectral soil quality index (SSQI) for characterizing soil function in areas

of changed land use,” Geoderma, vol 230-231, pp 171-184,2014 [8] M Nguyen, Practice of Soil Science, Agriculture Publisher, Hanoi, Vietnam, L979 (Vietnamese).

[9] c V Le, Agrochemistry, Science and Technology Publishing House, Hanoi, Vietnam, 2005 (Vietnamese).

[10] c V Tran, Soil Science, Hanoi University of Agriculture I, Hanoi, Vietnam, 2000 (Vietnamese).

[11] H N Nguyen, Soils and Fertilizers, Hanoi Publishing House, Hanoi, Vietnam, 2005 (Vietnamese).

[12] D Le and H K Tran, Soil and Soil Protection, Hanoi Publishing House, Hanoi, Vietnam, 2005 (Vietnamese).

[13] " N a tio n a l te c h n ic a l re g u la tio n o n th e a llo w a b le lim its o f h e av y

metals in the soils,” Q C V N 03: 2008/BTNM T, 2008 (Viet­ namese).

[141 A N Nguyen, Scientific basis of provincial environmental mapping laud serving fo r land management ai\d environmental protection (sampling of Haidnong province) I Dissertation uf Geography], 2014 (Vietnamese).

[15] H N Pham, “Weighted and standardized total environmental quality index (TE Q I) approach in assessing environmental components (air, soil and water),” VNU Journal o f Science, Earth Sciences, vol 27, no 3, pp 127-134, 2011.

[16] H N Pham, "Relative Soil Quality Index (RSQI) o fV N U theme:

‘Building a set of aggregate index o f environmental quality for each element: air, water and soil, service monitoring and environmental management’,” code: QMT.12.01, 2012-2014,2014 (Vietnamese).

[17] H N Pham, Thematic Reports on Investigating and Surveying

of the Soil Environmental Parameters o f 12 Districts ofHaiduang Province in 2013, Research Centre for Environmental Monitor­ ing and Modeling (C EM M ), V N U University of Science, 2013 (Vietnamese).

[18] Department of Natural Resources and Environment of Haid- uong province, The land use map, 2013 (Vietnamese).

[19] GSO Vietnam, 2015 (Vietnamese), http://www.gso.gov.vn/.