Hà Nội: Mùa đông, mùa ô nhiễm nhất

Hà Nội vào đông, ở ven các các trục lộ giao thông chính, mỗi giờ, có hơn 0,3 mili gam bụi PM10 (loại bụi có kích thước bé hơn 10 micron) chui tọt vào phổi người dân. Mùa đông, cũng là thời kỳ mà Hà Nội bị ô nhiễm nhiều nhất.

PM10 là những hạt bụi có kích thước bé hơn 10 micron (1 micron = 1/1.000 mm), có khả năng xuyên sâu vào phổi, tác hại đến hệ thống hô hấp và tim mạch. Các chất ô nhiễm khác như SO₂, NO₂, CO và O₃ (ozone) cũng đồng loạt tăng cao, một số chất có thể vượt tiêu chuẩn cho phép tại nhiều nơi trong nội thành.

Hiện trạng và nguyên nhân

Hiện tại, thủ đô Việt Nam là một địa chỉ ô nhiễm không khí "có hạng" trên thế giới.

Nhớ lại Hà Nội 10-15 năm trước đây, có thể thấy ngay đây là hậu quả của quá trình đô thị hoá thiếu kiểm soát và tăng trưởng kinh tế một chiều, thiếu giải pháp bảo vệ môi trường. Vô tình hay cố ý, chúng ta đã làm theo khẩu hiệu: "Tăng trưởng trên hết, môi trường tính sau" (Growth first, environment later).

Đã đến lúc không thể để muộn hơn nữa rồi! Quá nhiều xăng, dầu và than được bơm vào cỗ xe kinh tế để rồi tung vào bầu không khí một lượng lớn chất ô nhiễm. Trong khi đó, ở nhiều khu phố, người dân và phương tiện cơ giới phải chen chúc nhau đến nổi không còn đủ khoảng không cho chúng kịp phát tán trước khi con người hít thở vào phổi.

Lượng xe cộ ngày càng vượt xa khả năng đáp ứng của cơ sở hạ tầng.

Tại các trục lộ giao thông chính, bụi PM10 tăng cao vào mùa đông (Ảnh: VNN)

Xe máy áp đảo trên đường phố gây ùn tắc giao thông triền miên tạo ra nhiều điểm "nóng ô nhiễm" PM10, NO2, và benzene trên bản đồ. Nếu phần lớn xe máy được thay bằng các phương tiện công cộng thì cả lượng nhiên liệu lẫn lượng phát thải ô nhiễm sẽ giảm đi rất nhiều.

Mặt đường quá bẩn, đất cát do xe cộ tốc lên chiếm một thành phần quan trọng trong bụi PM10. Sử dụng than và dầu chứa nhiều lưu huỳnh, khiến cho khí SO₂ tăng cao ở nhiều khu công nghiệp và dân cư.

Những nghiên cứu trong nhiều năm gần đây của các tác giả trong và ngoài nước cho thấy, Hà Nội còn chịu tác động bởi những nhà máy nhiệt điện sử dụng than ở các vùng phụ cận. Những chất ô nhiễm từ bên kia biên giới cũng theo các khối khí gió mùa đông bắc mang đến Hà Nội và các vùng lân cận một lượng lớn khí ô nhiễm và những hạt bụi li ti có kích thước bé hơn 2,5 micron (PM2,5).

Hai câu hỏi: khi nào và ở đâu?

Không khí Hà Nội nhìn chung bị ô nhiễm nặng, nhưng may quá, không phải khi nào cũng vậy. Mức độ ô nhiễm luôn biến động theo các yếu tố khí tượng như gió, mưa, độ ẩm không khí, lượng ánh sáng mặt trời, và nhất là mức độ xáo trộn (mixing) của khí quyển.

Có thể nói, với cùng một mức phát thải như nhau, nhưng ô nhiễm không khí sẽ giảm đi rất nhiều khi có gió mạnh, mưa nhiều và khí quyển xáo trộn mạnh (làn khói phụt lên cao từ các ống khói nhà máy). Những trạng thái thời tiết này lại bị chi phối bởi bản chất và đường đi của các khôi khí gió mùa tác động đến miền Bắc nước ta.

Không ai có thể khống chế được những hiện tượng thời tiết nói trên. Nhưng trong khi chưa thực thi được các giải pháp toàn cục để giải quyết nạn ô nhiễm không khí ở Hà Nội, thì việc nắm bắt các quy luật diễn biến ô nhiễm theo thời tiết, nhất là biết trước khi nào không khí bị ô nhiễm nặng nhất, là điều vô cùng cần thiết.

Mùa đông và hiện tượng nghịch nhiệt do bức xạ về ban đêm (nocturnal radiation temperature inversion) Hiện tượng này rất dễ nhận biết. Từ tháng 10 đến giữa tháng 1, vài ngày sau khi gió mùa đông bắc tràn về, thời tiết trở nên hanh khô, ban ngày trời quang, nắng đẹp, gió đông bắc nhẹ, đêm đến se lạnh, lặng gió cho đến gần khuya..., Nhưng bụi mù hiện rõ dưới ánh điện và đèn pha ô tô trên đường. Mặt đất bị ánh sáng mặt trời hâm nóng suốt ngày, về đêm lạnh đi do phát ra bức xạ hồng ngoại, nhiệt độ không khí gần mặt đất do đó sẽ tăng lên theo độ cao cho đến khoảng 150-200 mét, sau đó mới giảm đi như "thường lệ". Bóng vô tuyến thám không thả lên tại Vườn Khí tượng Láng vào 6 giờ chiều hằng ngày đã ghi được hiện tượng này vào đúng những ngày có mức ô nhiễm cao nhất giữa hai đợt gió mùa kế tiếp nhau trong mùa khô.

Các cơ quan quản lý môi trường sẽ có thể thực thi các giải pháp hạn chế lượng phát thải, còn người già, trẻ em, những người mắc chứng bệnh hô hấp và tim mạch sẽ có cách chủ động phòng tránh.

Đây chính là bài học đắt giá nhất từ thảm hoạ lịch sử về ô nhiễm không khí khiến hơn 4.000 người dân Luân Đôn chết trong đợt sương mù cuối tháng 12/1954.

Những quy luật trình bày sau đây được rút ra từ kết quả quan trắc chất lượng không khí (CLKK) một cách hệ thống tại Vườn khí tượng Láng do Trung Tâm Khí Tượng Thuỷ Văn khu vực đồng bằng Bắc Bộ (TT KTTV) tiến hành từ năm 2001 và Viện Năng Lượng Nguyên Tử Việt Nam (VNLNT) từ năm 1998.

Quy luật diễn biến theo thời tiết của chất ô nhiễm tại các nơi khác trong phạm vi nội thành Hà Nội cũng tương tự như ở Vườn khí tượng Láng. Nhưng mức độ ô nhiễm tại những nơi khác có thể cao hoặc thấp hơn ở Vườn khí tượng Láng rất nhiều, tùy theo lượng phát thải và khả năng phát tán các chất ô nhiễm tại đó. Đây chính là câu hỏi thứ hai: Ở đâu không khí bị ô nhiễm nặng?

Chương Trình Không Khí Sạch Thuỵ Sỹ - Việt Nam (SVCAP) phối hợp với Trung Tâm Quan trắc và Phân tích Môi trường - Tài nguyên Hà Nội (CENMA) đã tìm cách giải đáp câu hỏi này qua hai chiến dịch lấy mẫu khí thụ động (passive sampling) vào mùa đông và mùa hè năm 2007 tại 120 địa điểm, tập trung chủ yếu trên 8 quận nội thành. Hy vọng kết quả nghiên cứu này sẽ được công bố chính thức một ngày gần đây.

Để trả lời lại câu hỏi thứ nhất (khi nào), xin bạn đọc vui lòng xem một số giản đồ ghi lại kết quả quan trắc tại Vườn khí tượng Láng dưới đây. Về cách lý giải khoa học, bạn đọc có thể tham khảo thêm ở (http://www.tchdkh.org.vn/) của tạp chí Hoạt Động Khoa Học (thuộc Bộ Khoa học-Công nghệ), số tháng 12/2007.

Dưới đây chúng tôi sẽ tập trung vào bụi PM10, vì các chất ô nhiễm khác như SO2, NO2 và CO đều có cùng những diễn biến tương tự.

Tháng nào không khí Hà Nội bị ô nhiễm nặng nhất?

Hình 1. Kết quả quan trắc từ năm 1999 đến 2006 của Viện Năng lượng Nguyên tử Việt Nam

Xem hình 1 trên đây sẽ rõ. Năm nào cũng vậy, mùa đông bụi PM10 cao hơn mùa hè, cao nhất vào tháng 12 đến tháng Giêng, thấp nhất vào tháng 7-8. Chế độ xoáy nghịch (anticyclonic) với gió mùa đông bắc về mùa đông ở miền Bắc làm cho không khí bị tù hãm, có xu hướng nén xuống, bụi và chất ô nhiễm phát ra khó bị phát tán lên cao và pha loãng.

Ngược lại, trong chế độ xoáy thuận (cyclonic) về mùa hè, mặt đất bị đốt nóng, không khí dễ bốc lên cao, tạo điều kiện phát tán và pha loãng các chất ô nhiễm dễ dàng hơn. Ngoài ra, mưa nhiều càng làm cho mức ô nhiễm giảm mạnh, mặc dù lượng phát thải có thể không khác nhau giữa hai mùa.

Ngày nào không khí Hà Nội bị ô nhiễm nặng nhất?

Hình 2. Kết quả quan trắc PM10 trong mùa khô, từ tháng X/2003 đến tháng I/2004 tại trạm quan trắc tự động của TT KTTV ở Vườn khí tương Láng. Hàm lượng PM10 tính theo micro gam/m3.

Các hình tam giác trên trục hoành đánh dấu những ngày có gió mùa đông bắc tràn qua Hà Nội (nhiệt độ giảm đột ngột, xem giản đồ thứ nhất). Vài ngày trước và sau đó, mức ô nhiễm xuống thấp nhất nhờ có gió mạnh, đôi khi có mưa, ngoài ra khí quyển trong vùng tranh chấp giữa hai khối khí nóng và lạnh bị xáo trộn mạnh.

Nhưng sau đó là những ngày trời khô, gió đông bắc nhẹ, ban ngày nắng đẹp, ban đêm lạnh, từ chập tối hoàn toàn lặng gió. Kiểu thời tiết êm ả (ít xáo trộn) này dễ gây nên hiện tượng nghịch nhiệt do bức xạ về ban đêm.

Nghịch nhiệt xảy ra ngay sau khi mặt trời lặn, trùng vào giờ cao điểm giao thông, khiến cho các chất ô nhiễm cứ tích tụ lại gần mặt đất, hàm lượng của chúng tăng lên cho đến tận 9-10 giờ tối. Vậy là vào những ngày giữa hai đợt gió mùa đông bắc kế tiêp nhau trong mùa khô, ô nhiễm tăng lên cao, hàm lượng PM10 thường vượt tiêu chuẩn ngày 150g/m³ (đường đỏ nằm ngang), và ô nhiễm ban đêm cao hơn ban ngày, điều mà ít người ngờ tới.

Theo hình 2, từ tháng 10/2003 đến tháng 1/2004 có 47 ngày ô nhiễm nặng, tập trung vào bảy đợt. Hai đợt nặng nhất vào cuối tháng 10 và 12/2003 đều kéo dài hơn 10 ngày liền.

Trong thời gian này, tất cả các chất ô nhiễm không khí đều tăng cao, thêm vào đó là sự chênh lệch nhiệt độ ngày đêm khá lớn, rất khó chịu. Người già và trẻ em mắc chứng bệnh hô hấp và tim mạch cần lưu ý.

Từ tháng 1 đến tháng 3-4, thời tiết ẩm do các khối khí gió mùa thường xâm nhập vào miền Bắc qua Vịnh Bắc Bộ, nghịch nhiệt do bức xạ về ban đêm ít xảy ra. Nhưng một dạng nghịch nhiệt khác ở độ cao vài trăm mét, đặc trưng của chế độ xoáy nghich, có tên gọi là- nghịch nhiệt bổ sung (subsidence inversion), vẫn phát huy tác dụng, để lại những ngày trời âm u vì chứa nhiều bụi li ti hấp thụ ánh sáng mặt trời.

Tài liệu quan trắc thám không tại Vườn khí tượng Láng đầy đủ nhất mà chúng tôi có được trong hai năm 1998 - 1999 cho thấy, có đến 43 lần nghịch nhiệt do bức xạ về ban đêm từ tháng 10/1998 đến tháng 1/1999 và 37 lần nghịch nhiệt bổ sung từ tháng 1 đến tháng 3/1999.

Lúc nào trong ngày ô nhiễm nặng nhất?

Hình 3. Diễn biến trung bình hàng ngày của các chất ô nhiễm vào tháng V và tháng XI tại Hà Nội theo quan trắc của TT KTTV. Hàm lượng chất ô nhiễm trên trục tung tính theo microgam/m3.

Hình 3 mô tả diễn biến hàng ngày của ba chất ô nhiễm lấy trung bình trong hai tháng đầu mùa hè (tháng 5) và đầu mùa đông (tháng 11) năm 2003. Đối với NO₂ và PM10, ngày nào cũng có hai đỉnh ô nhiễm phản ảnh giờ cao điểm giao thông lúc 8 giờ sáng và 7 giờ tối. Còn đối với SO₂, cực đại buổi sáng xuất hiện muộn hơn, lúc gần 10 giờ, khi các lò đốt than hoạt động mạnh. So sánh cực đại buổi sáng với buổi tối trên hình 3, bạn đọc sẽ phát hiện ra nhiều điều thú vị và bổ ích.

Điều có thể bất ngờ đối với nhiều người là ô nhiễm không khí thường thấp nhất vào buổi trưa, từ 12 giờ đến 2-3 giờ chiều, lúc khí quyển bị xáo trộn mạnh do mặt đất bị đốt nóng. Từ khuya đến gần sáng cũng là khoảng thời gian ít ô nhiễm.

Xin nhắc lại, những điều vừa nêu trên là xu hướng trung bình trong hai tháng 5 và 11. Bức tranh có thể đậm nét hơn, hoặc khác đi ít nhiều khi xét từng ngày và từng tháng cụ thể.

Thí dụ, vào mùa khô, khi có nghịch nhiệt do bức xạ về ban đêm, các chất ô nhiễm thường dâng lên rất cao sau lúc chập tối. PM10 lúc 8-9 giờ tối có thể cao hơn lúc 2-3 giờ chiều đến chục lần, sau đó giảm bớt. Nhưng sáng hôm sau, mức ô nhiễm có thể lại tăng cao khi sương mù xuất hiện trước lúc mặt trời mọc. Và sau đó là giờ cao điểm giao thông buổi sáng...

Bài và ảnh: Phạm Duy Hiển