Đánh giá diễn biến theo mùa của lắng đọng axit (lắng đọng ướt) tại Việt Nam trong giai đoạn hiện nay

24/02/2020

     Tóm tắt

     Đánh giá xu thế thành phần trong khí quyển thông qua nghiên cứu những thay đổi trong thành phần hóa học của nước mưa là căn cứ quan trọng để đánh giá sự thay đổi của môi trường không khí. Bằng phương pháp kiểm nghiệm phi tham số Seasonal Mann-Kendal và áp dụng công thức tính toán của Mạng lưới giám sát lắng đọng axit Đông Á (EANET), thông qua số liệu quan trắc nước mưa của 23 trạm quan trắc môi trường không khí thuộc Tổng cục Khí tượng thủy văn để đánh giá diễn biến theo mùa, theo năm của lắng đọng axit ướt từ năm 2005 đến năm 2017, đánh giá cho ion NO₃^- và nss-SO₄^2-. Tổng lượng lắng đọng NO₃^-trên một đơn vị diện tích trung bình lớn nhất là trạm Vinh với tổng lượng lắng đọng  73,79 kg/ha/năm (năm 2011); trạm Phan Thiết có tổng lượng lắng đọng theo năm nhỏ nhất 0,11 kg/ha/năm (năm 2010). Lắng đọngnss-SO₄^2- có xu thế biến đổi , mùa Đông trạm Bãi cháy có mức thay đổi lớn nhất là 9,244%/mùa; mùa Xuân trạm Cà Mau có mức thay đổi lớn nhất là 43,22%; mùa Hè trạm Plelku có mức thay đổi là 47,72%; mùa Thu trạm Đà Nẵng có mức thay đổi lớn nhất là 58,34%.

     Từ khóa: Lắng đọng ướt, Seasonal Mann-Kendall, Môi trường không khí.

     1. Đặt vấn đề

     Nghiên cứu nước mưa là một vấn đề rộng và khó khăn, bởi không chỉ đơn giản nước mưa là kết quả của quá trình bay hơi nước trên toàn hành tinh và sự hình thành thành phần hóa học của nước mưa chủ yếu do quá trình bay hơi của nước biển quyết định. Thực tế, trong quá trình di chuyển của hơi nước và tạo thành mưa, thành phần hóa học của nước mưa bị thay đổi do các hoạt động kinh tế xã hội và các yếu tố tự nhiên khác.Lắng đọng axit(bao gồm cả lắng đọng khô và lắng đọng ướt) được tạo thành trong điều kiện khí quyển bị ô nhiễm do sự phát thải quá mức các khí SO₂, NO_x, CO (BTNMT, 2014). Nghiên cứu lắng đọng ướt là từng bước tính toán được việc xuất hiện các chất chất ô nhiễm trong môi trường không khí.

     Diễn biến lắng đọng ướt theo mùa cũng như xác định xu thế từng mùa được nghiên cứu nhiều trước đây (Seto và cộng sự, 2004; Kitayama và cộng sự, 2012; Lei Liu và cộng sự, 2016).  Kitayama (2012) chỉ ra mức độ thay đổi lắng đọng nss-SO₄^2-, NO₃^- trung bình tăng từ  1 – 3%/năm. Mojtaba Shadmani (2011) ứng dụng Seasonal Mann-Kendall đánh giá mức độ tăng giảm lượng bốc hơi nước cho tháng, mùa và năm.

     Trong nghiên cứu này, chúng tôi đánh giá diễn biến lắng đọng các ion NO₃^-, nss-SO₄^2-theo mùa, theo năm. Đánh giá mức độ thay đổi theo từng mùa và năm đối với các ion thông qua độ dốc Sen trong phương pháp kiểm nghiệm phi tham số Seasonal Mann-Kendall.

     2. Dữ liệu và phương pháp

     Tại Việt Nam hiện tại có 3 hệ thống thực hiện giám sát lắng đọng axit gồm: Mạng lưới Giám sát lắng đọng axit vùng Đông Á (EANET) tại Việt Nam do Viện KHKTTVBĐKH quản lý; Mạng lưới Quan trắc Khí tượng Thủy văn thuộc Tổng cục Khí tượngthủy văn; Mạng lưới giám sát mưa axit thuộc Mạng lưới quan trắc Môi trường quốc gia (Ngô Thị Vân Anh, 2018).

     Trong nghiên cứu này chúng tôi sử dụng bộ số liệu từ năm 2005 – 2017 tại các tạm quan trắc thuộc mạng lưới quan trắc Khí tượng Thủy Văn để phân tích đánh giá diễn biến lắng đọng ướt. Mạng lưới quan trắc thuộc Tổng Cục Khí tượng Thủy Văn bắt đầu đi vào hoạt động từ năm 1980 đến nay, hầu hết các trạm được đặt cùng các trạm Khí tượng, thiết bị lấy mẫu được đặt trong vườn khí tượng, quy trình lấy mẫu, bảo quản, phân tích mẫu được quy định và quản lý của Tổng cục Khí tượng thủy văn. Hàng năm trang thiết bị phục vụ quan trắc được cung cấp, duy tu, bảo dưỡng đảm bảo thực hiện đo đạc tại trạm cũng như phân tích tại các phòng thí nghiệm. Hiện nay, mạng lưới quan trắc của Tổng cục Khí tượng thủy văn có 03 phòng thí nghiệm quan trắc môi trường đặt tại Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh và Đà Nẵng, các phòng thí nghiệm đều đảm bảo quan trắc theo quy trình ISO và đạt chuẩn VLAS. Các thông số đo đạc, phân tích gồm: pH, EC, SO₄^2-, NO₃^-,NH₄⁺, Cl^-, Ca²⁺, Na⁺, Mg²⁺, K⁺, HCO₃^-.

     Các thông số được xem xét đánh giá trong nghiên cứu này gồm: nss-SO₄^2-, NO₃^-, các thông số được cho là có liên quan đến việcphát thải SO₂và NO_{x t} từ các hoạt động kinh tế xã hội. Trong đó,nồng độ nss-SO₄^2-được tính toán từ giả định loại bỏ muối biển thông qua nồng độ Na⁺được tính theo công thức (EANET):

 [nss-SO₄^2-] = [SO₄^2-] – 0,06028 x [Na⁺]

     Lượng lắng đọng ướt (Dw) được tính theo công thức của EANET như sau :

     Trong đó:

     Dw: Lượng lắng đọng ướt (µmol/m²/tháng)

     P: Tổng lượng mưa tháng (mm)

     : Nồng độ ion trung bình tháng (µmol/L)

     Đánh giá xu thế theo các mùa và năm đối với lắng đọng các ion, trong nghiên cứu sử dụng phương pháp kiểm nghiệm phi tham số Seasonal Mann-Kendall (SMK). SKM được phát triển bởi (Hirsch và cộng sự, 1982) nhằm mục đích phát hiện xu thế cho nồng độ các chất và các biến trong khí hậu. SMK được áp dụng cho chuỗi dữ liệu theo tháng, theo mùa, đặc biệt SMK không nhạy cảm đối với các trường hợp bị thiếu dữ liệu và dữ liệu lỗi (Kitayama và cộng sự, 2012). Sử dụng độ dốc Sen và SMK được áp dụng trong nhiều bài toán về đánh giá lắng đọng ướt (Aldo Marchetto và cộng sự, 2013; Rattigan và cộng sự, 2017; Lei Liu, 2015). Mức độ thay đổi của xu thế lắng đọng ướt được xác định thông qua độ dốc Sen và giá trị trung bình.

     3. Kết quả và thảo luận

     Trong phần này, chúng tôi sử dụng chuỗi dữ liệu lắng đọng theo các tháng để đánh giá diễn biến lắng đọng theo các tháng, các năm và đánh giá mức độ thay đổi của xu thế của lắng đọng theo năm, theo mùa.

     3.1. Lắng đọng NO₃^-

     Diễn biến tổng lắng đọng NO₃^- theo các năm tại các trạm được thể hiện trong hình 1. Trong tổng số 23 trạm có Vinh là trạm có tổng lượng lắng đọng theo năm lớn nhất 73,79 kg/ha/năm (năm 2011); trạm Phan Thiết có tổng lượng lắng đọng theo năm nhỏ nhất 0,11 kg/ha/năm (năm 2010).

 

 

 

Hình 1. Diễn biến tổng lắng đọng NO₃^- theo các năm

 

     Tổng lắng đọng theo năm từ năm 2005 – 2017, trạm Huế là trạm có tổng lượng lắng đọng trung bình năm lớn nhất 31,51 kg/ha; Hải Dương là trạm có tổng lượng lắng đọng trung bình theo năm nhỏ nhất 14,18 kg/ha. Các trạm khu vực Bắc Trung Bộ (Thanh Hóa, Vinh, Huế) có tổng lượng lắng đọng lớn nhất so với các khu vực còn lại.

     Đánh giá SKM cho chuỗi dữ liệu lắng đọng tháng từ năm 2005 – 2017 cho thấy có 8 trạm có xu thế thỏa mãn p<0,05 (bảng 1). Các trạm (p<0,05) tại miền Bắc (Việt Trì, Bắc Giang, Hải Dương, Ninh Bình) có xu hướng tăng từ 1,919 – 3,427 %/năm; các trạm (p<0,05) ở niền Nam (Tây Ninh, Tân Sơn Hòa, Cà Mau) và trạm Đà Nẵng có xu thế giảm từ -3,821 %/năm đến -1,064 %/năm.

     Xu thế lắng đọng NO₃^- theo năm thường tăng tại các tỉnh miền Bắc và giảm tại các tỉnh miền Nam, các tỉnh miền Bắc có mức tăng trung bình 1,121 %/năm; các trạm miền Nam có xu thế giảm trung bình -2,51%/năm.

 

Hình 2. Tỷ lệ lắng đọng NO₃^- theo các mùa

 

     Vào mùa Đông tại các trạm Vinh, Huế, Đà Nẵng, Quy Nhơn và Nha Trang có tỷ lệ đóng góp khá cao so với các mùa còn lại mức độ đóng góp tại các trạm lần lượt: 28,06 %; 52,27%; 37,18%; 31,74% và 27,99%. Các trạm khu vực Tây Nguyên, Nam bộ và trạm Phan Thiết có lượng lắng đọng vào mùa Đông rất thấp do đây là thời điểm mùa khô tại khu vực này, tỷ lệ lắng đọng NO₃^- tại khu vực này dao động từ 4,63 – 9,74%. Theo đánh giá SKM cho mùa Đông tại các trạm (bảng 2), chỉ có trạm Tân Sơn Hòa thỏa mãn (p<0,05) có xu thể giảm -13,12%/mùa.

     Vào mùa Xuân, các trạm Vinh, Huế, Đà Nẵng, Quy Nhơn lại có lượng lắng đọng thấp nhất và chiếm tỷ lệ từ 5,21 – 16,39%. Các trạm còn lại có tỷ lệ lắng đọng đều trên 25% vào mùa Xuân, trạm Cà Mau là trạm có tỷ lệ cao nhất đến 51,22%, tiếp theo trạm Thái Nguyên chiếm tỷ lệ 42,73%. Với tính toán SKM vào mùa đông đối với các trạm (p<0,05): các trạm Bắc Giang, Ninh Bình có xu thế tăng lần lượt 8,089 %/mùa và 3,74 %/mùa; các trạm Pleiku, Tây Ninh, Tân Sơn Hòa có xu thế giám lần lượt -5,039 %/mùa, -6,219 %/mùa, -9,302 %/mùa (Bảng 1).

   Vào mùa Hè, hai trạm Huế và Đà Nẵng có tỷ lệ lắng đọng thấp nhất và chiếm tỷ lệ lần lượt 1,9% và 7,91%. Trạm Phan Thiết có tỷ lệ lắng đọng cao nhất chiếm 44,58%, tiếp theo là trạm Pleiku chiếm 41,86%. Đánh giá SKM cho mùa Hè, có 2 trạm Việt Trì và Hải Dương có mức thay đổi thỏa mãn p<0,05, và có mức tăng lần lượt: 6,187 %/mùa, 3,398 %/mùa (Bảng 1).

     Đánh giá SKM vào mùa Thu cho thấy có 03 trạm Huế, Đà Nẵng, Cà Mau có xu thế thỏa mãn p<0,05 với mức thay đổi giảm vào mùa thu lần lượt -3,592 %/mùa, -7,153 %/mùa, -6,656 %/mùa.Tỷ lệ lắng đọng vào mùa Thu thấp nhất tại trạm Thái Nguyên (14,16%) và cao nhất tại trạm Đà Nẵng (49,69%).

     Bảng 1. Mức độ thay đổi và mức ý nghĩa đối với lắng đọng NO₃^-

Trạm	Mùa Đông		Mùa Xuân		Mùa Hè		Mùa Thu		Năm
	p	Mức thay đổi	p	Mức thay đổi	p	Mức thay đổi	p	Mức thay đổi	p	Mức thay đổi
Thái Nguyên	0,915	-0,883	0,063	4,181	0,342	0,967	1,000	-0,336	0,108	0,408
Việt Trì	0,592	1,369	0,443	3,031	0,022	6,187	0,858	1,472	0,037	2,382
Bắc Giang	0,016	7,297	0,037	8,089	0,149	1,806	0,073	2,832	0,000	3,427
Bãi Cháy	0,518	-2,572	0,798	3,715	0,170	5,398	0,889	0,722	0,367	1,285
Phủ Liễn	0,110	-5,203	0,935	-1,014	0,733	-0,186	0,668	-0,569	0,629	-0,744
Láng	0,808	-4,925	0,084	-7,358	0,751	-1,833	1,000	-0,040	0,304	-3,078
Hải Dương	0,138	9,895	0,790	-0,381	0,035	3,398	0,124	2,697	0,008	1,919
Ninh Bình	0,054	14,570	0,021	3,740	0,201	4,566	0,384	-3,014	0,015	2,735
Cúc Phương	0,748	3,447	0,971	-2,668	0,131	4,529	1,000	0,790	0,353	1,751
Thanh Hoá	0,054	-3,553	0,745	-1,537	0,751	2,496	0,465	-0,552	0,449	-1,168
Vinh	0,646	1,644	0,597	-1,774	0,875	0,188	0,826	-0,896	0,781	-0,319
Huế	0,753	1,735	0,329	-5,115	0,673	-0,075	0,024	-3,592	0,168	-0,795
Đà Nẵng	0,067	-3,183	0,569	-1,689	0,284	3,473	0,002	-7,153	0,007	-1,170
Quy Nhơn	0,481	3,037	0,770	0,470	0,922	-1,640	0,768	0,645	0,471	0,861
Nha Trang	0,899	-4,020	0,535	3,236	0,323	-1,212	0,194	-2,636	0,292	-0,978
Phan Thiết	NS	NS	0,496	-1,276	0,932	-0,119	0,938	1,213	NS	NS
Pleiku	NS	NS	0,043	-5,039	0,592	-5,710	0,821	0,032	NS	NS
Buôn Mê Thuột	NS	NS	0,956	-0,004	0,707	-11,389	0,352	3,391	NS	NS
Đà Lạt	0,838	10,718	0,230	5,562	0,925	-2,867	1,000	-0,415	0,272	0,827
Tây Ninh	0,181	-5,530	0,045	-6,219	0,706	-1,276	0,324	-2,877	0,023	-2,381
Tân Sơn Hoà	0,003	-13,120	0,002	-9,302	0,549	-3,229	0,597	2,478	0,016	-3,821
Cần Thơ	0,262	-6,732	0,671	-5,695	0,775	-0,105	0,245	-4,018	0,124	-2,774
Cà Mau	0,089	-5,204	0,752	0,765	0,742	0,345	0,026	-6,656	0,020	-1,064

Chú thích: NS: Không đủ dữ liệu tính toán

     Bảng 1 cho thấy các trạm có xu thế tăng, giảm hằng năm (p<0,05) thì thường có xu thế tăng vào các mùa (p<0,05) như: trạm Việt Trì có mức tăng trung bình 2,382 %/năm và có mùa hè có mức tăng 6,187 %/mùa; trạm Bắc Giang có mức tăng trung bình 3,427 %/năm và có mùa xuân có mức tăng 8,089 %/mùa; trạm Đà Nẵng có mức giảm trung bình -1,170 %/năm và có mùa thu có mức giảm -7,153 %/mùa; trạm Tân Sơn Hòa có mức giảm trung bình -3,821 %/năm, có mùa đông và mùa xuân có mức giảm lần lượt -13,120 %/mùa -9,302%/mùa. Tương tự đối với các trạm Láng, trạm Hải Dương, trạm Tây Ninh và trạm Cà Mau.

     3.2. Lắng đọng nss-SO₄^2-

     Diễn biến tổng lượng lắng đọng theo từng năm đối với ion nss-SO₄^2- được thể hiện qua hình 3, các giá trị lớn nhất, nhỏ nhất và trung bình được thể hiện trong bảng 3. Trạm Buôn Mê Thuột có tổng lượng lắng đọng nhỏ nhất 5,13 kg/ha/năm (năm 2017); trạm Huế có tổng lượng lắng đọng lớn nhất 189,72 kg/ha/năm (2007) (hình 3).

     Trung bình từ năm 2005 – 2017 khu vực Tây Nguyên là khu vực có tổng lượng lắng đọng nhỏ nhất và dao động từ 16,01 – 19,17 kg/ha/năm. Các tỉnh khu vực Nam Bộ có lượng lắng đọng cao tiếp theo, mức độ lắng đọng thấp hơn 30 kg/ha/năm, trừ trạm Tân Sơn Hòa có mức độ lắng đọng trung bình lên tới 44,24 kg/ha/năm. Các trạm thuộc khu vực miền Bắc đến Quy Nhơn có tổng lắng đọng trung cao nhất cả nước, dao động trong khoảng 38,3 – 89,86 kg/ha/năm, trong đó thấp nhất là trạm Quy Nhơn (38,3 kg/ha/năm) và cao nhất là trạm Huế (89,86 kg/ha/năm).

 

 

 

Hình 3. Diễn biến tổng lắng đọng nss-SO₄^2-theo các năm

 

     Sự thay đổi theo năm có 11 trạm có mức thay đổi thỏa mãn (p<0,05) và giống với lắng đọng NO­₃^- xu thế theo năm của lắng đọng nss-SO₄^2- (p<0,05) cũng có sự tăng tại khu vực miền Bắc và giảm tại khu vực miền Trung và miền Nam, có 2 trạm ngược đi ngược lại đó là Hà Nội và Cần Thơ. Trạm có mức tăng lớn nhất là Bãi Cháy 6,348 %/năm; trạm có mức giảm lớn nhất là Đà Lạt -4,809%/năm (bảng 2).Các tỉnh miền Bắc có mức tăng trung bình 1,606 %/năm; các trạm miền Nam có xu thế giảm trung bình -2,432%/năm.

 

Hình 4. Tỷ lệ lắng đọng nss-SO₄^2- theo các mùa

 

     Vào mùa Đông mức độ đóng góp vào tổng cả năm thay đổi từ 3,47 – 41,62%, trạm Pleiku có mức đóng góp thấp nhất (3,47%), trạm có mức đóng góp cao nhất là trạm Huế (41,62%). Các trạm Vinh, Huế, Đà Nẵng và Quy Nhơn có mức đóng góp cao nhất trong các trạm, mức đóng góp này dao động từ 23,1 – 41,62%. Theo SKM vào mùa Đông có 2 trạm có xu thế thỏa mãn p<0,05 là Bãi Cháy và Thanh Hóa với mức thay đổi lần lượt: 9,244 %/mùa và -4,168 %/mùa (bảng 2).

     Vào mùa Xuân có trạm Cúc Phương và Tân Sơn Hòa có xu thế thỏa mãn (p<0,05) với mức tăng giảm theo mùa lần lượt: -3,464 %/mùa và -4,268 %/mùa (bảng 2). Đối với mức đóng góp của mùa Xuân vào tổng mức lắng đọng chiếm tỷ lệ từ 5,55 – 43,22%. Trạm có mức đóng góp 5,55% (Đà Nẵng), trạm có mức đóng góp 43,22% (Cà Mau).

     Bảng 2. Mức độ thay đổi và mức ý nghĩa đối với lắng đọng nss-SO₄^2-

Trạm	Mùa Đông		Mùa Xuân		Mùa Hè		Mùa Thu		Năm
	p	Mức thay đổi	p	Mức thay đổi	p	Mức thay đổi	p	Mức thay đổi	p	Mức thay đổi
Thái Nguyên	0,748	-2,071	0,086	3,219	0,015	3,976	0,580	-1,402	0,047	3,917
Việt Trì	1,000	-0,493	0,116	3,129	0,022	7,227	0,601	1,608	0,015	2,624
Bắc Giang	0,584	1,307	0,342	0,168	0,007	3,626	0,889	-1,084	0,014	1,793
Bãi Cháy	0,037	9,244	0,324	5,130	0,001	6,535	0,217	5,529	0,000	6,348
Phủ Liễn	0,665	8,889	0,214	3,151	0,597	0,640	0,842	4,210	0,187	2,676
Láng	0,808	-6,923	0,113	-3,873	0,170	-2,680	0,257	-2,102	0,020	-3,611
Hải Dương	0,506	5,833	0,972	-0,307	0,688	0,537	0,601	-1,284	0,840	0,130
Ninh Bình	0,117	6,266	0,647	-0,325	0,342	2,871	0,427	-3,085	0,277	1,276
Cúc Phương	0,392	-6,086	0,045	-3,464	0,805	-0,348	0,835	-0,507	0,153	-0,700
Thanh Hoá	0,019	-4,168	0,103	6,384	0,192	5,771	0,626	1,314	0,671	1,594
Vinh	0,478	-0,732	0,549	1,234	0,327	-1,194	0,510	0,662	0,844	-0,059
Huế	0,343	-5,545	0,062	-3,760	0,688	-4,037	0,010	-9,003	0,003	-1,651
Đà Nẵng	0,154	-3,699	0,670	-1,868	0,972	0,192	0,008	-8,334	0,062	-0,961
Quy Nhơn	0,900	3,251	0,637	-3,542	0,103	6,545	0,245	-0,720	0,984	1,412
Nha Trang	0,733	-0,493	0,217	-2,483	0,228	-7,938	0,026	-1,138	0,018	-2,087
Phan Thiết	NS	NS	0,955	0,904	0,005	-1,885	0,855	0,857	NS	NS
Pleiku	0,166	50,697	0,349	-1,665	0,045	-5,174	0,100	-2,685	0,009	-1,453
Buôn Mê Thuột	0,173	-1,189	0,507	-7,185	0,698	-1,877	0,045	-5,845	0,034	-2,022
Đà Lạt	0,185	-6,065	0,116	-3,569	0,038	-5,206	0,022	-5,653	0,000	-4,809
Tây Ninh	0,750	-11,574	0,663	-2,558	0,307	-1,272	0,972	-2,279	0,461	-2,516
Tân Sơn Hoà	0,739	-1,415	0,046	-4,268	0,805	1,661	0,245	1,747	0,868	-1,506
Cần Thơ	1,000	-0,858	0,843	-0,355	0,245	0,237	0,015	2,260	0,025	0,429
Cà Mau	0,671	3,957	0,104	5,562	0,342	-0,749	0,860	-0,563	0,695	1,161

Chú thích: NS: Không đủ dữ liệu tính toán

     Vào mùa Hè có 6 trạm thỏa mãn (p<0,05), có xu thế tăng tại các trạm miền Bắc và giảm tại các trạm khu vực Nam Trung Bộ và Tây Nguyên. Tỷ lệ đóng góp lắng đọng ướt vào mùa Hè dao động từ 3,18 – 47,72%, thấp nhất tại trạm Huế, cao nhất tại trạm Pleiku.

     Vào mùa Thu có 6 trạm thỏa mãn (p<0,05), có xu thế giảm tại các trạm tại Miền Trung, Tây Nguyên và tăng tại trạm Cần Thơ.Tỷ lệ đóng góp lắng đọng ướt vào mùa Thu dao động từ 17,4 – 58,34%, thấp nhất tại trạm Việt Trì, cao nhất tại trạm Đà Nẵng.

     3.3.Thảo luận

     Để tìm nguyên nhân tăng giảm xu thế cho lắng đọng các ion: Kitayama (2012) sử dụng xu thế của nồng độ các ion, diễn biến phát thải và sự lan truyền từ nơi khác đến; O.V. Rattigan (2017) cho thấy sự tương đồng giữa xu hướng giảm phát thải SO₂và NO_x và xu hướng giảm lắng đọng NO₃^- và SO₄^2-; Noguchi (2007) sử dụng chuỗi dữ liệu phát thải để đánh giá tương đồng với lượng lắng đọng.

     Do sự khó khăn về dữ liệu phát thải tại Việt Nam cũng như tính toán lan truyền ô nhiễm, trong phần này chúng tôi so sánh giữa nồng độ các ion và lượng lắng đọng các ion để xem xét sự phù hợp giữa chúng.

     Bảng 3. Mức độ thay đổi và mức ý nghĩa đối với nồng độ NO₃^-

Trạm	Mùa Đông		Mùa Xuân		Mùa Hè		Mùa Thu		Năm
	p	Mức thay đổi	p	Mức thay đổi	p	Mức thay đổi	p	Mức thay đổi	p	Mức thay đổi
Thái Nguyên	0,392	-0,044	0,086	2,666	0,549	-0,615	0,706	3,459	0,240	0,641
Việt Trì	0,559	1,764	0,361	1,126	0,038	3,092	0,898	-2,092	0,176	0,672
Bắc Giang	0,055	4,939	0,063	5,836	0,751	-0,144	0,187	1,073	0,009	0,663
Bãi Cháy	0,518	-3,081	0,443	-0,629	0,307	3,126	0,609	-1,850	0,797	-0,895
Phủ Liễn	0,064	-7,090	0,685	-0,737	0,569	-1,273	0,180	-1,747	0,168	-2,362
Láng	0,408	-2,764	0,012	-2,785	1,000	0,442	1,000	1,704	0,082	-1,566
Hải Dương	0,219	0,728	0,622	0,211	0,094	6,407	0,215	3,880	0,091	1,537
Ninh Bình	0,789	-2,492	0,040	3,860	0,290	2,793	0,091	-0,988	0,253	0,357
Cúc Phương	0,789	-3,552	0,798	0,190	0,007	6,522	0,765	-2,204	0,173	0,307
Thanh Hoá	0,001	-11,447	0,685	-6,430	0,379	1,168	0,081	-9,345	0,054	-5,565
Vinh	0,900	-1,226	0,972	-0,318	0,753	0,093	0,312	-3,095	0,451	-0,744
Huế	0,431	2,504	0,780	-0,238	0,431	2,346	0,048	-4,228	0,624	0,011
Đà Nẵng	0,150	-4,407	0,438	0,217	0,282	4,132	< 0,0001	-7,890	0,019	-2,824
Quy Nhơn	0,920	-0,432	0,770	2,023	0,922	0,081	0,658	-0,350	0,573	0,040
Nha Trang	0,080	-9,037	0,069	7,540	0,037	-5,238	0,839	-0,890	0,339	0,077
Phan Thiết	NS	NS	0,221	-4,009	0,551	-2,684	0,938	0,000	NS	NS
Pleiku	NS	NS	0,563	-2,100	0,147	-1,544	0,717	0,313	NS	NS
Buôn Mê Thuột	0,134	7,083	0,911	-0,861	0,489	-1,570	0,276	2,734	0,569	0,506
Đà Lạt	0,211	5,891	0,890	0,442	0,706	1,150	0,608	-0,211	0,769	1,621
Tây Ninh	0,143	-2,420	0,023	-4,800	0,131	-2,577	0,074	-5,001	0,000	-3,144
Tân Sơn Hoà	0,091	-3,914	0,004	-10,266	0,751	0,009	0,379	-2,846	0,008	-3,879
Cần Thơ	0,383	-0,787	0,915	-0,478	0,713	-1,265	0,307	-3,105	0,256	-1,013
Cà Mau	0,339	-3,350	0,557	-0,226	0,798	-1,714	0,113	-2,120	0,236	-1,292

     Chú thích: NS: Không đủ dữ liệu tính toán

     Bảng 4. Mức độ thay đổi và mức ý nghĩa đối với nồng độ nss-SO₄^2-

Trạm	Mùa Đông		Mùa Xuân		Mùa Hè		Mùa Thu		Năm
	p	Mức thay đổi	p	Mức thay đổi	p	Mức thay đổi	p	Mức thay đổi	p	Mức thay đổi
Thái Nguyên	0,335	-4,096	0,488	0,770	0,045	4,417	0,663	-0,044	0,340	0,945
Việt Trì	0,242	-2,392	0,401	-1,876	0,084	6,526	0,770	-1,030	0,428	-0,309
Bắc Giang	0,701	0,187	0,860	-1,617	0,342	1,234	0,675	2,496	0,951	0,375
Bãi Cháy	0,018	11,378	0,488	0,583	0,022	4,291	0,253	3,398	0,002	2,216
Phủ Liễn	0,353	-6,905	0,312	1,160	0,503	0,101	1,000	4,602	0,880	0,113
Láng	0,028	-6,431	0,010	-5,602	0,218	-1,805	0,116	-0,993	0,000	-4,228
Hải Dương	0,101	-3,750	0,192	-4,323	1,000	0,678	0,222	-0,879	0,046	-0,849
Ninh Bình	0,678	-4,792	0,698	0,804	0,698	0,707	0,050	-1,558	0,473	0,064
Cúc Phương	0,047	-5,166	0,130	-7,911	0,307	2,314	0,337	-5,450	0,136	-5,632
Thanh Hoá	0,006	-9,030	0,186	1,243	0,072	1,329	0,013	-8,910	0,571	-2,147
Vinh	0,259	-2,209	0,805	-0,495	0,291	-1,544	0,629	0,106	0,239	-0,440
Huế	0,120	-7,740	0,698	-1,072	0,635	-1,744	< 0,0001	-3,854	0,001	-2,081
Đà Nẵng	0,179	-1,224	0,681	1,282	0,972	-0,220	< 0,0001	-4,526	0,010	-2,505
Quy Nhơn	0,011	-6,048	0,112	4,827	0,343	2,914	0,916	0,580	0,922	0,883
Nha Trang	0,355	-2,760	0,924	-1,811	0,001	-6,490	0,062	-4,010	0,001	-3,144
Phan Thiết	NS	NS	0,955	-4,440	0,149	-0,949	0,488	-2,280	NS	NS
Pleiku	1,000	7,823	0,448	4,302	0,003	-9,014	0,086	-5,753	0,018	-3,704
Buôn Mê Thuột	0,059	-3,825	0,868	-0,794	0,418	-2,338	0,022	-8,210	0,016	-2,306
Đà Lạt	0,024	-6,203	0,021	-3,990	0,045	-5,081	0,012	-9,395	< 0,0001	-5,809
Tây Ninh	0,848	-5,490	0,541	0,044	0,149	-3,619	0,218	-2,658	0,049	-2,468
Tân Sơn Hoà	0,629	-0,907	0,046	-2,985	0,805	0,614	0,379	-0,856	0,074	-1,568
Cần Thơ	1,000	-1,000	0,554	0,490	0,860	0,075	0,032	3,681	0,098	0,494
Cà Mau	0,750	2,335	0,006	11,483	0,972	0,169	1,000	0,394	0,194	0,806

     Chú thích: NS: Không đủ dữ liệu tính toán

     Bảng 5. Mức độ thay đổi và mức ý nghĩa đối với lượng mưa

Trạm	Mùa Đông		Mùa Xuân		Mùa Hè		Mùa Thu		Năm
	p	Mức thay đổi	p	Mức thay đổi	p	Mức thay đổi	p	Mức thay đổi	p	Mức thay đổi
Thái Nguyên	0,307	2,219	0,698	1,248	0,805	-0,478	0,855	-0,589	0,488	-0,147
Việt Trì	0,149	4,986	0,130	3,672	0,170	3,064	0,535	1,554	0,011	2,810
Bắc Giang	0,549	6,107	0,379	1,635	0,098	1,513	0,398	0,838	0,041	1,401
Bãi Cháy	0,149	7,139	0,751	-0,384	0,342	3,455	1,000	2,586	0,164	1,232
Phủ Liễn	0,184	0,799	0,805	-0,013	0,342	2,944	0,361	2,469	0,079	2,089
Láng	0,647	5,384	0,972	-1,269	1,000	-0,575	0,805	-0,877	0,672	-0,891
Hải Dương	0,149	8,213	0,418	1,943	0,549	0,096	0,459	5,011	0,064	1,479
Ninh Bình	0,062	7,823	0,573	2,717	0,459	1,388	0,549	0,262	0,053	1,711
Cúc Phương	0,379	2,442	0,805	-1,029	0,549	-1,072	0,647	-0,131	0,819	-0,455
Thanh Hoá	0,503	6,154	0,751	0,450	0,972	-1,954	0,503	0,771	0,408	0,615
Vinh	0,275	1,474	0,379	-1,880	0,503	0,976	0,218	2,206	0,283	0,752
Huế	0,459	0,474	0,597	-0,030	0,647	1,665	0,379	-1,721	0,930	0,194
Đà Nẵng	1,000	-0,109	0,849	-2,208	0,379	1,431	0,418	0,046	0,971	0,028
Quy Nhơn	0,086	4,505	0,034	-7,472	0,245	5,337	0,062	-3,665	0,591	1,284
Nha Trang	0,488	1,923	0,622	0,463	0,245	3,280	0,113	-3,566	0,788	0,735
Phan Thiết	0,624	0,411	0,429	-0,018	0,062	-2,525	0,751	0,006	0,137	-0,030
Pleiku	0,381	4,956	0,342	-1,592	0,342	-2,934	0,916	0,147	0,501	-0,039
Buôn Mê Thuột	0,382	0,445	0,534	-0,980	0,805	-0,360	0,130	-0,402	0,318	-0,542
Đà Lạt	0,751	0,656	0,972	3,534	0,245	2,126	0,597	1,019	0,311	1,320
Tây Ninh	0,161	6,154	0,715	-3,446	0,005	3,061	0,418	1,929	0,017	2,142
Tân Sơn Hoà	0,408	-0,808	0,745	-3,265	0,860	1,436	0,003	5,767	0,094	1,552
Cần Thơ	0,816	0,399	0,415	1,172	0,218	2,840	0,418	-1,273	0,615	-0,089
Cà Mau	0,580	2,292	0,804	-1,262	0,192	-1,459	0,805	-0,738	0,208	-0,936

    

     Đối với diễn biến giảm nồng độ NO₃^- (p<0,05) tại các trạm Đà Nẵng, Tây Ninh và Tân Sơn Hòa làm giảm lượng lắng đọng NO₃^- tại các trạm này (bảng 1). Với trạm Bắc Giang, nồng độ NO₃^- tăng 0,663 %/năm làm gia tăng lượng lắng đọng NO₃^- với mức tăng 3,427 %/năm.

     Đối với diễn biến xu thế nồng độ nss-SO₄^2- (p<0,05) trạm bãi Cháy có nồng độ tăng 2,216 %/năm dẫn tới gia tăng lắng đọng 6,348 %/năm; Các trạm Láng, Huế, Đà Nẵng, Nha Trang, Pleiku, Buôn Mê Thuột và Tây Ninh có xu thế giảm nồng độ (p<0,05) cũng tương đồng với diễn biến giảm lắng đọng tại các trạm này.

     Sato (2002, 2004) xu thế của lắng đọng nói chung thường tương đương với lượng phát thải và nồng độ của các ion trong nước mưa, những sự sai khác có thể được quy đổi do sự thay đổi của lượng mưa theo mùa. Trong phần này chúng tôi xác định tỷ lệ tương đồng giữa xu thế của nồng độ và xu thế của lắng đọng tại 23 trạm theo 4 mùa và theo năm đối với 2 ion nss-SO₄^2- và NO₃^-.

     Đối với ion NO₃^- có 27 trường hợp xem xét trong tổng số 115 trường hợp (23 trạm so sánh 4 mùa và theo năm) có xu thế nồng độ và xu thế lắng đọng ngược nhau (xu thế nồng độ tăng, xu thế lắng đọng giảm và ngược lại). 27 trường hợp này phân bố tại các mùa và theo năm như sau: Mùa Đông có 4 trạm (Ninh Bình, Cúc Phương, Vinh, Quy Nhơn); mùa Xuân có 5 trạm (Bãi Cháy, Hải Dương, Cúc Phương, Đà Nẵng, Cà Mau); Mùa Hè có 8 trạm; mùa Thu có 7 trạm; và theo năm có 3 trạm (Bãi Cháy, Huế, Nha Trang).

     Tương tự đối với ion nss-SO₄^2- cũng có 27 trường hợp xem xét có xu thế giữa nồng độ và lắng đọng ngược nhau: Mùa Đông xảy ra tại 4 trạm (Phủ Liễn, Hải Dương, Ninh Bình và Quy Nhơn); Mùa Xuân có 10 trạm; mùa Hè có 3 trạm; mùa Thu có 7 trạm; và theo năm có 3 trạm (Việt Trì, Hải Dương và Thanh Hóa).

     Tỷ lệ tương đương giữa xu thế của lắng đọng và nồng độ chiếm tỷ lệ rất cao lên tới 76,5% và sự sai khác giữa xu thế lắng đọng và xu thế nồng độ chiếm tỷ lệ 23,5%. Nguyên nhân gây ra sự ngược nhau giữa xu thế của nồng độ và xu thế của lắng đọng là do lượng mưatheo mùa.

     Đối với ion NO₃^-(theo năm) xu thế lắng đọng và xu thế nồng độ sai khác tại trạm Bãi Cháy có nồng độ -0,895 %/năm (p=0,009) thì lắng đọng 1,285 %/năm (p=0,367) và có lượng mưa 1,232 %/năm (p=0,164) có thế giải thích cho sự sai khác này là do sự tăng lượng mưa tại trạm này; ngoài ra còn 2 trạm nữa là trạm Huế và trạm Nha Trang có nồng độ lượng mưa và nồng độ có xu thế tăng, tuy nhiên lượng lắng đọng có xu thế giảm và chưa giải thích được nguyên nhân cho sự sai khác này. Và nhiều trường hợp khác đối với các mùa khác nhau.

     Đối với ion nss-SO₄^2- (theo năm) có 3 trạm không theo quy luật nồng độ và lắng đọng cùng có xu thế tăng giảm với nhau: trạm Việt Trì, trạm Hải Dương, trạm Thanh Hóa. Tại trạm Việt Trì có nồng độ có xu thế giảm -0,31%/năm (p=0,428), lượng mưa có xu thế tăng 2,81%/năm (p=0,011) và có lắng đọng tăng 2,64 %/năm (p=0,015) do lượng mưa có xu thế tăng dẫn tới lượng lắng đọng có xu thế tăng mặc dù có xu thế nồng độ giảm.Và nhiều trường hợp khác đối với các mùa khác nhau.

     Kết luận

     Nghiên cứu diễn biến của lắng đọng axit (lắng đọng ướt) là những nghiên cứu quan trọng mang tính đánh giá, phân tích thực tế về thành phần hóa học trong nước mưa.

     Nghiên cứu đã chỉ ra diễn biến lắng đọng của nss-SO₄^2- và NO₃^- theo các mùa và theo năm. Xu thế lắng đọng theo năm đối với nss-SO₄^2- và NO₃^- thường gia tăng ở miền Bắc và giảm ở miền Nam. Đối với ion NO₃^- các tỉnh miền Bắc có mức tăng trung bình 1,121 %/năm; các trạm miền Nam có xu thế giảm trung bình -2,51%/năm; Đối với ion nss-SO₄^2- các tỉnh miền Bắc có mức tăng trung bình 1,606 %/năm; các trạm miền Nam có xu thế giảm trung bình -2,432%/năm.Đa số các trạm có xu thế lắng đọng theo năm có sự tương đồng đối với xu thế theo các mùa. Xu thế của lắng đọng có thể được giải thích theo xu thế của nồng độ trong nước mưa, tỷ lệ xu tương đương giữa xu thế lắng đọng và xu thế nồng độ lên tới 76,5%. Nguyên nhân gây ra sự không tương đồng giữa xu thế nồng độ và xu thế lượng mưa được giải thích do sự biến đổi lượng mưa theo mùa.

     Những xu thế biến đổi của lắng đọng axit theo thời gian có thể mở ra nhiều hướng nghiên cứu nhằm xác định, đánh giá chất lượng môi trường không khí. Xu thế tăng hay giảm là có lợi cho môi trường có lẽ vẫn còn là ẩn số, cần được nghiên cứu về xu thế tương quan giữa các thành phần nước mưa, vì sao hình thành tính axit hay phản ứng trung hòa trong nước mưa.

 

Hán Thị Ngân^1,2*, Hoàng Xuân Cơ², Lê Văn Linh³, Đàm Duy Ân⁴

¹Tổng cục Lâm nghiệp, Bộ NN&PTNT

²Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc Gia Hà Nội

³Trung tâm Nghiên cứu Môi trường, Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Biến đổi khí hậu

⁴Trường Đào tạo, bồi dưỡng cán bộ Tài nguyên và Môi trường

(Nguồn: Bài đăng trên Tạp chí Môi trường, số Chuyên đề Tiếng việt 4/2019)

 

     Tài liệu tham khảo

     1.Ágnes Keresztesi, Marius-Victor Birsan, Ion-Andrei Nita, Zsolt Bodor and Róbert Szép, 2019,Assessing the neutralisation, wet deposition and source contributions of the precipitation chemistry over Europe during 2000–2017, Environmental Sciences Europe, 31

     2. Aldo Marchetto, Michela Rogora, Silvia Arisci (2013), Trend analysis of atmospheric deposition data: A comparison of statistical approaches, Atmospheric Environment 64, 95-102.

     3. BTNMT (2014), Báo cáo Môi trường quốc gia 2013 – Môi trường không khí.

     4. Đàm Duy Ân, 2018, Nghiên cứu ứng dụng mô hình CMAQ đánh giá, dự báo chất lượng môi trường không khí tại một số khu vực thuộc vùng kinh tế trọng điểm phía Bắc, Luận án Tiến sĩ, Trường Đại học khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội.

     5. Hirsch, R.M., Slack, J.R., Smith, R.A, (1982), Techniques of trend analysis for monthly water quality data. Water Resour. Res. 18(1), 107–121.

     6. Kitayama, K., Seto, S., Sato, M., and Hara, (2012) Increases of wet deposition at remote sites in Japan from 1991 to 2009, J. Atmos. Chem., 69, 33–46.

     7. Lê Văn Quy, Ngô Thị Vân Anh, Lê Văn Linh, 2018, Ứng dụng mô hình WRF-CMAQ đánh giá lắng đọng axit ở Việt Nam, Tạp chí Biến đổi khí hậu, Số 8, tr. 31-39.

     8. Mojtaba Shadmani, Safar Marofi, Majid Roknian,2012,Trend Analysis in Reference Evapotranspiration Using Mann-Kendall and Spearman’s Rho Tests in Arid Regions of Iran, Water Resour Manage (2012) 26:211–224

     9. Ngô Thị Vân Anh, Dương Hồng Sơn, Nguyễn Thị Hằng Nga, Lê Văn Linh, Lê Ngọc Cầu, Trần Thị Diệu Hằng, (2017), Nghiên cứu xác định xu thế lắng đọng axit tại các trạm thuộc mạng lưới giám sát lắng đọng axit vùng Đông Á (EANET), Tạp chí Biến đổi khí hậu, Số 1, tr. 61 – 66.

     10. Ngô Thị Vân Anh, Lê Văn Quy, Lê Văn Linh, Trần Thị Diệu Hằng, (2018), Rà soát, đề xuất hoàn thiện mạng lưới giám sát lắng đọng axit tại việt Nam,  Tạp chí Biến đổi khí hậu, Số 8, tr. 1-12.

     11. Kitayama, K., Seto, S., Sato, M., and Hara, (2012) Increases of wet deposition at remote sites in Japan from 1991 to 2009, J. Atmos. Chem, 69, 33–46.

     12. Lei Liu, Xiuying Zhang, Xuehe Lu (2016), The composition, seasonal variation, and potential sources of the atmospheric wet sulfur (S) and nitrogen (N) deposition in the southwest of China. Environmental Science and Pollution Research, 23:6363-6375.

     13. Noguchi, I., Hayashi, K., Aikawa, M., Ohizumi, T., Minami, Y., Kitamura, M., Takahashi, A., Tanimoto, H., Matsuda, K., Hara, H. (2007), Temporal trends of non-sea salt sulfate and nitrate in wet deposition in Japan. Water Air Soil Pollut. 7, 67–75 (2007). doi:10.1007/s11267-006-9095-5

     14. O.V. Rattigan, K.L. Civerolo, H.D. Felton, 2017, Trends in wet precipitation, particulate, and gas-phase species in New York State, Atmospheric Pollution Research 8 (2017) 1090- 1102

     15. Sen, P.K, (1968), Estimates of the regression coefficient based on Kendall's tau, J. Am. Stat. Assoc. 63, 1379–1389

     16. Seto, S., Nakamura, A., Noguchi, I., Ohizumi, T., Fukuzaki, N., Toyama, S., Maeda, M., Hayashi, K., Hara, H., (2002), Annual and seasonal trends in chemical composition of precipitation in Japan during 1989–1998, Atmospheric Environment 36(21), 3505–3517.

   17. Seto, S., Hara, H., Sato, M., Noguchi, I., Tonooka, Y. (2004), Annual and seasonal trends of wet deposition in Japan. Atmospheric Environment, doi:10.1016/j.atmosenv.2004.03.037

     18. www.eanet.asia/

 

ASSESS THE SEASONAL EVOLUTION OF ACID DEPOSITION (WET DEPOSITION) IN VIETNAM DURING THE CURENT PERIOD Han Thi Ngan1,2*, Hoang Xuan Co2, Le Van Linh3, Dam Duy An4 1Vietnam Administration of Forestry, Ministry of Agriculture and Rural Development 2University of Natural Sciences, Vietnam National University, Hanoi 3Center for Environmental Research, Vietnam Institute of Meteorology, Hydrology and Climate Change 4School of Natural Resources and Environment Training and Retraining      Abstract: Assessing the trend in the composition of the atmosphere through studying changes in the chemical composition of rainwater is an important basis for assessing changes in air environment. Using the non-parametric test method of Seasonal Mann-Kendal and applying the calculation formula of East Asia Acid Deposition Monitoring Network (EANET), through rainwater monitoring data of 23 air environment monitoring stations of the Vietnam Administration of Meteorology and Hydrology to assess the seasonal, annual evolution of wet acid deposition from 2005 to 2017, and evaluate for NO3-  and nss SO42- ions. The total NO3- deposition volume per unit of the largest average area is Vinh station with a total deposition volume of 73.79 kg / ha / year (2011); Phan Thiet station has the lowest annual total sedimentation of 0.11 kg / ha / year (2010). Deposition of nss- SO42- tends to change, in winter, Bai Chay station has the largest change of 9,244% / season; The spring of Ca Mau station had the largest change of 43.22%; Summer Plelku station has the change of 47.72%; In the fall of Da Nang station, the biggest change is 58.34%.      Key words: Wet deposition, Seasonal Mann-Kendall, Air environment.