Đang tải... (xem toàn văn)
Sử dụng dữ liệu vệ tinh để đánh giá ảnh hưởng của việc đốt sinh khối đến nồng độ bụi PM2.5 ở Hà Nội.Sử dụng dữ liệu vệ tinh để đánh giá ảnh hưởng của việc đốt sinh khối đến nồng độ bụi PM2.5 ở Hà Nội.Sử dụng dữ liệu vệ tinh để đánh giá ảnh hưởng của việc đốt sinh khối đến nồng độ bụi PM2.5 ở Hà Nội.Sử dụng dữ liệu vệ tinh để đánh giá ảnh hưởng của việc đốt sinh khối đến nồng độ bụi PM2.5 ở Hà Nội.Sử dụng dữ liệu vệ tinh để đánh giá ảnh hưởng của việc đốt sinh khối đến nồng độ bụi PM2.5 ở Hà Nội.Sử dụng dữ liệu vệ tinh để đánh giá ảnh hưởng của việc đốt sinh khối đến nồng độ bụi PM2.5 ở Hà Nội.Sử dụng dữ liệu vệ tinh để đánh giá ảnh hưởng của việc đốt sinh khối đến nồng độ bụi PM2.5 ở Hà Nội.Sử dụng dữ liệu vệ tinh để đánh giá ảnh hưởng của việc đốt sinh khối đến nồng độ bụi PM2.5 ở Hà Nội.Sử dụng dữ liệu vệ tinh để đánh giá ảnh hưởng của việc đốt sinh khối đến nồng độ bụi PM2.5 ở Hà Nội.Sử dụng dữ liệu vệ tinh để đánh giá ảnh hưởng của việc đốt sinh khối đến nồng độ bụi PM2.5 ở Hà Nội.Sử dụng dữ liệu vệ tinh để đánh giá ảnh hưởng của việc đốt sinh khối đến nồng độ bụi PM2.5 ở Hà Nội.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ Nguyễn Văn Tồn SỬ DỤNG DỮ LIỆU VỆ TINH ĐỂ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC ĐỐT SINH KHỐI ĐẾN NỒNG ĐỘ BỤI PM2.5 Ở HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH KỸ THUẬT HOÁ HỌC, VẬT LIỆU, LUYỆN KIM VÀ MÔI TRƯỜNG Hà Nội - 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ Nguyễn Văn Tồn SỬ DỤNG DỮ LIỆU VỆ TINH ĐỂ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC ĐỐT SINH KHỐI ĐẾN NỒNG ĐỘ BỤI PM2.5 Ở HÀ NỘI Chuyên ngành: Kỹ thuật môi trường Mã số: ENT 52 03 20 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HOÁ HỌC, VẬT LIỆU, LUYỆN KIM VÀ MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHAN QUANG THĂNG Hà Nội – 2022 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung đề tài nghiên cứu luận văn cơng trình nghiên cứu tơi dựa tài liệu, số liệu tơi tự tìm hiểu nghiên cứu Chính vậy, kết nghiên cứu đảm bảo trung thực khách quan Đồng thời, kết chưa xuất nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực sai tơi hồn chịu trách nhiệm Hà Nội , ngày tháng năm 2022 Học viên Nguyễn Văn Toàn ii LỜI CẢM ƠN Luận văn với đề tài “Sử dụng liệu vệ tinh để đánh giá ảnh hưởng việc đốt sinh khối đến nồng độ bụi Pm2.5 Hà Nội” hoàn thành Viện Công nghệ môi trường, Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam Để hồn thành luận văn tốt nghiệp này, bên cạnh cố gắng nỗ lực thân, nhận động viên giúp đỡ lớn nhiều cá nhân tập thể Trước hết, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban Lãnh đạo Học viện Khoa học Công nghệ - Viện Hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam, thầy cô khoa Mơi trường, Khoa, Phịng ban chức đã giảng dạy, truyền đạt kiến thức, tạo điều kiện hướng dẫn tơi hồn thành chương trình học tập thực luận văn Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Phan Quang Thăng cán thuộc Phịng Phân tích Độc chất môi trường - Viện Công nghệ môi trường - Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, tạo điều kiện, tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình nghiên cứu hồn thiện luận văn Cuối tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới gia đình bạn bè động viên giúp đỡ tơi vượt qua khó khăn suốt thời gian qua để hoàn thiện luận văn Với điều kiện thời gian kinh nghiệm cịn hạn chế, luận văn khơng thể tránh thiếu sót Rất mong nhận góp ý, đánh giá thầy để luận văn hồn thiện Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Học viên Nguyễn Văn Toàn iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN .ii MỤC LỤC iii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT .iv DANH MỤC HÌNH v DANH MỤC BẢNG v MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG TỔNG QUAN .3 1.1 TỔNG QUAN VỀ BỤI PM2.5 VÀ Ô NHIỄM BỤI Ở HÀ NỘI 1.2 CÁC NGHIÊN CỨU BỤI PM2.5 TRONG NƯỚC VÀ NGOÀI NƯỚC 1.2.1 Tình hình nghiên cứu bụi PM2.5 nước 1.2.2 Tổng hợp nghiên cứu bụi mịn PM2.5 giới 15 1.3 ĐỐT SINH KHỐI ẢNH HƯỞNG ĐẾN NỒNG ĐỘ BỤI PM2.5 .17 1.4 TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG DỮ LIỆU VỆ TINH 20 1.5 MƠ HÌNH HYSPLIT VÀ PSCF 23 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 26 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 26 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28 2.3 DỮ LIỆU HYSPLIT VÀ PSCF 32 2.4 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ARCGIS 33 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 37 3.1 HIỆN TRẠNG BỤI PM2.5 CỦA THÀNH PHỐ HÀ NỘI 37 3.2 PHÁT THẢI PM2.5 DO ĐỐT RƠM RẠ 40 3.3 ẢNH HƯỞNG TỪ VIỆC ĐỐT SINH KHỐI KHÁC 42 3.4 XÁC ĐỊNH NGUỒN GỐC GÂY Ô NHIỄM BỤI PM2.5 45 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 54 KẾT LUẬN .54 KIẾN NGHỊ 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 PHỤ LỤC 58 iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tên tiếng Việt Tên tiếng Anh tên khoa học HYSPLIT EU PSCF PM Chỉ số chất lượng không khí Hệ thống giám sát chất lượng khơng khí Mơ hình Hysplit Liên minh châu âu Mơ hình PSCF Bụi mịn QCVN Quy chuẩn Việt Nam TCVN TNMT Tiêu chuẩn Việt Nam Tài nguyên Môi trường Trung tâm Tài nguyên National Oceanic and Khí Đại dương Atmospheric Quốc gia Administration Polybrominated Tổ chức Y tế Thế giới diphenyl ethers Đại sứ quán Embassy National Aeronautics Cơ quan hàng không vũ and Space trụ Hoa Kỳ Administration is America’s AQI AQMS NOAA WHO ĐSQ NASA R-Studio Phần mềm R-studio ArcGIS Cwt Phần mềm ArcGIS Phần mềm Cwt Air Quality Index Air Quality Monitoring System European Union Particulate Matter National Technical Reguilation v DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 So sánh loại bụi mịn .4 Hình 1.2 Ơ nhiễm khơng khí Hà Nội .6 Hình 1.3 Nồng độ bụi PM2.5 Hà Nội [14] .10 Hình 1.4 Nghiên cứu Nguyễn Thị Kim Oanh cộng nguồn góp tỉ lệ nồng độ bụi PM2.5 cho Hà Nội .15 Hình 1.5 Hình ảnh người nơng dân đốt rơm rạ trực tiếp sau thu hoạch 17 Hình 1.6 Hình ảnh vụ cháy rừng 20 Hình 1.7 Hệ thống quan sát Trái đất (EOS) NASA kết hợp liệu từ mạng vệ tinh 21 Hình 1.8 Thiết bị cảm biến vệ tinh MODIS NASA 23 Hình 2.1 Hình Vệ tinh MERRA-2 NASA sử dụng để quan trắc khơng khí trái đất 28 Hình 2.2 Truy xuất liệu thông tin cháy rừng trang web NASA .29 Hình 2.3 Bảng số liệu cháy rừng thu thập từ trang chủ NASA xử lý phần mềm ArcGIS .30 Hình 2.4 Hình Mơ hình HYSPLIT phát triển NOAA 32 Hình 2.5 Bộ phần mềm ứng dụng ArcGIS (Nguồn: ESRI) .34 Hình 3.1 So sánh kết quan trắc trạm Hà Nội 37 Hình 3.2 Xu hướng nồng độ PM2.5 Hà Nội giai đoạn 2016-2020 .38 Hình 3.3 Sự thay đổi theo thời gian nồng độ PM2.5 Hà Nội 39 Hình 3.4 Dữ liệu cháy rừng theo mùa năm 2019 43 Hình 3.5 Dữ liệu carbon đen tương ứng với thời gian vụ cháy rừng theo mùa năm 2019 khu vực 44 Hình 3.6 Dữ liệu 120 truy xuất dịch chuyển khối khí đến Hà Nội 46 Hình 3.7 Số khối khơng khí di chuyển đến Hà Nội truy xuất liệu ngày trước .47 vi Hình 3.8 Kết mơ hình PSCF xác định nguồn phát thải bụi pm2.5 đến Hà Nội 48 Hình 3.9 Số lượng khối khơng khí đến Hà nội thời gian ngày theo mùa 49 Hình 3.10 Mơ hình PSCF kết hợp với truy xuất nguồn gốc khối khơng khí đến Hà nội mùa hè 50 Hình 3.11 Kết mơ hình CWT mơ khối khơng khí mang theo nồng độ bụi cụ thể 51 Hình 3.12 Xác định nguồn đóng góp bụi mịn mơ hình PSCF 52 Hình 3.13 Phân chia phần trăm nồng độ bụi mịn theo bảng số liệu xử lý thông qua phần mềm R-Studio 53 vii DANH MỤC BẢNG Bảng Giá trị AQI đánh giá mức độ ảnh hưởng theo khoảng giá trị Bảng Dữ liệu PM2.5 theo thu thập trực tiếp từ trạm quan trắc online Đại sứ quán Mỹ 26 Bảng Kiểm kê lượng phát thải PM2.5 năm 2019 Hà Nội 41 MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, vấn đề ô nhiễm không khí đặc biệt bụi mịn PM2.5 trở thành vấn đề môi trường lớn Việt Nam nước phát triển khác Ấn Độ, Trung Quốc Chỉ số chất lượng khơng khí Việt Nam AQI (Air Quality Index) công bố Bộ tài ngun mơi trường, ngồi cịn có Đại sứ quán Mỹ Việt Nam, Pam air tổ chức Airvisual Người dân truy cập vào trang web để biết chất lượng khơng khí nơi sinh sống Qua cho thấy vấn đề nhiễm khơng khí đặc biệt bụi ngày xã hội nhà quản lý quan tâm Bụi mịn có đường kích nhỏ 2.5 µm (PM 2.5) khơng khí ngày thu hút quan tâm nhà khoa học quan quản lý PM2.5 gây giảm tầm nhìn chứng minh nguyên nhân gây số bệnh liên quan hệ hô hấp, Alzheimer [1], tiểu đường tuýp [2] bệnh liên quan đến phổi [3, 4] Nguồn gốc bụi PM2.5 phát sinh từ phát thải trực tiếp sinh nhiễm thứ cấp Thành phần hóa học bụi PM2.5 gồm cation, anion, kim loại, hợp chất hữu cơ… Trong số đó, bụi đốt sinh khối rơm rạ sau thu hoạch, củi rơm rạ dùng làm chất đốt phục vụ nấu ăn vùng nông thôn cháy rừng chứng minh đóng góp quan trọng làm tăng nồng độ bụi mịn khơng khí [5-7] Năm 2019 Hà Nội chưa phải chịu ảnh hưởng đại dịch COVID-19 xuất tới 12 lần tượng sương mù quang hoá thể nhiễm khơng khí nặng nề Nồng độ bụi mịn năm 2019 Hà Nội đứng top thành phố cao giới [8] Pamair hay tổ chức Air Visual cảnh báo số AQI trực tuyến tảng ứng dụng di động website số ngày đặt mức nguy hại > 300 Các nghiên cứu bụi PM 2.5 Việt Nam tập trung vào nồng độ khơng khí, đặc tính thành phần hóa học bụi, nguyên nhân nguồn gốc phát thải Nghiên cứu đóng góp làm tăng nồng độ bụi đốt sinh khối đặc biệt đốt rơm rạ kiểm kê nguồn phát thải dựa số liệu vệ tinh nhóm PGS Hồng Anh Lê cơng bố [5, 9] Tuy nhiên, số liệu cần đề cập đến đánh giá ảnh hưởng đốt sinh khối làm gia tăng nồng độ bụi mịn PM2.5 cháy rừng, nồng độ carbon đen khơng khí Ứng dụng mơ hình nguồn tiếp nhận để đánh giá nguồn phát thải cần thiết nghiên cứu ô nhiễm bụi Trong năm gần vệ tinh phóng lên vũ trụ ... nhiệm Hà Nội , ngày tháng năm 2022 Học viên Nguyễn Văn Toàn ii LỜI CẢM ƠN Luận văn với đề tài ? ?Sử dụng liệu vệ tinh để đánh giá ảnh hưởng việc đốt sinh khối đến nồng độ bụi Pm2.5 Hà Nội” hoàn thành... cứu ? ?Sử dụng liệu vệ tinh để đánh giá ảnh hưởng việc đốt sinh khối đến nồng độ bụi PM2.5 Hà Nội” thực với nội dung nghiên cứu sau: + Xác định trạng, phân bố theo thời gian mùa ô nhiễm bụi mịn PM2.5. ..BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ Nguyễn Văn Tồn SỬ DỤNG DỮ LIỆU VỆ TINH ĐỂ ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA VIỆC ĐỐT SINH KHỐI ĐẾN NỒNG ĐỘ