Luận văn thạc sĩ sử dụng tư liệu vệ tinh modis đánh giá chất lượng không khí khu vực đồng bằng sông hồng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA ĐỊA LÝ PHẠM THỊ DUYÊN SỬ DỤNG TƢ LIỆU VỆ TINH MODIS ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG KHÔNG KHÍ KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà[.]

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA ĐỊA LÝ PHẠM THỊ DUYÊN SỬ DỤNG TƢ LIỆU VỆ TINH MODIS ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG KHƠNG KHÍ KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SƠNG HỒNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – 2016 z ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA ĐỊA LÝ PHẠM THỊ DUYÊN SỬ DỤNG TƢ LIỆU VỆ TINH MODIS ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG KHÔNG KHÍ KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SƠNG HỒNG Chun ngành: Bản đồ, Viễn thám Hệ thông tin địa lý Mã số: 66 04 02 14 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HƢỚNG DẪN KHOA HỌC CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TS Bùi Quang Thành PGS.TS Đinh Thị Bảo Hoa Hà Nội – 2016 z LỜI CẢM ƠN Lời cho phép tơi đƣợc bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới TS Bùi Quang Thành, ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn, định hƣớng nhiệt tình giúp đỡ, hỗ trợ tơi thực hiện, hồn thành luận văn thạc sĩ Tơi xin trân trọng cảm ơn thầy cô giáo giảng dạy, truyền đạt giúp nâng cao kiến thức chuyên ngành thời gian học tập khoa Địa lý, trƣờng đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG Hà Nội, đặc biệt đào tạo, giúp đỡ thầy cô môn Bản đồ - Viễn thám GIS Qua đây, xin gửi lời cảm ơn tới bạn lớp cao học K13 – Bản đồ, Viễn thám GIS ủng hộ tạo khơng khí vui vẻ, thoải mái trình học tập nhƣ trình làm luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn Dự án “Nghiên cứu thủy tai biến đổi khí hậu xây dựng hệ thống thông tin nhiều bên tham gia nhằm giảm thiểu tính dễ bị tổn thương Bắc Trung Bộ Việt Nam (CPIS)” (2012-2015) đề tài VT-UD.06/16-20(thuộc Chƣơng trình Khoa học Cơng nghệ độc lập cấp Nhà nƣớc Công nghệ Vũ trụ) cung cấp nguồn liệu công cụ cần thiết để thực luận văn Lời cuối cùng, xin cảm ơn động viên, ủng hộ tinh thần gia đình, bạn bè đồng nghiệp tạo động lực giúp tơi hồn thành luận văn Hà Nội, ngày… tháng……năm 2016 Học viên cao học Phạm Thị Duyên z MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Mục tiêu nghiên cứu: Nhiệm vụ nghiên cứu: Phƣơng pháp nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Cấu trúc luận văn CHƢƠNG 11 CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ PHÁT HIỆN Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ BẰNG ĐỘ DÀY QUANG HỌC SOL KHÍ 11 1.1 Một số khái niệm 11 1.1.1 Khái niệm sol khí 11 1.1.2 Khái niệm hạt PM 12 1.2 Tác động bụi sol khí sức khỏe cộng đồng 13 1.3 Tổng quan phát nhiễm khơng khí độ dày quang học sol khí 15 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG KHƠNG KHÍ Error! Bookmark not defined KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG BẰNG TƢ LIỆU VỆ TINH MODIS Error! Bookmark not defined 2.1 Cơ sở khoa học phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng khơng khí khu vực ĐBSH tƣ liệu vệ tinh Error! Bookmark not defined Trang1 z 2.1.1 Phƣơngpháp ƣớctínhsolkhí từảnhvệtinhError! Bookmark not defined 2.1.2 Phƣơngpháptínhtốnhồiquy Error! Bookmark not defined 2.2 Khu vực nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.3 Dữ liệu nghiên cứu Error! Bookmark not defined 2.3.1 Dữ liệu ảnh sol khí MODIS Error! Bookmark not defined 2.3.2 Dữ liệu PM 2.5 từ trạm quan trắc mặt đấtError! Bookmark not defined 2.4 Tính tốn giá trị PM 2.5 từ liệu MODIS AOD/AOT Error! Bookmark not defined 2.4.1 Quy trình tổng quát Error! Bookmark not defined 2.4.2 Quy trình tích hợp liệu vệ tinh quan trắcError! Bookmark not defined 2.4.3 Quy trình tính tốn thành lập đồ PM 2.5 từ ảnh sol khí MODIS Error! Bookmark not defined 2.5 Ứng dụng web-based GIS phục vụ giám sát bụi PM 2.5 Error! Bookmark not defined CHƢƠNG Error! Bookmark not defined KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Error! Bookmark not defined 3.1 Thực nghiệm Error! Bookmark not defined 3.1.1 Dữ liệu sol khí Error! Bookmark not defined 3.1.2 Dữ liệu thu đƣợc từ trạm quan trắcError! Bookmark not defined 3.1.3 Xử lý hình học ảnh Error! Bookmark not defined 3.1.4 Tính tốn hồi quy AOD/AOT PM 2.5Error! Bookmark not defined Trang2 z 3.2 Thành lập đồ số PM2.5 cho khu vực đồng sông Hồng Error! Bookmark not defined 3.3 WebGis thể đồ PM 2.5 Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Error! Bookmark not defined TÀI LIỆU THAM KHẢO 18 PHỤ LỤC Error! Bookmark not defined Trang3 z DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Tác động sol khí bụi đến sức khỏe ngƣời kết hợp với kim loại nặng 14 Bảng Các bệnh có tỉ lệ ngƣời mắc bệnh cao phạm vi toàn Việt Nam (Nguồn: Niên giám thống kê y tế năm 2008) 15 Bảng 2.1 Mức độ tƣơng quan thể qua R² Error! Bookmark not defined Bảng 2.2 Bƣớc sóng phổ kênh ảnh ứng dụng thực tiễnError! Bookmark not defined Bảng 2.3 Ví dụ cấu trúc liệu PM 2.5 đƣợc lƣu trữ file exel Error! Bookmark not defined Bảng 3.1 Danh mục cảnh ảnh Terra Error! Bookmark not defined Bảng 3.2 Danh mục cảnh ảnh Aqua Error! Bookmark not defined Bảng 3.3 Danh mục trạm thực địa Error! Bookmark not defined Bảng 3.4 Tƣơng quan AOD PM2.5 trạmError! Bookmark not defined Trang4 z DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Kích thƣớc loại bụi PM so với đƣờng kính sợi tóc ngƣời 12 Hình 2.1 Các tia phản xạ khí đến đầu thu Error! Bookmark not defined Hình 2.2 Ví dụ mối liên hệ tuyến tính Error! Bookmark not defined Hình 2.3 Bản đồ vùng đồng sơng Hồng Error! Bookmark not defined Hình 2.4 Cấu trúc nhóm band ảnh raster file HDFError! Bookmark not defined Hình 2.5 Trạm quan trắc đặt Long Biên, Hà Nội Error! Bookmark not defined Hình 2.6 Đồ thị số liệu quan trắc từ 07 trạm số AIQ website Trung tâm quan trắc môi trƣờng Error! Bookmark not defined Hình 2.7 Quy trình tính tốn chất lƣợng khơng khí khu vực ĐBSHError! Bookmark not defined Hình 2.8 Quy trình tích hợp liệu vệ tinh liệu quan trắcError! Bookmark not defined Hình 2.9 Quy trình tính tốn PM 2.5 từ ảnh AOD/AOTError! Bookmark not defined Hình 2.10 Thiết kế kỹ thuật Web-based GIS Error! Bookmark not defined Hình 2.11 Thiết kế chi tiết Web-based GIS Error! Bookmark not defined Hình 2.12 Giao diện WebGis thuộc CPIS Error! Bookmark not defined Hình 3.1 Ví dụ tƣ liệu thu thập từ ảnh MOBAOD.A2014002.0345.006.2015072135002 từ vệ tinh TerraError! số hiệu Bookmark not defined Hình 3.2 Ví dụ tƣ liệu thu thập từ ảnh MYBAOD.A2014001.0610.006.2014273233747từ vệ tinh AquaError! số hiệu Bookmark not defined Hình 3.3 Vị trí 06 trạm mặt đất đồ GIS Error! Bookmark not defined Hình 3.4 Vị trí 06 trạm ảnh Modis Terra Error! Bookmark not defined Hình 3.5 Vị trí 06 trạm ảnh Modis Aqua Error! Bookmark not defined Hình 3.6 Giao diện công cụ MRT Error! Bookmark not defined Hình 3.7 Tƣơng quan AOD PM2.5 trạm Nguyễn Văn Cừ Error! Bookmark not defined Trang5 z Hình 3.8 Sai số mơ hình hồi quy AOD PM2.5 trạm Nguyễn Văn Cừ Error! Bookmark not defined Hình 3.9 Tƣơng quan AOD PM2.5 trạm Phú ThọError! Bookmark not defined Hình 3.10 Sai số mơ hình hồi quy AOD PM2.5 trạm Phú Thọ Error! Bookmark not defined Hình 3.11 Tƣơng quan AOD PM2.5 trạm Hạ LongError! Bookmark not defined Hình 3.12 Sai số mơ hình hồi quy AOD PM2.5 trạm Hạ Long Error! Bookmark not defined Hình 3.13 Tƣơng quan AOD PM2.5 trạm HuếError! Bookmark not defined Hình 3.14 Sai số mơ hình hồi quy AOD PM2.5 trạm HuếError! Bookmark not defined Hình 3.15 Tƣơng quan AOD PM2.5 trạm Đà NẵngError! Bookmark not defined Hình 3.16 Sai số mơ hình hồi quy AOD PM2.5 trạm Đà Nẵng Error! Bookmark not defined Hình 3.17 Tƣơng quan AOD PM2.5 trạm Khánh HòaError! Bookmark not defined Hình 3.18 Sai số mơ hình hồi quy AOD PM2.5 trạm Khánh Hòa Error! Bookmark not defined Hình 3.19 Tƣơng quan AOD PM2.5 06 trạmError! Bookmark not defined Hình 3.20 Sai số mơ hình hồi quy AOD PM2.5 tạị 06 trạmError! Bookmark not defined Hình 3.21 Biểu đồ hệ số xác định bội R² theo trạm Error! Bookmark not defined Hình 3.22 Bản đồ giá trị PM 2.5 khu vực đồng sông Hồng ngày 20/12/2016 Error! Bookmark not defined Hình 3.23 Giao diện kết nối liệu raster GeoseverError! Bookmark not defined Hình 3.24 Tạo style cho lớp đồ PM 2.5 với SLD Error! Bookmark not defined Trang6 z Hình 3.25 Bản đồ PM 2.5 WebGis Error! Bookmark not defined Trang7 z DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT MODIS Một loại cảm biến có độ phân giải trung bình Moderate resolution Imaging Spectrometer AQUA Một loại vệ tinh mang theo cảm biến MODIS TERRA Một loại vệ tinh mang theo cảm biến MODIS MOD Tiếp đầu ngữ file ảnh MODIS thu nhận từ vệ tinh TERRA MYD Tiếp đầu ngữ file ảnh MODIS thu nhận từ vệ tinh AQUA AOD/AOT Độ sâu quang học sol khí AQI Chỉ số chất lƣợng khơng khí GIS Hệ thơng tin địa lý NASA Cơ quan hàng không Vũ trụ Mỹ Bộ TN&MT Bộ Tài nguyên & Môi trƣờng ĐBSH Đồng sông Hồng CENMA Trung tâm Quan trắc Phân tích Tài ngun Mơi trƣờng Hà Nội DN Digital number- Giá trị số R, r Correlation Coefficient – Hệ số tƣơng quan R², r² Coeffocient of Determination- Hệ số xác định bội PM Paticulate Matter – Bụi Trang8 z MỞ ĐẦU Tính cấp thiết Mơi trƣờng tất bao quanh ngƣời có ảnh hƣởng trực tiếp gián tiếp tới tồn phát triển ngƣời, khơng khí năm thành phần môi trƣờng Do vậy, chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí vấn đề đáng đƣợc quan tâm Ngày nay, với phát triển khơng ngừng xã hội, mơi trƣờng nói chung mơi trƣờng khơng khí nói riêng bị nhiễm nặng nề tàn phá ngƣời.Tổ chức Y tế Thế Giới (WHO) gần đƣa báo cáo nhiễm khơng khí năm vừa qua (năm 2014), dựa số liệu mức độ ô nhiễm 1.600 thành phố khắp 19 quốc gia Tổ chức sử dụng hệ thống đánh giá có tên PM2.5 PM10 PM2.5 đƣợc coi hệ thống tốt đƣợc dùng để đánh giá tác động nhiễm khơng khí lên sức khỏe xác định nồng độ bụi nhiễm có đƣờng kính từ 2,5 micromet trở xuống Những hạt bụi nhiễm khói, bụi bẩn, nấm mốc phấn hoa, đƣợc tổng hợp từ kim loại nặng hợp chất hữu độc hại Đây đƣợc coi mối nguy hiểm lớn cho thể ngƣời bị “tích lũy” hệ thống hơ hấp Việc giám sát chất lƣợng khơng khí thu hút đƣợc quan tâm tất quốc gia giới, có Việt Nam Tại Việt Nam, trạm quan trắc khí tƣợng đo lƣờng số liên quan chất lƣợng không khí (cũng nhƣ số PM2.5), nhiên, số lƣợng trạm hạn chế Do vậy, việc tính tốn, đánh giá chất lƣợng khơng khí diện rộng, tồn khu vực thực đƣợc Cùng với phát triển công nghệ vệ tinh quan sát Trái đất, khả ứng dụng tƣ liệu ảnh vệ tinh kết hợp với hệ thông tin địa lý giám sát chất lƣợng khơng khí đƣợc áp dụng nhiều quốc gia giới (khoảng 40 năm trở lại đây) Ảnh vệtinh cho biết thông tin toàn khu vực nghiên cứu theo cấu trúc mạng lƣới liên tục pixel kềnhau Mỗi pixel đƣợc ví nhƣlà trạm quan trắc, sốđiểm từảnh vệtinh sẽdày đặc nhiều so với trạm đo mặt đất Kết quảphân tích ảnh vệtinh sẽcho giá trịơ nhiễm thểhiện pixel tùy thuộc vào độphân giải ảnh toàn vùng đồng thời vào thời điểm quan sát, mà với điều kiện khảnăng thiết bịvà trạm đo mặt đất không thểnào đạt đƣợc Trang9 z Vệ tinh Terra Aqua có trang bị phổ kế tạo ảnh độ phân giải trung bình MODIS mở triển vọng cho nghiên cứu mang tính tồn cầu nhƣ khu vực Với 36 kênh phổtừ bƣớc sóng 0.405 µm đến 14.385 µm độphân giải khơng gian 250 m,500 m km, MODIS đƣợc ứng dụng nhiều lĩnh vực, có lĩnh vực khí tƣợng thuỷ văn mơi trƣờng Ảnh MODIS với vòng chu kỳ lặp chụp ảnh 01 ngày điều thuận tiện cho việc quan trắc thƣờng xuyên ngày, hỗ trợ tốt cho quan trắc mặt đất, mặt phân bố không gian MOD04/MOY04 44 sản phẩm ảnh MODIS Terra/Aqua với độ phân giải khơng gian 10 km, có chứa thơng tin độ dày sol khí Aerosol (AOD/AOT - Aerosol Optical Depth/Thickness) sử dụng để tính tốn, xác định mối tƣơng quan với số chất lƣợng môi trƣờng PM2.5, từ cho phép đánh giá, dự đốn chất lƣợng khơng khí mơi trƣờng diện rộng ỞViệt Nam, kỹ thuật tƣơng đối xa lạ mẻ, nhiên, việc triển khai nghiên cứu, đƣa vào ứng dụng đƣợc kỹ thuật khu vực có điều kiện xã hội, mơi trƣờng nhƣ nƣớc ta có nhiều ƣu điểm Xuất phát từ thực tế nêu trên, học viên lựa chọn luận văn thạc sĩ: “Sử dụng tư liệu vệ tinh MODIS đánh giá chất lượng khơng khí khu vực Đồng sơng Hồng" với mong muốn góp phần giải phần vấn đề nhƣ trình bày, góp sức mục tiêu chung bảo vệ sức khỏe cộng đồng Mục tiêu nghiên cứu: - Nghiên cứu phát triển phƣơng pháp ƣớc tính nồng độ nhiễm bụi khơng khí sử dụng tƣ liệu ảnh vệ tinh - Theo dõi chất lƣợng khơng khí khu vực khơng có trạm quan trắc mặt đất toàn khu vực nghiên cứu; thể số liệu webgis Nhiệm vụ nghiên cứu: - Thu thập thông tin trạng giám sát chất lƣợng khơng khí trạm quan trắc tự động khu vực ĐBSH - Thu thập liệu vệ tinh, chiết xuất thông tin độ dày quang học sol khí từ sản phẩm ảnh MODIS (MOD04/MOY04); xây dựng đồ sol khí khu vực đồng sơng Hồng - Tiến hành thu thập liệu số PM2.5 từ trạm quan trắc khí tƣợng - Xây dựng hàm hồi quy thể mối tƣơng quan số độ dày quang học sol khí AOD/AOT số PM2.5 Trang10 z - Tính tốn số PM2.5 từ mối tƣơng quan khu vực khơng có trạm quan trắc mặt đất, từ xây dựng đồ số PM 2.5 cho toàn khu vực nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu - Phƣơng pháp viễn thám: chiết xuất thông tin độ dày quang học sol khí từ tƣ liệu viễn thám MODIS MOD04/MYD04 - Phƣơng pháp đồ: thể đồ AOD/AOT; xây dựng đồ số bụi PM 2.5 - Phƣơng pháp điều tra thực địa: lấy số liệu PM2.5 từ trạm quan trắc khí tƣợng khu vực Đồng sơng Hồng - Phƣơng pháp mơ hình hóa: Xây dựng hàm hồi quy, mối tƣơng quan AOD/AOT PM2.5 - Phƣơng pháp phân tích khơng gian (GIS): Xác định vị trí trạm quan trắc khí tƣợng khu vực nghiên cứu - Phƣơng pháp phân tích thống kê - Phƣơng pháp chuyên gia Phạm vi nghiên cứu Phạm vi không gian: Khu vực Đồng sông Hồng Phạm vi thời gian: Sử dụng liệu vệ tinh MODIS liệu trạm quan trắc mặt đất năm 2014 để đánh giá chất lƣợng khơng khí khu vực đồng sông Hồng Ý nghĩa khoa học thực tiễn Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu góp phần khẳng định mở rộng khả ứng dụng phƣơng pháp viễn thám vào việc đánh giá chất lƣợng khơng khí Ý nghĩa thực tiễn: Nghiên cứu góp phần xây dựng phƣơng pháp phân tích, đánh giá, dự đốn chất lƣợng khơng khí (dựa số PM 2.5) khu vực đồng sông Hồng, đặc biệt nơi điều kiện đặt trạm quan trắc cố định hay lƣu động Cấu trúc luận văn Luận văn bao gồm chƣơng với phần Mở đầu, Kết luận, Kiến nghị, Tài liệu tham khảo Dƣới tiêu đề chƣơng: Chƣơng 1: Cơ sở lý luận phát nhiễm khơng khí độ dày quang học sol khí Trang11 z Chƣơng 2: Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng khơng khí khu vực đồng sơng Hồng tƣ liệu vệ tinh MODIS Chƣơng 3: Kết thảo luận Trang12 z CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ PHÁT HIỆN Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ BẰNG ĐỘ DÀY QUANG HỌC SOL KHÍ 1.1 Một số khái niệm 1.1.1 Khái niệm sol khí Sol khí thành phần phát tán khí quyển, đƣợc tạo nên từ bụi khí thải (tự nhiên nhân tạo), tham gia trực tiếp vào hiệu ứng nhà kính tác động tới biến đổi khí hậu Theo NASA, sol khí hạt lơ lửng khơng khí Khi hạt đủ lớn, nhận thấy dịên chúng chúng phản xạ hấp thụ ánh sáng mặt trời Ánh sáng mặt trời bị tán xạ làm giảm tầm nhìn gây tƣởng màu đỏ bình minh hồng Sol khí gây nên thay đổi hóa học khí quyển, thay đổi q trình hình thành mây, phản xạ hấp thụ lƣợng xạ từ gây tác động xấu đến thời tiết – khí hậu, thơng qua cách thức là: - Tƣơng tác trực tiếp: phản xạ ánh sáng mặt trời vào bầu khí - Tƣơng tác gián tiếp: ảnh hƣởng đến hạt mây, trình hình thành đám mây, tích tụ hấp thụ ánh sáng mặt trời, làm nóng bầu khí quyển,… Sol khí chia làm cấp dựa theo kích thƣớc chúng Cấp có kích thƣớc nhỏ có đƣờng kính nhỏ khoảng 0.1 µm Cấp trung bình có đƣờng kính nằm khoảng từ 0.1 đến µm [1, 2] Cấp có đƣờng kính lớn đƣợc gọi phần tử thơ, đƣờng kính chúng lớn 2µm Sol khí đƣợc tạo nhiều nguồn gốc, nhiên có ba nguồn tạo sol khí là: núi lửa, bụi sa mạc ngƣời - Sol khí núi lửa: đƣợc hình thành tầng bình lƣu sau trận phun trào lớn núi lửa Lớp sol khí chủ yếu hình thành khí SO2, sau chuyển đổi thành giọt axit sulfuric tầng bình lƣu tồn từ tuần tới vài tháng sau khí núi lửa phun trào Gió tầng bình lƣu trải rộng sol khí chúng bao phủ tồn cầu Sau lần hình thành, sol khí tồn tầng đối lƣu khoảng hai năm - Sol khí sa mạc: Loại sol khí đƣợc hình thành qua gió thổi phần tử bụi nhẹ từ bề mặt sa mạc có liên quan lớn tới sol khí khí Thơng thƣờng, chúng rơi khỏi khí sau bay thời đoạn ngắn nhƣng chúng đƣợc thổi lên độ cao khoảng 4.500 m cao lực mạnh bão cát Trang13 z - Sol khí đƣợc tạo từ hoạt động ngƣời: phần lớn sol khí tạo ngƣời khói bụi từ đám cháy khu rừng nhiệt đới, đốt than dầu Sol khí sulfat tạo ngƣời tăng lên nhanh chóng khí kể từ cách mạng cơng nghiệp Với mức độ sản xuất tại, sol khí sulfat phát thải ngƣời đƣợc cho nhiều so với lƣợng sol khí sulfat tự nhiên Sol khí tập trung nhiều Bắc Bán Cầu nơi vốn trung tâm hoạt động công nghiệp 1.1.2 Khái niệm hạt PM Hạt PM (Particulate Matter-PM) hạt bụi khơng khí có kích thƣớc nhỏ, nhỏ 10µm mà mắt thƣờng ngƣời khơng nhìn thấy đƣợc Các hạt gây nhiễm mơi trƣờng có tác hại lớn đến sức khỏe ngƣời Những hạt PM cịn có tên gọi khác hạt “bụi hơ hấp” hạt gây bệnh hô hấp cho ngƣời Những hạt PM có đƣờng kính nhỏ 10µm đến 2,5µm đƣợc gọi hạt PM 10 Những hạt theo đƣờng hơ hấp sâu vào bên khí quản ngƣời Những hạt PM có đƣờng kính nhỏ 2.5µm đƣợc gọi hạt PM 2.5 Chúng sâu vào bên thể ngƣời, bị giữ lại phế nang Những hạt có kích thƣớc q bé bị đẩy ngồi theo hoạt động thải khí CO2 ngƣời Những hạt PM có nồng độ cao thể ngƣời gây bệnh hô hấp nguy hiểm đồng thời ảnh hƣởng xấu tới hoạt động sản xuất cân hệ sinh thái tự nhiên Hình 1- Kích thước loại bụi PM so với đường kính sợi tóc người Những hạt PM tồn không trung từ vài đến vài ngày vài tuần, điều tùy thuộc vào kích thƣớc loại hạt Các hạt có kích thƣớc nhỏ Trang14 z thời gian tồn khơng khí lâu đƣợc phát tán xa diện rộng dƣới tác động gió (PM 2.5), hạt có kích thƣớc lớn có thời gian tồn khơng khí từ vài đến vài ngày (PM 10) 1.2 Tác động bụi sol khí sức khỏe cộng đồng Trong thập kỷ qua, nhà khoa học thực nhiều nghiên cứu để tìm mối liên kiết sức khỏe ngƣời nhiễm khơng khí Và khoảng 10 năm qua, nhiều liên kết đƣợc tìm thấy Ảnh hƣởng sol khí lên sức khỏe ngƣời đƣợc ghi lại địa điểm khác Tỷ lệ tử vong tăng lên kết tình trạng ô nhiễm đƣợc phát khắp nơi Nghiên cứu ban đầu cho thấy ảnh hƣởng lớn sol khí đến từ "khu vực sạch", nhƣ Mỹ Xu hƣớng tỷ lệ tử vong đƣợc ghi nhận theo đƣờng dốc từ Tây sang Đông Âu Trong nghiên cứu gần đây, nhạy cảm giống sol khí đƣợc chứng minh thể độc lập vị trí Tỷ lệ tử vong gần nhƣ Mỹ, Tây Âu Đơng Âu, cịn Trung Quốc với khoảng 2-4% trƣờng hợp tử vong với gia tăng nồng độ đến 100 µg/m3[3] Từ cách mạng cơng nghiệp bùng nổ, hạt sol khí đƣợc tạo từ hoạt động ngày nhiều khiến cho trình xử lý nhiễm trở thành gánh nặng kinh tế Gần đây, ý đƣợc tập trung vào vấn đề suy giảm chất lƣợng khơng khí gây hạt PM, vốn hạt sol khí có kích thƣớc lớn Vì chúng làm suy giảm chất lƣợng khơng khí nên gây nhiều hệ lụy đến sức khỏe cho ngƣời sống khu vực ô nhiễm Các nghiên cứu khác mối quan hệ mạnh mẽ ô nhiễm không khí tác động đến sức khỏe đƣợc ghi nhận Ngồi ra, có chứng rõ ràng cho thấy hạt PM 2.5 giữ vai trò quan trọng tác động đến sức khỏe ngƣời Các hạt sol khí có kích thƣớc từ 2.5 µm đến 10 µm đƣợc loại bỏ cách hiệu phần phía hệ thống hơ hấp, nhiên hạt PM 2.5 đọng lại vách phế quản Các hạt có đƣờng kính nhỏ 0.1µm đƣợc thu thập phế quản, hạt có đƣờng kính nằm khoảng 0.11 µm q nhỏ để bị giữ lại phần hệ thống hô hấp nhƣng lại lớn để đƣợc thu thập phế quản, chúng đƣợc giữ phổi[4] Hành vi hạt đọng lại phổi phụ thuộc vào đặc tính khí động học hạt luồng lƣu thơng nhƣ: kích thƣớc, hình dạng mật độ Sự lắng đọng hạt vùng khác hệ hơ hấp phụ thuộc vào kích thƣớc chúng [4] Trang15 z Sống khu vực chứa nhiều sol khí làm tăng tỷ lệ mắc bệnh hô hấp mở rộng nguy mắc bệnh hô hấp cấp tính ngƣời Hơn nữa, kết hợp với kim loại nặng cịn gây nhiều vấn đề nghiêm trọng khác tới sức khỏe cộng đồng Bảng dƣới liệt kê tác hại kết hợp sol khí kim loại nặng [4]: Bảng 1- Tác động sol khí bụi đến sức khỏe người kết hợp với kim loại nặng Kim loại nặng Nguồn tự nhiên Phát thải Mức độ nguy hiểm tối thiểu Tác động độc tính tiếp xúc cơng Mức độ chì Giảm phát triển thần kinh Ức nghiệp phƣơng máu nhỏ 10 chế hệ thống huyết học (thiếu tiên xe cộ, sơn micrograms đề máu), suy thận, suy giảm miễn Chì đốt cháy nhựa, giấy xi lít dịch … Rác thải điện tử Dƣới 10 microgram Kích ứng đƣờng tiêu hóa hơ Thủy nhựa, thuốc trừ sâu, đề xi lít máu hấp, suy thận, thần kinh ngân dƣợc phẩm chất Uống thải nha khoa Rdf mg/kg/ngày Đồ điện, nhựa, pin, Dƣới microgram Kích ứng chỗ phổi Cadmium chế độ ăn uống đề xi lít máu đƣờng tiêu hóa, tổn thƣơng thận nƣớc bất thƣờng hệ thống xƣơng Thuốc diệt cỏ, thuốc Phơi nhiễm 0.0003 Viêm gan, tổn thƣơng thần kinh Thạch tín trừ sâu, đồ điện tử, mg/kg/ngày ngoại vi, bệnh thần kinh, ung đốt chất thải chứa thƣ gan, da phổi, kích thích thành phần độc hệ thống hơ hấp trên, viêm hại, nƣớc ô nhiễm họng, viêm quản, viêm mũi, thiếu máu, bệnh tim mạch Bên cạnh sol khí ngồi trời, sol khí phát sinh bên hộ gia đình nguồn chất nhiễm khác gây nguy hiểm không cho ngƣời Mọi ngƣời thƣờng cảm thấy ốm yếu, mệt mỏi sản phẩm gia dụng phổ biến nhƣ: máy làm mát khơng khí, sơn, chất khử mùi thuốc xịt tóc Thƣờng xuyên sử dụng Trang16 z máy móc, hóa chất làm tăng nguy tiêu chảy, đau tai triệu chứng khác trẻ nhƣ đau đầu trầm cảm Theo báo cáo mơi trƣờng tồn quốc năm 2010, chất lƣợng mơi trƣờng khơng khí lãnh thổ Việt Nam bị suy giảm, đặc biệt đô thị lớn Hà Nội Thành phố Hồ Chí Minh Ơ nhiễm khơng khí chủ yếu bụi Bên cạnh đó, số khu vực có biểu nhiễm CO, SO2 tiếng ồn cục Việc phân tích nhiễm bụi dựa vào kết quan trắc thông số TSP PM10, PM2.5 nồng độ yếu tố mức cao, vƣợt qua mức độ cho phép thành phố lớn Về mặt phân bố không gian, mức độ ô nhiễm bụi cao khu vực có mật độ giao thơng đông đúc, nút giao thông, khu vực trình xây dựng sở hạ tầng khu cơng nghiệp Bảng 2- Các bệnh có tỉ lệ người mắc bệnh cao phạm vi toàn Việt Nam (Nguồn: Niên giám thống kê y tế năm 2008) S Bệnh TT Số ngƣời mắc bệnh (trên Tỉ lệ (%) 100.000 dân) Các bệnh viêm phổi 409.12 4,1 Viêm họng viêm 383.58 3,8 306.21 3,1 amidan cấp Viêm phế quản viêm tiểu phế quản 1.3 Tổng quan phát ô nhiễm khơng khí độ dày quang học sol khí Chất lƣợng khơng khí ngun nhân sinh bệnh tật cộng đồng Nhất nƣớc phát triển nhƣ nƣớc ta nay, chất lƣợng khơng khí bị nhiễm chất thải cơng nghiệp bụi xây dựng gây nên Để giám sát chất lƣợng khơng khí, theo phƣơng pháp truyền thống, sử dụng mạng lƣới trạm đo chất lƣợng khơng khí thành phố, khu dân cƣ theo mật độ phân bố định Nhờ mạng lƣới quan trắc đo thành phần khơng khí hàng ngày (hàng giờ, hàng tuần, hàng tháng) mà đƣa phƣơng pháp phòng ngừa, bảo vệ sức khoẻ cộng đồng Nhƣợc điểm lớn giải pháp dựa vào mạng lƣới trạm đo mặt đất tốn khuyếch tán bụi khí nhiễm khơng phản ánh cách khách quan sử dụng hàm tốn học để mô Trong khoảng thời gian gần 40 năm qua,ở Trang17 z ... cứu Phạm vi không gian: Khu vực Đồng sông Hồng Phạm vi thời gian: Sử dụng liệu vệ tinh MODIS liệu trạm quan trắc mặt đất năm 2014 để đánh giá chất lƣợng khơng khí khu vực đồng sông Hồng Ý nghĩa... chọn luận văn thạc sĩ: ? ?Sử dụng tư liệu vệ tinh MODIS đánh giá chất lượng khơng khí khu vực Đồng sơng Hồng" với mong muốn góp phần giải phần vấn đề nhƣ trình bày, góp sức mục tiêu chung bảo vệ. .. THỊ DUYÊN SỬ DỤNG TƢ LIỆU VỆ TINH MODIS ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG KHƠNG KHÍ KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SƠNG HỒNG Chun ngành: Bản đồ, Viễn thám Hệ thông tin địa lý Mã số: 66 04 02 14 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC