Nghiên cứu khả năng áp dụng của cảm biến chi phí thấp để đo nồng độ bụi pm25 tại thành phố hà nội

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu khả áp dụng cảm biến chi phí thấp để đo nồng độ bụi PM2.5 thành phố Hà Nội ĐOÀN THỊ HOA HUYỀN Huyen.dth202637m@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật Môi trường Giảng viên hướng dẫn: Viện: TS Nguyễn Thị Thu Hiền Khoa học Công nghệ Môi trường HÀ NỘI, 5/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ Nghiên cứu khả áp dụng cảm biến chi phí thấp để đo nồng độ bụi PM2.5 thành phố Hà Nội ĐOÀN THỊ HOA HUYỀN Huyen.dth202637m@sis.hust.edu.vn Ngành Kỹ thuật Môi trường Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Thu Hiền Chữ ký GVHD Viện: Khoa học Công nghệ Môi trường HÀ NỘI, 5/2023 ii ĐỀ TÀI LUẬN VĂN Nghiên cứu khả áp dụng cảm biến chi phí thấp để đo nồng độ bụi PM2.5 thành phố Hà Nội Giáo viên hướng dẫn Ký ghi rõ họ tên iii Lời cảm ơn Trước hết, em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô viện Khoa học Công nghệ Môi trường, Đại học Bách Khoa Hà Nội tận tình dạy trang bị cho em kiến thức cần thiết suốt thời gian học tập ciện Em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Thị Thu Hiền tận tình hướng dẫn em nghiên cứu hoàn thành luận văn Đồng thời em xin gửi lời cảm ơn tới TS Lý Bích Thủy thầy thực dự án“Xây dựng quy trình/ hướng dẫn quản lý chất lượng liệu cảm biến chất lượng khơng khí chi phí thấp”, tạo hội cho em tham gia, học tập làm việc dự án Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè, người thân đồng nghiệp quan tâm, động viên, giúp đỡ em nhiều trình học tập hồn thành luận văn iv Tóm tắt nội dung luận văn Ơ nhiễm mơi trường khơng khí tác động đến sức khỏe người mối quan ngại to lớn nước phát triển, đặc biệt Việt Nam Tại đô thị trung tâm Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh hay thành phố, đặc khu công nghiệp lớn nước ta, mức độ ô nhiễm năm gần có lúc lên đến ngưỡng báo động Tuy nhiên, việc theo dõi, giám sát chất lượng khơng khí chưa thực đáp ứng với tình hình nay, thiếu hụt số lượng hệ thống quan trắc tự động xuống cấp chất lượng hệ thống Chi phí rào cản lớn việc mở rộng giám sát chất lượng khơng khí, việc ứng dụng cảm biến khơng khí chi phí thấp cung cấp thơng tin chất lượng khơng khí mặt thời gian không gian hướng tiếp cận hiệu Tuy nhiên cảm biến chi phí thấp ngồi ưu điểm có nhược điểm cần khắc phục Việc ứng dụng cảm biến chi phí thấp Hà Nội chưa có nhiều nghiên cứu đề cập đến, luận văn “Nghiên cứu khả áp dụng cảm biến chi phí thấp để đo nồng độ bụi PM2.5 thành phố Hà Nội” mong muốn đóng góp thơng tin phương thức để mở rộng hướng quan trắc mơi trường khơng khí cho thành phố Hà Nội Đối tượng luận văn cảm biến chi phí thấp có sẵn thị trường, đối tượng tham chiếu thiết bị GRIMM Luận văn sử dụng cảm biến chi phí thấp đo bụi PM2.5 điểm cố định Đại học Bách Khoa Hà Nội, dùng phương pháp thống kê liệu so sánh với tiêu chí USEPA, nhằm đánh giá khả ứng dụng LCS điều kiện môi trường Hà Nội HỌC VIÊN Ký ghi rõ họ tên v MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT viii DANH MỤC HÌNH VẼ ix MỞ ĐẦU xii CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung bụi 1.1.1 Nguồn gốc, chất bụi khơng khí 1.1.2 Kích thước hạt bụi 1.1.3 Tác hại bụi 1.1.4 Hiện trạng nhiễm khơng khí bụi PM2.5 1.2 Các thiết bị quan trắc bụi PM2.5 1.2.1 Thiết bị đo nồng độ bụi dựa khối lượng 1.2.2 Các thiết bị đo trường 10 1.2.3 Thiết bị cảm biến chi phí thấp (Low Cost Sensor - LCS) đo nồng độ bụi PM2.5 14 1.3 Một số nghiên cứu nước quốc tế đánh giá ứng dụng LCS 18 1.3.1 Nghiên cứu ứng dụng đánh giá hoạt động LCS giới 18 1.3.2 Nghiên cứu khả ứng dụng LCS Việt Nam 19 CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.1 Đối tượng nghiên cứu 21 2.1.1 Thiết bị GRIMM 21 2.1.2 Thiết bị BAM 22 2.1.3 Các LCS so sánh 23 2.2 Phương pháp nghiên cứu 25 2.2.1 Hiệu chuẩn thiết bị tham chiếu 25 2.2.2 Đánh giá, so sánh LCS GRIMM 26 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 32 3.1 Kết hiệu chuẩn thiết bị tham chiếu 32 3.2 Kết so sánh LCS GRIMM 33 3.2.1 Đánh giá độ hoàn thiện liệu: 33 3.2.2 Đánh giá tương quan 34 3.2.3 Đánh giá Sai số 41 3.2.4 Đánh giá độ chệch (Bias) 42 3.2.5 Đánh giá độ chụm 43 3.2.6 Đánh giá theo khoảng đo 44 3.2.7 Ảnh hưởng độ ẩm 50 vi 3.3 Đánh giá khả áp dụng cảm biến chi phí thấp đo nồng độ bụi PM2.5 Hà Nội 52 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 59 vii DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT STT Chữ viết tắt Tiếng Việt Tiếng Anh LCS Cảm biến chi phí thấp Low cost sensor WHO Tổ chức Y tế Thế giới EPA Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ RMSE Sai số trung bình bình phương Root mean square error NRMSE Căn bậc hai chuẩn hóa lỗi bình phương Normalized root mean square error CV Hệ số biến thiên Coefficient of variation 10 SD Độ lệch chuẩn Standard deviation 11 R2 Hệ số tương quan 12 RH Độ ẩm tương đối Relative humidity 14 PM Bụi Particlate matter 15 QCVN Quy chuẩn Việt Nam 16 BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường viii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mơ kích thước hạt bụi [7] Hình 1.2: Khả di chuyển bụi hơ hấp thể[9] Hình 1.3: Sự xâm nhập bụi vào hệ hô hấp người[9] Hình 1.4: Bản đồ tồn cầu mức độ phơi nhiễm PM2.5 ước tính theo quốc gia / khu vực vào năm 2019 [12] Hình 1.5: Thủ số nước xếp theo nồng độ PM2.5 trung bình hàng năm (μg/m³) [13] Hình 1.6 Nguồn gây ô nhiễm bụi Hình 1.7: Hàm lượng bụi PM2.5 khơng khí trung bình tháng/năm số thành phố lớn Việt Nam [13] Hình 1.8: Nồng độ bụi PM2.5tại quận/huyện Hà Nội [5] Hình 1.9: Phác họa nguyên lý va chạm kiểu tầng Hình 1-1.10: Mơ tả va chạm ảo Hình 1.11: Bộ va chạm ly tâm: Cyclone [19] 10 Hình 1.12: Cảm biến đo bụi TEOM 11 Hình 1.13 Hình ảnh thiết bị BAM lắp đặt thực địa[21] 12 Hình 1.14: Nguyên tắc đo bụi thiết bị GRIMM theo nguyên lý tán xạ ánh sáng 13 Hình 2.1 Sơ đồ bước thực 21 Hình 2.2 Thiết bị GRIMM 22 Hình 2.3 Địa điểm đặt thiết bị 25 Hình 2.4 Hình ảnh lắp đặt thiết bị 26 Hình 2.5 Địa điểm đặt LCS máy GRIMM 26 Hình 2.6 Vị trí thực lấy mẫu 27 Hình 3.1 Tương quan GRIMM03 – BAM 32 Hình 3.2 Diễn biến liệu GRIMM 03 BAM 33 Hình 3.3 Biểu đồ nồng độ PM2.5 theo thời gian LCS1-GRIMM tính cho liệu trung bình 1h 35 Hình 3.4 Biểu đồ nồng độ PM2.5 theo thời gian LCS1-GRIMM tính cho liệu trung bình 24 h 36 Hình 3.5 Biểu đồ nồng độ PM2.5 theo thời gian LCS2-GRIMM tính cho liệu trung bình 1h 36 Hình 3.6 Biểu đồ nồng độ PM2.5 theo thời gian LCS2-GRIMM tính cho liệu trung bình 24h 37 Hình 3.7 Biểu đồ nồng độ PM2.5 theo thời gian LCS3-GRIMM tính cho liệu trung bình 1h 37 ix Hình 3.8 Biểu đồ nồng độ PM2.5 theo thời gian LCS3-GRIMM tính cho liệu trung bình 24h 38 Hình 3.9 Biểu đồ tương quan LCS1-GRIMM 39 Hình 3.10 Biểu đồ tương quan LCS2-GRIMM 40 Hình 3.11 Biểu đồ tương quan LCS3-GRIMM 40 Hình 3.12 Biểu đồ CV SD LCS1 với liệu 1h 24h 43 Hình 3.13 Biểu đồ CV SD LCS2 với liệu 1h 24h 44 Hình 3.14 Biểu đồ CV SD LCS3 với liệu 1h 24h 44 Hình 3.15 Biểu đồ số lượng liệu PM2.5 LCS1 theo khoảng nồng độ trung bình 1h trung bình 24h 45 Hình 3.16 Biểu đồ PM2.5 LCS1-GRIMM theo khoảng nồng độ thời gian 45 Hình 3.17 Biểu đồ so sánh RMSE LCS1 theo khoảng nống độ trung bình 1h trung bình 24h 46 Hình 3.18 Biểu đồ số lượng liệu PM2.5 LCS2 theo khoảng nồng độ trung bình 1h trung bình 24h 47 Hình 3.19 Biểu đồ PM2.5 LCS2-GRIMM theo khoảng nồng độ thời gian 47 Hình 3.20 Biểu đồ so sánh RMSE LCS2 theo khoảng nống độ trung bình 1h trung bình 24h 47 Hình 3.21 Biểu đồ số lượng liệu PM2.5 LCS3 theo khoảng nồng độ trung bình 1h trung bình 24h 48 Hình 3.22 Biểu đồ PM2.5 LCS3-GRIMM theo khoảng nồng độ thời gian 49 Hình 3.23 Biểu đồ so sánh RMSE LCS3 theo khoảng nống độ trung bình 1h trung bình 24h 49 x Khoảng nồng độ PM2.5 theo thời gian 200 100 160 120 80 40 0 40% < RH < 90% RH > 90% GRIMM LCS3 Hình 3.22 Biểu đồ PM2.5 LCS3-GRIMM theo khoảng nồng độ thời gian Hình 3.23 Biểu đồ so sánh RMSE LCS3 theo khoảng nống độ trung bình 1h trung bình 24h Hình 3.26, liệu LCS3 trung bình 1h có sai số trung bình khoảng nồng độ nhỏ 50 µg/m³ đạt điều kiện sai số trung bình khoảng nồng độ 50-100 µg/m³ lớn 100 µg/m³ khơng đạt điều kiện theo tiêu chí chấp nhận cảm biến chi phí thấp mà US EPA đưa 2021 Dữ liệu LCS3 trung bình 24h có sai số trung bình khoảng nồng độ nhỏ 50 µg/m³ lớn 100 µg/m³ đạt điều kiện khoảng nồng độ 50-100 µg/m³ khơng đạt điều kiện theo tiêu chí USEPA 49 3.2.7 Ảnh hưởng độ ẩm Như phân tích, điểm yếu LCS độ tin cậy liệu đo, phụ thuộc nhiều vào điều kiện mơi trường đo, có nhiệt độ độ ẩm Mối tương quan độ ẩm xuất giá trị ngoại lai nghiên cứu nhiều cảm biến PM theo nguyên lý quang học[36] Kết đo cảm biến PM2.5 không đáng tin cậy RH cao, thường thấy khu vực nhiệt đới tháng định năm (trong mùa mưa) Mối tương quan giá trị đo PM2.5 LCS với thiết bị tham chiếu BAM đưa nghiên cứu Bangkok, Thái Lan theo đó, RH 95%, cảm biến cho kết đo không đáng tin cậy [34]Cũng tương tự với nghiên cứu Thái Lan, theo nghiên cứu Zohir Chowdhury, 2014 [37], liệu đo trung bình phút cho thấy, tất giá trị đo cao LCS ghi nhận độ ẩm mức cao 95% Những điểm liệu cao bất thường coi điểm ngoại lai (outlier) ảnh hưởng độ ẩm Để đánh giá ảnh hưởng độ ẩm, cần khảo sát độ chệch, độ chụm, độ tuyến tính LCS kết tham chiếu khoảng độ ẩm khác để xem xét khoảng độ ẩm kết bị sai lệch Ngồi ra, sử dụng liệu trường để đánh giá tiềm ảnh hưởng nhiệt độ độ ẩm đến kết đo LCS cách minh họa tác động độ ẩm đến nồng độ LCS thông qua biểu đồ phân tán Trong biểu đồ phân tán này, giá trị đo LCS xem biến phụ thuộc (y) giá trị nhiệt độ, độ ẩm tương đối xem biến độc lập (x) Để việc đánh giá hiệu hơn, biểu đồ phân tán, sử dụng biến phụ thuộc giá trị nồng độ chuẩn hóa (tỉ số nồng độ đo LCS đo thiết bị tham chiếu) hay chênh lệch/giá trị tuyệt đối chênh lệch kết đo LCS thiết bị tham chiếu Thực tế q trình đánh giá gặp khó khăn thời gian quan trắc, số liệu không phản ánh rõ quy luật thay đổi độ ẩm Ví dụ, thời gian khảo sát độ ẩm khơng có giá trị đủ để gây ảnh hưởng đến kết liệu, vậy, số liệu phần thiếu Trường hợp độ dày liệu khơng đủ để đưa kết luận chặt chẽ mối liên quan độ ẩm với giá trị đo cảm biến Ảnh hưởng độ ẩm tới LCS1 Trong khoảng thời gian đánh giá LCS1, Số lượng giá trị trung bình 1h 24h ghi lại khoảng độ ẩm RH 40 – 90% 643 (chiếm 68,8%) 40 (chiếm 75,5%), khoảng độ ẩm RH < 40% 110 (chiếm 11,7%) (chiếm 0%) khoảng độ ẩm RH > 90% 183 (chiếm 19,5%) 13 (chiếm 24,5%) 50 Mức độ tương quan LCS1 GRIMM khoảng độ ẩm RH 40-90% tốt: R2 = 0,8196 liệu 1h 0.7990 liệu 24h RMSE khoảng RH > 90% thấp khoảng lại nằm điều kiện hoạt động thiết bị (được quy định đơn vị sản xuất) Kết đánh giá cho thấy RMSE giảm độ ẩm cao chứng tỏ thiết bị hoạt động tốt điều kiện độ ẩm cao Tuy nhiên tất giá trị RMSE khoảng độ ẩm khác liệu 1h 24h nằm khoảng tiêu chí chấp nhận USEPA (RMSE ≤ µg/m3) Bảng 3.4 Ảnh hưởng độ ẩm đến LCS1 Trung bình 1h Khoảng độ ẩm Số liệu ≥ 90% 183 40-90% 643 ≤ 40% 110 R2 0,8196 Trung bình 24h RMSE Số R2 liệu 16,17 13 18,19 40 24,33 RMSE 11,75 0,7990 18,18 22,23 Ảnh hưởng độ ẩm tới LCS2 Trong khoảng thời gian đánh giá LCS2, Số lượng giá trị trung bình 1h 24h ghi lại khoảng độ ẩm RH 40 – 90% 310 (chiếm 90,4%) 26 (chiếm 100%), khoảng độ ẩm RH < 40% 30 (chiếm 8,7%) (chiếm 0%) khoảng độ ẩm RH > 90% (chiếm 0,9 %) (chiếm 0%) Mức độ tương quan LCS2 GRIMM khoảng độ ẩm RH 40-90% tốt: R2 = 0,8996 liệu 1h 0,9635 liệu 24h Ngược lại với thiết bị LCS1, kết đánh giá LCS2 cho thấy RMSE tăng độ ẩm cao chứng tỏ thiết bị hoạt động tốt điều kiện độ ẩm thấp Tuy nhiên tất giá trị RMSE khoảng độ ẩm khác liệu 1h 24h nằm khoảng tiêu chí chấp nhận USEPA (RMSE ≤ µg/m3) nên nhìn độ xác thiết bị thấp Bảng 3.5 Ảnh hưởng độ ẩm đến LCS2 Khoảng độ Trung bình 1h Trung bình 24h 51 ẩm Số liệu ≥ 90% 30 40-90% 310 ≤ 40% R2 0,8996 RMSE Số liệu 23,50 43,15 26 46,92 R2 RMSE 0,9635 29,68 Ảnh hưởng độ ẩm tới LCS3 Trong khoảng thời gian đánh giá LCS3, số lượng giá trị trung bình 1h khoảng độ ẩm RH 40 – 90% 83 (chiếm 50,9%), khoảng độ ẩm RH < 40% 60 (chiếm 36,8%) khoảng độ ẩm RH > 90% 20 (chiếm 12,3 %) Mức độ tương quan LCS3 GRIMM khoảng độ ẩm RH 40-90% tốt: R2 = 0,96 liệu 1h Tất giá trị RMSE khoảng độ ẩm khác liệu 1h xấp xỉ khoảng tiêu chí chấp nhận USEPA (RMSE ≤ µg/m3) Bảng 3.6 Ảnh hưởng độ ẩm đến LCS3 Trung bình 1h Khoảng độ ẩm Số liệu R2 RMSE ≥ 90% 20 0,85 7,21 40-90% 83 0,96 6,29 ≤ 40% 60 0,89 7,37 3.3 Đánh giá khả áp dụng cảm biến chi phí thấp đo nồng độ bụi PM2.5 Hà Nội Các kết đánh giá LCS tóm tắt bảng 3.7 đến 3.9 52 Bảng 3.7 Kết đánh giá LCS1 Thời gian đánh giá Khoảng thời gian đo Số điểm đánh giá Thời gian Thời gian cài đặt kết thúc 00:00:00 24 Kết đánh giá Độ hoàn thiện liệu (%) Tương R quan pearson RMSE Bias Độ dốc Hệ số chặn CV % 1778 82,17% 0,7769 0,88 17,73 -4,41 0,674 18,4 82 85 86,01% 0,8039 0,89 14,69 -2,79 0,7646 13,018 75 23:59:00 53 Bảng 3.8 Kết đánh giá LCS2 Thời gian đánh giá Khoảng thời gian đo Số điểm Thời gian cài đặt đánh giá Thời gian kết thúc 00:00:00 24 Kết đánh giá Độ hoàn thiện liệu (%) Tương R quan pearson RMSE Bias Độ dốc Hệ số chặn CV % 352 76,5% 0,8994 0,95 42,77 28,1 0,5151 17,554 66 27 80,3% 0,8413 0,92 40,3 27,19 0,5664 14,129 64 23:59:00 54 Bảng 3.9 Kết đánh giá LCS3 Thời gian đánh giá Khoảng thời gian đo Số điểm Thời gian cài đặt đánh giá Thời gian kết thúc 00:00:00 24 Kết đánh giá Độ hoàn thiện liệu (%) Tương R quan pearson RMSE Bias Độ dốc Hệ số chặn CV % 163 87,07% 0,9521 0,97 6,29 -0,25 1,0397 10,495 60 48 88,64% 0,9464 0,97 5,71 -0,21 1,0074 10,328 55 23:59:00 55 Bảng 3.10 So sánh LCS với số thiết bị/ nghiên cứu thực Thiết bị CV% Độ dốc Hệ số chặn R2 RMSE Tiêu chí US EPA 0,7 75%)  Tương quan: Tương quan LCS1 – GRIMM Hệ số R2 = 0,7769 liệu trung bình 1h R2 = 0,8039 liệu trung bình 24h, LCS2 – GRIMM: R2 = 0,8413 liệu trung bình 24h R2 = 0,8413 liệu trung bình 1h, LCS3 có R2 = 0,464 liệu trung bình 24h R2 = 0,9521 liệu trung bình 1h Cả LCS có tương quan tốt với GRIMM, đạt tiêu chí chấp nhận USEPA (R2 > 0,7)  Sai số: RMSE LCS1, LCS2, LCS3 trung bình 1h là 17,73 μg/m3, 42,77 μg/m3 6,29 μg/m3 liệu trung bình 24h 14,64 μg/m3, 40,3 μg/m3 5,71 μg/m3 cho thấy có sai số lớn tiêu chí chấp nhận USEPA (RMSE ≤ μg/m3)  Độ dốc LCS 0,94 đến 1,16, 1,00 đến 1,03, đáp ứng tiêu chí USEPA ± 0,35 hệ số chặn lại khơng đáp ứng tiêu chí 1,05 ± 0,11 USEPA Như LCS đáp ứng phần tiêu chí so sánh luận văn Kết luận kiến nghị Trong trình thực dự án, dịch covid-19 nguyên nhân khách quan khiến thời gian lấy mẫu không mong muốn nhóm nghiên cứu Các liệu thu chưa phủ rộng hai mùa khô mùa mưa Hà Nội Qua kết thu được, có số khuyến nghị để cải thiện chất lượng liệu LCS cho ứng dụng khác hiểu LCS liệu LCS: Cần tìm hiểu kĩ tờ hướng dẫn sử dụng LCS thông tin kỹ thuật cho người dùng như: Khuyến nghị việc theo dõi thiết bị thời gian đầu khơng sử dụng số liệu vài ngày đầu sau lắp đặt; Ghi thời gian biểu diễn số liệu (theo khung thời gian nào, thời điểm đầu hay cuối khoảng trung bình thời gian đo); Lưu ý khả số liệu đo bị ảnh hưởng sau vận chuyển, di chuyển; Lưu ý khả bị thiết bị ảnh hưởng điều kiện 57 môi trường, côn trùng v.v; Hướng dẫn cách bảo dưỡng thiết bị đo; Khuyến nghị với người sử dụng việc thiết bị đo khác model cho kết đo khác Khi sử dụng LCS nên kiểm tra mức độ suy giảm tín hiệu theo thời gian khắc phục tượng tín hiệu đo bị suy giảm theo thời gian, đồng thời thực hiệu chuẩn định kỳ cho thiết bị, công bố, chia sẻ thông tin tới người dùng - Nhằm nâng cao khả áp dụng LCS, LCS trích xuất liệu qua trang web tới người dùng, cung cấp tài khoản riêng cho người dùng Trang web nên tích hợp sẵn số tính biểu diễn số liệu theo khung thời gian khác tính phân tích số liệu để tiện theo dõi so sánh Hiện nay, LCS có hạn chế độ xác độ tin cậy suy giảm qua qua thời gian sử dụng Một phần nguyên nhân thiếu hoạt động đảm bảo kiểm soát chất lượng Một nguyên nhân khác thiếu thiết bị tham chiếu khả tiếp cận với thiết bị này; hay chưa có chương trình/dịch vụ hiệu chuẩn LCS Cơ quan quản lý mơi trường khơng khí nên xây dựng chế/chương trình cho phép LCS tham chiếu với thiết bị tiêu chuẩn sẵn có mạng lưới trạm quan trắc quốc gia Việc giúp đơn vị sản xuất vận hành mạng lưới cảm biến nâng cao chất lượng liệu hỗ trợ vùng thiếu liệu CLKK, thúc đẩy đổi công nghệ từ đơn vị cung cấp vận hành LCS nước 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] N T Dung, Bài giảng mơn Ơ nhiễm khơng khí nhà 2017 The Lancet, “WHO’s global air-quality guidelines,” Lancet, vol 368, no 9544 p 1302, 2006, doi: 10.1016/S0140-6736(06)69530-5 Đặng Kim Chi, “Hóa học môi trường Tập 1,” NXB Khoa học Kỹ thuật p 260, 1999 Alexander P., “Assessment of Sources of Air, Water, and Land Pollution Part One: Rapid Inventory Techniques in Environmental Pollution.” pp 3– 43, 4–39, 1993 Bộ Tài nguyên Môi trường, “Báo cáo trạng môi trường quốc gia giai đoạn 2016 - 2020.” Nhà xuất Dân Trí, 2021 F J Kelly and J C Fussell, “Size, source and chemical composition as determinants of toxicity attributable to ambient particulate matter,” Atmospheric Environment, vol 60 pp 504–526, 2012, doi: 10.1016/j.atmosenv.2012.06.039 EPA.gov, “Particulate Matter (PM) Basics,” https://www.epa.gov/pmpollution/particulate-matter-pmbasics#:~:text=Some%20are%20emitted%20directly%20from,power%20p lants%2C%20industries%20and%20automobiles., 2022 Y Gao and H Ji, “Microscopic morphology and seasonal variation of health effect arising from heavy metals in PM2.5 and PM10: One-year measurement in a densely populated area of urban Beijing,” Atmos Res., vol 212, pp 213–226, 2018, doi: 10.1016/j.atmosres.2018.04.027 WHO, “Ambient (outdoor) air pollution,” Https://Www.Who.Int/En/NewsRoom/Fact-Sheets/Detail/Ambient-(Outdoor)-Air-Quality-and-Health, 2018 https://www.who.int/en/news-room/fact-sheets/detail/ambient(outdoor)-air-quality-and-health (accessed Nov 03, 2021) G Hao, L Zuo, P Xiong, L Chen, X Liang, and C Jing, “Associations of PM2.5 and road traffic noise with mental health: Evidence from UK Biobank,” 2022 doi: 10.1016/j.envres.2021.112221 R El Morabet, “Effects of Outdoor Air Pollution on Human Health,” Encycl Environ Heal., pp 278–286, Jan 2019, doi: 10.1016/B978-0-12409548-9.11509-X IQAir, “(Report) World Air Quality Report,” 2020 World Air Qual Rep., no August, pp 1–35, 2020, [Online] Available: https://www.iqair.com/world-most-polluted-cities/world-air-quality-report2019-en.pdf IQAir, “2020 World Air Quality Report:Region & City PM2.5 Ranking,” IQAir, no August, 2020, pp 1–41, 2020, [Online] Available: https://www.iqair.com/world-most-polluted-cities/world-air-quality-report2020-en.pdf%0Aonline air quality information platform “World Air Report 2019,” https://www.iqair.com/world-most-pollutedcities/world-air-quality-report-2019-en.pdf., pp 1–35, 2020 T Truong, Quyết định 1459/QĐ-TCMT 2019 Hướng dẫn kỹ thuật tính tốn cơng bố số chất lượng khơng khí 2019 59 [16] “Báo cáo đầy đủ trạng bụi PM2.5 Việt Nam giai đoạn 20192020,” 2020 [17] J H Vincent, Science, Standards, Instrumentation and Applications 2007 [18] X D Yanna Li, Hongxiang Zhang, Hemi Qu, Menglun Zhang, Wei Pang, A Machined Virtual Impactor for PM2.5 Detection 2018 [19] M Lippmann, Particle_collection_efficiencies_of_air.pdf 1977 [20] A EPA, “Environmental Protection Authority Victoria, Autralia,” https://www.epa.vic.gov.au/, p https://www.epa.vic.gov.au/, 2023 [21] M O Instruments, “Met One Instruments, Inc Offers Four BAM Models for Precision Air Monitoring,” https://metone.com/met-one-instrumentsinc-offers-four-bam-models-for-precision-air-monitoring/ [22] EPA, “Air Sensor Toolbox,” https://www.epa.gov/air-sensor-toolbox [23] L Liang, “Calibrating low-cost sensors for ambient air monitoring: Techniques, trends, and challenges,” Environmental Research, vol 197 Academic Press Inc., Jun 01, 2021, doi: 10.1016/j.envres.2021.111163 [24] M R Giordano et al., “From low-cost sensors to high-quality data: A summary of challenges and best practices for effectively calibrating lowcost particulate matter mass sensors,” J Aerosol Sci., vol 158, Nov 2021, doi: 10.1016/j.jaerosci.2021.105833 [25] M Badura, P Batog, A Drzeniecka-Osiadacz, and P Modzel, “Evaluation of low-cost sensors for ambient PM2.5 monitoring,” J Sensors, vol 2018, 2018, doi: 10.1155/2018/5096540 [26] S C C Lung, W C V Wang, T Y J Wen, C H Liu, and S C Hu, “A versatile low-cost sensing device for assessing PM2.5 spatiotemporal variation and quantifying source contribution,” Sci Total Environ., vol 716, 2020, doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.137145 [27] and G S W H Karoline K Johnson, Michael H Bergin, Armistead G Russell, “Using Low Cost Sensors to Measure Ambient Particulate Matter Concentrations and On-Road Emissions Factors,” https://amt.copernicus.org/preprints/amt-2015-331/, 2016 [28] J D J Robert A Chaney , Chantel D Sloan, Victoria C Cooper, Daniel R Robinson, Nathan R Hendrickson, Tyler A McCord, “Personal exposure to fine particulate air pollution while commuting: An examination of six transport modes on an urban arterial roadway,” https://doi.org/10.1371/journal.pone.0188053, 2017 [29] T N T Nguyen et al., “Air pollution monitoring network using low-cost sensors, a case study in Hanoi, Vietnam,” IOP Conf Ser Earth Environ Sci., vol 266, no 1, 2019, doi: 10.1088/1755-1315/266/1/012017 [30] R Williams, A Kaufman, T Hanley, and J Rice, “Evaluation of Fielddeployed Low Cost PM Sensors EPA/600/R-14/464 - U.S Environmental Protection Agency (U.S EPA),” no December, 2014 [31] USEMBASSY, “Quan trắc chất lượng không khí Hà Nội Đại sứ quán Hoa Kỳ,” https://vn.usembassy.gov/vi/embassy-consulate-vi/e https://vn.usembassy.gov/vi/embassy-consulate-vi/e [32] AOAC, “Guidelines for Standard Method Performance Requirements,” J AOAC Int Off Method Anal., p 9, 2016 [33] R E Connolly et al., “Long-term evaluation of a low-cost air sensor network for monitoring indoor and outdoor air quality at the community 60 [34] [35] [36] [37] [38] scale,” Sci Total Environ., vol 807, Feb 2022, doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.150797 R M Duvall et al., “Performance Testing Protocols, Metrics, and Target Values for Ozone Air Sensors.” p 63, 2021, [Online] Available: https://cfpub.epa.gov/si/si_public_record_Report.cfm?dirEntryId=350784 &Lab=CEMM C D T Nguyen and H T To, “Evaluating the applicability of a low-cost sensor for measuring PM2.5 concentration in Ho Chi Minh city, Viet Nam,” Science and Technology Development Journal, vol 22, no pp 343–347, 2019, doi: 10.32508/stdj.v22i3.1688 T L Huynh, S Fakprapai, and T K O Nguyen, “Air quality monitoring with focus on wireless sensor application and data management,” TORUS - Toward an Open Resource Using Services: Cloud Computing for Environmental Data pp 17–40, 2020, doi: 10.1002/9781119720522.ch2 Z Chowdhury et al., “An inexpensive light-scattering particle monitor: Field validation,” Journal of Environmental Monitoring, vol 9, no 10 pp 1099–1106, 2007, doi: 10.1039/b709329m R Duvall et al., “Performance Testing Protocols, Metrics, and Target Values for Ozone Air Sensors: Use in Ambient, Outdoor, Fixed Site, NonRegulatory and Informational Monitoring Applications,” p EPA/600/R20/279, 2021, [Online] Available: https://cfpub.epa.gov/si/si_public_record_Report.cfm?dirEntryId=350784 &Lab=CEMM 61 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Đề tài: Nghiên cứu khả áp dụng cảm biến chi phí thấp để đo nồng độ bụi PM2.5 thành phố Hà Nội Tác giả luận văn: Đồn Thị Hoa Huyền Khóa: 2020B Người hướng dẫn: TS Nguyễn Thị Thu Hiền Từ khóa (Keyword): PM2.5, bụi mịn, Nội dung tóm tắt: a) Lý chọn đề tài Ơ nhiễm mơi trường khơng khí tác động đến sức khỏe người mối lo ngại lớn nước phát triển Việt Nam Tuy nhiên việc quan trắc chất lượng khơng khí chưa thực đáp ứng tình hình nay, thiếu hụt số lượng xuống cấp chất lượng hệ thống quan trắc tự động Tại Việt Nam tính đến nay, có nghiên cứu ứng dụng LCS theo dõi chất lượng môi trường không khí thực Thành phố Hồ Chí Minh Hà Nội Đây coi hướng tiềm cho công ty sản xuất nhà khoa học nghiên cứu đặc tính PM2.5 Luận văn “Nghiên cứu khả áp dụng cảm biến chi phí thấp để đo nồng độ bụi PM2.5 thành phố Hà Nội” hướng tới mục tiêu áp dụng rộng rãi cảm biến chi phí thấp đo nồng độ bụi PM2.5 Hà Nội phục vụ mục đích bảo vệ mơi trường sức khỏe người hiệu b) Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu Mục đích: Đánh giá so sánh liệu đo PM2.5 LCS với thiết bị GRIMM từ tháng năm 2021 đến tháng năm 2021 tầng tòa nhà C5 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đối tượng nghiên cứu: Cảm biến chi phí thấp LCS hoạt động theo nguyên lý tán xạ ánh sáng đo bụi PM2.5 Phạm vi nghiên cứu: trường tầng tòa nhà C5 Đại học Bách Khoa Hà Nội từ tháng năm 2021 đến tháng năm 2021 c) Các nội dung đóng góp tác giả - Đã nghiên cứu tiêu chí đánh giá chất lượng LCS áp dụng trường - Đã có kết nồng độ bụi PM2.5 theo thời gian LCS, từ đưa tiêu chí đánh giá LCS như: độ hoàn thiện liệu, tương quan, sai số, ảnh hưởng độ ẩm tới kết quả… - Đã đưa khuyến cáo sử dụng LCS trường d) Phương pháp nghiên cứu Phương pháp thu thập tài liệu, nghiên cứu thực nghiệm, phương pháp phân tích, phương pháp thống kê, xử lý số liệu phương pháp đồ họa sử dụng 62 e) Kết luận Việc sử dụng LCS cho mục đích khác xu hướng tất yếu yếu tố quan trọng giúp tăng cường quan tâm người dân đến chất lượng mơi trường khơng khí cải thiện liệu quan trắc khơng khí Tuy nhiên cần ý yếu tố kỹ thuật để chất lượng liệu ngày cải thiện 63