Mô hình hoá tổng hàm lượng nitrit và nitrat trong nước biển theo không gian và thời gian khu vực biển khơi trung bộ

Nghiên cứu nguồn gốc, ảnh hưởng và tầm quan trọng của N trong nước biển. Mô hình hoá tổng lượng NO2 và NO3 trong nước biển và thể hiện thành các bản đồ môi trườngdựa trên cơ sở các kết quả quan trắc tại vùng biển khơi trung bộ. Giải pháp nhằm ngăn ngừa và giảm thiểu hàm lượng

Bộ giáo dục đào tạo trường đại học bách khoa hµ néi  luận văn thạc sĩ khoa học Mô hình hóa tổng hàm lượng nitrit nitrat nước biển theo không gian thời gian khu vực biển khơi trung nghành: Công nghệ môi trường Nguyễn Quang H­ng Ng­êi h­íng dÉn khoa häc: TS Ngun chÝ quang hà nội, 2007 Mục lục Trang Mở đầu: CHƯƠNG 1: tổng quan vùng biển khơi trung thời gian nghiên cứu 1.1 Đặc điểm khí tượng thuỷ văn biển 1.1.1 Nhiệt độ không khí 1.1.2 Giã biĨn 1.1.3 Sãng biĨn 1.2 C¸c yếu tố vật lý, thuỷ văn vùng biển 1.2.1 Dòng chảy biển 1.2.2 Phân bố nhiệt độ nước biển 10 1.2.3 Độ muối nước biển 13 1.3 Các yếu tố hoá học môi trờng 16 1.3.1 Hàm lượng Nitrit (N-NO ) 16 1.4.2 Hàm lượng Nitrat (N-NO ) 16 1.3.3 Hàm lượng Amoni (N-NH +) 16 1.3.4 Hàm lượng Phosphat (P-PO ) 16 1.3.5 Hàm lượng Silicat (Si-SiO ) 16 1.3.6 Hàm lượng Oxy hoà tan (DO) 17 Chương 2: Nguồn gốc phát sinh, chế biến đổi tác động ô nhiƠm chÊt dinh d­ìng N m«i tr­êng biĨn 2.1 Ngn gèc ph¸t sinh 18 19 2.1.1 Ngn cơc bé 19 2.1.2 Nguồn mở rộng 20 2.2 Vòng tuần hoàn N n­íc biĨn 23 2.3 TÇm quan träng cđa N nước biển 30 2.4 Tác động chất dinh dưỡng N tới môi trường nước biển 32 Chương 3: Phương pháp mô hình hoá địa thống kê 3.1 Giới thiệu phương pháp địa thống kê 3.1.1 Khái niệm 3.2 Cơ sở khoa học phơng pháp địa thống kê 34 35 35 39 3.2.1 Biến ngẫu nhiên quy luật phân phối xác suất 39 3.2.2- Các đặc trưng thống kê tập liệu biến ngẫu nhiên 42 3.2.3- Hàm phân phối thống kê 44 3.2.4 Tương quan không gian giá trị biến ngẫu nhiên 46 Chương 4: Kết mô hình hoá lan truyền NO NO khu vực nghiên cứu 53 4.1 Tổ chức liệu 60 4.2 Phân tích thống kê tập hợp mẫu 60 4.3 Phân tích cấu trúc tương quan không gian 63 4.4 Nội suy không gian Kriging Mô hình kết nội suy 69 Chương 5: Phân tích đánh giá kết nghiên cứu đề xuất số giải pháp 84 5.1 Phân tích đánh giá kết 84 5.2 Đề xuất giải pháp 88 Kết luận kiến nghị Tài liệu tham khảo Phụ lục 90 Luận văn thạc sĩ khoa học Mở đầu Việt Nam có vùng biển rộng lớn, bờ biển dài vô số đảo lớn, nhỏ Điều thuận lợi cho phát triển kinh tế biển ven bờ đồng thời đòi hỏi phải có nỗ lực lớn để quản lý bảo vệ môi trường Hàng loạt vấn đề hệ liên quan tới môi trường nói chung đến môi trường nước nói riêng đe dọa thách thức phát triển đất nước Hiện nay, gần 1/4 dân số Việt nam sống dải ven biển diễn di cư lớn vào dải Những thành phố lớn, khu kinh tế, hành lang kinh tế chính, khu công nghiệp tập trung, vùng khai thác mỏ khu vực nuôi trồng thủy sản tập trung dải biển ven bờ Trong tương lai phát triển dải dự kiến có tốc độ cao Tất điều tạo nên nguồn ô nhiễm lớn, điểm nóng (các thành phố, trung tâm công nghiệp du lịch ven biển cửa sông nhận chất thải đủ loại từ khu công nghiệp, dân cư lưu vực) đe dọa tới môi trường biển Một mối nguy hại ô nhiễm chất dinh dưỡng có nước Các chất dinh dưỡng phần thiếu sinh trưởng hầu hết sinh vật nước biển, nguồn thực phẩm, thành phần cấu tạo thể sinh vật, nhiên hàm lượng vượt chất dinh dưỡng nguồn ô nhiễm vô có hại môi trường biển, đặc biệt giai đoạn nay, mà với gia tăng dân số ven biển với gia tăng lượng thải vào môi trường biển Hàm lượng chất dinh dưỡng nước biển biến ngẫu nhiên, hàm lượng biến đổi theo không gian thời gian tùy thuộc vào yếu tố tác động nguồn thải, động lực học biển Chúng ta xác định hàm lượng chất dinh dưỡng tịa tất vị trí nước biển, giá trị chưa biết xác định phương pháp nội suy từ điểm đà xác định phương pháp nội suy không gian (Kriging) Phương pháp kết hợp phương pháp xác suất lý thuyết hàm Nguyễn Quang Hưng Viện khoa học công nghệ môi trường Luận văn thạc sĩ khoa học ngẫu nhiên biến không gian Đây phương pháp ứng dụng nhiều thực tế Có tíi 19 chÊt dinh d­ìng n­íc biĨn, nhiªn chất có ảnh hưởng lớn đến sinh trưởng phát triển sinh vật biển chủ yếu nguyên tố N Kết hợp kết xác định năm 2003 Viện Nghiên cứu Hải sản, tầm quan trọng NO NO nước biển với vai trò yếu tố giới hạn trình sản xuất sinh học nước biển ưu việt phương pháp nội suy không gian mang lại, luận văn tiến hành nghiên cứu Mô hình lan truyền hàm lượng NO NO nước biển khu vực biển khơi Trung với mục tiêu sau đây: Chỉ nguồn gốc, ảnh hưởng tầm quan trọng N nước biển Mô hình hóa tổng lượng NO NO nước biển thể thành đồ môi trường dựa sở kết quan trắc vùng biển khơi Trung Đưa số giải pháp nhằm ngăn ngừa giảm thiểu hàm lượng chất ô nhiễm nước biển Luận văn bao gồm chương sau: Chương 1: Tổng quan vùng biển khơi trung thời gian nghiên cứu Chương 2: Nguồn gốc phát sinh, chế biến đổi tác động ô nhiễm chất dinh dưỡng N môi trường biển Chương 3: Phương pháp mô hình hoá địa thống kê Chương 4: Kết mô hình hoá lan truyền NO NO khu vực nghiên cứu Chương 5: Ô nhiễm biển chất dinh dưỡng, Phân tích đánh giá kết nghiên cứu đề xuất số giải pháp ¤ nhiƠm biĨn NO , NO Ngun Quang Hưng Viện khoa học công nghệ môi trường Luận văn thạc sĩ khoa học CHƯƠNG tổng quan vùng biển khơi trung thời gian nghiên cứu - Vùng biển khơi Trung vùng biển rộng lớn nằm phía Đông vùng biển Việt Nam (hình 1.1) Khu vực nằm tuyến hàng hải quốc tế khu vực Châu Thái Bình Dương, đóng góp vào đường hàng hải biển ấn Độ Dương Thái Bình Dương qua eo biển Malaca Luzon - Đây khu vực đánh bắt thuỷ sản không ngư dân ven biển miền Trung với hàng ngàn phương tiện đánh bắt loại mà ngư trường quan trọng cho ngư dân tỉnh ven biển nước phục vụ cho nhu cầu phát triển kinh tế Việt nam khu vực - Những điều thuận lợi cho việc phát triển kinh tế biển vùng bờ, đồng thời đòi hỏi phải có nỗ lực lớn để quản lý bảo vệ môi trường Hàng loạt vấn đề môi trường nói chung môi trường biển nói riêng đe doạ thách thức phát triển Việt nam khu vực - Vùng biển nghiên cứu luận văn có phạm vi rộng, độ sâu lớn, thuộc vùng biển khơi Trung bộ, giới hạn từ 8000 - 16030N 109000 112000E Mức độ ô nhiễm hàm lượng chất dinh d­ìng n­íc biĨn chÞu chi phèi cđa nhiỊu u tố nguồn, lượng phát sinh yếu tố điều kiện tự nhiên Trong điều kiện khí tượng-thủy văn biển đóng vai trò then chốt khả lan truyền ô nhiễm biển Chúng ta tìm hiểu điều kiện khí tượng thủy văn đặc trưng vùng biển khơi Trung Nguyễn Quang Hưng Viện khoa học công nghệ môi trường Luận văn thạc sĩ khoa học Hình 1.1 Vùng biển khơi miền trung tọa độ điểm quan trắc Nguyễn Quang Hưng Viện khoa học công nghệ môi trường Luận văn thạc sĩ khoa học 1 Đặc điểm khí tượng thuỷ văn biển [5] 1.1.1 Nhiệt độ không khí: - Nhiệt độ không khí thời gian tiến hành khảo sát ảnh hưởng trực tiếp hoạt động gió mùa đặc trưng vùng biển Trung bộ, cụ thể Trong đợt đo tháng 4-5, thời gian khí hậu toàn vùng biển giai đoạn giao mùa, từ mùa gió đông bắc sang mùa gió tây nam Sự hoạt động gió mùa ảnh hưởng đến biến thiên nhiệt độ không khí tháng ngày Kết khảo sát cho thấy nhiệt độ không khí toàn vùng biển nghiên cứu thấp, dao động phạm vi từ 28,0 - 32,0o C, giá trị trung bình 29,8o C - Trong thời gian đo đợt tháng 7-8, thời kỳ gió mùa tây nam hoạt động mạnh, thời tiết thường nắng nóng kéo dài Kết quan trắc cho thấy nhiệt độ không khí toàn vùng biển nghiên cứu cao, dao động phạm vi rộng, nhỏ 27,20C, cao 32,20C, giá trị trung bình 29,60C Nhiệt độ không khí trung b×nh 29,30C 1.1.2 Giã biĨn - Trong thêi gian khảo sát, đợt đo vào tháng 4, vùng biển giai đoạn giao mùa, hướng gió chuyển dần từ Đông - Bắc sang Tây Nam, nhiên hướng gió từ Đông đến Đông - Bắc chủ yếu Trong đợt đo giai đoạn khảo sát vào thời kỳ gió mùa tây nam hoạt động mạnh, nên hướng cấp gió mang đậm nét loại gió mùa 1.1.3 Sóng biển - Là vùng biển thoáng, điều kiện tạo sóng tương đối đồng ảnh hưởng địa hình không đáng kể, vùng nghiên cứu, hướng chÝnh cđa sãng th­êng trïng víi h­íng cđa giã Trong lần quan trắc, hầu hết hướng sóng trùng víi h­íng cđa giã nªn h­íng sãng chiÕm ­u thÕ đông bắc (NE), hướng Tây - Nam vào đợt đo tháng 4, hướng Tây - Nam vào đợt đo hai vào tháng tháng Nguyễn Quang Hưng Viện khoa học công nghệ môi trường Luận văn thạc sĩ khoa học năm 2003 Kết ghi nhận đợt khảo sát có hai loại sóng: sóng gió sóng lừng, chiếm ưu sóng gió 1.2 Các yếu tố vật lý, thuỷ văn vùng biển 1.2.1 Dòng chảy biển - Tháng - thời kỳ gió mùa Đông - Bắc đà suy yếu dần hẳn, gió mùa Tây - Nam bắt đầu hình thành tiến tới thống trị toàn vùng biển nghiên cứu Hệ thống dòng chảy toàn vùng phụ thuộc nhiều vào xuất hiƯn hc suy u cđa hai hƯ thèng giã mïa - Theo nghiên cứu trước đây, vận tốc dòng chảy toàn vùng dao động khoảng từ vài cm/s tới gần 100cm/s, hướng chảy thay đổi phức tạp Bức tranh dòng chảy vùng biển nghiên cứu phụ thuộc nhiều vào trường gió, điều kiện địa hình, tương tác biển khí trình động lực từ đại dương đưa tới - Kết quan trắc cho thấy vận tốc dòng chảy tổng hợp vào thời điểm nghiên cứu không lớn Vận tốc cực đại đo vài trạm khoảng xấp xỉ 62cm/s Điều đặc biệt vận tốc cực đại không xuất tầng nước gần mặt, mà lại xuất tầng nước từ 50m đến 100m Điều chứng tỏ dòng địa chuyển đóng vai trò quan trọng Là vùng biển thoáng, độ sâu lớn, ảnh hưởng dòng chảy gió thời kỳ lại không lớn Các nghiên cứu trước khẳng định dòng chảy địa chuyển quan trọng vùng biển - Hướng chảy toàn vùng phân bố phức tạp theo mặt rộng theo phương thẳng đứng - Hình 1.2 1.3: Phân bố hướng tốc độ dòng chảy tầng mặt độ sâu 100m [8] Nguyễn Quang Hưng Viện khoa học công nghệ môi trường Luận văn thạc sĩ khoa học Hình 1.2 Hướng tốc độ dòng chảy tầng 0m vùng biển khơi Trung Nguyễn Quang Hưng Viện khoa học công nghệ môi trường ... không gian mang lại, luận văn tiến hành nghiên cứu Mô hình lan truyền hàm lượng NO NO nước biển khu vực biển khơi Trung với mục tiêu sau đây: Chỉ nguồn gốc, ảnh hưởng tầm quan trọng N nước biển. .. tranh tổng thể trạng lan truyền tổng lượng (NO +NO ) diễn biến theo thời gian vùng biển nghiên cứu - Để đánh giá chất lượng diễn biến tổng hàm lượng (NO +NO ) nước biến vùng biển khơi trung việc... phần hoá học môi trường nước biển 1.3.1 Hàm lượng Nitrit (N-NO ): - Trong đợt khảo sát, hàm lượng N-NO biến đổi khoảng từ 0,001 0,006mg/l, giá trị trung bình N-NO (0,004mg/l), hàm lượng N-NO nước