Chương 2. CƠ SỞ LÝ LUẬN
2.3 Tổng quan về đề tài
2.3.1 Ý tưởng và lý do chọn đề tài
Môi trường không khí có ý nghĩa rất quan trọng đối với sức khỏe con người và hệ sinh thái trên trái đất. Sống và làm việc trong không khí bị ô nhiễm con người sẽ bị các bệnh về đường hô hấp, bệnh tim mạch và bệnh thần kinh, nguy hiểm nhất là ung thư phổi. Các nghiên cứu chỉ ra những ngành nông nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải và nhà máy nhiệt điện chạy than cùng với việc sử dụng nhiên liệu rắn là các nguồn chủ yếu gây ra ô nhiễm không khí. Một số loại chất gây ô nhiễm không khí chủ yếu là:
cacbon dioxide(CO2), cacbon monoxide (CO), metan (CH4), sulfur dioxide (SO2) và chủ yếu là nitơ dioxide (NO2)… Các loại khí này đều trực tiếp hoặc gián tiếp ảnh hưởng
thành sulfat, là một thành phần chính gây ô nhiễm hạt mịn, NO2 có thể gây bệnh về đường hô hấp. Ở khu vực đô thị, nguồn gốc phát sinh các loại khí như NO2, SO2 chủ yếu từ hoạt động giao thông liên quan đến đốt nhiên liệu hóa thạch; trong đó SO2 phát thải từ đốt than và dầu chứa lưu huỳnh (xe buýt, các nhà máy có hoạt động đốt nhiên liệu khác). Ô nhiễm không khí ngoài trời là lý do đứng đằng sau hậu quả nghiêm trọng về sức khoẻ và gây ra gần 3 triệu người chết mỗi năm. Tuy nhiên, nhờ công nghệ vệ tinh, giờ đây có thể giám sát chất lượng không khí một cách nhanh chóng và trên diện rộng.
Đề tài :”Giám sát mức độ ô nhiễm không khí khu vực tp hcm năm 2020” được em chọn lọc dựa trên nhiều đề tài khác nhau trong quá trình học suốt bấy giờ. Do trong quá trình thực tập ở đây cũng đang làm về viễn thám, là một trong những nội dung em đã và được học tại trường nhiều môn học khác nhau như :”Viễn Thám cơ bản”, “Viễn thám ứng dụng”, “Lập trình GIS”, “Mô hình hoá môi trường”… Nhờ đó mà em mới có thể nảy ra ý tưởng và lựa chọn thực hiện đề tài này
2.3.2 Mục tiêu đề tài
Mục tiêu chính của đề tài "Giám sát mức độ ô nhiễm không khí khu vực TP.HCM năm 2020" là nghiên cứu, đánh giá và cung cấp thông tin chi tiết về tình trạng ô nhiễm không khí trong khu vực TP.HCM vào năm 2020.
1. Xác Định Mức Độ Ô Nhiễm Không Khí 2. Đánh Giá Nguồn Gốc và Phân Phối Ô Nhiễm 3. Tổng Hợp và Biểu Đồ Hóa Dữ Liệu
4. So Sánh với Chuẩn Chất Lượng Không Khí 5. Đánh Giá Ảnh Hưởng Đến Sức Khỏe Cộng Đồng 6. Dự Báo Tình Trạng Ô Nhiễm
7. Đề Xuất Biện Pháp Giảm Ô Nhiễm 8. Tăng Cường Nhận Thức Cộng Đồng
9. Tạo Nền Tảng Cho Nghiên Cứu Tương Lai Mục tiêu ngắn hạn
Hoàn thành tốt đề tài và đánh giá một cách khách quan về sự ô nhiễm không khí có ảnh hưởng ra sao đến xã hội hiện nay, qua đó có thể để củng cố thêm cho nội dung bài báo cáo
Biết và hiểu thêm về bộ môn “Viễn Thám”
Học hỏi thêm cách sử dụng công cụ làm việc
Trao dồi thêm nhiều kinh nghiệm và có thêm kiến thức về môi trường và hoạt động ở cơ quan làm việc
2.3.3 Khu vưc nghiên cứu
Do đây chỉ là một đề tài nghiên cứu và đánh giá đơn giản và chung nên là khu vực nghiên cứu em sẽ không giới hạn cụ thể chia nhỏ mà sẽ lấy toàn bộ địa phận Thành phố Hồ Chí Minh
TP.Hồ Chí Minh nằm trong toạ độ địa lý khoảng 10 0 10’ – 10 0 38 vĩ độ bắc và 106 0 22’ – 106 054 ’ kinh độ đông . Phía Bắc giáp tỉnh Bình Dương, Tây Bắc giáp tỉnh Tây Ninh , Đông và Đông Bắc giáp tỉnh Đồng Nai, Đông Nam giáp tỉnh Bà Rịa -Vũng Tàu, Tây và Tây Nam giáp tỉnh Long An và Tiền Giang.
TP.Hồ Chí Minh cách thủ đô Hà Nội gần 1.730km đường bộ, nằm ở ngã tư quốc tế giữa các con đường hàng hải từ Bắc xuống Nam, từ Ðông sang Tây, là tâm điểm của khu vực Đông Nam Á. Trung tâm thành phố cách bờ biển Đông 50 km đường chim bay.
Đây là đầu mối giao thông nối liền các tỉnh trong vùng và là cửa ngõ quốc tế . Với hệ thống cảng và sân bay lớn nhất cả nước, cảng Sài Gòn với năng lực hoạt động 10 triệu tấn /năm. Sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất với hàng chục đường bay chỉ cách trung tâm thành phố 7km.
2.3.4 Điều kiện tự nhiên 2.4 Tổng quan về Sentinel-5P
Sứ mệnh Tiền thân Copernicus Sentinel-5 là [6] sứ mệnh Copernicus đầu tiên chuyên theo dõi bầu khí quyển của chúng ta. Copernicus Sentinel-5P là kết quả của sự hợp tác chặt chẽ giữa ESA, Ủy ban Châu Âu, Văn phòng Vũ trụ Hà Lan, ngành công nghiệp, người sử dụng dữ liệu và các nhà khoa học. Nhiệm vụ bao gồm một vệ tinh
mang theo thiết bị Công cụ giám sát TROPOspheric (TROPOMI). Công cụ TROPOMI được đồng tài trợ bởi ESA và Hà Lan.
Mục tiêu chính của sứ mệnh Copernicus Sentinel-5P là thực hiện các phép đo khí quyển với độ phân giải không gian-thời gian cao, được sử dụng cho chất lượng không khí, bức xạ ozone & tia cực tím cũng như theo dõi và dự báo khí hậu. [7]
Hình 3. Chi tiết Copernicus Sentine-5P
Vệ tinh được phóng thành công vào ngày 13 tháng 10 năm 2017 từ sân bay vũ trụ Plesetsk ở Nga.
Thời gian cục bộ của vệ tinh đi qua nút tăng dần là 13:30 giờ đã được chọn để tạo điều kiện thuận lợi cho cái gọi là hoạt động hình thành lỏng lẻo với tàu vũ trụ Suomi- NPP của NASA. Khái niệm này sẽ cho phép sử dụng dữ liệu mặt nạ đám mây có độ phân giải cao, được đặt cùng vị trí do thiết bị VIIRS (Bộ đo bức xạ hình ảnh hồng ngoại nhìn thấy được) trên tàu Suomi-NPP trong quá trình xử lý thường xuyên sản phẩm metan TROPOMI.
Nhiệm vụ Tiền thân Copernicus Sentinel-5 giảm bớt khoảng cách về tính sẵn có của các sản phẩm dữ liệu khí quyển toàn cầu giữa SCIAMACHY/Envisat (kết thúc vào tháng 4 năm 2012), nhiệm vụ OMI/AURA và các nhiệm vụ Copernicus Sentinel-4 và Sentinel-5 trong tương lai.
Thiết bị TROPOMI kết hợp các thế mạnh của SCIAMACHY, OMI và công nghệ tiên tiến để cung cấp các quan sát với hiệu suất mà các thiết bị hiện tại trong không gian không thể đáp ứng được. Hiệu suất của các thiết bị trên quỹ đạo hiện tại vượt trội về độ nhạy, độ phân giải quang phổ, độ phân giải không gian và độ phân giải thời gian.
Kế hoạch cung cấp dữ liệu tiền thân Copernicus Sentinel-5 và phát hành sản phẩm thực tế ra công chúng trong giai đoạn khởi động:
o Ra mắt +8 tháng - Cấp-1B; Tổng số cột Ozone (Sản xuất gần thời gian thực), Nitrogen Dioxide, Carbon Monoxide; Thông tin về Đám mây & Khí dung
=> dữ liệu được công bố vào ngày 10 tháng 7 năm 2018
o Ra mắt +10 tháng - Dữ liệu Tổng số cột Ozone (Sản xuất ngoại tuyến), Formaldehyde, Sulphur Dioxide ==> được phát hành vào ngày 17 tháng 10 năm 2018
o Ra mắt +12 tháng - Dữ liệu Tổng cột Ozone tầng đối lưu, Tổng cột mêtan
==> được phát hành vào ngày 1 tháng 3 năm 2019 .
Giai đoạn tăng tốc Tiền thân Copernicus Sentinel-5 đã kết thúc vào ngày 5 tháng 3 năm 2019 và kể từ thời điểm này, sứ mệnh đang trong giai đoạn hoạt động thường lệ.
Việc phát hành công khai sản phẩm Chiều cao lớp khí dung diễn ra vào tháng 9 năm 2019 và phát hành Hồ sơ Ozone vào tháng 11 năm 2021.
2.4.1 Ảnh Sentinel-5P-TROPOMI
Ảnh được sử dụng để nghiên cứu ở đây là ảnh “Sentinel-5P”
Sentinel-5P TROPOMI (Tropospheric Monitoring Instrument) là một công cụ quan trọng trên vệ tinh Sentinel-5P, thuộc chương trình Copernicus của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (European Space Agency - ESA). TROPOMI được thiết kế để theo dõi thành phần của khí quyển và đặc tính chất lượng không khí, đặc biệt là tầng khí quyển thấp
2.4.2 Đặc Điểm Của Ảnh Sentinel-5P TROPOMI:
Đa Thức Chức Năng:
TROPOMI có khả năng đo nhiều chất khí quan trọng như khí nitơ dioxide (NO2), ozon (O3), formaldehyde (HCHO), sulfur dioxide (SO2), methane (CH4), và các hợp chất khác.
Độ Phân Giải Cao:
Ảnh của TROPOMI có độ phân giải cao, giúp chi tiết hóa về địa lý và đặc tính của các khí quyển, từ đó cung cấp thông tin chính xác về ô nhiễm không khí.
Khả Năng Quan Trọng Trong Giám Sát Môi Trường:
TROPOMI là một công cụ mạnh mẽ trong việc giám sát chất lượng không khí, biến động khí hậu, và các hiện tượng nắng mù.
2.4.3 Ứng Dụng và Sử Dụng Trong Các Đề Tài:
Giám Sát Chất Lượng Không Khí:
Ảnh Sentinel-5P TROPOMI thường được sử dụng để theo dõi mức ô nhiễm không khí, đặc biệt là các chất khí như NO2 và SO2, giúp quản lý và đánh giá tác động của hoạt động công nghiệp và giao thông.
Đánh Giá Hiệu Quả Biện Pháp Quản Lý Môi Trường:
Trong các đề tài về quản lý môi trường, ảnh TROPOMI có thể được sử dụng để đánh giá hiệu quả của các biện pháp giảm ô nhiễm và định rõ nguồn gốc của chất lượng không khí.
Nghiên Cứu Biến Động Khí Hậu:
Sử dụng dữ liệu từ TROPOMI để nghiên cứu và đánh giá biến động khí hậu, đặc biệt là liên quan đến khí nhà kính như methane.
Dự Báo Nắng Mù:
TROPOMI cũng cung cấp thông tin đặc biệt hữu ích trong việc dự báo và giám sát các hiện tượng nắng mù và ô nhiễm không khí đối với sức khỏe cộng đồng.
Các nghiên cứu về hệ thống sinh quyển, đặc biệt là với sự tham gia của methane, có thể sử dụng dữ liệu từ TROPOMI để theo dõi các biến động trong khí quyển.
Sentinel-5P TROPOMI đóng một vai trò quan trọng trong việc cung cấp thông tin chi tiết và đáng tin cậy về chất lượng không khí, giúp nâng cao nhận thức và hỗ trợ quyết định trong quản lý môi trường và đối phó với các vấn đề ô nhiễm.