Xây dựng mạng lưới quan trắc bụi PM10 tỉnh Vĩnh Phúc

  • Số trang: 75 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 87 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 26946 tài liệu

Mô tả:

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Nguyễn Đin ̀ h Phúc XÂY DỰNG MẠNG LƯỚI QUAN TRẮC BỤI PM10 TỈNH VĨNH PHÚC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - Năm 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Nguyễn Đin ̀ h Phúc XÂY DỰNG MẠNG LƯỚI QUAN TRẮC BỤI PM10 TỈNH VĨNH PHÚC Chuyên ngành: Khoa ho ̣c môi trường Mã số: 608502 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. Vũ Văn Mạnh Hà Nội - Năm 2012 MỤC LỤC Danh mu ̣c chữ viế t tắ t ........................................................................................ i Danh mu ̣c bảng.................................................................................................. ii Danh mu ̣c hin ̀ h ................................................................................................. iii LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................. 1 Chƣơng 1 - TỔNG QUAN .............................................................................. 3 1.1. Hoạt động quan trắc môi trường ............................................................ 3 1.1.1. Mô ̣t số khái niê ̣m về quan trắ c môi trường ..................................... 3 1.1.2. Lịch sử hình thành và phát triển quan trắc môi trường................... 4 1.2. Mạng lưới quan trắc môi trường ............................................................ 7 1.2.1. Khái niệm và tầm quan trọng của mạng lưới quan trắc môi trường7 1.2.2. Các nghiên cứu về thiết lập mạng lưới quan trắc môi trường ........ 9 1.2.3. Hiê ̣n tra ̣ng ma ̣ng lưới quan trắ c môi trường ở Viê ̣t Nam .............. 11 1.3. Tổ ng quan về bu ̣i PM10 ........................................................................ 14 1.3.1. Đinh ̣ nghiã và đă ̣c trưng của bu ̣i PM10 .......................................... 14 1.3.2. Nguồ n gố c của ô nhiễm bu ̣i PM10 ................................................. 16 1.3.3. Tác hại của ô nhiễm bụi PM10 ....................................................... 17 1.4. Tổ ng quan về điạ bàn nghiên cứu ........................................................ 18 1.3.1. Vị trí địa lý .................................................................................... 18 1.4.2. Điề u kiê ̣n tự nhiên ......................................................................... 20 1.4.3 Điề u kiê ̣n kinh tế - xã hội ............................................................... 26 Chƣơng 2 - ĐỐI TƢỢNG, MỤC TIÊU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................................................................................................... 29 2.1. Đối tượng nghiên cứu .......................................................................... 29 2.2. Mục tiêu nghiên cứu............................................................................. 29 2.3. Phương pháp nghiên cứu...................................................................... 29 2.3.1. Phương pháp thu thâ ̣p, kế thừa...................................................... 29 2.3.2. Phương pháp điề u tra, khảo sát, phân tić h .................................... 29 2.3.3. Phương pháp nô ̣i suy..................................................................... 30 2.3.4. Phương pháp tố i ưu bầ y kiế n ........................................................ 31 2.3.4. Thiế t lâ ̣p ma ̣ng lưới quan trắ c trên cơ sở tố i ưu hóa sai số nô ̣i suy bằ ng phương pháp tố i ưu bầ y kiế n .......................................................... 35 Chƣơng 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CƢ́U ....................................................... 38 3.1. Thiế t lâ ̣p ma ̣ng lưới quan trắ c sơ bô ̣ .................................................... 38 3.2. Đánh giá hiê ̣n tra ̣ng ô nhiễm bu ̣i PM10 trong môi trường không khí tỉnh Vĩnh Phúc............................................................................................. 39 3.2.1. Xây dựng biể u đồ về mức đô ̣ tâ ̣p trung của hàm lươ ̣ng bu ̣i PM10 tại các điểm quan trắc. ............................................................................. 39 3.2.2. Nhâ ̣n xét mức đô ̣ ô nhiễm bu ̣i PM10 nói chung và tại từng điểm khảo sát (so sánh theo QCVN). ............................................................... 40 3.3. Xây dựng bản đồ phân bố hàm lươ ̣ng bu ̣i PM10 trên điạ bàn tỉnh Viñ h Phúc. ............................................................................................................ 40 3.4. Xây dựng thuâ ̣t toán giải quyế t vấ n đề thiế t lâ ̣p ma ̣ng lưới các điể m quan trắ c dựa trên phương pháp tố i ưu bầ y kiế n ........................................ 43 3.5. Kế t quả xác đinh ̣ ma ̣ng lưới quan trắ c tố i ưu nhấ t ............................... 50 3.6. So sánh kế t quả nô ̣i suy của ma ̣ng lưới mới với ma ̣ng lưới quan trắ c sơ bô ................................................................................................................. 58 ̣ KẾT LUẬN .................................................................................................... 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 63 PHỤ LỤC ....................................................................................................... 66 Nguyễn Đin ̀ h Phúc Lớp cao ho ̣c K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trƣờng DANH MỤC CHƢ̃ VIẾT TẮT AIE Sai số nô ̣i suy trung bin ̀ h BTNMT Bô ̣ Tài nguyên Môi trường BVMT Bảo vệ môi trường ESCAP Ủy ban Kinh tế xã hội châu Á - Thái Bình Dương GD&ĐT Giáo dục và đào tạo KH&CN Khoa hoc và công nghê ̣ KHCN&MT Khoa ho ̣c công nghê ̣ và môi trường LĐLĐ Liên đoàn lao đô ̣ng MT Môi trường NN&PTNT Nông nghiê ̣p và phát triể n nông thôn QLMT Quản lý môi trường QTMT Quan trắ c môi trường UBND Ủy ban nhân dân UNEP Chương trình môi trường Liêp hơ ̣p quố c WHO Tổ chức y tế thế giới i Nguyễn Đin ̀ h Phúc Lớp cao ho ̣c K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trƣờng DANH MỤC BẢNG Trang Bảng 1. Danh sách các tra ̣m QTMT không khí tự đô ̣ng, cố đinh ̣ trên toàn quố c 13 Bảng 2. tỷ lệ % của bụi PM10 theo kích thước 15 Bảng 3. tỷ lệ % cao lanh lắ ng đo ̣ng trong đường hô hấ p 15 Bảng 4. tố c đô ̣ hút bu ̣i của điê ̣n thế 3.000V 16 Bảng 5. Nguồ n gố c và thành phầ n bu ̣i tự nhiên 17 Bảng 6. Nguồ n gố c và thành phầ n của bu ̣i PM10 nhân ta ̣o 17 Bảng 7. lươ ̣ng mưa trung biǹ h các tháng tin ̉ h Viñ h Phúc 22 Bảng 8. phát triển dân số tỉnh Vĩnh Phúc giai đoạn 2005 - 2010 26 Bảng 9. các thông số sử dụng trong quá trình tính toán 49 Bảng 10. Kế t quả các tra ̣m quan trắ c bi ̣loa ̣i bỏ và giá tri ̣AIE tương ứng 50 ii Nguyễn Đin ̀ h Phúc Lớp cao ho ̣c K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trƣờng DANH MỤC HÌ NH Trang Hình1. Cơ cấ u tổ chức ma ̣ng lưới quan trắ c môi trường quố c gia 12 Hình 2. bản đồ hành chính tỉnh Vĩnh Phúc 19 Hình 3. sơ đồ thí nghiê ̣m chiế c cầ u đôi của Deneubourg 33 Hình 4. sơ đồ vi ̣trí các điể m quan trắ c bu ̣i PM10 trong đề tài 38 Hình 5. biể u đồ phân bố nồ ng đô ̣ bu ̣i PM 10 (mg/m3) tại các điểm quan trắc sơ bô ̣ 39 Hình 6. bản đồ phân bố nồng độ bụi PM10 trên điạ bàn tin ̉ h Viñ h Phúc 41 Hình 7. Sơ đồ đường đi của kiế n 44 Hình 8. Tóm tắ t sơ đồ thuâ ̣t toán 48 Hình 9. Biể u đồ thể hiê ̣n mố i quan hê ̣ giữa sai số nô ̣i suy trung bin ̀ h AIE với số lươ ̣ng các điể m quan trắ c bi ̣loa ̣i bỏ 55 Hình 10. Sơ đồ biể u diễn kế t quả đường đi tố i ưu của đàn kiế n với chỉ số AIE thấ p nhấ t 56 Hình 11. Sơ đồ ma ̣ng lưới phân bố 16 điể m quan trắ c tố i ưu nhấ t trong mạng lưới quan trắc mới 57 Hình 12. so sánh kế t quả nô ̣i suy từ ma ̣ng lưới 60 điể m quan trắ c sơ bô ̣ ban đầ u với ma ̣ng lưới quan trắ c tố i ưu mới 58 Hình 13. Contour kế t quả nô ̣i suy từ ma ̣ng lưới 60 điể m quan trắ c sơ bô ̣ ban đầ u với ma ̣ng lưới quan trắ c tố i ưu mới iii 59 Nguyễn Đin ̀ h Phúc Lớp cao ho ̣c K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trƣờng LỜI MỞ ĐẦU Sự phát triển của kinh tế và quá trình đô th ị hóa di ễn ra mạnh mẽ trong những năm qua ở Viê ̣t Nam đã tạo tiền đề thúc đẩy quá trình chuyển đổi cơ cấ u kinh tế của các khu vực từ thuần nông sang kinh tế công nghiệp, thương mại - dịch vụ và nông nghiệp. Tuy nhiên, đi cùng với sự phát triển kinh tế là những áp lực về tình trạng ô nhiễm môi trường gia tăng, diễn biến phức tạp và là một trong những nguyên nhân dẫn đế n suy giảm chấ t lươ ̣ng cuô ̣c số ng của cô ̣ng đồ ng trong những năm gầ n đây . Sự suy giảm chấ t lươ ̣ng các thành phầ n môi trường mô ̣t cách đáng báo động trong đó có chấ t lươ ̣ng môi trường không khí cùng với những yế u kém và hạn chế trong hoạt động quan trắc hiện nay đã đặt ra những yêu cầu ngày càng cao hơn đố i với công tác quan trắ c môi trường . Trước thực tế đó , mô ̣t trong những yêu cầ u quan tro ̣ng hàng đầ u hiê ̣n nay là bổ sung và thiế t lâ ̣p la ̣i ma ̣ng lưới các điể m quan trắ c mô ̣t cách hơ ̣p lý để đa ̣t đươ ̣c hiê ̣u quả quan trắ c tố i ưu . Là một tỉnh nằm trên đỉnh của tam giác châu thổ sông Hồng th uô ̣c đồ ng bằ ng Bắ c Bô ̣, Vĩnh Phúc là mô ̣t trong những điạ phương có tố c đô ̣ phát triể n kinh tế nhanh nhấ t của Viê ̣t Nam . Từ mô ̣t tin ̉ h thuầ n nông , Vĩnh Phúc đã có nh ững bước tiến thần kỳ vươn lên đứng thứ nhất miền Bắc, thứ ba cả nước về giá trị sản xuất công nghiệp, phát triển rộng rãi hệ thống các khu và cụm công nghiệp . Sự thay đổ i nhanh chóng đó đã làm thay đổ i tić h cực giá tri ̣kinh tế của vùng , tuy nhiên nó cũng kéo theo nhiều hệ lụy về mặt xã hội và môi trường; trong đó , có một thực tế quan trọng và rất đáng lưu tâm là sự suy giảm chất lượng môi trường không khí đang ở mức báo đô ̣ng. Theo thố ng kê và khảo sát sơ bô ̣ , môi trường đô thị và khu công nghiệp trong vùng có t ốc độ ô nhiễm ngày một cao, đă ̣c biê ̣t là ô nhiễm bu ̣i . Nguyên nhân là do các khu vực xây dựng chưa có biện pháp giảm bụi, chưa áp dụng chặt chẽ các quy định trong xây dựng; chất lượng các phương tiện giao thông kém, chưa có cơ chế kiểm soát dẫn đến gây bụi và tiếng ồn ngày càng nhiều; các khu công nghiệp chưa có hệ thống xử lý khí thải , bụi thải triệt để , cơ sở ha ̣ tầ ng yế u kém , số lươ ̣ng các cơ 1 Nguyễn Đin ̀ h Phúc Lớp cao ho ̣c K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trƣờng sở sản xuấ t tăng nhanh , việc chấp hành các văn bản pháp quy về bảo vệ môi trường của các đơn vị sản xuất chưa cao... Môi trường nông thôn đ ặc biệt, các làng nghề ngày càng phát triển, gây ô nhiễm ngày càng rộng cũng như sự gia tăng hàm lươ ̣ng các chấ t ô nhi ễm thải vào môi trường không khí. Mă ̣t khác , mạng lưới các trạm quan trắc hiê ̣n nay ở Viê ̣t Nam nói chung và Vĩnh Phúc nói riêng thường chỉ được xây dựng theo kinh nghiệm , tại khu vực dân cư phân bố đông hay điạ hiǹ h ... Vì vậy, mạng lưới phân bố cũ này chưa có tính hệ thố ng và khoa ho ̣c . Viê ̣c quan t rắ c chủ yế u chỉ dừng la ̣i ở viê ̣c đo đa ̣c mô ̣t số thông số khí tươ ̣ng và môi trường ; số lươ ̣ng tra ̣m quan trắ c không đủ khả năng phản ánh hiê ̣n tra ̣ng ô nhiễm của vùng (đă ̣c biê ̣t là ô nhiễm bu ̣i). Nói chung, hê ̣ thố ng các tra ̣m quan trắ c môi trường hiê ̣n ta ̣i của vùng vừa thiế u la ̣i phân bố chưa hơ ̣p lý , chưa đáp ứng được những thay đổi về yêu cầu của hoạt động quan trắc trong giai đoạn hiên nay. Trước những yêu cầ u cấ p thiế t đó , chúng tôi đã thực hiệ n đề tài nghiên cứu : "Xây dựng mạng lưới quan trắ c bụi PM 10 tỉnh Vĩnh Phúc". 2 Nguyễn Đin ̀ h Phúc Lớp cao ho ̣c K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trƣờng Chƣơng 1 - TỔNG QUAN 1.1. Hoạt động quan trắ c môi trƣờng 1.1.1. Mô ̣t số khái niêm ̣ về quan trắ c môi trƣờng Theo luâ ̣t bảo vê ̣ môi trường 2005, quan trắ c môi trường là quá trình theo dõi có hệ thống về môi trường , các yếu tố tác động đến môi trường nhằm cung cấp thông tin phục vụ đánh giá hiê ̣n trạng , diễn biế n chấ t lượng môi trường và các tác động xấ u đố i với môi trường[11]. Ngoài ra, còn có nhiều khái niệm về quan trắc môi trường , chẳ ng ha ̣n , theo ESCAP (Ủy ban Kinh tế xã hội châu Á - Thái Bình Dương),1994 thì quan trắ c môi trường chỉ một quy trình lặp đi lặp lại các hoạt động quan sá t và đo lường một hay nhiề u thông số chấ t lượng môi trường , để có thể quan sát được những thay đổi diễn ra trong một khoảng thời gian. Các mục tiêu cụ thể của quan trắc môi trường gồm: - Cung cấp các đánh giá về diễn biến chất lượng môi trường trên quy mô quốc gia, phục vụ việc xây dựng báo cáo hiện trạng môi trường. - Cung cấp các đánh giá về diễn biến chất lượng môi trường của từng vùng trọng điểm được quan trắc để phục vụ các yêu cầu tức thời của các cấp quản lý nhà nước về bảo vệ môi trường. - Cảnh báo kịp thời các diễn biến bất thường hay các nguy cơ ô nhiễm, suy thoái môi trường. - Xây dựng cơ sở dữ liệu về chất lượng môi trường phục vụ việc lưu trữ, cung cấp và trao đổi thông tin trong phạm vi quốc gia và quốc tế[7]. Các nội dung của quan trắ c môi trường: 3 Nguyễn Đin ̀ h Phúc Lớp cao ho ̣c K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trƣờng Nhiê ̣m vu ̣ hàng đầ u của quan trắ c môi trường là đáp ứng nhu cầ u thông tin trong quản lý môi trường , do đó có thể xem QTMT là mô ̣t quá trin ̀ h bao gồ m các nô ̣i dung sau đây: - Quan trắ c môi trường sử dụng các biện pháp khoa học , công nghê ̣, kỹ thuật và quản lý tổ chức nhằm thu thập thông tin : mức đô ,̣ hiê ̣n tràng , xu thế biế n đô ̣ng chấ t lươ ̣ng môi trường. - Quan trắ c môi trường phải đươ ̣c thực hiê ̣n bằ ng mô ̣t quá trin ̀ h đo lường, ghi nhâ ̣n thường xuyên và đồ ng bô ̣ chấ t lươ ̣ng môi trường và các liên quan đế n chấ t lươ ̣ng môi trường (UNEP). 1.1.2. Lịch sử hình thành và phát triển quan trắc môi trƣờng 1.1.2.1. Hoạt động quan trắc môi trường trên thế giới Ngay khi thành lâ ̣p (1972), UNEP đã khởi xướng hê ̣ thố ng quan sát trái đấ t (Earthwatch). Từ năm 1973, một nhánh của Earthwatch cùng với tổ chức Y tế thế giới (WHO), tổ chức khí tươ ̣ng thế giới (WMO) đã thiế t lâ ̣p hê ̣ thố ng giám sát môi trường toàn cầ u GEMS (Global Environmental Monitoring System). GEMS có mục tiêu thu thập các thông tin môi trường nền của thế giớ i và khu vực bao gồ m các thông tin về môi trường nước, không khí và thực phẩ m . Cũng trực thuộc GEMS còn có GEMS /Air (chương trình quan trắ c và đánh giá ô nhiêm không khí đô thị ) do WHO điề u hành trực tiế p . Tính từ 1973 - 1997, GEMS/Air Network gồ m 270 điể m ở 86 thành phố thuộc 45 quố c gia . Mạng lưới trạm này được phân bố trên các thành phố lớn trên toàn thế giới với nhiệm vụ thu thâ ̣p và đánh giá chấ t lươ ̣ng kh ông khí ta ̣i khu vực đô thi ̣ . Các trạm quan trắ c đươ ̣c vâ ̣n hành bởi chính quyề n thành phố hay quố c gia ở các nước công nghiê ̣p và đang phát triển. Các số liệu thu thập được đưa vào ngân hàng dữ liệu tại Cục Môi trường Mỹ (US.EPA) tại bang Carolina . Các số liệu sau khi đươ ̣c xử lý đươ ̣c in đinh ̣ kỳ (WHO/UNEP / 1984-1988) [10]. 4 Nguyễn Đin ̀ h Phúc Lớp cao ho ̣c K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trƣờng Đế n năm 1996, WHO phát triể n hê ̣ thố ng thông tin quản lý không khí (Air Management Information System, AMIS) kế tu ̣c GEMS/Air. Từ 1989, chương triǹ h theo dõi khí quyể n toà n cầ u GAW (thuô ̣c tổ chức khí tươ ̣ng thế giới WMO ) đã nghiên cứu phát triể n ma ̣ng lưới quan trắ c các tác nhân ảnh hưởng tới chất lượng không khí và khí quyển toàn cầu . Tiề n thân của GAW bắ t đầ u từ cuố i những năm 1960 khi mạng lưới quan trắ c ô nhiễm không khí nề n (Background Air Pollution Monitoring Network - BAPMoN) đươ ̣c thành lâ ̣p bởi WMO. Đế n năm 1989, BAPMoN hơ ̣p nhấ t với hê ̣ thố ng quan trắ c ozon toàn cầ u (Global Ozone Observing System) thành chương trìn h theo dõi khí quyể n toàn cầ u (Global Atmosphere Watch - GAW). Mục tiêu của GAW là quan trắc sự biến đổi dài hạn thành phần khí quyển ở quy mô toàn cầ u và khu vực nhằ m đánh giá sự đóng góp vào biế n đổ i khí hâ ̣u và các vấn đề môi t rường. Các mục tiêu cụ thể bao gồm : (1) phố i hơ ̣p và đánh giá các đo đa ̣c hóa ho ̣c khí quyể n và các thông số vâ ̣t lý liên quan đế n sự biế n đổ i khí hâ ̣u (các khí nhà kính , ozone và các aerosol ); (2) đánh giá ảnh h ưởng của hóa học khí quyể n lên môi trường , bao gồ m sự ô nhiễm đô thi ̣và ô nhiễm xuyên biên giới (chấ t lươ ̣ng không khí, mưa acid, suy giảm tầ ng ozone bin ̀ h lưu và gia tăng bức xa ̣ UV ). Mạng lưới trạm của GAW bao gồm : (1) 22 trạm toàn cầu đặt tại những nơi có nồng độ nền các chất ô nhiễm thấp , đa ̣i diê ̣n cho các khu vực điạ lý rô ̣ng lớn , thường sử du ̣ng cho mu ̣c đích nghiên cứu sự thay đổ i khí hâ ̣u và suy giảm tầ ng ozone; (2) khoảng 400 trạm khu vực, thường đo đa ̣c liên quan đế n các vấ n đề mang tính khu vực như : mưa acid, vâ ̣n chuyể n các chấ t khí và aerosol lươ ̣ng vế t , bức xa ̣ UV cu ̣c bô ̣; (3) và các trạm cộng tác hay liên kết . Ngoài các tổ chức trên , còn có các định chế q uố c tế khác về quan trắ c môi trường như: IGBP (International Geosphere-Biosphere Programme) - chương trin ̀ h Đia-Sinh quyể n quố c tế ; hay IPCC (Intergovernmental Panel on Climate change) ̣ Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu. 5 Nguyễn Đin ̀ h Phúc Lớp cao ho ̣c K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trƣờng Tại cá c quố c gia phát triể n , cùng với Mỹ , CHLB Đức chiụ những hâ ̣u quả nghiêm tro ̣ng về môi trường do kinh tế phát triể n . Tuy nhiên, chính điều đó đã tạo nên 2 nước có nhiề u thành tựu trong các liñ h vực nghiên cứu và triể n khai cô ng tác bảo vệ môi trường . Viê ̣c sử du ̣ng công nghê ̣ tiên tiế n để giảm thiể u chấ t thải đã đươ ̣c hai quố c gia trên tiế n hành từ nhiề u năm nay , trong đó có rấ t nhiề u các ma ̣ng lưới quan trắ c môi trường với số liê ̣u thu thâ ̣p từ hà ng chu ̣c năm nay. Tại Đông Nam Á , Thái Lan là quốc gia có hệ thống quan trắc môi trường phát triển mạnh và sớm nhất . Hiê ̣n nay, cơ quan quản lý môi trường Quố c gia Thái Lan điề u hành hoa ̣t đô ̣ng các tra ̣m quan trắ c và phân tić h môi trường cấ p Trung ương. Hiê ̣n ta ̣i, Bangkok có 8 trạm quan trắc chất lượng không khí cố định , tự đô ̣ng, Samuttprakarn có 4 trạm, 2 trạm di động quan trắc tại nhiều thành phố khác và vùng bờ biể n phía Đông . Các thông số quan t rắ c tự đô ̣ng liên tu ̣c bao gồ m : SO2, NO2, HC, O3. Các mẫu khí được lấy theo thời gian 3 ngày một lần để phân tích trong phòng thí nghiệm các thông số: Chì (Pb) và bụi PM10 [12]. Hiê ̣n ta ̣i , viê ̣c đánh giá chấ t lươ ̣ng môi trường không khí đã có nhiề u bước tiế n đáng kể , công tác quan trắ c đã đươ ̣c cải thiê ̣n nhiề u hơn với các ứng du ̣ng khoa học công nghệ mới và cả công nghệ thông tin . Nhiề u ma ̣ng lưới các tra ̣m tự đô ̣ng đã đươ ̣c nhiề u nước công nghiê ̣p phát triển ứng dụng để tăng sự chính xác và sự liên tục theo không gian và thời gian . Các thiết bị hiện đại và tự động toàn bộ trong thu mẫu, phân tić h và kể cả truyề n số liê ̣u về trung tâm nghiên cứu . Mă ̣c dù vâ ̣y, chi phí cho các hê ̣ thố ng này khá lớn và cũng chỉ mới áp du ̣ng ở diê ̣n ha ̣n chế nhấ t đinh ̣ về không gian hoă ̣c theo nhu cầ u cu ̣ thể , trực tiế p của cơ quan quản lý cấ p trên . Các tổ chức về bảo vê ̣ môi trường cũng khuyế n các viê ̣c sử dụng này cần có sự phối hợp quố c gia, khu vực và toàn cầ u để đảm bảo tính kinh tế và khoa ho ̣c . 1.1.2.1. Hoạt động quan trắc môi trường ở Viê ̣t Nam Tại Việt Nam , hoạt đông quan trắc môi trường được bắt đầu từ khá sớm , ngay từ năm 1902, toàn quyền Đông Dương đã cho thành lập Đài quan sát Từ trường và Khí tươ ̣ng Phủ Liễn (Hải Phòng); khởi đầ u xây dựng ma ̣ng lưới khí tươ ̣ng 6 Nguyễn Đin ̀ h Phúc Lớp cao ho ̣c K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trƣờng thủy văn . Đế n năm 1939, đã có 54 trạm khí tượng và 56 trạm thủy văn đ ược xây dựng. Đế n năm 1985, ra nghi ̣quyế t 246/HĐBT ngày 20/09/1985 của Hội đồng Bộ trưởng về viê ̣c đẩ y ma ̣nh công tác điề u tra cơ bản , sử du ̣ng hơ ̣p lý tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường. Năm 1994, sau khi luâ ̣t BVMT đươ ̣c b an hành, Viê ̣t Nam bắ t đầ u hình thành hê ̣ thố ng ma ̣ng lưới quan trắ c môi trường Quố c gia , phục vụ các báo cáo hiện trạng môi trường. Ngày 29/01/2007, Thủ tướng chính phủ ra Quyết định số 16/2007/QĐ-TTG của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt “Quy hoạch tổng thể mạng lưới quan trắc tài nguyên và môi trường quốc gia đến năm 2020”. Theo đó, mục tiêu tổng quát của hoạt động quan trắc đến năm 2020 là xây dựng mạng lưới quan trắc tài nguyên và môi trường quốc gia bảo đảm thống nhất trên phạm vi cả nước, đồng bộ, tiên tiến và từng bước hiện đại, đáp ứng nhu cầu thu thập và cung cấp thông tin, số liệu điều tra cơ bản về môi trường, tài nguyên nước, khí tượng thủy văn, phục vụ có hiệu quả cho công tác xử lý, khắc phục ô nhiễm môi trường, dự báo, cảnh báo, phòng, tránh, giảm nhẹ thiệt hại do thiên tai gây ra, phát triển mạnh và bền vững kinh tế - xã hội của đất nước. 1.2. Mạng lƣới quan trắc môi trƣờng 1.2.1. Khái niệm và tầm quan trọng của mạng lƣới quan trắc môi trƣờng Mạng lưới quan trắc môi trường là một hệ thống các điểm quan trắc được thiế t lâ ̣p dựa vào mố i liên kế t các loa ̣i số liê ̣u đo đa ̣c về mă ̣t thố ng kê và không gian phân bố , đảm bảo khả năng phản ánh chính xác hiê ̣n tra ̣n g môi trường cho toàn bô ̣ khu vực nghiên cứu. Các yêu cầu trong thiết kế mạng lưới quan trắc môi trường bao gồm : 7 Nguyễn Đin ̀ h Phúc Lớp cao ho ̣c K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trƣờng - Thiế t kế ma ̣ng lưới QTMT phải đươ ̣c mô ̣t nhóm chuyên gia có kiế n thức đa ngành thực hiện. Thiế t kế ma ̣ng lưới cầ n xác đinh ̣ thông số nào phải quan trắ c , quan trắ c ở điạ điể m nào và với tầ n suấ t là bao nhiêu . Trong thiế t kế ma ̣ng lưới cũng cầ n đề cập đến việc sử dụng các phươn pháp lấy mẫu , các phương pháp phân tích trong phòng thí nghiê ̣m và các phương pháp xử lý số liê ̣u. - Cầ n đă ̣c biê ̣t quan tâm tới viê ̣c ứng du ̣ng thố ng kê trong thiế t kế ma ̣ng lưới . Viê ̣c sử du ̣ng thố ng kê học có thể làm giảm tối thiểu các địa điểm thông qua mối tương quan giữa các tra ̣m. Thố ng kê ho ̣c cũng là cơ sở để cho ̣n lựa giữa hai phương án: nhiề u điạ điể m với tầ n suấ t thấ p hoă ̣c it́ điạ điể m với tầ n suấ t cao . - Mô ̣t vấ n đề quan tro ̣ng trong thiế t kế ma ̣ng lưới QTMT là xác đinh ̣ tin ́ h hiê ̣u quả của thông tin nhâ ̣n đươ ̣c từ ma ̣ng lưới . Cầ n có sự hiể u biế t chi tiế t về chi phí và hiệu quả của mạng lưới đã thiết kế. - Thiế t kế ma ̣ng lưới ph ải được tài liệu hóa bằng một văn bản . Văn bản này phải được chuyển tới những người phụ trách và quản lý chiến lược quan trắc quốc gia. Từ văn bản này , họ sẽ rút ra kết luận là mạng lưới quan trắc có nằm trong chiến lươ ̣c và mu ̣c tiêu quan trắ c hay không . Quản lý môi trường là công việc cần thiết trong quản lý môi trường ở tất cá các quy mô : từ điạ phương đế n toàn cầ u . Thông thường, mạng lưới QTMT không khí sẽ giám sát chất lượng của mộ t loa ̣t các chỉ tiêu , với đô ̣ chính xác cao , theo các tiêu chuẩ n và quy đinh ̣ của từng điạ phương , quố c gia ; với phương pháp truyề n thố ng là lấ y mẫu xác đinh ̣ các chỉ tiêu quan trắ c ta ̣i các điể m quan trắ c theo quy đinh; ̣ tuy nhiên viê ̣c này bi ̣ràng buô ̣c bởi vấ n đề kinh tế và những quy đinh ̣ của từng điạ phương . Vì vậy, điể m quan tro ̣ng nhấ t khi thiế t kế ma ̣ng lưới phân bố các điể m quan trắ c là đảm bảo sự tố i ưu về mă ̣t kinh tế (số lươ ̣ng tra ̣m quan trắ c) cũng như đảm bảo tiń h đa ̣i diê ̣n cao của số liê ̣u quan trắ c . Chính vì vậy, bài toán xác định số lươ ̣ng và vi ̣trí phân bố các điể m quan trắ c tố i ưu là mu ̣c tiêu hàng đầ u trong kế hoạch thiết lập hệ thống mạng lưới quan trắ c môi trường. 8 Nguyễn Đin ̀ h Phúc Lớp cao ho ̣c K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trƣờng 1.2.2. Các nghiên cứu về thiế t lâ ̣p ma ̣ng lƣới quan trắ c môi trƣờng a) Các nghiên cứu trên thế giới Cùng với sự phát triển kinh tế và các vấn đề môi trường , viê ̣c xây dựng ma ̣ng lưới quan trắ c chấ t lươ ̣ng môi trường đã trở thành yêu cầ u cấ p thiế t đố i với tấ t cả các quốc gia . Những nghiên cứu về vấ n đề này không chỉ là mố i quan tâm của các nước phát triể n mà ngày nay, nó cũng đã trở thành mối quan tâm của tất cả các quốc gia. Các nghiên cứu về thiết lập mạng lưới QTMT có thể liệt kê ra như : Tại tham luâ ̣n ta ̣i Hô ̣i thảo trao đổ i kỹ thuâ ̣ t phân tić h dữ liê ̣u không gian của Cục Môi trường Mỹ , tháng 12/2001, các tác giả Paul D . Sampson, Peter Guttorp và David M.Holland ở Đa ̣i ho ̣c Washington và Cu ̣c Môi trường Mỹ đã sử du ̣ng phương pháp tối ưu Pareto cho tiếp cận đa mục tiêu kế t hơ ̣p với cải tiế n công nghê ̣ tính toán thiế t kế ma ̣ng lưới quan trắ c chấ t lươ ̣ng không khí [19]. Năm 2001, các tác giả Saisana M., Sarigiannis D., Chaloulakou A., Spyrellis N., đã sử du ̣ng các phương pháp xác đinh ̣ điạ điể m , khoanh đinh ̣ sử du ̣ng thông tin khí tượng, bản đồ chất lượng không khí , các mô hình nhân khẩu học và bản đồ sử dụng đất ở độ phân giải 1x1km2 cho vùng nghiên cứu để tố i ưu hóa ma ̣ng lưới quan trắ c bu ̣i PM2,5[20]. Năm 2004, trong luâ ̣n án tiế n sỹ của min ̀ h , Sóren Lophaven đã áp dụng địa thố ng kê, thố ng kê không gian - thời gian và các phương pháp thiế t kế dựa vào điạ thố ng kê cho vấ n đề "Phân tić h và Thiế t kế các chương t rình quan trắc môi trường"[21]. Năm 2006, Yuanhai Li và Amy B . Chan Hilton đã sử du ̣ng phương pháp tố i ưu bầ y kiế n với mu ̣c đích tố i ưu hóa la ̣i ma ̣ng lưới các điể m quan trắ c nước ngầ m sẵn có . Nghiên cứu đã chỉ ra các mức đô ̣ tố i ưu khác nhau cho viê ̣c rú t go ̣n từng số lươ ̣ng điể m quan trắ c ở một điạ điể m trên lý thuyế t [23]. 9 Nguyễn Đin ̀ h Phúc Lớp cao ho ̣c K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trƣờng Các tác giả Antonio Lozano , Jose Usero, Eva Vanderlinden, Juan Raez Juan Contreras, Benito Navarrete và Hicham El Bakouri trong nghiên cứu "Thiế t kế mạng lưới quan trắ c chấ t lươ ̣ng môi trường không khí thành phố Seville , Tây Ban Nha (nghiên cứu điể n hình cho NO 2 và O3)" đã sử du ̣ng tiế p câ ̣n 4 bước gồ m: (1) sơ bô ̣ đánh giá , (2) lấ y mẫu khuế ch tán thu ̣ đô ̣ng , (3) nô ̣i suy không gian , (4) lựa chon điạ điể m tố t nhất cho các trạm quan trắc[18]. Tại hội thảo thông tin môi trường ở Đại học Berlin (Đức), các tác giả Vũ Văn Mạnh và Bùi Phương Thúy đã trình bày tham luận về việc ứng dụng thống kê địa lý và phân nhóm trong thiế t kế và tố i ưu hóa ma ̣ng lưới quan trắ c môi trườn g tin ̉ h Hải Dương, Viê ̣t Nam[22]. Các tác giả Abdullah Mofarrah , Tahir Husain (năm 2010), đã áp du ̣ng phương pháp tiế p câ ̣n tổ ng thể cho thiế t kế tố i ưu viê ̣c mở rô ̣ng ma ̣ng lưới quan trắ c chấ t lươ ̣ng không khí cho một khu vực đô thị[17]. b) Các nghiên cứu ở Việt Nam Ở Việt Nam , các mạng QTMT không khí được thiết lập chủ yếu dựa trên kinh nghiê ̣m, và theo quy tắc qua thử nghiệm và rút tỉa khuyết điể m để chỉnh sửa , bổ sung la ̣i cho hơ ̣p lý ; ngoài ra còn dựa vào các chỉ tiêu như mật độ dân số hình, các điều kiện phát triển kinh tế xã hội riêng của toàn khu vực , điạ . Và một điều không kém phầ n ảnh hưởng là viê ̣c xâ y dựng các hê ̣ thố ng ma ̣ng lưới quan trắ c phu ̣ thuô ̣c quá nhiề u vào điề u kiê ̣n kinh tế , vào mức chi ngân sách ; điề u này ảnh hưởng không nhỏ tới hiê ̣u quả quan trắ c của ma ̣ng lưới. Tuy nhiên, cũng phải kể đến một số nghiên cứu thiế t lâ ̣p ma ̣ng lưới quan trắ c đươ ̣c xây dựng rấ t công phu và khoa ho ̣c như đề tài thiế t lâ ̣p ma ̣ng lưới QTMT tỉnh Kon Tum của Khoa Môi trường - trường DH KHTN - ĐH Quố c gia Hà Nô ̣i năm 2002. Trong đó , đề tài đã xác định khoảng cá ch tố i ưu giữa các điể m quan trắ c dựa trên tiń h khả biế n nồ ng đô ̣ tương đố i tổ ng cô ̣ng của các yế u tố môi trường ta ̣i khu 10 Nguyễn Đin ̀ h Phúc Lớp cao ho ̣c K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trƣờng vực nghiên cứu . Tính khả biến này được đánh giá bằ ng hàm cấ u trúc không gian[15]. Các nghiên cứu tron g luâ ̣n án Phó tiế n sỹ của Nguyễn Hồ ng Khánh , trường Đa ̣i ho ̣c xây dựng Hà Nô ̣i [10] và luận văn thạc sỹ ngành Công nghệ môi trường của Nguyễn Anh Hiế u , trường Đa ̣i ho ̣c bách khoa Hà Nô ̣i đề u sử du ̣ng phương pháp đánh giá hiê ̣n trạng và dự báo tình trạng ô nhiễm để thiết lập mạng lưới QTMT không khí cho các khu vực khác nhau. Năm 2011, các tác giả Trần Thanh Bình, Vũ Văn Mạnh đã sử dụng phương pháp cực tiểu biến phân để tối ưu hóa mạng lưới quan trắ c môi trường không khí tỉnh Quảng Ninh. 1.2.3. Hiêṇ tra ̣ng ma ̣ng lƣới quan trắ c môi trƣờng ở Viêṭ Nam Tại Việt Nam , trách nhiệm thực hiện quan trắc môi trường của các đơn vị thực hiê ̣n quan trắ c đươ ̣c chia ra như sau: - Quan trắc hiện trạng môi trường quốc gia: Bộ TNMT - Quan trắc các tác động đối với môi trường từ hoạt động ngành, lĩnh vực: các bộ, ngành liên quan - Quan trắc hiện trạng môi trường tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương: UBND cấp tỉnh - Quan trắc các tác động xấu từ hoạt động của cơ sở sản xuất, kinh doanh, dịch vụ, khu sản xuất, kinh doanh, dịch vụ tập trung: người quản lý, vận hành. - Mạng lƣới quan trắc môi trƣờng Quốc gia Từ năm 1993, sau khi luâ ̣t BVMT đươ ̣c ban hành , Bô ̣ KHCN &MT đã tiế n hành xây dựng mạng lưới QTMT quốc gia . Các trạm QTMT quốc gia được xây dựng trên cơ sở phố i hơ ̣p giữa Bô ̣ KHCN &MT với các cơ quan nghiên cứu , phòng thí nghiệm đang hoạt động của các Bộ , ngành và địa phương (gồ m Bô ̣ GD&ĐT, Bô ̣ Quốc phòng, Viê ̣n KH&CN Viê ̣t Nam, Bô ̣ KH&CN, Bô ̣ Y tế , Bô ̣ NN&PTNT, Tổ ng LĐLĐ Viê ̣t Nam và tin̉ h Lào Cai) [1]. 11 Nguyễn Đin ̀ h Phúc Lớp cao ho ̣c K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trƣờng Quá trình xây dựng mạng lưới quan trắc môi trường ở Việt Nam được tăng cường dầ n theo thời gian . Về số lươ ̣ng các tra ̣m qu an trắ c , năm 1995, Cục Môi trường (trước đây) đã có thể thực hiê ̣n đươ ̣c kế hoa ̣ch quan trắ c môi trường Quố c gia đầ u tiên với 7 trạm tham gia. Đế n năm 1996, đã có 13 trạm được xây dựng , năm 2007 là 17 trạm, năm 1998 là 18 trạm và đến 2002 đã có 21 trạm quan trắc được thiế t lâ ̣p trong ma ̣ng lưới quan trắ c môi trường Quố c gia. Ngày 29/01/2007, chính phủ ban hành quyết định số 16/2007/QĐ-TTg phê duyê ̣t "Quy hoa ̣ch tổ ng thể ma ̣ng lưới quan trắ c TNMT quố c gia đế n năm 2020". Theo đó, mạng lưới Q TMT Quố c gia đươ ̣c chia thành 2 mạng lưới: (1) mạng lưới QTMT nề n và (2) mạng lưới QTMT tác động. - Mạng lưới quan trắc môi trường nền : hiê ̣n nay, Trung tâm Khí tươ ̣ng Thủy văn Quố c gia và Cu ̣c Điạ chấ t và Khoáng sản Viê ̣t Nam đươ ̣c Bô ̣ TNMT giao nhiê ̣m vụ QTMT nền trực tiếp. - Mạng lưới QTMT tác động được xây dựng dựa trên nguyên tắc kế thừa các trạm, điể m QTMT đã có thuô ̣c ma ̣ng lưới QTMT quố c gia trước đây do Tổ ng cu ̣c môi trường quản lý, và một số trạm, điể m QTMT do Trung tâm Khí tươ ̣ng Thủy văn Quố c gia và Cu ̣c Điạ chấ t và Khoáng sản Viê ̣t Nam quản lý thực hiê ̣n . Cũng theo QĐ16, Trung tâm QTMT , Tổ ng cu ̣c Môi trường đươ ̣c xác đinh ̣ là trung tâm mạng, thực hiê ̣n vai trò chỉ huy, điề u hành của toàn mạng lưới (hình 1)[14] Tổ ng cu ̣c môi trƣờng Hình1. Cơ cấ u tổ chức mạng lưới quan trắ c môi trường quố c gia 12 đầ u Nguyễn Đin ̀ h Phúc Lớp cao ho ̣c K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trƣờng Trung tâm đầ u ma ̣ng - Tổ ng cu ̣c môi trường có chức năng lâ ̣p kế hoa ̣ch xây dựng, phát triển mạng lưới QTMT Quốc gia , lâ ̣p kế hoa ̣ch QTMT hàng năm , quản lý kinh phí QTMT toàn quốc , quản lý hoạt động mạng lưới trạm toàn quốc , thu nhâ ̣n, quản lý và lưu trữ dữ liệu QTMT toàn quốc. Các tra ̣m quan trắ c và phân tích môi trường vùng thực hiê ̣n quan trắ c ở vùng lãnh thổ đất liền hay biển , hỗ trơ ̣ kỹ thuâ ̣t các tra ̣m điạ phương trong vùng , hỗ trơ ̣ hoạt động các Sở trong vùng , tổ ng hơ ̣p kế t quả quan trắ c đinh ̣ k ỳ báo về Tổng cục môi trường. Các trạm quan trắc và phân tích môi trường địa phương tiến hành quan trắ c trong pha ̣m vi lañ h thổ điạ phương , đinh ̣ kỳ báo cáo kế t quả cho các tra ̣m vùng để tập hợp báo cáo về Tổng cục môi tr ường, lâ ̣p báo cáo hiê ̣n tra ̣ng môi trường điạ phương . Các trạm quan trắc và phân tích môi trường chuyên đề thực hiê ̣n quan trắ c mô ̣t số thành phầ n môi trường đă ̣c biê ̣t trắ c mưa axit , quan trắ c ô nhiễm , ví dụ : quan trắ c nề n , quan công nghiê ̣p , ô nhiễm nông nghiê ̣p , phóng xạ…Các phòng thử nghiệm môi trường thực hiện kiểm chuẩn thiết bị và phương pháp quan trắc . Bảng 1. Danh sách các tra ̣m QTMT không khí tƣ ̣ đô ,̣ngcố đinh ̣ trên toàn quố [c7] Tỉnh/TP đă ̣t tra ̣m Hà Nội Hải Phòng Ninh Biǹ h Nghê ̣ An Đà Nẵng TP. Hồ Chí Minh Gia Lai Cầ n Thơ Sơn La Tổ ng cô ̣ng Số tra ̣m do Bô ̣ TNMT quản lý Tổ ng cu ̣c MT 3 1 1 5 Trung tâm Khí tươ ̣ng Thủy văn Quố c gia 2 1 1 1 1 1 1 1 1 10 13 Số tra ̣m do các Sở TNMT quản lý 2 9 11
- Xem thêm -