Ứng dụng GIS trong đánh giá chất lượng môi trường không khí tại thành phố Sơn La

Nghiên cứu ứng dụng GIS trong đánh giá chất lượng môi trường không khí tại thành phố Sơn La, tỉnh Sơn La, mang lại giải pháp hiệu quả.

• Tác giả: Lã Đức Cường
• Người hướng dẫn: PGS.TS Trần Quang Bảo
• Trường học: Trường Đại học Lâm nghiệp
• Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên rừng và môi trường
• Đề tài: Ứng Dụng GIS Đánh Giá Chất Lượng Môi Trường Không Khí Tại Thành Phố Sơn La, Tỉnh Sơn La
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Sơn La

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
• DANH MỤC VIẾT TẮT
• DANH MỤC HÌNH
• DANH MỤC BẢNG
• ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Ứng dụng của GIS trong nghiên cứu môi trường không khí
• 1.2. Tổng quan về tình hình ô nhiễm không khí
• 1.2.1. Tình hình ô nhiễm không khí
• 1.2.2. Tình hình ô nhiễm không khí tại Thành phố Sơn La, tỉnh Sơn La
• 1.2.3. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2.4. Ứng dụng của đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.1.1. Mục tiêu chung
• 2.1.2. Mục tiêu cụ thể
• 2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2.2. Phạm vi nghiên cứu
• 2.3. Nội dung nghiên cứu
• 2.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2.4.1. Phương pháp luận
• 2.4.2. Phương pháp nghiên cứu cụ thể
• 2.4.2.1. Phương pháp lấy mẫu không khí
• 2.4.2.2. Phương pháp đo tiếng ồn và độ rung
• 2.4.2.3. Phương pháp xử lý nội nghiệp
• 3. CHƯƠNG 3: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ - XÃ HỘI
• 3.1. Điều kiện tự nhiên
• 3.1.1. Vị trí địa lý
• 3.1.2. Các nguồn tài nguyên
• 3.2. Hệ thống giao thông vận tải
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Thực trạng môi trường không khí trên địa bàn thành phố Sơn La
• 4.1.1. Phân tích mẫu nghiên cứu được trên địa bàn thành phố Sơn La
• 4.1.2. Biến động môi trường không khí tại thành phố Sơn La
• 4.1.3. Nguyên nhân dẫn đến tình trạng ô nhiễm không khí tại TP. Sơn La
• 4.2. Đề xuất một số giải pháp nhằm nâng cao chất lượng môi trường không khí trên địa bàn thành phố Sơn La
• 4.2.1. Giải pháp giảm thiểu ô nhiễm môi trường không khí và tiếng ồn
• 4.2.2. Giải pháp về công tác quản lý
• 4.2.3. Giải pháp về giao thông và phương tiện vận tải
• 4.2.4. Giải pháp về giáo dục truyền thông môi trường
• KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về đánh giá chất lượng không khí tại Sơn La

Đánh giá chất lượng không khí tại Sơn La là một vấn đề quan trọng trong bối cảnh ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng. Thành phố Sơn La, với sự phát triển kinh tế và đô thị hóa, đang phải đối mặt với nhiều thách thức về chất lượng không khí. Việc ứng dụng công nghệ GIS trong đánh giá môi trường không khí không chỉ giúp xác định tình trạng ô nhiễm mà còn cung cấp dữ liệu cần thiết cho các quyết định quản lý môi trường.

1.1. Khái niệm về chất lượng không khí và GIS

Chất lượng không khí được định nghĩa là mức độ ô nhiễm không khí và các yếu tố ảnh hưởng đến sức khỏe con người. GIS, hay Hệ thống Thông tin Địa lý, là công cụ mạnh mẽ giúp phân tích và trực quan hóa dữ liệu không gian liên quan đến chất lượng không khí.

1.2. Tình hình ô nhiễm không khí tại Sơn La

Tình hình ô nhiễm không khí tại Sơn La đã có những diễn biến phức tạp trong những năm gần đây. Các hoạt động xây dựng và giao thông đã góp phần làm gia tăng ô nhiễm, ảnh hưởng đến sức khỏe cộng đồng.

II. Vấn đề ô nhiễm không khí tại Sơn La và thách thức hiện tại

Ô nhiễm không khí tại Sơn La đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng, đặc biệt là ở các khu vực có hoạt động giao thông và công nghiệp. Các chất ô nhiễm như bụi mịn PM10, NO2 và SO2 đang vượt mức cho phép, gây ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người dân. Việc nhận diện và đánh giá chính xác tình trạng ô nhiễm là rất cần thiết để có biện pháp khắc phục kịp thời.

2.1. Nguyên nhân chính gây ô nhiễm không khí

Nguyên nhân chính gây ô nhiễm không khí tại Sơn La bao gồm sự gia tăng phương tiện giao thông, hoạt động xây dựng và các cơ sở sản xuất. Những yếu tố này đã làm gia tăng nồng độ bụi và khí độc hại trong không khí.

2.2. Tác động của ô nhiễm không khí đến sức khỏe

Ô nhiễm không khí có thể gây ra nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng, bao gồm bệnh hô hấp, tim mạch và các bệnh mãn tính khác. Người dân sống trong khu vực ô nhiễm thường xuyên phải đối mặt với các triệu chứng như ho, khó thở và dị ứng.

III. Phương pháp ứng dụng GIS trong đánh giá chất lượng không khí

Việc ứng dụng GIS trong đánh giá chất lượng không khí tại Sơn La giúp thu thập, phân tích và trực quan hóa dữ liệu không gian một cách hiệu quả. Các phương pháp như phân tích không gian, mô hình hóa và giám sát liên tục được sử dụng để đánh giá tình trạng ô nhiễm không khí.

3.1. Phương pháp thu thập dữ liệu không khí

Dữ liệu không khí được thu thập từ các trạm quan trắc và các thiết bị đo đạc hiện đại. Việc sử dụng công nghệ viễn thám cũng giúp mở rộng khả năng thu thập dữ liệu trên diện rộng.

3.2. Phân tích không gian và mô hình hóa

Phân tích không gian cho phép xác định các khu vực ô nhiễm nặng và mô hình hóa sự phân bố của các chất ô nhiễm. Điều này giúp đưa ra các giải pháp quản lý hiệu quả hơn.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn tại Sơn La

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng chất lượng không khí tại Sơn La đang ở mức báo động. Các chỉ số ô nhiễm như PM10 và NO2 thường xuyên vượt mức cho phép. Việc ứng dụng GIS đã giúp xác định rõ các khu vực ô nhiễm và đề xuất các giải pháp cải thiện chất lượng không khí.

4.1. Đánh giá thực trạng chất lượng không khí

Kết quả đánh giá cho thấy nồng độ bụi mịn PM10 và các khí độc hại khác đang ở mức cao, đặc biệt là trong các giờ cao điểm giao thông. Điều này cho thấy sự cần thiết phải có các biện pháp can thiệp kịp thời.

4.2. Giải pháp cải thiện chất lượng không khí

Các giải pháp đề xuất bao gồm tăng cường quản lý giao thông, cải thiện hạ tầng và nâng cao nhận thức cộng đồng về ô nhiễm không khí. Việc áp dụng công nghệ GIS trong giám sát và quản lý môi trường cũng được khuyến khích.

V. Kết luận và triển vọng tương lai cho chất lượng không khí tại Sơn La

Chất lượng không khí tại Sơn La đang là một vấn đề cần được quan tâm và giải quyết. Việc ứng dụng GIS trong đánh giá và quản lý chất lượng không khí không chỉ giúp nâng cao hiệu quả giám sát mà còn tạo cơ sở cho các chính sách bảo vệ môi trường. Tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giải pháp bền vững để cải thiện chất lượng không khí.

5.1. Tầm quan trọng của việc bảo vệ chất lượng không khí

Bảo vệ chất lượng không khí không chỉ là trách nhiệm của chính quyền mà còn là của toàn xã hội. Mỗi cá nhân cần nâng cao ý thức và hành động để giảm thiểu ô nhiễm.

5.2. Hướng đi tương lai cho nghiên cứu và ứng dụng GIS

Nghiên cứu và ứng dụng GIS trong đánh giá chất lượng không khí cần được mở rộng hơn nữa. Cần có sự hợp tác giữa các cơ quan, tổ chức và cộng đồng để đạt được hiệu quả cao nhất.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ô nhiễm môi trường không khí hiện đang là một trong những thách thức môi trường cấp bách trên phạm vi toàn cầu, đặc biệt tại các quốc gia đang phát triển. Quá trình công nghiệp hóa, hoạt động đun nấu sinh hoạt và sự bùng nổ của các phương tiện giao thông vận tải đã làm gia tăng đáng kể nồng độ các chất phát thải độc hại vào khí quyển, khiến nhiều chỉ tiêu quan trắc vượt ngưỡng quy chuẩn kỹ thuật cho phép. Tại Việt Nam, áp lực ô nhiễm không khí từ giao thông đường bộ và các công trình xây dựng hạ tầng có xu hướng tập trung cục bộ tại các đô thị đang trong tiến trình đô thị hóa nhanh.

Thành phố Sơn La là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hóa của tỉnh Sơn La. Trong những năm gần đây, địa phương này ghi nhận tốc độ tăng trưởng kinh tế nhanh chóng, kéo theo sự phát triển mở rộng của mạng lưới giao thông, du lịch sinh thái, các cơ sở tiểu thủ công nghiệp và hoạt động xây dựng chỉnh trang đô thị. Sự gia tăng mật độ xe cơ giới cùng các hoạt động dân sinh đã tác động trực tiếp đến môi trường không khí xung quanh, gây ô nhiễm cục bộ tại một số nút giao thông và khu vực tập trung đông dân cư. Mặt khác, công tác giám sát chất lượng không khí tại địa phương chủ yếu dựa trên các phương pháp quan trắc mặt đất truyền thống, vốn tốn kém chi phí, hạn chế về mật độ trạm đo và khó biểu diễn trực quan bức tranh phân bố ô nhiễm theo không gian. Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài khóa luận tốt nghiệp "Ứng dụng GIS đánh giá chất lượng môi trường không khí tại thành phố Sơn La, tỉnh Sơn La" được sinh viên Lã Đức Cường (ngành Khoa học Môi trường, Trường Đại học Lâm nghiệp) thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Trần Quang Bảo nhằm thiết lập cơ sở khoa học cho công tác giám sát, phân tích biến động và nâng cao hiệu quả quản lý môi trường không khí đô thị.

Mục tiêu nghiên cứu của khóa luận được phân định cụ thể theo các nhiệm vụ sau:

1. Đánh giá thực trạng chất lượng môi trường không khí và công tác quản lý môi trường trên địa bàn Thành phố Sơn La, tỉnh Sơn La.
2. Đánh giá sự tác động của hoạt động giao thông vận tải và hoạt động kinh doanh, sản xuất đến môi trường không khí xung quanh cùng đời sống dân sinh của người dân đô thị.
3. Đề xuất hệ thống các giải pháp quản lý, kỹ thuật và truyền thông nhằm nâng cao hiệu quả kiểm soát, hạn chế tác động của bụi và tiếng ồn đến chất lượng môi trường không khí xung quanh tại Thành phố Sơn La.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu được xác lập rõ ràng:

• Đối tượng nghiên cứu: Môi trường không khí xung quanh trên địa bàn Thành phố Sơn La, tỉnh Sơn La.
• Phạm vi không gian: Toàn bộ ranh giới hành chính của Thành phố Sơn La, trọng tâm khảo sát tại 7 phường nội thành bao gồm: Chiềng An, Chiềng Cơi, Chiềng Lề, Chiềng Sinh, Quyết Tâm, Quyết Thắng, Tô Hiệu; có xem xét mối liên hệ không gian với 5 xã ngoại thành (Chiềng Đen, Chiềng Cọ, Hua La, Chiềng Ngần, Chiềng Xôm).
• Phạm vi thời gian và nội dung: Thực hiện quan trắc, lấy mẫu hiện trường vào tháng 3/2018 (cụ thể ngày 12/03/2018); thu thập, kế thừa chuỗi dữ liệu thứ cấp từ tháng 2/2014 của Trung tâm Quan trắc tỉnh Sơn La để đánh giá biến động chất lượng không khí giai đoạn 2014 – 2018; ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) để thành lập bản đồ phân bố không gian ô nhiễm năm 2018.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết về Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - GIS) và nguyên lý lan truyền ô nhiễm không khí đô thị. GIS được tiếp cận như một hệ thống tích hợp gồm 5 thành phần căn bản: con người (thành phần điều hành cốt lõi), dữ liệu (dữ liệu không gian dưới hai dạng mô hình vector - raster và dữ liệu phi không gian dạng thuộc tính), phần cứng, phần mềm và phương pháp phân tích không gian. Nghiên cứu khai thác khả năng liên kết dữ liệu quan trắc thuộc tính với tọa độ không gian để mô hình hóa sự phân bố các chất ô nhiễm thông qua kỹ thuật nội suy nghịch đảo khoảng cách (Inverse Distance Weighting - IDW).

Hệ thống văn bản quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia được tác giả sử dụng làm khung đối chiếu, đánh giá bao gồm:

• Thông tư số 28/2011/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định quy trình kỹ thuật quan trắc môi trường không khí xung quanh và tiếng ồn.
• QCVN 05:2013/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất lượng không khí xung quanh (áp dụng giới hạn nồng độ trung bình 1 giờ).
• QCVN 26:2010/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về tiếng ồn (áp dụng đối với khu vực thông thường trong khung giờ từ 6h đến 21h, giới hạn tối đa 70 dBA).
• QCVN 06:2009/BTNMT: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về một số chất độc hại trong không khí xung quanh (áp dụng giới hạn nồng độ trung bình 1 giờ đối với khí $H_2S$ và $Cl_2$).
• Tiêu chuẩn xây dựng QCXDVN 01:2008/BXD về quy hoạch xây dựng và Nghị định số 98/2008/NĐ-CP công nhận Thành phố Sơn La là đô thị loại III.

Để giải quyết các mục tiêu đặt ra, khóa luận đã phối hợp các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và phân tích dữ liệu cụ thể:

• Phương pháp kế thừa số liệu thứ cấp: Thu thập dữ liệu khí tượng thủy văn, điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, hiện trạng phát triển giao thông từ các cơ quan quản lý nhà nước; tiếp nhận chuỗi dữ liệu kết quả phân tích mẫu không khí và tiếng ồn tháng 2/2014 từ Trung tâm Quan trắc tỉnh Sơn La.
• Phương pháp đánh giá nhanh nông thôn (PRA): Sử dụng công cụ phỏng vấn bán cấu trúc đối với các cán bộ quản lý cấp xã, các phòng ban chuyên môn và khảo sát trực tiếp 30 hộ dân sinh sống tại các khu vực chịu ảnh hưởng bởi giao thông và hoạt động sản xuất trên địa bàn thành phố.
• Phương pháp lấy mẫu, đo đạc và phân tích thực nghiệm: Thiết lập mạng lưới 6 trạm quan trắc đại diện (ký hiệu từ KK1 đến KK6) tại các nút giao thông trọng điểm, cổng bệnh viện, bến xe và khu vực di tích lịch sử vào ngày 12/03/2018. Đo đạc tại chỗ các thông số vi khí hậu (nhiệt độ, độ ẩm, áp suất khí quyển, hướng gió, tốc độ gió) và mức ồn tương đương ($L_{Aeq}$) theo tiêu chuẩn TCVN 5964:1995. Quy trình lấy mẫu, bảo quản lạnh ở nhiệt độ 5°C trong vòng không quá 24 giờ và phân tích phòng thí nghiệm tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn: TCVN 5067:1995 (tổng bụi lơ lửng - TSP), TCVN 5971:1995 và TCVN 5978:1995 ($SO_2$), TCVN 5972:1995 và TCVN 7725:2007 ($CO$), TCVN 6137:2009 và TCVN 6138:1996 ($NO_2$), TCVN 6157:1996 ($O_3$), TCVN 6152:1996 (chì bụi - Pb).
• Phương pháp xử lý nội nghiệp và GIS: Áp dụng phương pháp thống kê mô tả để xác định giá trị cực đại, cực tiểu, giá trị trung bình và tần suất vượt chuẩn; sử dụng phần mềm GIS để liên kết số liệu không gian với thuộc tính môi trường, thực hiện nội suy và biên tập các bản đồ chất lượng không khí, bản đồ tiếng ồn năm 2018.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu

Chương này tập trung tổng kết cơ sở lý luận về công nghệ GIS, viễn thám và tình hình nghiên cứu ô nhiễm không khí trong và ngoài nước. Tác giả trình bày cấu trúc dữ liệu không gian (vector, raster) cùng các trường dữ liệu thuộc tính, phân tích khả năng ứng dụng ảnh vệ tinh đa phổ (như Landsat 8, SPOT 5, MODIS, OMI - AURA, AQUA - AIRS) trong việc xác định độ dày quang học sol khí (AOT) để tính toán nồng độ bụi $PM_{10}$ và các khí ô nhiễm. Khóa luận phân tích các công trình nghiên cứu quốc tế tiêu biểu như nghiên cứu của Sifakis và Deschamps (1992), Saleh và Hasan (2014) tại Iraq, Hwee San Lim tại Malaysia, Mozumder và cộng sự (2012) tại Ấn Độ. Đồng thời, tác giả điểm luận các nghiên cứu trong nước của Trần Thị Vân và cộng sự (2012) tại TP. Hồ Chí Minh, Lê Duy Hiếu (2015) tại Bỉm Sơn, Nguyễn Thị Thu Ngân (2016) tại Hà Nội, Trịnh Lê Hùng (2014), Trần Văn Vương (2015), Nguyễn Thị Hương và Nguyễn Hải Hòa (2017) tại Quảng Ninh. Tác giả nhận định phần lớn các nghiên cứu trước đây chỉ tập trung vào các đô thị lớn hoặc khu vực khai thác mỏ than, thiếu vắng các nghiên cứu chuyên sâu về ô nhiễm bụi và tiếng ồn tại các đô thị miền núi có điều kiện địa hình phức tạp như Thành phố Sơn La.

Chương 2. Mục tiêu, nội dung và phương pháp nghiên cứu

Nội dung chương trình bày chi tiết mục tiêu nghiên cứu tổng quát, các mục tiêu cụ thể, xác định đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Tác giả chuẩn hóa khung phương pháp luận thu nhận và phân tích ảnh viễn thám, quy trình kế thừa số liệu thứ cấp và kỹ thuật điều tra xã hội học PRA với 30 hộ dân. Trọng tâm của chương là thiết kế kỹ thuật mạng lưới quan trắc môi trường không khí hiện trường với 6 vị trí:

• KK1: Ngã tư Cầu Trắng (21°19'37.50"N; 103°54'52.09"E) - nút giao thông lớn, mật độ xe đông, nhiều khói bụi.
• KK2: Ngã ba Quyết Thắng (21°19'13.11"N; 103°55'17.26"E) - điểm giao cắt giao thông có lưu lượng phương tiện cao.
• KK3: Khu vực đồi Khau Cả (21°19'45.19"N; 103°54'33.82"E) - khu di tích lịch sử tập trung nhiều khách du lịch và phương tiện.
• KK4: Khu vực ngã tư xe khách (21°19'30.76"N; 103°55'14.48"E) - điểm nút tập trung xe khách và người qua lại.
• KK5: Cổng Bệnh viện Đa khoa tỉnh Sơn La (21°20'59.23"N; 103°54'39.96"E) - khu vực tập trung đông người và phương tiện.
• KK6: Khu vực bến xe Thành phố Sơn La (21°18'3.84"N; 103°56'34.77"E) - đầu mối vận tải hành khách tập trung lượng lớn xe khách, xe máy.

Chương cũng quy định chi tiết quy trình bảo đảm chất lượng và kiểm soát chất lượng (QA/QC) trong thu mẫu, bảo quản lạnh, phương pháp phân tích chuẩn theo TCVN đối với các thông số $SO_2$, $CO$, $NO_2$, $O_3$, $Pb$, TSP và nguyên tắc đo tiếng ồn $L_{Aeq}$ liên tục theo quy chuẩn QCVN 26:2010/BTNMT.

Chương 3. Điều kiện tự nhiên - kinh tế - xã hội

Chương 3 cung cấp bức tranh toàn diện về bối cảnh tự nhiên, tài nguyên và hạ tầng của khu vực nghiên cứu:

• Điều kiện tự nhiên: Thành phố Sơn La là đô thị loại III theo Nghị định 98/2008/NĐ-CP, diện tích tự nhiên 32.351,50 ha (chiếm 2,29% diện tích toàn tỉnh), dân số tính đến tháng 12/2016 là 100.210 người (8,40% dân số toàn tỉnh). Địa hình chịu quá trình karst hóa mạnh, chia cắt phức tạp, lòng chảo xen lẫn núi đá cao và thung lũng hiểm trở, độ cao trung bình 700 - 800 m so với mực nước biển. Khí hậu mang tính chất nhiệt đới gió mùa lục địa, chia làm hai mùa rõ rệt: mùa đông lạnh khô kéo dài từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, mùa hè nóng ẩm mưa nhiều từ tháng 4 đến tháng 9. Năm 2016 ghi nhận nhiệt độ trung bình 23°C (cao nhất 28,4°C vào tháng 5, thấp nhất 15,5°C vào tháng 1), độ ẩm trung bình 78,8%, tổng lượng mưa 1.379,8 mm với 118 ngày mưa, số giờ nắng đạt 2.010,2 giờ; chịu tác động của gió mùa Đông Bắc và gió nóng Tây Nam (gió Lào từ tháng 3 đến tháng 5 với 15 - 18 ngày/năm).
• Thủy văn và tài nguyên: Chế độ thủy văn chi phối bởi hệ thống suối Nậm La (chiều dài 25 km qua thành phố, lưu vực 75 $km^2$, lưu lượng đỉnh lũ năm 1991 đạt 720 $m^3$/s gây ngập lụt tại cao độ 597,37 m ở Cầu Trắng) và suối Nậm Pàn trước khi đổ ra sông Đà; trên địa bàn có hồ thủy lợi Bản Mòng với dung tích gần 8 triệu $m^3$. Tài nguyên đất gồm 7 loại chính (Fsx, Fqx, Fvh, Fkx, Fj, FHj, FHa). Đất lâm nghiệp chiếm 15.522,47 ha (47,98% diện tích tự nhiên). Địa bàn có các mỏ khoáng sản như sét xi măng Chiềng Sinh (trữ lượng 110.000 tấn), sét gạch ngói Bản Dửn, đá vôi Chiềng Sinh và Chiềng Cọ, vàng gốc Bản Cằm.
• Hạ tầng giao thông: Trục Quốc lộ 6 và Quốc lộ 37 (đoạn qua Đèo Chẹn, Tạ Khoa); định hướng đến năm 2020 đưa thành phố đạt tiêu chí đô thị loại II với quỹ đất giao thông đạt 21 - 23%; quy hoạch toàn tỉnh đến năm 2030 đạt 52 bến xe khách các loại. Đây là các nhân tố tạo áp lực phát thải bụi và tiếng ồn lớn lên môi trường không khí đô thị.

Chương 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương này công bố các phát hiện thực nghiệm quan trọng về chất lượng môi trường không khí năm 2018 và biến động qua giai đoạn 2014 – 2018:

• Thực trạng môi trường không khí năm 2018: Điều kiện vi khí hậu tại thời điểm lấy mẫu ngày 12/03/2018 tương đối ổn định với nhiệt độ dao động 18,1 - 19,6°C, độ ẩm 57,2 - 60,6%, tốc độ gió < 0,6 m/s, áp suất khí quyển từ 943,8 đến 949,7 hPa. Nồng độ khí $CO$ tại 6 điểm đều < 14.050 µg/$m^3$ (thấp hơn giới hạn 30.000 µg/$m^3$ của QCVN 05:2013/BTNMT). Nồng độ các khí độc hại $H_2S$ (< 10 µg/$m^3$) và $Cl_2$ (< 1,0 µg/$m^3$) đều nằm dưới ngưỡng quy chuẩn QCVN 06:2009/BTNMT (tương ứng là 42 µg/$m^3$ và 100 µg/$m^3$). Các chỉ tiêu $SO_2$ và $NO_2$ nhìn chung đạt quy chuẩn nhưng ghi nhận giá trị cao nhất tại vị trí KK6 (Bến xe thành phố). Ngược lại, ô nhiễm tiếng ồn ($L_{Aeq}$) và bụi tổng số (TSP) ở mức cao: 4/6 vị trí vượt quy chuẩn tiếng ồn QCVN 26:2010/BTNMT (KK1 đạt 76 dBA, KK2 đạt 75 dBA, KK4 đạt 74 dBA, KK6 đạt 76 dBA; KK5 đạt 68 dBA; KK3 đạt 61 dBA); nồng độ bụi TSP tại các điểm KK1, KK3, KK4 vượt quy chuẩn từ 1,02 đến 3,05 lần.
• Phân tích biến động môi trường không khí (2014 – 2018): Dựa trên việc đối sánh với số liệu tháng 2/2014 của Trung tâm Quan trắc tỉnh Sơn La tại cùng 6 vị trí, tác giả chỉ ra mức độ gia tăng rõ rệt của ô nhiễm tiếng ồn và bụi. Năm 2014, mức ồn tại các điểm đo dao động từ 59 đến 72 dBA (KK1: 70 dBA; KK2: 68 dBA; KK3: 59 dBA; KK4: 72 dBA; KK5: 62 dBA; KK6: 72 dBA), nồng độ $SO_2$ từ 23 đến 53 µg/$m^3$, $NO_2$ từ 11 đến 24 µg/$m^3$, bụi TSP từ 305 đến 1.598 µg/$m^3$. Đến năm 2018, mức ồn tại hầu hết các nút giao thông và bến xe đều gia tăng từ 2 đến 7 dBA, tình trạng vượt quy chuẩn tiếng ồn và bụi TSP diễn ra phổ biến hơn.
• Nguyên nhân và giải pháp: Nguyên nhân chính dẫn đến ô nhiễm cục bộ là sự xuống cấp và thi công dở dang của hạ tầng đường sá giao thông, quá trình mở rộng đô thị, sự gia tăng nhanh chóng của các phương tiện cơ giới đường bộ, hoạt động phát tán từ các cơ sở sản xuất tiểu thủ công nghiệp và hệ thống xử lý chất thải rắn (XLCTR) chưa triệt để. Từ đó, tác giả đề xuất 4 nhóm giải pháp: kỹ thuật giảm thiểu bụi và tiếng ồn; tăng cường hiệu quả quản lý nhà nước; hoàn thiện quy hoạch hạ tầng giao thông vận tải; đẩy mạnh giáo dục, truyền thông nâng cao nhận thức cộng đồng.

Kết quả và đóng góp

Nghiên cứu đã cung cấp số liệu thực nghiệm chi tiết về chất lượng môi trường không khí và độ ồn tại 6 vị trí trọng điểm trên địa bàn Thành phố Sơn La. Dữ liệu quan trắc năm 2018 và chuỗi so sánh với năm 2014 được tổng hợp trong bảng đối chiếu sau:

Thông số quan trắc	Đơn vị tính	Giới hạn cho phép (QCVN)	Năm 2014 (Tháng 2/2014)	Năm 2018 (Ngày 12/03/2018)	Đánh giá hiện trạng năm 2018
Nhiệt độ	°C	-	-	18,1 - 19,6	Ổn định theo điều kiện thời tiết mùa khô
Độ ẩm	%	-	-	57,2 - 60,6	Ổn định theo điều kiện thời tiết mùa khô
Tốc độ gió	m/s	-	-	< 0,6	Gió nhẹ, khả năng khuếch tán khí thấp
Áp suất khí quyển	hPa	-	-	943,8 - 949,7	Đặc trưng vùng lòng chảo miền núi
Tiếng ồn ($L_{Aeq}$)	dBA	70 (QCVN 26:2010)	59 - 72	61 - 76	4/6 vị trí vượt chuẩn (KK1, KK2, KK4, KK6: 74 - 76 dBA)
Cacbon monoxit ($CO$)	µg/$m^3$	30.000 (QCVN 05:2013)	-	< 14.050	Nằm trong giới hạn cho phép tại cả 6 vị trí
Lưu huỳnh đioxit ($SO_2$)	µg/$m^3$	350 (QCVN 05:2013)	23 - 53	Đạt QCVN	Nằm trong ngưỡng an toàn; cao nhất tại bến xe (KK6)
Nitơ đioxit ($NO_2$)	µg/$m^3$	200 (QCVN 05:2013)	11 - 24	Đạt QCVN	Nằm trong ngưỡng an toàn; phát sinh từ khí xả động cơ
Hydro sunfua ($H_2S$)	µg/$m^3$	42 (QCVN 06:2009)	< 10	< 10	Đạt quy chuẩn tại tất cả các điểm đo
Clo ($Cl_2$)	µg/$m^3$	100 (QCVN 06:2009)	< 1,0	< 1,0	Đạt quy chuẩn tại tất cả các điểm đo
Tổng bụi lơ lửng (TSP)	µg/$m^3$	300 (QCVN 05:2013)	305 - 1.598	Vượt QCVN tại 3 điểm	KK1, KK3, KK4 vượt chuẩn từ 1,02 đến 3,05 lần

Về mặt đóng góp khoa học và thực tiễn, tác giả tự nêu các giá trị chính:

• Cơ sở khoa học và dữ liệu: Khóa luận đã đánh giá thực trạng và xây dựng được bộ dữ liệu số hóa kết hợp bản đồ phân bố chất lượng không khí, bản đồ tiếng ồn bằng công nghệ GIS cho Thành phố Sơn La năm 2018, giúp trực quan hóa không gian vùng ô nhiễm thay vì các bảng số liệu rời rạc.
• Làm rõ nguyên nhân ô nhiễm cục bộ: Chứng minh được ô nhiễm không khí tại đô thị miền núi Thành phố Sơn La chủ yếu là ô nhiễm bụi lơ lửng và tiếng ồn phát sinh từ hoạt động của phương tiện giao thông vận tải, thi công xây dựng và cơ sở sản xuất xen kẽ trong khu dân cư, trong khi các khí độc hại ($CO$, $SO_2$, $NO_2$, $H_2S$, $Cl_2$) vẫn nằm trong giới hạn kiểm soát.
• Hệ thống giải pháp đề xuất: Tác giả kiến nghị 4 nhóm giải pháp đồng bộ:
  1. Giải pháp giảm thiểu bụi và tiếng ồn: Che chắn công trình xây dựng, phun nước dập bụi trên các tuyến đường trọng điểm, trồng cây xanh cách ly, phân luồng xe tải nặng tránh khu dân cư.
  2. Giải pháp công tác quản lý: Tăng cường kiểm tra, giám sát định kỳ khí thải các phương tiện và cơ sở sản xuất, xử phạt nghiêm vi phạm môi trường, hoàn thiện hệ thống xử lý chất thải rắn đô thị.
  3. Giải pháp giao thông và phương tiện vận tải: Nâng cấp mặt đường bê tông nhựa, mở rộng đường đô thị theo quy hoạch đô thị loại II, phát triển hạ tầng bến xe khách đồng bộ, khuyến khích sử dụng phương tiện đạt tiêu chuẩn khí thải.
  4. Giải pháp giáo dục truyền thông: Đẩy mạnh tuyên truyền nâng cao ý thức chấp hành luật bảo vệ môi trường trong cộng đồng cư dân và đội ngũ lái xe.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận thẳng thắn chỉ ra các hạn chế xuất phát từ điều kiện thực hiện và phạm vi nghiên cứu:

• Hạn chế về dữ liệu thực nghiệm: Do thời gian và kinh phí có hạn, việc lấy mẫu thực địa sơ cấp mới chỉ thực hiện được trong 01 đợt quan trắc vào ngày 12/03/2018 (thời điểm cuối mùa khô), chưa phản ánh được sự biến thiên theo chu kỳ các mùa trong năm (đặc biệt là mùa hè mưa nhiều từ tháng 4 đến tháng 9).
• Mật độ điểm đo còn thưa: Toàn thành phố mới chỉ bố trí được 6 vị trí lấy mẫu tập trung tại các nút giao thông và khu dịch vụ trọng điểm, chưa bao quát được toàn diện các khu vực sản xuất tiểu thủ công nghiệp tập trung, vùng khai thác khoáng sản phụ cận hoặc các xã ngoại thành.
• Mức độ ứng dụng ảnh viễn thám: Phần tổng quan phương pháp luận đề cập chi tiết đến việc giải đoán nồng độ bụi từ ảnh vệ tinh Landsat/SPOT, song nội dung thực tế của đề tài mới dừng ở việc sử dụng phần mềm GIS để liên kết số liệu trạm quan trắc mặt đất và thực hiện thuật toán nội suy không gian bản đồ, chưa tích hợp mô hình hồi quy viễn thám đa thời gian chuyên sâu. Khảo sát xã hội học PRA mới dừng ở quy mô 30 hộ gia đình.

Hướng nghiên cứu tiếp được xác định:

• Mở rộng mạng lưới trạm quan trắc với tần suất đo tối thiểu 4 đợt/năm theo đúng quy định quan trắc định kỳ, bổ sung điểm đo tại các khu công nghiệp, cụm công nghiệp và khu vực khai thác khoáng sản (như mỏ sét, mỏ đá vôi Chiềng Sinh).
• Nghiên cứu ứng dụng chuyên sâu tư liệu ảnh vệ tinh đa phổ độ phân giải cao kết hợp số liệu quan trắc thực địa để xây dựng thuật toán hồi quy ước tính hàm lượng bụi mịn ($PM_{2.5}$, $PM_{10}$) và khí thải trên diện rộng, tối ưu hóa chi phí giám sát môi trường không khí đô thị.

Giá trị tham khảo

Bản khóa luận tốt nghiệp là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

• Sinh viên và học viên: Các chuyên ngành Khoa học Môi trường, Quản lý Tài nguyên và Môi trường, Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ, Địa tin học (GIS và Viễn thám) tại các trường đại học lâm nghiệp, tài nguyên và môi trường, khoa học tự nhiên. Tài liệu cung cấp ví dụ mẫu mực về cấu trúc đề tài đánh giá hiện trạng môi trường đô thị kết hợp xử lý dữ liệu GIS.
• Cán bộ kỹ thuật và quản lý môi trường: Cán bộ công tác tại Chi cục Bảo vệ Môi trường, Trung tâm Quan trắc Tài nguyên và Môi trường, Phòng Tài nguyên và Môi trường Thành phố Sơn La và các đô thị miền núi có điều kiện địa hình lòng chảo, karst tương tự.
• Nội dung đáng tham khảo chuyên sâu:
  • Quy trình thiết kế mạng lưới quan trắc và phương pháp phân tích mẫu không khí xung quanh theo hệ thống quy chuẩn kỹ thuật quốc gia (QCVN, TCVN) và Thông tư 28/2011/TT-BTNMT trình bày tại Chương 2.
  • Số liệu vi khí hậu, địa hình, thủy văn suối Nậm La và tài nguyên môi trường Thành phố Sơn La tại Chương 3.
  • Chuỗi số liệu phân tích đối sánh tiếng ồn và các thông số chất lượng không khí giữa năm 2014 và năm 2018 tại Chương 4.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận lựa chọn bao nhiêu vị trí quan trắc và căn cứ vào đâu để xác định các vị trí này?
Tác giả đã lựa chọn 6 vị trí quan trắc (ký hiệu từ KK1 đến KK6) có tọa độ địa lý xác định trên địa bàn thành phố: Ngã tư Cầu Trắng (KK1), Ngã ba Quyết Thắng (KK2), Khu vực đồi Khau Cả (KK3), Ngã tư xe khách (KK4), Cổng Bệnh viện Đa khoa tỉnh Sơn La (KK5) và Khu vực bến xe thành phố (KK6). Các vị trí này được lựa chọn dựa trên tiêu chuẩn TCVN 5964:1995 và Thông tư 28/2011/TT-BTNMT, đại diện cho các khu vực có mật độ phương tiện giao thông qua lại cao, điểm nút tập trung xe khách, bệnh viện, khu di tích lịch sử và bến xe nhằm phản ánh chính xác tác động của hoạt động giao thông và dân sinh lên môi trường không khí xung quanh.

2. Mức độ ô nhiễm tiếng ồn tại Thành phố Sơn La trong đợt đo đạc năm 2018 diễn biến như thế nào so với quy chuẩn quốc gia?
Kết quả đo đạc mức ồn tương đương ($L_{Aeq}$) ngày 12/03/2018 cho thấy có 4/6 vị trí đo vượt giới hạn tối đa cho phép (70 dBA) theo QCVN 26:2010/BTNMT đối với khu vực thông thường trong khung giờ 6h - 21h. Cụ thể: Ngã tư Cầu Trắng (KK1) đạt 76 dBA, Ngã ba Quyết Thắng (KK2) đạt 75 dBA, Ngã tư xe khách (KK4) đạt 74 dBA và Bến xe thành phố (KK6) đạt 76 dBA. Điểm Cổng Bệnh viện Đa khoa tỉnh (KK5) ghi nhận mức 68 dBA và khu di tích đồi Khau Cả (KK3) ghi nhận mức 61 dBA (nằm trong giới hạn cho phép).

3. Tình trạng nồng độ bụi tổng số (TSP) và các khí độc hại ($CO, SO_2, NO_2, H_2S, Cl_2$) được ghi nhận như thế nào trong nghiên cứu?
Nồng độ tổng bụi lơ lửng (TSP) trong năm 2018 diễn biến nghiêm trọng, với 3/6 vị trí phân tích (KK1, KK3, KK4) vượt quy chuẩn QCVN 05:2013/BTNMT (300 µg/$m^3$) từ 1,02 đến 3,05 lần. Ngược lại, nồng độ các chất khí độc hại đều nằm trong ngưỡng an toàn: khí $CO$ tại 6 điểm đều dưới 14.050 µg/$m^3$ (chuẩn 30.000 µg/$m^3$); khí $H_2S$ đều < 10 µg/$m^3$ (chuẩn 42 µg/$m^3$ theo QCVN 06:2009/BTNMT); khí $Cl_2$ đều < 1,0 µg/$m^3$ (chuẩn 100 µg/$m^3$); nồng độ $SO_2$ và $NO_2$ đều đạt ngưỡng quy chuẩn, dù ghi nhận nồng độ cao hơn tại bến xe KK6 do khí xả động cơ phương tiện.

4. Khi so sánh chuỗi số liệu giữa năm 2014 và năm 2018, các thông số môi trường có sự thay đổi ra sao?
So sánh kết quả phân tích tháng 2/2014 và tháng 3/2018 tại cùng 6 vị trí cho thấy ô nhiễm tiếng ồn và bụi tổng số có xu hướng gia tăng rõ rệt. Năm 2014, mức ồn tại 6 vị trí dao động từ 59 đến 72 dBA (với KK4 và KK6 chạm ngưỡng 72 dBA); đến năm 2018, mức ồn tăng lên dao động từ 61 đến 76 dBA, khiến phần lớn các điểm nút giao thông và bến xe đều vượt ngưỡng 70 dBA. Đối với bụi lơ lửng TSP, năm 2014 dao động từ 305 đến 1.598 µg/$m^3$, và đến năm 2018 hiện tượng vượt quy chuẩn tiếp tục duy trì tại các nút giao thông có mật độ xe cơ giới tăng nhanh. Các khí $SO_2$, $NO_2$, $CO$, $H_2S$, $Cl_2$ vẫn được duy trì trong giới hạn quy chuẩn cho phép ở cả hai giai đoạn.

5. Những nguyên nhân cốt lõi nào được xác định gây ra tình trạng suy giảm chất lượng không khí tại địa bàn?
Tác giả xác định 4 nguyên nhân căn bản: thứ nhất, sự xuống cấp và tình trạng thi công, nâng cấp dở dang của hạ tầng đường sá giao thông tạo ra lượng bụi phát tán lớn; thứ hai, tốc độ đô thị hóa nhanh và sự gia tăng vượt bậc của số lượng phương tiện cơ giới đường bộ hoạt động hàng ngày; thứ ba, sự tồn tại của các cơ sở sản xuất tiểu thủ công nghiệp xen kẽ trong khu dân cư; thứ tư, hệ thống thu gom, xử lý chất thải rắn (XLCTR) tại địa phương hoạt động chưa thực sự triệt để và đồng bộ.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Lã Đức Cường đã đánh giá thực trạng chất lượng môi trường không khí và độ ồn tại Thành phố Sơn La thông qua việc kết hợp chuỗi dữ liệu thực nghiệm năm 2018, số liệu thứ cấp năm 2014 và công cụ bản đồ GIS. Kết quả nghiên cứu khẳng định ô nhiễm không khí tại thành phố mang tính chất cục bộ, trong đó thông số tổng bụi lơ lửng (TSP) và tiếng ồn tại các nút giao thông trọng điểm, bến xe vượt quy chuẩn cho phép do ảnh hưởng trực tiếp từ lưu lượng xe cơ giới và công trình hạ tầng đô thị. Công trình đã số hóa thành công bức tranh phân bố ô nhiễm không gian và đề xuất hệ thống 4 nhóm giải pháp kỹ thuật, quản lý, quy hoạch giao thông và truyền thông khả thi nhằm phục vụ công tác bảo vệ môi trường không khí tại đô thị miền núi Sơn La.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Ô nhiễm môi trƣờng không khí là một trong những vấn đề đang đƣợc quan tâm hiện nay trên toàn cầu, đặc biệt ở các nƣớc đang phát triển trong đó có Việt Nam. Cùng với nguồn thải từ hoạt động công nghiệp, từ quá trình đốt nhiên liệu phục vụ cho sinh hoạt, các phƣơng tiện giao thông đã đóng góp một phần không nhỏ làm gia tăng mức độ ô nhiễm môi trƣờng không khí. Nồng độ các chất ô nhiễm thƣờng vƣợt tiêu chuẩn cho phép của nhà nƣớc đã ban hành. Đây là xu hƣớng tất yếu ở các nƣớc đang phát triển mà Việt Nam không nằm ngoài quy luật đó.

Cùng với sự phát triển kinh tế và xã hội, các phƣơng tiện giao thông vận tải cũng không ngừng gia tăng. Một khối lƣợng lớn các chất ô nhiễm chính sinh ra từ hoạt động của các phƣơng tiện giao thông và từ các nguồn khác nhau nhƣ sinh hoạt, công nghiệp đã gây ảnh hƣởng trực tiếp, gián tiếp hoặc tồn lƣu trong môi trƣờng, gây tác động không nhỏ đến môi trƣờng. Ô nhiễm không khí từ hoạt động giao thông đã trở thành một vấn đề môi trƣờng lớn ở Việt Nam. Tính trạng này có xu hƣớng tập trung chủ yếu vào các thành phố lớn, nơi có nhiều phƣơng tiện giao thông hoạt động và kết quả là làm suy giảm chất lƣợng không khí.

Đề tài đã chọn thành phố Sơn La là địa bàn nghiên cứu của đề tài, do thành số Sơn La trong những năm gần đây hệ thống giao thông và du lịch sinh thái phát triển dẫn đến môi trƣờng không khí có nhiều thay đổi. Do vậy, đề tài “Ứng dụng GIS đánh giá chất lƣợng môi trƣờng không khí tại thành phố Sơn La, tỉnh Sơn La” đƣợc thực hiện nhằm nghiên cứu sâu hơn nữa về các chỉ số nhận biết đối tƣợng không khí. Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần tạo cơ sở khoa học cho việc giám sát sự phân bố, biến động môi trƣờng không khí ảnh hƣởng tới sinh hoạt và sản xuất trên địa bàn nghiên cứu. 1 CHƢƠNG I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.

Tổng quan về GIS [2,3,4,5,6] 1. Khái niệm[6] GIS - Geography Information System là hệ thống thông tin được thiết kế để làm việc với các dữ liệu trong một hệ tọa độ quy chiếu. GIS bao gồm một hệ cơ sở dữ liệu và các phương thức để thao tác với dữ liệu đó 1. Thành phần và chức năng của GIS[6]  Các thành phần của GIS 1.

Con ngƣời: Là thành phần quan trọng nhất, là nhân tố thực hiện các thao tác điều hành sự hoạt động của hệ thống. Dữ liệu: Dữ liệu trong GIS đƣợc chia thành 2 dạng:  Dữ liệu không gian: Thể hiện trực quan về hình dạng, kích thƣớc vật lý và vị trí địa lý của các đối tƣợng trên bề mặt trái đất. Dữ liệu không gian (trả lời cho câu h ỏi về vị trí - ở đâu?) đƣợc thể hiện trên bản đồ và h ệ thống thông tin địa lí dƣới dạng điểm (point), đƣờng (line) hoặc vùng (polygon). Dữ liệu không gian là d ữ liệu về đối tƣợng mà v ị trí của nó đƣợc xácđịnh trên bề mặt trái đất.

Hệ thống thông tin địa lí làm vi ệc với hai dạng mô hình d ữ liệu địa lý khác nhau - mô hình vector và mô hình raster.1 :Các mô hình vector và raster 2  Dữ liệu phi không gian: Là các dữ liệu ở dạng văn bản thể hiện hay mô tả thuộc tính thông tin của đối tƣợng. Dữ liệu phi không gian hay còn gọi là thuộc tính (Non - Spatial Data hay Attribute) (trả lời cho câu hỏi nó là cái gì?) là nh ững mô t ả về đặc tính, đặc điểm và các hiện tƣợng xảy ra tại các vị trí địa lý xác định. Một trong các chức năng đặc biệt của công ngh ệ GIS là kh ả năng của nó trong vi ệc liên kết và x ử lý đồng thời giữa dữ liệu bản đồ và dữ liệu thuộc tính. Thông th ƣờng hệ thống thông tin địa lý có 4 loại số liệu thuộc tính: - Đặc tính của đối tƣợng: liên kết chặt chẽ với các thông tin không gian có th ể thực hiện SQL (Structure Query Language) và phân tích.

- Số liệu hiện tƣợng, tham khảo địa lý: miêu tả những thông tin, các hoạt động thuộc vị trí xác định - Chỉ số địa lý: tên, địa chỉ, khối, phƣơng hƣớng định vị, …liên quan đến cácđối tƣợng địa lý. - Quan hệ giữa các đối tƣợng trong không gian, có th ể đơn giản hoặc phức tạp (sự liên kết, khoảng tƣơng thích, mối quan hệ đồ hình giữa cácđối tƣợng). Phần cứng: Các thiết bị mà ngƣời sử dụng có thể thao tác với các chức năng của GIS nhƣ máy tính, các thiết bị ngoại vi,… 4. Phần mềm: Các chƣơng trình chạy trên máy của ngƣời sử dụng đƣợc thiết kế cho việc điều khiển và phân tích các dữ liệu không gian.

Phƣơng pháp phân tích: Cho phép ngƣời dùng lựa chọn thuật toán phù hợp với mục đích phân tích dữ liệu. Nếu không có phƣơng pháp thì GIS không hoạt động hoặc hoạt động không hiệu quả.  Chức năng của GIS gồm có :  Nhập dữ liệu  Thao tác dữ liệu  Quản lý dữ liệu  Hỏi đáp và phân tích  Hiển thị dữ liệu 3 1.2 Ứng dụng của GIS trong nghiên cứu môi trường không khí[6] 1. Trên thế giới Trên thế giới đã có những nghiên cứu ứng dụng viễn thám trong đánh giá chất lƣợng môi trƣờng không khí, xây dựng các mối tƣơng quan giữa ảnh viễn thám và các chấy ô nhiễm trong không khí, trong đó đáng chú ý là các nghiên cứu có giá trị khoa học dƣới góc độ xây dựng phƣơng pháp tính toán các thành phần không khí.

Dựa vào mức độ tƣơng quan của độ dày sol khí để nghiên cứu mức độ ô nhiễm các thành phần không khí từ tƣ liệu ảnh viễn thám. Nghiên cứu: “Xây dựng mối tƣơng quan giữa độ dày sol khí và mức độ nhiễm không khí bằng cách sử dụng dữ liệu vệ tinh tại chỗ” của Sifakis và Deschamps năm 1992. Tác giả đã nghiên cứu tính toán chỉ số AOT và các thuật toán để xác định nồng độ các chất trong không khí. Nghiên cứu: “Ƣớc lƣợng nồng độ bụi PM10 sử dụng viễn thám và GIS của Salah Abdul Hameed Saleh và Ghada Hasan năm 2014 tại thành phố Kirkuk thủ phủ của khu tự trị Iraq sử dụng ảnh LANDSAT 8”.

Nghiên cứu: “Xây dựng bản đồ chất lƣợng không khí từ ảnh LANDSAT 8 của Hwee San Lim tại Malaysia”. Sử dụng Mozumder và cộng sự (2012) đã nghiên cứu chỉ số ô nhiễm không khí (API) và dữ liệu thực tế mặt đất để xây dựng mô hình đánh giá chất lƣợng không khí ở đô thị khu vực của thành phố Hyderabad (Ấn Độ) dựa trên ảnh Landsat và IRS hình ảnh đa phổ (Chitrini Mozumder et al. Nhận xét chung: Các nghiên cứu này đã ứng dụng ảnh viễn thám nghiên cứu xây dựng các bản đồ ô nhiễm không khí, có mức độ tin cậy cao.Tuy nhiên các nghiên cứu chủ yếu tập trung vào các khu đô thị lớn mà chƣa có nghiên cứu nào nghiên cứu ô nhiễm không khí khu vực khai thác khoáng sản.2 Tại Việt Nam Đã có mốt số nghiên cứu ứng dụng viễn thám trong đánh giá, quản lý môi trƣờng không khí. 4 Nghiên cứu: “Khả năng phát hiện ô nhiễm bụi trên khu vực đô thị bằng công nghệ viễn thám nhằm hỗ trợ quan trắc môi trƣờng”.

Thực hiện bởi nhóm tác giả Trần Thị Vân, Trịnh Thị Bình và Hà Dƣơng Xuân Bảo viện môi trƣờng và tài nguyên ĐHQG – TPHCM (2012) đã nghiên cứu phát hiện thành phần bụi sử dụng ảnh SPOT 5 bằng phƣơng pháp hồi quy tƣơng quan giữa nồng độ bụi PM10 quan trắc từ trạm mặt đất và giá trị phản xạ trên ảnh vệ tinh. Nghiên cứu: “Ứng dụng GIS nghiên cứu ô nhiễm bụi ở thị xã Bỉm Sơn – Thanh Hóa” của Lê Duy Hiếu trƣờng ĐHKHTN –ĐHQG Hà Nội năm 2015. Về cơ bản đề tài đã giải quyết đƣợc những trọng điểm về bụi tuy nhiên còn dừng lại ở mức đề tài chƣa có ứng dụng trong thực tế. Nghiên cứu: “Ứng dụng ảnh viễn thám đánh giá chất lƣợng môi trƣờng không khí đô thị Hà Nội” của Nguyễn Thị Thu Ngân trƣờng Đại học Tài nguyên và môi trƣờng Hà Nội năm 2016.

Đề tài còn sơ lƣợc về vấn đề ô nhiễm không khí trên khu vực Hà Nội, còn cục bộ thiếu tính sát thực. Nghiên cứu: “ Xác định ô nhiễm không khí khu vực Quảng Ninh” của Trịnh Lê Hùng trƣờng Học viện kỹ thuật quân sự năm 2014. Nghiên cứu đã xây dựng đƣợc bản đồ ô nhiễm không khí khu vực Quảng Ninh, tuy nhiên chƣa đánh giá sự tƣơng quan đối với số liệu trạm quan trắc mặt đất. Nghiên cứu: “Xác định chất lƣợng không khí khu vực khai thác mỏ công nghiệp tại Quảng Ninh” của Trần Văn Vƣơng năm 2015.

Đề tài sử dụng dữ liệu ảnh MODIS đánh giá nồng độ PM10 trong khu vực mỏ than tỉnh Quảng Ninh. Nghiên cứu: “Sử dụng ảnh SPOT xác định phân bố không gian PM10 tại thành phố Hồ Chí Minh” của Trần Văn Vƣơng và cộng sự. Nghiên cứu đã chỉ ra đƣợc phân bố không gian bụi PM10 trong khu vực thành phố. Nghiên cứu: “Ứng dụng ảnh LANDSAT để xây dựng bản đồ phân bố ô nhiễm không khí do khai thác khoáng sản huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh” của Nguyễn Thị Hƣơng và TS.

Nguyễn Hải Hòa Trƣờng Đại học Lâm nghiệp năm 2017. Nghiên cứu đã xây dựng đƣợc bản đồ ô nhiễm không khí khu vực huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh và đã đánh giá đƣợc sự tƣơng quan đối với số liệu trạm quan trắc mặt đất. 5 Nhận xét chung: Các nghiên cứu đã bƣớc đầu ứng dụng công nghệ ảnh viễn thám và GIS để nghiên cứu các thành phần môi trƣờng không khí , đánh giá chất lƣợng không khí. Tuy nhiên chỉ có 1 nghiên cứu chuyên sâu về xác định vùng ô nhiễm không khí, mối tƣơng quan giữa thực vật và ô nhiễm không khí.

Các nghiên cứu này chủ yếu nghiên cứu khu vực đô thị, còn rất ít nghiên cứu nào nghiên cứu chuyên sâu các khu vực ô nhiễm không khí.2 Tổng quan về tình hình ô nhiễm không khí [2,3,4,5,6] 1.1 Tình hình ô nhiễm không khí Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trƣờng không khí, đặc biệt tại các khu vực khai thác khoáng sản vật liệu xây dựng không còn là vấn đề xa lạ với chúng ta. Thực trạng phát triển kinh tế xã hội của các quốc gia trên thế giƣới trong thời gian qua đã có những tác động lớn đến môi trƣờng và đã làm cho môi trƣờng sống của con ngƣời bị thay dổi và ngày càng trở lên tồi tệ hơn.