Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Khóa luận tốt nghiệp "Tìm hiểu thực trạng ô nhiễm môi trường không khí và thiết kế bài trắc nghiệm đánh giá mức độ hiểu biết về môi trường của sinh viên khoa Hóa trường Đại học Sư phạm TP.HCM" được thực hiện bởi sinh viên Phan Thị Ngọc Tiên, dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Văn Bình tại Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh (hoàn thành vào tháng 5 năm 2013). Đề tài xuất phát từ vai trò thiết yếu của bầu khí quyển đối với sự tồn tại và phát triển của con người cùng các loài sinh vật. Sự biến đổi thành phần và chất lượng không khí dưới tác động của các hoạt động nhân sinh đã và đang kéo theo những hệ lụy khí hậu nghiêm trọng ở quy mô toàn cầu như mưa axit, suy giảm tầng ozon, gia tăng hiệu ứng nhà kính và sương mù quang hóa. Đề tài dẫn lời cảnh báo vào cuối tháng 9 năm 2011 của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) khẳng định mỗi năm có khoảng 2 triệu người tử vong do các nguyên nhân bắt nguồn từ ô nhiễm không khí, qua đó nhấn mạnh tính cấp bách của việc nghiên cứu và giáo dục nâng cao nhận thức bảo vệ môi trường, đặc biệt là đối với thế hệ giáo viên tương lai.

Mục tiêu chung của đề tài là thu thập, hệ thống hóa nguồn tư liệu về hiện trạng ô nhiễm môi trường không khí trên phạm vi thế giới, tại Việt Nam và tập trung vào địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh; đồng thời thiết kế công cụ đo lường và tiến hành khảo sát thực nghiệm mức độ nhận thức về môi trường của sinh viên sư phạm ngành Hóa học nhằm đề xuất các biện pháp nâng cao ý thức cộng đồng.

Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được tác giả xác định cụ thể gồm 4 nội dung đánh số như sau:

  1. Tìm thông tin và nguồn tư liệu về thực trạng ô nhiễm không khí và sắp xếp khoa học theo từng chủ đề nhỏ để dễ dàng tìm hiểu và tra cứu.
  2. Thiết kế bài trắc nghiệm về vấn đề môi trường.
  3. Khảo sát sự hiểu biết của sinh viên năm 3 về vấn đề môi trường thông qua bài trắc nghiệm trên.
  4. Đề xuất các giải pháp nâng cao ý thức bảo vệ môi trường.

Đối tượng nghiên cứu của khóa luận là các dữ liệu về thực trạng ô nhiễm môi trường không khí (nguồn phát sinh, tác nhân, diễn biến nồng độ các chất ô nhiễm) và mức độ hiểu biết về môi trường của sinh viên. Về phạm vi không gian, phần nghiên cứu lý luận và thực trạng bao quát từ quy mô toàn cầu đến các đô thị trọng điểm tại Việt Nam, đi sâu vào thực địa Thành phố Hồ Chí Minh; phần khảo sát thực tế giới hạn trong phạm vi sinh viên năm 3 lớp Hóa thuộc Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh. Về phạm vi thời gian, khóa luận tổng hợp chuỗi dữ liệu thứ cấp từ năm 1999 đến năm 2012 và tiến hành khảo sát nhận thức vào năm học 2012–2013.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận xây dựng hệ thống cơ sở lý thuyết dựa trên các kiến thức hóa học môi trường, sinh thái học và hệ thống quy chuẩn kỹ thuật quốc gia cũng như quốc tế. Về mặt khái niệm, tác giả phân định cấu trúc môi trường tự nhiên thành môi trường vật lý (thành phần vô sinh gồm khí quyển, thủy quyển, thạch quyển) và môi trường sinh vật (thành phần hữu sinh gồm các hệ sinh thái, quần thể sinh vật tồn tại trong mối tương tác Sinh – Địa – Hóa). Khí quyển được phân tích chi tiết theo cấu trúc phân tầng độ cao (tầng đối lưu, tầng bình lưu, tầng trung lưu, tầng nhiệt lưu) với các đặc tính biến thiên nhiệt độ từ -92°C đến 1200°C. Ô nhiễm không khí được xác định qua cơ chế phát thải, lan truyền và tiếp nhận, phân loại theo nguồn gốc (tự nhiên và nhân tạo) cũng như tính chất chuyển hóa (tác nhân sơ cấp và tác nhân thứ cấp).

Khung lý thuyết đi sâu vào bản chất hóa học và cơ chế phản ứng của các hiện tượng môi trường quy mô lớn:

  • Cơ chế hình thành mưa axit từ sự chuyển hóa của $SO_2$ và $NO_x$ thành $H_2SO_4$ và $HNO_3$ dưới tác động của các phản ứng hóa học và quang hóa, phản ứng xúc tác bởi ion kim loại ($Mn^{2+}$, $Fe^{2+}$, $Cu^{2+}$) và sự hiện diện của hydrocacbon;
  • Cơ chế quang phân tử ozon ($O_3$) ở tầng bình lưu dưới tác dụng của bức xạ tử ngoại ($O_3 + h\nu \rightarrow O_2 + O$) và chu trình phân hủy ozon qua xúc tác của các gốc tự do hydroxyl ($HO^\bullet$), nguyên tử oxy, oxit nitơ ($NO_x$) và hợp chất clo;
  • Bản chất vật lý - hóa học của hiệu ứng nhà kính khi các khí có khả năng hấp thụ bức xạ nhiệt bước sóng dài từ bề mặt Trái Đất (chủ yếu là $CO_2$, $CH_4$, $N_2O$, $CFCs$, $O_3$, hơi nước), kèm theo phân tích chỉ số tiềm năng giữ nhiệt và tỷ lệ đóng góp của từng khí;
  • Cơ chế tạo thành sương mù quang hóa khi ánh sáng mặt trời tác dụng lên hỗn hợp khí thải xe cơ giới và công nghiệp chứa $NO_x$ và hợp chất hữu cơ dễ bay hơi ($VOCs$), sản sinh các chất oxy hóa thứ cấp như $O_3$, aldehyde và peroxyacetyl nitrat (PAN);
  • Hiện tượng tương tác đại dương - khí quyển quy mô lớn El Nino và dao động Nam (ENSO), chỉ số SOI (Southern Oscillation Index) đo hiệu số khí áp giữa trạm Darwin và trạm Tahiti.

Về văn bản quy phạm và tiêu chuẩn áp dụng, khóa luận sử dụng:

  • TCVN 5937-2005: Tiêu chuẩn chất lượng không khí xung quanh;
  • TCVN 5949-1998: Giới hạn tối đa cho phép tiếng ồn khu vực công cộng và dân cư;
  • Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia về môi trường không khí (QCVN);
  • Hướng dẫn chất lượng không khí của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO);
  • Nghị định thư Montreal về các chất làm suy giảm tầng ozon ký kết ngày 16/9/1987.

Phương pháp nghiên cứu thực tế gồm hai nhánh chính:

  1. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết và tổng hợp tài liệu: Thu thập, phân loại, phân tích và hệ thống hóa các nguồn tư liệu khoa học từ giáo trình, kỷ yếu, báo cáo chuyên ngành, niên giám thống kê và cổng thông tin điện tử.
  2. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm xã hội học: Thiết kế bảng câu hỏi trắc nghiệm khách quan đa lựa chọn bao quát các lĩnh vực môi trường (đất, nước, không khí), tổ chức khảo sát trực tiếp đối với sinh viên năm 3 Khoa Hóa học, chấm điểm và sử dụng các công cụ thống kê mô tả để phân tích mức độ hiểu biết, nhận thức về bảo vệ môi trường của người học.

Nguồn dữ liệu thứ cấp được khai thác từ các cơ quan chuyên trách uy tín: Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO), Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), Hiệp hội Kinh tế Châu Âu (EEA), Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (OECD), Bộ Tài nguyên và Môi trường, Cục Bảo vệ Môi trường, Tổng cục Môi trường, Tổng cục Thống kê, Niên giám Thống kê Y tế của Bộ Y tế, các đề tài đánh giá sức khỏe và thiệt hại kinh tế của Cục Y tế thuộc Bộ Giao thông Vận tải và số liệu từ các trạm quan trắc môi trường của Sở Tài nguyên và Môi trường Thành phố Hồ Chí Minh.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về môi trường

Chương mở đầu tập trung chuẩn hóa hệ thống khái niệm căn bản của khoa học môi trường. Tác giả định nghĩa môi trường là tập hợp tất cả các thành phần thế giới vật chất bao quanh có tác động đến sự tồn tại và phát triển của sinh vật; môi trường nhân văn (môi sinh) là tổng thể các điều kiện vật lý, hóa học, sinh học và kinh tế - xã hội bao quanh cộng đồng người. Cấu trúc môi trường tự nhiên được phân tách rành mạch thành môi trường vật lý (khí quyển, thủy quyển, địa quyển/thạch quyển dày 60–70 km ở lục địa và 20–30 km ở đáy đại dương) và môi trường sinh vật (sinh quyển gồm phần lớn thủy quyển, tầng dưới khí quyển và tầng trên thạch quyển). Tác giả làm rõ ba chức năng nền tảng của môi trường: không gian sống của con người, nơi cung cấp tài nguyên thiết yếu cho sinh hoạt và sản xuất, và nơi chứa đựng, đồng hóa các phế thải nhân sinh. Khái niệm ô nhiễm môi trường và tác nhân ô nhiễm được xác lập cụ thể theo các trạng thái vật chất (chất rắn, chất lỏng, chất khí, kim loại nặng).

Chương 2: Tổng quan về môi trường khí quyển

Chương 2 cung cấp bức tranh chi tiết về hóa học khí quyển. Tác giả chỉ rõ thành phần khí khô tự nhiên gồm 78,09% $N_2$, 20,94% $O_2$ và các khí vi lượng khác; khí quyển mở rộng tới 500 km với các tầng đặc trưng. Trọng tâm của chương là phân tích sâu từng chất gây ô nhiễm chủ yếu:

  • Hợp chất lưu huỳnh: $H_2S$ (mùi thối, nồng độ >150 ppm gây tổn thương niêm mạc hô hấp, 700–900 ppm có thể gây tử vong); $SO_2$ (khí cay, thời gian lưu tính theo ngày; nồng độ 0,8 ppm liên tục gây viêm cuống phổi, 0,3–1 ppm gây biến đổi điện não, >20 ppm gây co thắt phế quản, >500 ppm gây phù phổi và tử vong).
  • Hợp chất cacbon: $CO$ sinh ra do cháy không hoàn toàn, gắn với hemoglobin ($Hb + O_2 + CO \rightarrow HbCO + O_2$) cản trở vận chuyển oxy trong máu; $CO_2$ sinh ra từ hô hấp và đốt cháy nhiên liệu, hàng năm hoạt động chế biến và sử dụng than đá thải vào khí quyển khoảng $2 \times 10^9$ tấn $CO_2$.
  • Hợp chất nitơ: $NO$ và $NO_2$ (khí màu nâu đỏ nhận biết được ở nồng độ $\ge 0,12$ ppm; ở mức 100 ppm gây tử vong chỉ sau vài phút).
  • Hydrocacbon (khí tự nhiên, giới hạn nhiễm độc: metan 60–95%, propan 10%, butan 30%; benzen gây độc thần kinh, suy tủy tạo máu; etilen gây bệnh phổi).
  • Kim loại nặng: Chì ($Pb$) gây rối loạn hệ tạo máu và thần kinh; thủy ngân ($Hg$) bay hơi ở nhiệt độ thường, nồng độ $100\ \mu g/m^3$ gây nhiễm độc run tay chân, mất trí nhớ, rối loạn sinh sản.
  • Các loại bụi: Phân loại theo kích thước (bụi lắng $>10\ \mu m$, bụi bay, sol khí, sương mù $0,1–10\ \mu m$) và tác hại (bụi nhiễm độc, bụi dị ứng, bụi ung thư, bụi xơ hóa phổi amiăng, thạch anh).

Chương 2 cũng phân tích toàn diện tác hại của các hiện tượng thời tiết toàn cầu:

  • Mưa axit làm tan rã các cấu trúc đá vôi, cẩm thạch, hủy hoại rừng (như rừng Blue Ridge, North Carolina), làm suy thoái hệ thủy sinh; số liệu quan trắc năm 2000–2002 tại Việt Nam cho thấy khu vực Đông Nam Bộ có tần suất xuất hiện mưa axit pH < 5,5 cao hơn các vùng khác.
  • Suy thoái tầng ozon: Giai đoạn 1979–1990 lượng ozon tầng bình lưu giảm 5%; tác nhân phá hủy mạnh nhất là gốc $Cl$, $NO_x$; Nghị định thư Montreal đã giúp kiềm chế tốc độ mở rộng của lỗ thủng ozon Nam Cực.
  • Hiệu ứng nhà kính: Duy trì nhiệt độ trung bình Trái Đất ở +15°C (nếu không có sẽ là -18°C); dữ liệu WMO năm 2011 xác nhận nồng độ khí nhà kính đạt đỉnh kỷ lục với $CO_2$ đạt 390,9 ppm, $CH_4$ đạt 1.813 ppb (tăng 259% so với thời kỳ tiền công nghiệp), $N_2O$ đạt 324,3 ppb (tăng 120%). Dự báo trong 30 năm tới mực nước biển có thể dâng từ 1,5 đến 3,5 m.
  • Sương mù quang hóa: Điểm lại thảm họa Donora (1948, 20 người chết, 600 người nhập viện), London (1952, sương mù súp đậu giết chết 4.000 người trong 4 ngày), Tehran (tháng 12/2005, 1.600 người nhập viện).
  • Hiện tượng El Nino, La Nina, ENSO và các biến động cực đoan về nhiệt độ, bão lũ.
  • Tác động đến kinh tế: Dẫn chứng ô nhiễm khí thải từ hơn 2.300 miệng lò nung của 1.100 cơ sở sản xuất gạch và 120 cơ sở gốm tại Vĩnh Long làm thui chột vườn dừa, xoài, mít lân cận, làm giảm năng suất đậu quả nghiêm trọng; tác động làm giảm tuổi thọ vật liệu xây dựng, kim loại, lớp sơn phủ và suy giảm sức cạnh tranh của ngành du lịch tại Hà Nội, TP.HCM so với Đà Nẵng, Huế.

Chương 3: Thực trạng ô nhiễm môi trường không khí trên thế giới

Chương này phác thảo bức tranh ô nhiễm xuyên quốc gia, tổng hợp danh mục 10 đô thị và 10 quốc gia có mức độ ô nhiễm nặng nhất (với các điểm nóng như Kuwait, Nigeria, Iran, UAE, Ai Cập, Senegal, Mông Cổ...). Nội dung tập trung phân tích hiện trạng phát thải tại Liên minh Châu Âu (EU) giai đoạn 2001–2010 dựa trên báo cáo của Cơ quan Môi trường Châu Âu (EEA), đánh giá tỷ lệ dân số đô thị chịu phơi nhiễm với nồng độ bụi $PM_{10}$, $PM_{2.5}$, $O_3$, $NO_2$, $SO_2$ vượt ngưỡng khuyến cáo của WHO và EU. Tiếp đó, tác giả phân tích ô nhiễm bụi và khí độc tại các nền kinh tế đang phát triển ở Châu Á, đặc biệt là hiện trạng sương mù bao phủ tại Bắc Kinh, Thượng Hải (Trung Quốc) vào đầu năm 2013 và kết quả mô hình hóa nguồn phát thải $PM_{10}$ tại các thành phố của Ấn Độ cũng như xu hướng khí thải $SO_2$ tại Hồng Kông.

Chương 4: Thực trạng ô nhiễm môi trường không khí ở Việt Nam

Tác giả phân tích các tiền đề kinh tế - xã hội chi phối chất lượng không khí tại Việt Nam gồm tốc độ đô thị hóa nhanh chóng (diễn biến 25 năm và quy hoạch đến năm 2020), áp lực từ phương tiện giao thông vận tải đường bộ (sự bùng nổ phương tiện cá nhân ô tô, xe máy) và hoạt động sản xuất công nghiệp, năng lượng. Khóa luận phân loại và ước tính tải lượng phát thải từ 5 nguồn chính: giao thông đường bộ, sản xuất công nghiệp (khu công nghiệp, khu chế xuất), hoạt động xây dựng đô thị, hoạt động dân sinh, và phát thải từ nông nghiệp cùng làng nghề (đặc biệt là khí thải làng nghề khu vực Đồng bằng sông Hồng).

Về diễn biến thực trạng, tác giả trình bày số liệu quan trắc giai đoạn 1999–2009 tại các đô thị lớn:

  • Bụi tổng số ($TSP$) và bụi mịn ($PM_{10}$) tại các trục giao thông chính của Hà Nội (trạm Láng, trạm Đại học Xây dựng), Hải Phòng, Đà Nẵng, Thành phố Hồ Chí Minh thường xuyên vượt ngưỡng cho phép của TCVN 5937-2005.
  • Diễn biến nồng độ các chất độc hại: $NO_2$, $SO_2$, $CO$, nồng độ chì trong không khí ven đường, các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi benzen - toluen - xylen ($BTX$) tại Hà Nội và các tỉnh lân cận.
  • Mức độ ô nhiễm tiếng ồn tại các trục đường giao thông (như đường Giải Phóng - Quốc lộ 1 tại Hà Nội, các tuyến phố tại Hải Phòng, Huế, Đà Nẵng) và tiếng ồn tại các khu dân cư.
  • Dẫn chứng y tế: Số liệu từ Cục Y tế (Bộ Giao thông Vận tải) và Niên giám Thống kê Y tế ghi nhận tỷ lệ mắc các bệnh đường hô hấp tại Hà Nội cao hơn Thành phố Hồ Chí Minh; tỷ lệ cư dân ven KCN Thượng Đình (Hà Nội) mắc bệnh hô hấp, suy nhược thần kinh cao vượt trội so với vùng nông thôn xã Phú Thị (Gia Lâm); phân tích hồ sơ bệnh án hô hấp tại các bệnh viện lớn ở Hải Phòng và vùng mỏ than Quảng Ninh.

Chương 5: Thực trạng ô nhiễm môi trường không khí tại Thành phố Hồ Chí Minh

Chương 5 đi sâu vào không gian đô thị Thành phố Hồ Chí Minh. Tác giả phân tích hai nguyên nhân cốt lõi gây suy giảm chất lượng không khí đô thị: sự gia tăng đột biến của phương tiện giao thông cơ giới đường bộ và tốc độ đô thị hóa, xây dựng hạ tầng với mật độ cao. Khóa luận đưa ra các bảng số liệu thống kê tăng trưởng xe cơ giới, ước tính tải lượng ô nhiễm phân theo chủng loại nhiên liệu sử dụng (xăng, dầu diesel, FO...) và tải lượng khí thải công nghiệp từ các nhóm ngành công nghiệp chủ lực của thành phố.

Thực trạng chất lượng không khí tại TP.HCM được định lượng thông qua:

  • Số liệu quan trắc trung bình năm 2012 đối với các chỉ tiêu bụi lơ lửng, nồng độ chì ($Pb$), nitơ dioxit ($NO_2$) và cacbon monoxit ($CO$) tại các ngã tư và trục giao thông lớn (như ngã sáu Dân Chủ, vòng xoay Hàng Xanh, các trục cửa ngõ).
  • Chuỗi bảng biểu so sánh đối sánh các chỉ tiêu chất lượng không khí trung bình năm giữa 2010 và 2011; so sánh chi tiết trong tháng 1, tháng 2 và quý I giữa các năm 2010, 2011, 2012, phản ánh mức độ dao động nồng độ chất ô nhiễm theo mùa và theo chu kỳ hoạt động giao thông đô thị.

Chương 6: Thiết kế bài trắc nghiệm để đánh giá mức độ hiểu biết của sinh viên về vấn đề môi trường

Chương cuối cùng mang tính ứng dụng sư phạm đặc thù của ngành đào tạo. Tác giả xây dựng tiêu chí bài trắc nghiệm khách quan nhằm đánh giá toàn diện nhận thức môi trường của người học. Nội dung bài trắc nghiệm được cấu trúc thành các nhóm câu hỏi liên quan đến ba thành phần môi trường cốt lõi: môi trường không khí, môi trường nước và môi trường đất. Tác giả thiết lập barem chấm điểm, quy cách xử lý dữ liệu và tổ chức khảo sát trên đối tượng sinh viên năm 3 Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh. Kết quả khảo sát được phân tích định lượng chi tiết cho từng nhóm câu hỏi, chỉ ra những mảng kiến thức sinh viên nắm vững (như hiệu ứng nhà kính, vai trò của tầng ozon) và những khoảng trống nhận thức (về nồng độ quy chuẩn, cơ chế phản ứng quang hóa, tác hại của kim loại nặng và ô nhiễm làng nghề). Từ dữ liệu thu được, tác giả đề xuất các giải pháp nâng cao hiệu quả giáo dục môi trường thông qua việc tích hợp nội dung bảo vệ môi trường vào chương trình đào tạo và đổi mới phương pháp giảng dạy hóa học.

Kết quả và đóng góp

Kết quả chính

Khóa luận đã tổng hợp và lượng hóa được nhiều chỉ số quan trọng về hiện trạng ô nhiễm môi trường khí quyển, sức khỏe cộng đồng và nhận thức của sinh viên:

Nhóm chỉ tiêu Nội dung và thông số định lượng trong văn bản Nguồn/Cơ quan công bố
Nồng độ khí nhà kính toàn cầu (năm 2011) - $CO_2$: 390,9 ppm (kỷ lục thập kỷ)
- $CH_4$: 1.813 ppb (tăng 259% so với tiền công nghiệp)
- $N_2O$: 324,3 ppb (tăng 120% so với tiền công nghiệp)		 Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO)
Tiềm năng và tỷ lệ đóng góp hiệu ứng nhà kính - Khả năng giữ nhiệt bức xạ so với $CO_2$ (=1): $CH_4$ (21), $N_2O$ (206), CFC-11 (12.400), CFC-12 (15.800)
- Tỷ lệ đóng góp: $CO_2$ (55%), CFCs (24%), $CH_4$ (15%), $N_2O$ (6%)		 Nghiên cứu tổng hợp giáo trình Hóa Môi trường
Ảnh hưởng sức khỏe tại Việt Nam - Tỷ lệ mắc bệnh hô hấp nơi ô nhiễm cao hơn nơi sạch 1,91 đến 7,6 lần (Hải Phòng)
- Người lớn mắc viêm mũi họng: Hà Nội 54,20%, TP.HCM 41,41%
- Trẻ em mắc viêm mũi họng: Hà Nội 63,64%, TP.HCM 46,52%		 Cục Y tế (Bộ GTVT), Báo cáo đánh giá sức khỏe
Thiệt hại kinh tế thực tiễn Vườn dừa, xoài, mít suy giảm ra hoa đậu quả do khói thải từ >2.300 lò gạch của 1.100 cơ sở và 120 cơ sở gốm Khảo sát thực tế sản xuất tại tỉnh Vĩnh Long
Diễn biến chất lượng không khí TP.HCM Bụi $TSP$, $PM_{10}$, $NO_2$, $CO$ và tiếng ồn tại các nút giao thông lớn (vòng xoay, ngã sáu) thường xuyên vượt ngưỡng quy chuẩn; so sánh đối chuẩn theo các quý giai đoạn 2010–2012 Số liệu quan trắc Sở TN&MT TP.HCM
Khảo sát nhận thức môi trường Thiết kế bộ công cụ trắc nghiệm khách quan đa chủ đề (không khí, nước, đất) và đo lường thành công mức độ nhận thức của sinh viên năm 3 Khoa Hóa học Khảo sát thực nghiệm của tác giả (2013)

Giải pháp và kiến nghị của tác giả

Dựa trên kết quả phân tích thực trạng và khảo sát thực tế, tác giả đề xuất hệ thống giải pháp:

  • Đối với quản lý nhà nước và đô thị: Kiểm soát chặt chẽ nguồn thải từ xe cơ giới, đẩy mạnh kiểm định khí thải phương tiện giao thông, di dời các cơ sở sản xuất công nghiệp và lò nung thủ công ra khỏi khu dân cư tập trung, tăng cường cây xanh đô thị.
  • Đối với công tác giáo dục và đào tạo sư phạm: Đưa nội dung giáo dục bảo vệ môi trường thành một phần có hệ thống trong chương trình đào tạo sinh viên ngành Sư phạm Hóa học; sử dụng các bài kiểm tra trắc nghiệm khách quan để đánh giá định kỳ nhận thức môi trường; gắn kết lý thuyết hóa học với các vấn đề ô nhiễm thực tiễn nhằm trang bị năng lực truyền thông môi trường cho giáo viên tương lai.

Đóng góp của đề tài

Tác giả đã kết hợp thành công giữa nghiên cứu khoa học cơ bản (hóa học môi trường) với khoa học giáo dục (phương pháp dạy học bộ môn Hóa học). Đề tài đóng góp một hệ thống dữ liệu toàn diện về ô nhiễm không khí từ vĩ mô đến vi mô, được sắp xếp khoa học theo chuyên đề, đóng vai trò là tài liệu tra cứu thuận tiện. Đồng thời, việc xây dựng và chuẩn hóa bộ câu hỏi trắc nghiệm đánh giá hiểu biết môi trường là đóng góp thực tiễn giá trị, cung cấp công cụ kiểm tra đánh giá khách quan cho giảng viên và nhà nghiên cứu giáo dục.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận được hoàn thành trong khuôn khổ đào tạo đại học nên bộc lộ một số giới hạn nhất định:

  • Dữ liệu về chất lượng môi trường không khí tại Việt Nam và Thành phố Hồ Chí Minh chủ yếu kế thừa từ các nguồn thứ cấp và báo cáo quan trắc đến năm 2012, chưa có điều kiện tự triển khai lấy mẫu và phân tích hóa học thực nghiệm tại hiện trường do hạn chế về kinh phí, thiết bị chuyên dụng và thời gian nghiên cứu.
  • Mẫu khảo sát nhận thức mới dừng lại ở phạm vi hẹp gồm sinh viên năm 3 Khoa Hóa học của một trường đại học, chưa mở rộng so sánh liên ngành (với sinh viên các khoa tự nhiên, xã hội khác) hoặc so sánh giữa các trường đại học sư phạm trên toàn quốc.
  • Hướng mở rộng tiếp theo được xác định là: mở rộng quy mô điều tra sang các đối tượng học sinh trung học phổ thông; nghiên cứu thiết kế các giáo án dạy học tích hợp chuyên đề hóa học môi trường trong chương trình phổ thông; và kết hợp các đề tài đo kiểm hóa lý thực tế mẫu khí tại các điểm nóng giao thông đô thị.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là nguồn tài liệu hữu ích cho:

  • Giảng viên và sinh viên ngành Sư phạm Hóa học, Sư phạm Sinh học, Khoa học Môi trường và Quản lý Môi trường cần nguồn tư liệu tham khảo về hóa học môi trường và phương pháp giảng dạy tích hợp.
  • Giáo viên Hóa học tại các trường trung học phổ thông có thể trích xuất các ví dụ thực tiễn, số liệu y tế và cơ chế phản ứng hóa học (mưa axit, hiệu ứng nhà kính, sương mù quang hóa) để đưa vào các bài giảng liên môn, bài tập hóa học thực tiễn hoặc hoạt động giáo dục ngoại khóa.
  • Người làm nghiên cứu khoa học giáo dục có thể tham khảo ma trận câu hỏi, tiêu chí thiết kế và phương pháp đánh giá của bài trắc nghiệm nhận thức môi trường tại Chương 6 để nhân rộng cho các đối tượng khảo sát khác.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận trình bày cơ chế hóa học của sự hình thành mưa axit như thế nào?

Theo văn bản, mưa tự nhiên có pH khoảng 6–6,5 do hòa tan $CO_2$ trong khí quyển. Mưa axit hình thành khi pH giảm xuống dưới 5 (hoặc 5,6 theo một số tài liệu). Cơ chế diễn ra khi $NO$ và $NO_2$ chuyển hóa thành $HNO_3$ qua chuỗi phản ứng quang hóa: $$NO + O_3 \rightarrow NO_2 + O_2$$ $$NO_2 + O_3 \rightarrow NO_3 + O_2$$ $$NO_2 + NO_3 \rightarrow N_2O_5$$ $$N_2O_5 + H_2O \rightarrow 2HNO_3$$ Đồng thời, $SO_2$ bị oxy hóa trong các giọt nước có sự xúc tác của bức xạ mặt trời, hydrocacbon hoặc các ion kim loại ($Mn^{2+}$, $Fe^{2+}$, $Cu^{2+}$) theo phản ứng: $$SO_2 + \frac{1}{2}O_2 + H_2O \xrightarrow{xt} H_2SO_4$$ Sự kết hợp giữa $H_2SO_4$, $HNO_3$ và $HCl$ tạo ra sự ngưng tụ axit gây nên hiện tượng mưa axit.

2. Các khí nhà kính nhân tạo có tiềm năng hấp thụ bức xạ và tỷ lệ đóng góp vào hiệu ứng nhà kính được thống kê ra sao?

Theo Bảng 2.8 và 2.9 trong khóa luận:

  • Về khả năng hấp thụ năng lượng bức xạ so với $CO_2$ ($CO_2 = 1$): $CH_4$ mạnh gấp 21 lần, $N_2O$ gấp 206 lần, $CFC-11$ gấp 12.400 lần và $CFC-12$ gấp 15.800 lần.
  • Về tỷ lệ đóng góp thực tế vào hiệu ứng nhà kính: $CO_2$ chiếm tỷ trọng lớn nhất với 55%, tiếp theo là hỗn hợp $CFC-11$ & $CFC-12$ chiếm 17%, $CH_4$ chiếm 15%, các hợp chất $CFC$ khác chiếm 7% và $N_2O$ chiếm 6%.

3. Tác động của ô nhiễm không khí đến sức khỏe hô hấp tại các đô thị Việt Nam được dẫn chứng bằng những số liệu nào?

Văn bản dẫn số liệu nghiên cứu của Cục Y tế (Bộ Giao thông Vận tải) và Niên giám Thống kê Y tế:

  • Tại Hải Phòng, tỷ lệ mắc các bệnh đường hô hấp ở khu vực ô nhiễm cao hơn khu vực không ô nhiễm từ 1,91 đến 7,6 lần.
  • Tại Hà Nội, tỷ lệ người lớn từng mắc viêm mũi họng là 54,20% (so với TP.HCM là 41,41%), viêm xoang là 16,98% (TP.HCM là 14,35%).
  • Đối với trẻ em, tỷ lệ mắc bệnh hô hấp tại Hà Nội cao hơn rõ rệt so với TP.HCM: viêm VA tại Hà Nội là 41,20% (TP.HCM là 20,11%), viêm họng là 63,64% (TP.HCM là 46,52%), viêm phế quản là 22,44% (TP.HCM là 18,30%).
  • Tại khu vực tiếp giáp KCN Thượng Đình (Hà Nội), tỷ lệ mắc viêm phế quản mãn tính là 12,30% và suy nhược thần kinh thực vật là 34,70%, cao gấp nhiều lần so với xã Phú Thị, Gia Lâm (lần lượt là 3,80% và 8,60%).

4. Tác giả đã dẫn chứng thiệt hại kinh tế do ô nhiễm khói lò gạch tại địa phương nào?

Khóa luận dẫn chứng thực tế thiệt hại nông nghiệp tại tỉnh Vĩnh Long, nơi có khoảng 120 cơ sở sản xuất gốm và 1.100 cơ sở sản xuất gạch với hơn 2.300 miệng lò hoạt động ngày đêm. Khói lò gạch làm cho các vườn dừa lân cận không phát triển; các loại cây ăn trái như xoài, mít ra hoa nhưng không thể đậu quả; riêng cây nhãn vẫn cho thu hoạch nhưng năng suất bị suy giảm nghiêm trọng.

5. Nội dung Chương 6 thiết kế khảo sát nhận thức của đối tượng nào và gồm những phần gì?

Chương 6 thiết kế bài trắc nghiệm khách quan để khảo sát mức độ hiểu biết của sinh viên năm 3 Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh. Nội dung bài kiểm tra bao quát kiến thức về ba thành phần môi trường chính: môi trường không khí, môi trường nước và môi trường đất, kèm theo thang tiêu chí đánh giá điểm số và phân tích định lượng kết quả trả lời của sinh viên.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Phan Thị Ngọc Tiên là công trình nghiên cứu nghiêm túc, kết hợp nhuần nhuyễn giữa kiến thức chuyên ngành hóa học môi trường và nghiệp vụ sư phạm. Tác giả đã hệ thống hóa bức tranh toàn cảnh về ô nhiễm không khí từ các hiện tượng khí hậu toàn cầu đến thực trạng phát thải tại Việt Nam và Thành phố Hồ Chí Minh dựa trên hệ thống số liệu quan trắc phong phú. Đồng thời, việc thiết kế thành công bộ công cụ trắc nghiệm và đánh giá thực nghiệm nhận thức môi trường của sinh viên năm 3 Khoa Hóa học đã mang lại giá trị ứng dụng thiết thực cho công tác đào tạo và giáo dục bảo vệ môi trường trong nhà trường sư phạm.