I. Tổng quan về bụi PM2
Bụi PM2.5 là một trong những vấn đề môi trường nghiêm trọng tại Hà Nội, đặc biệt trong bối cảnh đô thị hóa nhanh chóng và gia tăng các hoạt động công nghiệp. Bụi PM2.5, với kích thước nhỏ hơn 2.5 micromet, có khả năng xâm nhập sâu vào hệ hô hấp và gây ra nhiều bệnh lý nguy hiểm. Nguồn phát thải bụi PM2.5 bao gồm cả nguồn tự nhiên và nhân tạo, trong đó đốt sinh khối như rơm rạ, củi, và cháy rừng đóng vai trò quan trọng. Nghiên cứu chỉ ra rằng, Hà Nội là một trong những thành phố có nồng độ bụi PM2.5 cao nhất thế giới, đặc biệt trong giai đoạn 2016-2020. Các dữ liệu từ vệ tinh và trạm quan trắc cho thấy sự gia tăng đáng kể của bụi PM2.5, đặc biệt trong mùa đông và mùa khô.
1.1. Nguồn gốc và tác động của bụi PM2.5
Bụi PM2.5 có thể phát sinh từ các nguồn sơ cấp như khí thải công nghiệp, giao thông, và đốt sinh khối, hoặc từ các nguồn thứ cấp như phản ứng hóa học trong khí quyển. Các thành phần hóa học của bụi PM2.5 bao gồm cation, anion, kim loại, và hợp chất hữu cơ. Đốt sinh khối, đặc biệt là đốt rơm rạ sau thu hoạch, được xác định là một trong những nguồn chính gây gia tăng nồng độ bụi PM2.5 tại Hà Nội. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, bụi PM2.5 không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe con người mà còn góp phần vào biến đổi khí hậu và suy giảm chất lượng không khí.
1.2. Hiện trạng ô nhiễm bụi PM2.5 tại Hà Nội
Theo dữ liệu từ vệ tinh và các trạm quan trắc, Hà Nội liên tục ghi nhận nồng độ bụi PM2.5 vượt quá tiêu chuẩn của WHO. Các khu vực đô thị và giao thông như Minh Khai và Phạm Văn Đồng có nồng độ bụi cao hơn so với các khu dân cư. Đốt sinh khối, đặc biệt là đốt rơm rạ và cháy rừng, được xác định là nguyên nhân chính gây gia tăng bụi PM2.5 trong mùa khô. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng, các phương tiện giao thông và hoạt động công nghiệp cũng đóng góp đáng kể vào tình trạng ô nhiễm không khí tại Hà Nội.
II. Ảnh hưởng của đốt sinh khối đến bụi PM2
Đốt sinh khối là một trong những hoạt động chính gây gia tăng nồng độ bụi PM2.5 tại Hà Nội. Các nghiên cứu sử dụng dữ liệu vệ tinh từ NASA và NOAA đã chỉ ra mối liên hệ mật thiết giữa hoạt động đốt rơm rạ, cháy rừng và sự gia tăng bụi PM2.5. Đốt sinh khối không chỉ phát thải trực tiếp bụi PM2.5 mà còn tạo ra các hợp chất hữu cơ và carbon đen, góp phần vào ô nhiễm không khí và biến đổi khí hậu. Nghiên cứu cũng sử dụng các mô hình như HYSPLIT và PSCF để xác định nguồn gốc và đường di chuyển của bụi PM2.5 từ các khu vực đốt sinh khối đến Hà Nội.
2.1. Đốt rơm rạ và phát thải bụi PM2.5
Đốt rơm rạ sau thu hoạch là một thực trạng phổ biến tại các vùng nông thôn xung quanh Hà Nội. Hoạt động này phát thải một lượng lớn bụi PM2.5 và các chất ô nhiễm khác vào khí quyển. Nghiên cứu sử dụng dữ liệu vệ tinh từ MODIS và MERRA-2 đã chỉ ra rằng, các đám cháy rơm rạ thường xảy ra vào mùa thu hoạch, góp phần đáng kể vào sự gia tăng nồng độ bụi PM2.5 tại Hà Nội. Các mô hình HYSPLIT và PSCF cũng được sử dụng để xác định nguồn gốc và đường di chuyển của bụi PM2.5 từ các khu vực đốt rơm rạ đến thành phố.
2.2. Cháy rừng và carbon đen
Cháy rừng là một nguồn phát thải bụi PM2.5 quan trọng, đặc biệt trong mùa khô. Các dữ liệu từ vệ tinh cho thấy, các đám cháy rừng tại các khu vực lân cận Hà Nội đã góp phần gia tăng nồng độ bụi PM2.5 và carbon đen trong không khí. Carbon đen, một thành phần chính của bụi PM2.5, không chỉ gây ô nhiễm không khí mà còn góp phần vào biến đổi khí hậu bằng cách hấp thụ bức xạ mặt trời. Nghiên cứu cũng sử dụng các mô hình HYSPLIT và PSCF để xác định nguồn gốc và đường di chuyển của bụi PM2.5 từ các đám cháy rừng đến Hà Nội.
III. Phương pháp nghiên cứu và ứng dụng dữ liệu vệ tinh
Nghiên cứu sử dụng dữ liệu vệ tinh từ NASA và NOAA để đánh giá ảnh hưởng của đốt sinh khối đến nồng độ bụi PM2.5 tại Hà Nội. Các dữ liệu từ vệ tinh MODIS và MERRA-2 được sử dụng để theo dõi các đám cháy rơm rạ và cháy rừng. Các mô hình HYSPLIT và PSCF được áp dụng để xác định nguồn gốc và đường di chuyển của bụi PM2.5. Nghiên cứu cũng sử dụng phần mềm ArcGIS để phân tích và hiển thị dữ liệu dưới dạng bản đồ ô nhiễm. Các kết quả nghiên cứu cho thấy, đốt sinh khối là một trong những nguyên nhân chính gây gia tăng nồng độ bụi PM2.5 tại Hà Nội, đặc biệt trong mùa khô và mùa thu hoạch.
3.1. Sử dụng dữ liệu vệ tinh MODIS và MERRA 2
Dữ liệu vệ tinh từ MODIS và MERRA-2 được sử dụng để theo dõi các đám cháy rơm rạ và cháy rừng tại các khu vực xung quanh Hà Nội. Các dữ liệu này cung cấp thông tin về vị trí, thời gian và cường độ của các đám cháy, giúp xác định mối liên hệ giữa đốt sinh khối và sự gia tăng bụi PM2.5. Nghiên cứu cũng sử dụng các dữ liệu từ vệ tinh để theo dõi sự thay đổi nồng độ bụi PM2.5 theo thời gian và không gian.
3.2. Ứng dụng mô hình HYSPLIT và PSCF
Các mô hình HYSPLIT và PSCF được sử dụng để xác định nguồn gốc và đường di chuyển của bụi PM2.5 từ các khu vực đốt sinh khối đến Hà Nội. Mô hình HYSPLIT được sử dụng để mô phỏng sự di chuyển của các khối không khí, trong khi mô hình PSCF được sử dụng để xác định các khu vực có khả năng cao là nguồn phát thải bụi PM2.5. Các kết quả từ mô hình này giúp xác định các khu vực cần được quản lý và kiểm soát để giảm thiểu ô nhiễm không khí.
