Nghiên cứu biến động CO và PM10 tại trạm quan trắc môi trường ở Việt Nam

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CÁM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Sự cần thiết nghiên cứu của đề tài luận án

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án

1.5. Những đóng góp mới của luận án

1.6. Nghiên cứu tính biến động và nội ngoại suy số liệu môi trường không khí trên thế giới

1.7. Nghiên cứu tính biến động của các thông số môi trường không khí

1.8. Nghiên cứu nội ngoại suy số liệu của các thông số môi trường không khí

1.9. Nghiên cứu tính biến động và nội ngoại suy số liệu của các thông số môi trường không khí tại Việt Nam

1.9.1. Nghiên cứu tính biến động

1.9.2. Nghiên cứu nội ngoại suy (dự báo)

1.10. Khái quát ô nhiễm môi trường không khí xung quanh các trạm quan trắc tự động cố định Láng - thành phố Hà Nội, Đà Nẵng - thành phố Đà Nẵng và Nhà Bè - thành phố Hồ Chí Minh

1.10.1. Vị trí địa lý và đặc điểm của các trạm

1.10.1.1. Trạm quan trắc môi trường không khí tự động cố định Láng - thành phố Hà Nội (sau đây viết tắt là Trạm Láng)

1.10.1.2. Trạm quan trắc môi trường không khí tự động cố định Đà Nẵng - thành phố Đà Nẵng (sau đây viết tắt là Trạm Đà Nẵng)

1.10.1.3. Trạm quan trắc môi trường không khí tự động cố định Nhà Bè - thành phố Hồ Chí Minh (sau đây viết tắt là Trạm Nhà Bè)

1.10.2. Ô nhiễm môi trường không khí xung quanh khu vực trạm nghiên cứu

1.10.2.1. Đối với khu vực Trạm Láng - thành phố Hà Nội

1.10.2.2. Đối với khu vực Trạm Đà Nẵng - thành phố Đà Nẵng

1.10.2.3. Đối với khu vực Trạm Nhà Bè - thành phố Hồ Chí Minh

1.11. Tiểu kết chương 1

2. CHƯƠNG II: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Nội dung nghiên cứu

2.2. Tư liệu và xử lý số liệu

2.3. Phương pháp nghiên cứu

2.3.1. Phương pháp tính các đặc trưng số của đại lượng ngẫu nhiên

2.3.2. Phương pháp tính các giá trị của hàm cấu trúc theo thời gian của quá trình ngẫu nhiên dừng từ số liệu quan trắc thực tế

2.3.3. Phương pháp hồi quy áp dụng trong lý thuyết quá trình ngẫu nhiên

2.3.4. Mô hình nội ngoại suy thiết lập trên cơ sở lý thuyết quá trình ngẫu nhiên

2.3.5. Đề xuất sử dụng quá trình nhiễu động dừng đối với khí CO và bụi PM10

2.4. Tiểu kết chương II

3. CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

3.1. Các đặc trưng số của khí CO và bụi PM10

3.1.1. Đặc trưng số của khí CO tại các khu vực nghiên cứu

3.1.1.1. Đặc trưng số của khí CO tại trạm Láng

3.1.1.2. Đặc trưng số của khí CO tại trạm Đà Nẵng

3.1.1.3. Đặc trưng số của khí CO tại trạm Nhà Bè

3.1.2. Đặc trưng số của bụi PM10 tại các trạm nghiên cứu

3.1.2.1. Đặc trưng số của bụi PM10 tại trạm Láng

3.1.2.2. Đặc trưng số của bụi PM10 tại trạm Đà Nẵng

3.1.2.3. Đặc trưng số của bụi PM10 tại trạm Nhà Bè

3.2. Hàm cấu trúc thời gian thực nghiệm của nhiễu động dừng khí CO

3.2.1. Hàm cấu trúc thời gian của nhiễu động dừng tại Trạm Láng

3.2.2. Hàm cấu trúc thời gian của nhiễu động dừng tại Trạm Đà Nẵng

3.2.3. Hàm cấu trúc thời gian của nhiễu động dừng tại Trạm Nhà Bè

3.3. Hàm cấu trúc thời gian thực nghiệm của nhiễu động dừng bụi PM10

3.3.1. Hàm cấu trúc thời gian của nhiễu động dừng tại Trạm Láng

3.3.2. Hàm cấu trúc thời gian của nhiễu động dừng tại Trạm Đà Nẵng

3.3.3. Hàm cấu trúc thời gian của nhiễu động dừng tại Trạm Nhà Bè

3.4. Thiết lập mô hình nội ngoại suy bổ khuyết số liệu cho thông số môi trường không khí sử dụng đại lượng ngẫu nhiên nhiễu động dừng

3.4.1. Thiết lập mô hình nội ngoại suy của đại lượng ngẫu nhiên nhiễu động dừng

3.4.2. Quy trình tính toán nội ngoại suy số liệu áp dụng cho CO và PM10 tại các trạm thuộc khu vực nghiên cứu

3.4.2.1. Trường hợp thiếu hụt một vài giá trị x(tk) trong khoảng số liệu

3.4.2.2. Trường hợp thiếu hụt liên tiếp 06 giá trị trong một khoảng

3.4.3. Ứng dụng mô hình nội ngoại suy bổ khuyết số liệu thiếu hụt cho thông số CO và PM10 tại 03 trạm nghiên cứu

3.4.3.1. Kết quả nội ngoại suy chuỗi số liệu của thông số CO

3.4.3.2. Kết quả nội ngoại suy chuỗi số liệu của thông số PM10

3.4.3.3. Ngoại suy số liệu thiếu hụt trên một khoảng [x(t1)-x(t6)]

3.4.3.4. Sử dụng các hệ số αk đã xác định được từ bộ dữ liệu cơ sở để nội ngoại suy cho một trạm quan trắc bất kỳ có cùng vị trí nghiên cứu vào các thời điểm của năm khác

3.4.3.5. Sử dụng các hệ số αk đã xác định được từ bộ dữ liệu cơ sở để nội ngoại suy số liệu cho trạm quan trắc thuộc khu vực lân cận

3.5. Đề xuất giải pháp quản lý, vận hành và bổ khuyết chuỗi số liệu cho các trạm quan trắc tự động cố định môi trường không khí tại ba khu vực nghiên cứu và trên phạm vi cả nước

3.5.1. Các giải pháp quản lý

3.5.2. Các giải pháp kỹ thuật

3.5.3. Những tồn tại trong công tác quản lý, vận hành hệ thống mạng lưới trạm quan trắc môi trường tự động cố định

3.6. Tiểu kết chương 3

4. KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC SỐ 01: Bảng giá trị biến trình ngày đêm, phương sai, độ lệch chuẩn và hệ số biến động của khí CO và bụi PM10 tại 03 trạm nghiên cứu

PHỤ LỤC SỐ 02: Bảng giá trị hàm cấu trúc thời gian của nhiễu động khí CO và bụi PM10 tại 03 trạm nghiên cứu

I. Giới thiệu về ô nhiễm không khí ở Việt Nam

Ô nhiễm không khí tại Việt Nam đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng, đặc biệt ở các thành phố lớn như Hà Nội, Đà Nẵng và Hồ Chí Minh. Ô nhiễm không khí không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe con người mà còn tác động tiêu cực đến môi trường và chất lượng cuộc sống. Theo các nghiên cứu, nồng độ CO và PM10 tại các trạm quan trắc môi trường thường xuyên vượt mức cho phép, gây ra những hệ lụy nghiêm trọng. Việc nghiên cứu biến động ô nhiễm không khí là cần thiết để có những biện pháp quản lý hiệu quả. Các trạm quan trắc môi trường như Trạm Láng, Trạm Đà Nẵng và Trạm Nhà Bè đã cung cấp dữ liệu quan trọng cho việc phân tích và đánh giá tình hình ô nhiễm. Những số liệu này giúp xác định các nguồn ô nhiễm và xu hướng biến động của nồng độ các chất ô nhiễm trong không khí.

1.1. Tình hình ô nhiễm không khí tại các trạm quan trắc

Tại Trạm Láng, nồng độ CO thường xuyên ghi nhận ở mức cao, đặc biệt vào giờ cao điểm. Tương tự, Trạm Đà Nẵng và Trạm Nhà Bè cũng cho thấy nồng độ PM10 vượt mức cho phép trong nhiều thời điểm trong năm. Việc phân tích số liệu từ các trạm này cho thấy sự biến động rõ rệt của nồng độ ô nhiễm theo thời gian, với các đỉnh cao vào mùa khô và giảm vào mùa mưa. Điều này cho thấy sự cần thiết phải có các biện pháp kiểm soát ô nhiễm hiệu quả hơn, đặc biệt là trong các khu vực đô thị đông dân cư.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp phân tích số liệu từ các trạm quan trắc môi trường tự động cố định. Các thông số như nồng độ CO và PM10 được thu thập và xử lý để xác định các đặc trưng biến động. Phương pháp hồi quy và mô hình nội ngoại suy được áp dụng để bổ khuyết số liệu thiếu hụt. Việc sử dụng các mô hình này giúp dự đoán nồng độ ô nhiễm trong tương lai, từ đó cung cấp thông tin hữu ích cho các nhà quản lý môi trường. Các phương pháp này không chỉ giúp đánh giá hiện trạng ô nhiễm mà còn hỗ trợ trong việc xây dựng các chính sách môi trường hiệu quả.

2.1. Phân tích số liệu và mô hình hóa

Phân tích số liệu được thực hiện thông qua các chỉ số thống kê như giá trị trung bình, phương sai và độ lệch chuẩn. Các mô hình nội ngoại suy được thiết lập dựa trên lý thuyết quá trình ngẫu nhiên, cho phép dự đoán nồng độ ô nhiễm trong các khoảng thời gian thiếu hụt dữ liệu. Việc áp dụng các mô hình này không chỉ giúp cải thiện độ chính xác của số liệu mà còn cung cấp cái nhìn sâu sắc về xu hướng biến động của ô nhiễm không khí tại các trạm quan trắc.

III. Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ CO và PM10 tại các trạm quan trắc có sự biến động lớn theo thời gian. Tại Trạm Láng, nồng độ CO cao nhất vào mùa khô, trong khi PM10 có xu hướng tăng vào các tháng có hoạt động xây dựng nhiều. Những phát hiện này cho thấy mối liên hệ giữa hoạt động kinh tế và ô nhiễm không khí. Việc phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến ô nhiễm không khí là cần thiết để đưa ra các giải pháp quản lý hiệu quả.

3.1. Đánh giá tác động của ô nhiễm không khí

Ô nhiễm không khí có tác động nghiêm trọng đến sức khỏe cộng đồng, đặc biệt là các bệnh về hô hấp. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng nồng độ CO cao có thể dẫn đến các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng, trong khi PM10 có thể gây ra các bệnh mãn tính. Việc theo dõi và đánh giá thường xuyên tình hình ô nhiễm không khí là rất quan trọng để bảo vệ sức khỏe cộng đồng và môi trường.

IV. Giải pháp cải thiện chất lượng không khí

Để cải thiện chất lượng không khí, cần có các giải pháp đồng bộ từ chính sách đến thực tiễn. Các biện pháp như tăng cường giám sát ô nhiễm, cải thiện công nghệ sản xuất và nâng cao nhận thức cộng đồng về ô nhiễm không khí là rất cần thiết. Chính phủ cần có các chính sách hỗ trợ cho việc phát triển các trạm quan trắc môi trường, đồng thời khuyến khích các nghiên cứu về ô nhiễm không khí. Việc áp dụng các công nghệ mới trong quản lý ô nhiễm cũng sẽ góp phần giảm thiểu tác động của ô nhiễm đến sức khỏe con người.

4.1. Đề xuất chính sách môi trường

Chính sách môi trường cần được xây dựng dựa trên các nghiên cứu khoa học và thực tiễn. Cần có các quy định chặt chẽ về phát thải ô nhiễm từ các nhà máy, đồng thời khuyến khích sử dụng năng lượng sạch và công nghệ thân thiện với môi trường. Việc tăng cường hợp tác giữa các cơ quan nhà nước và tổ chức phi chính phủ trong việc giám sát và quản lý ô nhiễm không khí cũng là một giải pháp hiệu quả.

Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu biến động và nội ngoại suy CO và PM10 tại các trạm quan trắc môi trường không khí ở Việt Nam