MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài Sự bền vững của một nền kinh tế được xác định bởi khả năng đảm bảo sự tăng trưởng chất lượng cuộc sống đối với từng người dân. Trong kỷ nguyên hậu giai đoạn công nghiệp hiện nay, sự tăng trưởng kinh tế kèm theo sự gia tăng ô nhiễm môi trường, biến đổi khí hậu gây nhiều ảnh hưởng không nhỏ đến sức khỏe con người và vấn đề giải quyết ô nhiễm môi trường được toàn thế giới quan tâm không chỉ riêng Việt Nam. Vấn đề đặt ra cho các nhà quản lý là đảm bảo sự phát triển bền vững , tăng trưởng về kinh tế đi đôi với bảo vệ môi trường nhằm nâng cao chất lượng cuộc sống, cho con người được hưởng những gì tốt đẹp nhất. Hải Phòng là một trong những trung tâm kinh tế phát triển của nước ta, cùng với nhiều ngành công nghiệp, cơ khí, hóa chất…bên cạnh sự tăng trưởng về kinh tế là vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng trở nên phức tạp.
Gồm nhiều khu công nghiệp và các nhà máy xí nghiệp hoạt động đã gây ra ô nhiễm môi trường mà nhất là ô nhiễm môi trường không khí .Vì vậy để giải quyết những vấn đề môi trường đó và mục tiêu hướng đến sự phát triển bền vững trong tương lai, thì các cấp lãnh đạo, các nhà quản lý có thể ứng dụng những công cụ quản lý và giám sát môi trường đã được nghiên cứu và thực hiện trong cả nước. Đây cũng là mụcđích muốn hướng đến của đề tài. Hiện nay giám sát chất lượng không khí ngày càng được quan tâm nhưng công nghệ đánh giá nhanh chóng ảnh hưởng của nhà máy, xí nghiệp lên chất lượng không khí xung quanh vẫn còn hạn chế. Các số liệu môi trường liên quan tới các nhà máy, xí nghiệp tuy đã có nhưng hiện tại vẫn chưa được quản lý bằng các phần mềm GIS.
Cách quản lý như vậy gây nhiều khó khăn cho việc tìm kiếm, trao đổi thông tin cũng như đưa ra một bức tranh tổng hợp trên cơ sở tích hợp nhiều loại số liệu. n 2 Để từng bước hội nhập theo xu hướng hiện nay, Hải Phòng cần phải xây dựng cơ sở hạ tầng về thông tin đáp ứng được các chuẩn quốc tế và khu vực, trong đó ứng dụng công nghệ thông tin là một trong những điều kiện không thể thiếu. Từ những lý do trên, được sự nhất trí của Ban giám hiệu Nhà trường, Ban chủ nhiệm Khoa Môi Trường,Trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo Th.S Nguyễn Ngọc Anh , em tiến hành nghiên cứu đề tài: “ Ứng dụng phần mềm ENVIMAP trong việc giám sát ô nhiễm môi trường không khí do hoạt động của nhà máy Phôi Thép Việt – Ý , KCN Nam Cầu Kiền, xã Hoàng Động, huyện Thủy Nguyên, tp Hải Phòng”.Mục tiêu, yêu cầu, ý nghĩa của đề tài. Mục tiêu của đề tài Mục tiêu lâu dài Xây dựng hệ thống thông tin môi trường trợ giúp quản lý tổng hợp và thống nhất môi trường khu vực nhà máy Phôi Thép Việt – Ý một cách khoa học và bằng công nghệ tiên tiến.
Xây dựng CSDL môi trường phục vụ cho công tác quản lý nhà nước về môi trường không khí tại khu vực nhà máy Phôi Thép Việt – Ý, phục vụ cho mục tiêu phát triển bền vững cũng như hỗ trợ các cấp lãnh đạo thông qua quyết định. Mục tiêu trước mắt: - Tin học quá trình nhập, xuất dữ liệu môi trường liên quan tới chất lượng môi trường không khí khu vực nhà máy Phôi Thép Việt – Ý. - Ứng dụng mô hình toán kết hợp với cơ sở dữ liệu môi trường và GIS đánh giá nhanh chóng ảnh hưởng của các nguồn thải điểm lên chất lượng môi trường không khí xung quanh khu vực nhà máy Phôi Thép Việt – Ý.Yêu cầu của đề tài - Thu thập dữ liệu nền từ các cơ quan quản lý ( dữ liệu về tình hình phát triển kinh tế xã hội và dữ liệu môi trường nhà máy Phôi Thép Việt – Ý. - Đánh giá và phân tích chất lượng môi trường không khí khu vực nhà máy Phôi Thép Việt – Ý và môi trường xung quanh.
- Xây dựng cơ sở dữ liệu của nhà máy Phôi Thép Việt – Ý trên GIS.Ý nghĩa của đề tài - Đề xuất được một công cụ tin học được ứng dụng để quản lý môi trường ở nhà máy thép thuận tiện và hiệu quả hơn. - Sự tự động hóa cao bằng cách đưa dữ liệu gắn với GIS và các công cụ phân tích chung dưới một hệ thống duy nhất. n 4 PHẦN 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2. Hệ thống thông tin môi trường Hệ thống thông tin môi trường đầu tiên trên thế giới được ra đời tại Mỹ vào những năm 80 của thế kỷ trước.
Vào thời điểm đó nhiệm vụ chính của hệ thống thông tin môi trường này là thu thập thông tin môi trường, chuẩn hóa các dạng dữ liệu khác nhau. Cơ quan kết nối các mạng này chính là Cục bảo vệ môi trường Mỹ ( EPA – Environmental Protection Agency). Mức độ dưới EPA một bậc chính là các trung tâm nghiên cứu quốc gia Các quy luật về Hỗ trợ thông tin Thông tin trên qua quyết định môi trường Internet Phân tích thông tin Hệ thống thông tin môi Hệ thống thông tin địa lý trường quản lý rủi ro Mô hình Các chỉ số môi trường Lưu trữ dữ liệu Nước Không khí Chất thải Thuốc trừ sâu và các chất độc hại khác Hình 2. Sơ đồ hệ thống thông tin môi trường ở Mỹ.
Hệ thống thông tin môi trường (HTTTMT) được định nghĩa như một hệ thống dựa trên máy tính để lưu trữ, quản lý và phân tích các thông tin môi n 5 trường và các dữ liệu liên quan. HTTTMT chứa đựng các thông tin về mô tả mặt đất ( ví dụ các dòng chảy,đường giao thông, đất, thông tin về sử dụng đất, lớp thực vật, các đứt gãy địa tầng…) khu vực dưới đất ( ví dụ: các hoạt động khoan đào hố, đào giếng, khai thác gỗ…) thông tin lưu trữ về quan trắc môi trường ( ví dụ : dữ liệu về các mẫu môi trường, luồng khí ô nhiễm, ranh giới ô nhiễm…), dữ liệu về điều kiện khí tượng thủy văn ( ví dụ : lượng mưa, lượng bốc hơi, nhiệt độ, bức xạ, tốc độ gió), các hồ sơ và các mô tả về các dự án có liên quan ( ví dụ : bản trình bày các tác động môi trường, bản đồ…). Thành phần cốt lõi của HTTTMT là một cơ sở dữ liệu không gian được cấu trúc chặt chẽ và dễ truy xuất, trong đó chứa đựng các thông tin phân bố không gian cùng với các thông tin thuộc tính liên quan của nó. Mục đích của HTTTMT là nhằm cung cấp các thông tin môi trường cần thiết cho các nhà quản lý dự án môi trường hay các nhà nghiên cứu, các đơn vị và cơ quan pháp chế.
Mục tiêu chính của HTTTMT là giúp cho việc đánh giá tổng hợp cũng như lựa chọn các kịch bản phát triển khác nhau. HTTTMT cho phép giải quyết tốt những nhiệm vụ sau đây: - Chuẩn bị thông tin thích hợp về hiện trạng môi trường, dự báo kịch bản phát triển các hoạt động kinh tế của con người, khuyến cáo lựa chọn phương án phát triển bền vững trong vùng ( hỗ trợ thông qua quyết định). - Mô hình hóa các quá trình diễn ra trong môi trường có lưu ý tới các mức độ tải trọng khác nhau lên môi trường do các hoạt động kinh tế của con người. - Đánh giá rủi ro cho các xí nghiệp đang tồn tại hay sẽ được xây dựng với mục tiêu quản lý các rủi ro có thể xảy ra.
- Lưu trữ thông tin thay đổi theo thời gian liên quan tới số liệu quan trắc từ các phương tiện kỹ thuật khác nhau về các tham số môi trường. - Chuẩn bị bản đồ điện tử thể hiện tình trạng môi trường. - Xây dựng các báo cáo môi trường khác nhau phục vụ cho mục tiêu phát triển bền vững. n 6 - Giúp cho việc luận cứ mạng lưới quan trắc môi trường tối ưu.
- Giúp trao đổi thông tin giữa các Hệ thống thông tin môi trường khác nhau. - Cung cấp thông tin cho các tổ chức, cá nhân có nhu cầu về thông tin môi trường. Để xây dựng HTTTMT cần thiết phải trang bị kiến thức từ các ngành khoa học môi trường khác. Mối quan hệ đó được thể hiện trên hình 2 Đánh giá tác động môi trường Liệt kê phát thải, xả thải Văn bản pháp lý Mô hình lan truyền Ô nhiễm Các công nghệ mới Kỹ thuật Quan trắc nồng liên quan tới tài môi trường độ ô nhiễm nguyên và môi trường Hệ thống thông tin môi trường Nghiên cứu ảnh hưởng các hoạt động kinh tế - xã hội lên môi trường Hình 2.Vai trò và vị trí của môn học Hệ thống thông tin môi trường trong các môn học môi trường khác 2.
Hệ thống thông tin địa lý GIS và vai trò của nó trong công tác quản lý môi trường không khí Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một ngành khoa học được xây dựng và phát triển trên nền tảng của khoa học máy tính, khoa học bản đồ, khoa học địa lý nhằm nghiên cứu xây dựng mô hình, cấu trúc dữ liệu và cơ sở dữ liệu không n 7 gian của đối tượng không gian đảm bảo cập nhật, lưu trữ, truy xuất,hiển thị, phân tích và xử lý dữ liệu không gian trên máy tính số. Hệ thống thông tin địa lý có thể được tổ chức theo các mô hình: - Mô hình 3 thành phần: Phần cứng, phần mềm, con người. - Mô hình 4 thành phần: Thiết bị kỹ thuật ( Phần cứng , phần mềm). thông tin, tổ chức, con người.
- Mô hình 5 thành phần: Phần cứng, phần mềm, dữ liệu, quy trình, con người. - Mô hình 6 thành phần: Phần cứng, phần mềm, dữ liệu, quy trình, tổ chức, con người. Hệ thống thông tin địa lý 3 thành phần phần cứng , phần mềm và con người thích hợp cho công tác học tập, nghiên cứu giải những bài toán cụ thể về một lĩnh vực nào đó như đánh giá tác động môi trường,quy hoạch vùng cụ thể tại một thời điểm nhất định. Định nghĩa GIS Thuật ngữ GIS được sử dụng rất thường xuyên trong nhiều lĩnh vực khác nhau như địa lý, kỹ thuật tin học, các hệ thống tích hợp sử dụng trong các ứng dụng môi trường, tài nguyên, trong khoa học về xử lý dữ liệu không gian,… Lĩnh vực GIS được đặc trưng bởi sự đa dạng trong ứng dụng và các khái niệm của GIS được phát triển trên nền của rất nhiều lĩnh vực.