Đặt vấn đề Sự phát triển nhanh chóng của quá trình công nghiệp hóa ở Việt Nam trong những năm gần đây đã làm gia tăng đáng kể lƣợng phát thải vào môi trƣờng sống của con ngƣời. Trong đó, vấn đề ô nhiễm môi trƣờng không khí là một trong những vấn đề trọng tâm và vô cùng phức tạp bởi sự khó khăn trong đánh giá mức độ nguy hại cùng với việc chƣa có sự quan tâm đúng mức từ các cơ quan chức năng. Bình Dƣơng là một tỉnh nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, tính đến ngày 1 tháng 4 năm 2019, toàn tỉnh có 2.865 ngƣời, mật độ dân số 911 ngƣời/km², có nhiều điều kiện để phát triển kinh tế - xã hội, là địa phƣơng đi đầu trong cả nƣớc về xây dựng và phát triển KCN. Cũng chính từ khi xuất hiện các KCN đã làm cho tình trạng ô nhiễm môi trƣờng ngày càng cao, đặc biệt là ô nhiễm không khí.
Diễn biến tình hình ô nhiễm không khí do các hoạt động của ngƣời dân, cùng với các KCN trên địa bàn tỉnh Bình Dƣơng đang ngày càng trở nên phức tạp và là một vấn đề cấp bách. Chính vì vậy, việc đánh giá chất lƣợng ô nhiễm môi trƣờng nói chung và ô nhiễm không khí nói riêng đang là vấn đề cần đƣợc quan tâm. Việc đánh giá ô nhiễm không khí dựa theo phƣơng pháp trƣớc đây chỉ ở mức độ số liệu, tại vị trí lấy mẫu ô nhiễm, tuy nhiên cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ GIS ngày nay đã giúp cho chúng ta đánh giá mức độ ô nhiễm ở phạm vi lớn hơn. Với sự ra đời của công nghệ GIS nói chung và nội suy nói riêng phần nào giúp chúng ta đánh giá một cách tổng quát về bức tranh toàn cảnh về vấn đề ô nhiễm không khí Chính vì thế đề tài: “Ứng dụng thuật toán nội suy không gian thành lập bản đồ chất lượng không khí tại tỉnh Bình Dương” đƣợc thực hiện.
Mục tiêu của đề tài 2. Mục tiêu tổng quát Dựa vào thuật toán nội suy không gian và các dữ liệu quan trắc, xây dựng đƣợc bản đồ chất lƣợng không khí tại tỉnh Bình Dƣơng và đánh giá mức độ ô nhiễm không khí tại khu vực nghiên cứu 2. Mục tiêu cụ thể Đánh giá đƣợc hiện trạng phát sinh khí thải và tình hình quản lý không khí tại khu vực nghiên cứu. Thành lập đƣợc bản đồ chất lƣợng không khí tại khu vực nghiên cứu.
Đề xuất đƣợc biện pháp giảm thiểu ô nhiễm không khí tại khu vực nghiên cứu 2 Chƣơng 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Cơ sở khoa học của đề tài 1. Tổng quan về không khí Bầ u khí quyể n của chúng ta bao la nhƣng chỉ bao gồ m gầ n 80% khí nito, và chỉ có khoảng 20% là oxy cho con ngƣời sƣ̉ du ̣ng. Hãy thử hình dung nếu nhƣ bạn phải ngừng hít thở trong vòng 2 phút thôi, có thể bạn sẽ không còn tồn tại nữa , cũng nhƣ nƣớc với loài Cá , không khí trong lành giúp duy trì sƣ̣ số ng , tạo nên sự phát triể n và cân bằ ng trong sƣ̣ phát triể n sinh ho ̣c của muôn loài [10].
Ngày nay không khí bị thay đổi khá nhiều bởi các hoạt động sản xuất của con ngƣời, ngô ̣t nga ̣t và bí bách hơn so với không khí ngày xƣa. Khi chƣa có nhiề u phƣơng tiê ̣n sƣ̉ du ̣ng đô ̣ng cơ đố t trong , các nhà máy , các khu chế xuất… tại các trung tâm kinh tế lớn của cả nƣ ớc nhƣ Hà Nội hay thành ph ố Hồ Chí Minh không khí đang dần bị ô nhiễm do t ốc độ phát triển quá nhanh , đô thị hóa khắp nơi, làm những công cụ điều hòa không khí tƣ̣ nhiên nhƣ cây xanh , ao hồ … không đáp ƣ́ng kịp sự xả thải quá lớn. Ô nhiễm không khí Hiện nay, hầu hết các quốc gia trên thế giới đều đã xây dựng các chỉ tiêu về nồng độ giới hạn cho phép đối với từng chất đặc trƣng cho chất lƣợng môi không khí. Vì vậy, có thể định nghĩa về ô nhiễm không khí nhƣ sau: “Không ô nhiễm nếu các chất đặc trƣng cho chất lƣợng môi trƣờng không khí có vƣợt tiêu chuẩn giới hạn cho phép” (Bùi Sỹ Lý, 2007) [5].
[9] Phạm Ngọc Hồ, Đồng Kim Loan, Trịnh Thị Thanh (2010), Giáo trình Cơ sở môi trường không khí. NXB giáo dục Việt Nam, trang 1-30. “Ô nhiễm không khí có thể đƣợc định nghĩa nhƣ bất cứ điều kiện khí quyển nào mà trong đó có mặt một số chất với nồng độ có thể gây hậu quả không mong muốn đối với con ngƣời và môi trƣờng xung quanh” (Bùi Sỹ Lý, 2007) [5]. Bụi (TSP, PM10), CO, SO2, NOx là những chất ô nhiễm không khí phổ biến, thƣờng phát sinh từ các hoạt động sản xuất và giao thông.
Bụi: Bụi là tập hợp các phần tử vật chất tồn tại dƣới dạng khí, rắn hoặc lỏng có kích thƣớc (đƣờng kính) lớn hơn kích thƣớc phân tử nhƣng nhỏ hơn 500 micromet. Bụi lơ lửng (bụi lơ lửng tổng số TSP) là tập hợp các hạc bụi có kích thƣớc =< 10 µm. Nguồn phát thải: Nguồn tự nhiên là đất, đá, các phản ứng giữa các phát thải tự nhiên, nhiên liệu và các quá trình công nghệ nhƣ khai mỏ, luyện kim, đánh bóng, các lò nấu, dệt sợi,.Các phát thải công nghệ thoáng nhƣ xử lý vật liệu, bốc dỡ tải, vận chuyển.Các quá trình công nghệ nhanh: bụi đƣờng, hoạt động nông nghiệp, xây dựng, cháy.Giao thông vận tải: ống xả xe cộ, các hoạt động liên quan đến quá trình cháy nổ, do khớp nối và sự mài mòn khi ngừng hoạt động. Tác hại: TCVN 2005 qui định bụi tổng cộng trong không khí xung quanh 0,5mg/m3.
Bụi vào phổi gây kích thích cơ học, xơ hóa phổi dẫn đến các bệnh về hô hấp nhƣ khó thở, ho và khạc đờm, ho ra máu, đau ngực …Một số bụi nhƣ bụi kim loại, sỏi đá,v.v… là những tác nhân gây bệnh ung thƣ đối với ngƣời và động vật. Bụi gây tác hại làm gỉ kim loại, bẩn nhà cửa, quần áo, vải vóc…ngoài ra còn gây thiệt hại cho một số công nghiệp vô trùng nhƣ công nghiệp dƣợc phẩm và công nghệ thực phẩm. Đioxit Sunfua (SO2): Nguồn phát thải: Dioxit sunfua sinh ra do đốt nhiên liệu than, dầu, khí đốt, sinh khối thực vật, quặng sunfua, v. nhƣng chủ yếu là do đốt nhiên liệu chứa lƣu huỳnh trong sản xuất và trong sinh hoạt.
Khí SO2 phát thải do nung và luyện pirit sắt, quặng lƣu huỳnh, do các quá trình trong các phân xƣởng rèn, đúc, nhiệt luyện và cán thuộc ngành công nghiệp luyện kim, các quá trình hóa học sản xuất H2SO4, sản xuất sunfit, tẩy len, sợi, tơ lụa, trùng hợp, dung khí SO2 nhƣ phƣơng tiện sát trùng, trong máy lạnh, lọc sản phẩm, dầu lửa, sản phẩm cao su, phân bón,… [10] Tác hại: SO2 rất độc hại đối với sức khoẻ con ngƣời và sinh vật, gây ra các bệnh về phổi khí phế quản. SO2 trong không khí khi gặp oxy và nƣớc tạo thành axit, tập trung trong nƣớc mƣa gây ra hiện tƣợng mƣa axit. SO2 tác dụng với nƣớc 4 trong môi trƣờng không khí ẩm ƣớt tạo thành H2SO3. SO2 trong khí quyển gặp mƣa và các tác nhân ôxi hóa (sấm chớp) tạo thành mƣa axit.
SO2 gây hại đối với các công trình kiến trúc. SO2 làm hƣ hỏng, giảm tuổi thọ của các sản phẩm vải nilon, tơ nhân tạo, đồ da giày. SO2 ảnh hƣởng đến quá trình sinh trƣởng của rau quả [10]. Nitơoxit (NOx): Nguồn phát thải: Môi trƣờng không khí bị ô nhiễm chất khí NOx chủ yếu là ở các thành phố và khu công nghiệp, nồng độ khí NO thông thƣờng là khoảng 1ppm, và nồng độ khí NO2 thông thƣờng khoảng trên 0.
Cả hai loại khí này đều có vai trò quan trọng trong sự hình thành khói quang hóa. Các nguồn phát thải NOx từ các nhà máy nhiệt điện, nhà máy sản xuất HNO3 và các hóa chất… đóng góp 60% NOx trong khí quyển, 40% còn lại do các động cơ đốt trong (của ô tô); trong số các nguồn cố định (từ các nhà máy), sử dụng than để đốt trong các lò hơi chiếm 70%. Bất cứ nhà máy nào phát thải NOx đều với tải lƣợng lớn, ví dụ nhà máy điện 750MW dùng nhiên liệu khí thay than có tải lƣợng NOx là 75-100 tấn / ngày [10]. Tác hại: N2O là loại khí gây hiệu ứng nhà kính, đƣợc sinh ra trong quá trình đốt các nhiên liệu hoá thạch.
Hàm lƣợng của nó đang tăng dần trên phạm vi toàn cầu, hàng năm khoảng từ 0,2 -0,3%. Một lƣợng nhỏ N2O khác xâm nhập vào khí quyển do kết quả của quá trình nitrat hoá các loại phân bón hữu cơ và vô cơ. N2O xâm nhập vào không khí sẽ không thay đổi dạng trong thời gian dài, chỉ khi đạt tới những tầng trên của khí quyển nó mới tác động một cách chậm chạp với nguyên tử oxy. Con ngƣời tiếp xúc với N2O khoảng 0.06 ppm đã bị trầm trọng các bệnh về phổi.
Vì vậy, có thể nói rằng, không khí ở các vùng đô thị bị nhiễm bẩn khí N2O sẽ gây tác hại đối với sức khỏe của con ngƣời [10] c. Cacbon monoxit (CO): Nguồn phát thải: Khí CO sinh ra do quá trình đốt nhiên liệu (trong sản xuất công nghiệp và trong sinh hoạt), đặc biệt trong trƣờng hợp cháy không hoàn toàn từ các ống khói nhà máy, ống xả của xe máy, ô tô. CO đƣợc hình thành do việc đốt cháy không hết nhiên liệu hoá thạch nhƣ than, dầu và một số chất hữu cơ khác. Khí thải từ các động cơ xe máy là nguồn gây ô nhiễm CO chủ yếu ở các thành phố.
5 Hàng năm trên toàn cầu sản sinh khoảng 600 triệu tấn CO [10]. Tác hại: CO không độc với thực vật vì cây xanh có thể chuyển hoá CO thành CO2 và sử dụng nó trong quá trình quang hợp. Vì vậy, thảm thực vật đƣợc xem là tác nhân tự nhiên có tác dụng làm giảm ô nhiễm CO. Khi con ngƣời ở trong không khí có nồng độ CO khoảng 250 ppm sẽ bị tử vong.
Khi thâm nhập vào phổi, CO thay thế O2 trong hợp chất với hemoglobin (Hb) của máu tạo ra tổ hợp ổn định, gọi là cacboxil – hemoglobin. Đối với ngƣời thƣờng xuyên hít thở không khí có nồng độ CO, thậm chí không cao ví dụ nồng độ thƣờng có trên đƣờng phố có xe cộ hoạt động với cƣờng độ cao thƣờng bị ngộ độc CO mãn tính ảnh hƣởng đến ngực, phổi, tuyến giáp và tâm thần. Và với 10% COHb trong máu do hút thuốc lá có thể làm giảm sức chịu đựng của ngƣời nghiện đối với CO [10].