Áp dụng khoa học công nghệ cao

Các nghiên cứu về ô nhiễm không khí xuyên biên giới đã được thực hiện ở Việt Nam mới dừng lại việc ứng dụng phương pháp mô hình nên độ chính xác của các kết quả chưa được cao. Hiện nay, việc ứng dụng ảnh viễn thám trong đánh giá lan truyền ô nhiễm không khí đã được thực hiện ở nhiều nước trên thế giới và cho những kết quả có độ tin cậy cao. Với điều kiện của Việt Nam, nguồn ảnh viễn thám khá phong phú nhưng chưa được khai thác vào mục đích này. Chính vì vậy, các nhà khoa học đã thực hiện nghiên cứu kết hợp cả ảnh viễn thám chất lượng cao và kết quả quan trắc được thiết lập đo tự động tại các điểm toàn tuyến biên giới phía Bắc.

Đế đánh giá khả năng tác động và lan truyền của các chất này, các nhà khoa học đã thiết lập một mạng lưới các điểm quan trắc tại 48 điểm ở 9 tỉnh thành, tiến hành thu mẫu theo 2 mùa để đánh giá sự biến đổi theo mùa. Lấy mẫu khí thụ động từ mạng lưới 48 điểm để lấy mẫu cho nhiều chất ô nhiễm dạng khí như các chất vô cơ: NOx, SO2, HNO3. Do các chất khí này có độ ổn định cao và khi phân tích kết quả có sai số nhỏ. Cơ sở thiết kế hệ thống lấy mẫu trên không được dựa vào nguyên lý thiết bị lấy mẫu của Nhật. Đồng thời, sử dụng một số vệ tinh trên thế giới cung cấp ảnh viễn thám đánh giá chất lượng không khí như: OMI – AURA chụp ảnh đánh giá các chất O₃, NO₂, SO₂; AQUA – AIRS chụp lấy mẫu các khí SO₂, CO₂, hơi nước, bụi… và một số vệ tinh khác.

Trong khuôn khổ đề tài, các tác giả đã sử dụng mô hình chất lượng không khí CMAQ (Community Multi-scale Air Quality) là hệ thống mô hình chất lượng không khí đa chất, đa quy mô. Đây là mô hình tiếp cận bài toán dự báo chất lượng không khí một cách tổng quát với các kỹ thuật hiện đại, trong đó, các vấn đề như: ô zôn trên tầng đối lưu, chất độc, bụi mịn, lắng đọng a xít, suy giảm tầm nhìn... đều được giải quyết. CMAQ cũng được thiết kế đa quy mô để khỏi phải tạo ra các mô hình riêng biệt cho vùng đô thị hay nông thôn. Độ phân dải và kích thước miền tính có thể khác nhau một vài bậc đại lượng theo không gian và thời gian. Tính mềm dẻo theo thời gian cho phép thực hiện các mô phỏng nhằm đánh giá dài hạn của các chất ô nhiễm (trung bình khí hậu) hay lan truyền hạn ngắn mang tính địa phương. Tính mềm dẻo theo không gian cho phép sử dụng CMAQ để mô phỏng quy mô đô thị hay khu vực.

Phát hiện ô nhiễm môi trường xuyên biên giới

Sau 2 năm thực hiện, Đề tài “Nghiên cứu, đánh giá ảnh hưởng ô nhiễm không khí xuyên biên giới đến miền Bắc Việt Nam, ứng dụng công nghệ tiên tiến” đã nghiên cứu thành công việc kết hợp giữa các phương pháp quan trắc truyền thống với các phương pháp sử dụng ảnh viễn thám và mô hình toán để đánh giá khả năng ảnh hưởng ô nhiễm không khí xuyên biên giới đến Miền Bắc Việt Nam.

Kết quả đã thiết kế, tích hợp thành công thiết bị lấy mẫu không khí VH-016B, có thể quan trắc trên độ cao 300m so với mặt đất. Thiết bị này được xây dựng, tích hợp trên cơ sở ứng dụng sản phẩm điện tử của các hãng nổi tiếng: Maxim, Atmel, Philips, Cypress, Dalas, National.. Ngoài ra VH-016B còn phải đảm bảo khả năng giao tiếp với máy tính cá nhân, đồng thời sẵn sàng đáp ứng từ xa số liệu cho người sử dụng thông qua các loại thiết bị truyền tín hiệu khác nhau.

Một số kết quả từ vệ tinh cho thấy: Ô zôn tại Việt Nam trong những năm gần đây có sự gia tăng. Tổng cột Ô zôn tại Hà Nội, Đà Nẵng, Thành phố Hồ Chí Minh luôn cao vào mùa Hè và thấp vào mùa Đông do Ô zôn chịu ảnh hưởng của bức xạ mặt trời. Vào mùa Đông luôn có sự lan truyền chất ô nhiễm Ô zôn, NO2 từ Trung Quốc sang Việt Nam. Sự di chuyển của NO₂ từ Trung Quốc sang Việt Nam chủ yếu đi theo hướng Đông Bắc, hướng có sự hoạt động mạnh mẽ của gió mùa Đông Bắc. Ở Miền Bắc Việt Nam, luôn có tổng cột Ô zôn và NO₂ cao hơn so với những khu vực còn lại. Ngoài ra, việc sử dụng HCHO và NO₂ cho phép chúng ta thấy chiến lược giảm phát thải ô nhiễm cho khu vực. Cụ thể, tại Việt Nam cần phải giảm phát thải NOx để giảm nồng độ Ô zôn trong tầng đối lưu. Qua mô phỏng từ mô hình cho thấy những khu vực có nồng độ ô nhiễm cao nhất là phía Đông, Đông Bắc Trung Quốc và Bán đảo Triều Tiên. Kết quả nghiên cứu cho thấy nồng độ ô nhiễm không khí vào mùa đông ở miền Bắc nước ta có sự đóng góp rất lớn từ các nguồn phát thải của Trung Quốc khoảng 30% với CO, 55% đối với SO₂ và khoảng 48% đối với NO₂.

Các nhà khoa học cho rằng, nếu hướng nghiên cứu này được tiếp tục được thực hiện trong tương lai, sẽ cải thiện nâng cao chất lượng thiết quan trắc, phục cho các nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của ô nhiễm không khí xuyên biên giới. Đây là sản phẩm được chế tạo tại Việt Nam nên hứa hẹn sẽ có những ưu điểm nhất định so với các thiết bị quan trắc của nước ngoài. Ngoài ra, chúng tôi sẽ tập trung nghiên cứu các cơ chế hóa học, các phản ứng quang hóa trong khí quyển nhằm kiểm soát tốt hơn chất lượng của mô hình cũng như tăng cường sử dụng ảnh vệ tinh trong các hoạt động dự báo, giám sát chất lượng không khí.                                    

Minh Thư