Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Xây dựng mạng lưới quan trắc bụi PM10 tỉnh Vĩnh Phúc

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

---------------------

Nguyễn Đình Phúc

XÂY DỰNG MẠNG LƯỚI QUAN TRẮC BỤI PM10

TỈNH VĨNH PHÚC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - Năm 2012

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

---------------------

Nguyễn Đình Phúc

XÂY DỰNG MẠNG LƯỚI QUAN TRẮC BỤI PM10

TỈNH VĨNH PHÚC

Chuyên ngành: Khoa học môi trường

Mã số: 608502

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS. Vũ Văn Mạnh

Hà Nội - Năm 2012

LỜI CẢM ƠN

Qua luận văn này, em xin được bày tỏ lòng cảm ơn tới các thầy cô giáo

khoa Môi trường – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia

Hà Nội đã tận tình giảng dạy, chỉ bảo, giúp đỡ em trong thời gian học vừa

qua, giúp chúng em trưởng thành hơn trong cuộc sống.

Em xin tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới TS. Vũ Văn Mạnh, người đã tận tình

hướng dẫn, giúp đỡ và đóng góp những ý kiến quý báu cho em trong suốt quá

trình thực hiện luận văn này.

Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đã giúp đỡ động

viên và chia sẻ khó khăn cùng em trong quá trình học tập tại trường.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2012

Học viên

Nguyễn Đình Phúc

MỤC LỤC

Danh mục chữ viết tắt ..................................................................................... i Danh mục bảng .............................................................................................. ii Danh mục hình .............................................................................................. iii LỜI MỞ ĐẦU ............................................................................................... 1 Chương 1 - TỔNG QUAN ........................................................................... 3 1.1. Hoạt động quan trắc môi trường .......................................................... 3 1.1.1. Một số khái niệm về quan trắc môi trường .................................... 3 1.1.2. Lịch sử hình thành và phát triển quan trắc môi trường .................. 4 1.2. Mạng lưới quan trắc môi trường .......................................................... 7 1.2.1. Khái niệm và tầm quan trọng của mạng lưới quan trắc môi trường7 1.2.2. Các nghiên cứu về thiết lập mạng lưới quan trắc môi trường ........ 9 1.2.3. Hiện trạng mạng lưới quan trắc môi trường ở Việt Nam ............. 11 1.3. Tổng quan về bụi PM10 ...................................................................... 14 1.3.1. Định nghĩa và đặc trưng của bụi PM10 ........................................ 14 1.3.2. Nguồn gốc của ô nhiễm bụi PM10 ............................................... 16 1.3.3. Tác hại của ô nhiễm bụi PM10 ..................................................... 17 1.4. Tổng quan về địa bàn nghiên cứu ...................................................... 18 1.3.1. Vị trí địa lý ................................................................................. 18 1.4.2. Điều kiện tự nhiên ...................................................................... 20 1.4.3 Điều kiện kinh tế - xã hội ............................................................. 26 Chương 2 - ĐỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................................................................................................................... 29 2.1. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................ 29 2.2. Mục tiêu nghiên cứu .......................................................................... 29 2.3. Phương pháp nghiên cứu ................................................................... 29 2.3.1. Phương pháp thu thập, kế thừa .................................................... 29 2.3.2. Phương pháp điều tra, khảo sát, phân tích ................................... 29 2.3.3. Phương pháp nội suy .................................................................. 30 2.3.4. Phương pháp tối ưu bầy kiến ...................................................... 31 2.3.4. Thiết lập mạng lưới quan trắc trên cơ sở tối ưu hóa sai số nội suy bằng phương pháp tối ưu bầy kiến ........................................................ 35

Chương 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ..................................................... 38 3.1. Thiết lập mạng lưới quan trắc sơ bộ ................................................... 38 3.2. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm bụi PM10 trong môi trường không khí tỉnh Vĩnh Phúc.......................................................................................... 39 3.2.1. Xây dựng biểu đồ về mức độ tập trung của hàm lượng bụi PM10 tại các điểm quan trắc. .......................................................................... 39 3.2.2. Nhận xét mức độ ô nhiễm bụi PM10 nói chung và tại từng điểm khảo sát (so sánh theo QCVN).............................................................. 40 3.3. Xây dựng bản đồ phân bố hàm lượng bụi PM10 trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc. ........................................................................................................ 40 3.4. Xây dựng thuật toán giải quyết vấn đề thiết lập mạng lưới các điểm quan trắc dựa trên phương pháp tối ưu bầy kiến ....................................... 43 3.5. Kết quả xác định mạng lưới quan trắc tối ưu nhất .............................. 50 3.6. So sánh kết quả nội suy của mạng lưới mới với mạng lưới quan trắc sơ bộ ............................................................................................................. 58 KẾT LUẬN ................................................................................................. 61 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................... 63 PHỤ LỤC.................................................................................................... 66

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

AIE Sai số nội suy trung bình

BTNMT Bộ Tài nguyên Môi trường

BVMT Bảo vệ môi trường

ESCAP Ủy ban Kinh tế xã hội châu Á - Thái Bình Dương

GD&ĐT Giáo dục và đào tạo

KH&CN Khoa hoc và công nghệ

KHCN&MT Khoa học công nghệ và môi trường

LĐLĐ Liên đoàn lao động

MT Môi trường

NN&PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn

QLMT Quản lý môi trường

QTMT Quan trắc môi trường

UBND Ủy ban nhân dân

UNEP Chương trình môi trường Liêp hợp quốc

WHO Tổ chức y tế thế giới

i

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

DANH MỤC BẢNG

Trang

Bảng 1. Danh sách các trạm QTMT không khí tự động, cố định trên toàn

quốc 13

Bảng 2. tỷ lệ % của bụi PM10 theo kích thước 15

Bảng 3. tỷ lệ % cao lanh lắng đọng trong đường hô hấp 15

Bảng 4. tốc độ hút bụi của điện thế 3.000V 16

Bảng 5. Nguồn gốc và thành phần bụi tự nhiên 17

Bảng 6. Nguồn gốc và thành phần của bụi PM10 nhân tạo 17

Bảng 7. lượng mưa trung bình các tháng tỉnh Vĩnh Phúc 22

Bảng 8. phát triển dân số tỉnh Vĩnh Phúc giai đoạn 2005 - 2010 26

Bảng 9. các thông số sử dụng trong quá trình tính toán 49

Bảng 10. Kết quả các trạm quan trắc bị loại bỏ và giá trị AIE tương ứng 50

ii

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình1. Cơ cấu tổ chức mạng lưới quan trắc môi trường quốc gia 12

Hình 2. bản đồ hành chính tỉnh Vĩnh Phúc 19

Hình 3. sơ đồ thí nghiệm chiếc cầu đôi của Deneubourg 33

Hình 4. sơ đồ vị trí các điểm quan trắc bụi PM10 trong đề tài 38

Hình 5. biểu đồ phân bố nồng độ bụi PM10 (mg/m3) tại các điểm quan trắc

sơ bộ 39

Hình 6. bản đồ phân bố nồng độ bụi PM10 trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc 41

Hình 7. Sơ đồ đường đi của kiến 44

Hình 8. Tóm tắt sơ đồ thuật toán 48

Hình 9. Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa sai số nội suy trung bình AIE

với số lượng các điểm quan trắc bị loại bỏ 55

Hình 10. Sơ đồ biểu diễn kết quả đường đi tối ưu của đàn kiến với chỉ số

AIE thấp nhất 56

Hình 11. Sơ đồ mạng lưới phân bố 16 điểm quan trắc tối ưu nhất trong

mạng lưới quan trắc mới 57

Hình 12. so sánh kết quả nội suy từ mạng lưới 60 điểm quan trắc sơ bộ

ban đầu với mạng lưới quan trắc tối ưu mới 58

Hình 13. Contour kết quả nội suy từ mạng lưới 60 điểm quan trắc sơ bộ

ban đầu với mạng lưới quan trắc tối ưu mới 59

iii

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

LỜI MỞ ĐẦU

Sự phát triển của kinh tế và quá trình đô thị hóa diễn ra mạnh mẽ trong

những năm qua ở Việt Nam đã tạo tiền đề thúc đẩy quá trình chuyển đổi cơ cấu

kinh tế của các khu vực từ thuần nông sang kinh tế công nghiệp, thương mại - dịch

vụ và nông nghiệp. Tuy nhiên, đi cùng với sự phát triển kinh tế là những áp lực về

tình trạng ô nhiễm môi trường gia tăng, diễn biến phức tạp và là một trong những

nguyên nhân dẫn đến suy giảm chất lượng cuộc sống của cộng đồng trong những

năm gần đây. Sự suy giảm chất lượng các thành phần môi trường một cách đáng

báo động trong đó có chất lượng môi trường không khí cùng với những yếu kém và

hạn chế trong hoạt động quan trắc hiện nay đã đặt ra những yêu cầu ngày càng cao

hơn đối với công tác quan trắc môi trường. Trước thực tế đó, một trong những yêu

cầu quan trọng hàng đầu hiện nay là bổ sung và thiết lập lại mạng lưới các điểm

quan trắc một cách hợp lý để đạt được hiệu quả quan trắc tối ưu.

Là một tỉnh nằm trên đỉnh của tam giác châu thổ sông Hồng thuộc đồng bằng

Bắc Bộ, Vĩnh Phúc là một trong những địa phương có tốc độ phát triển kinh tế

nhanh nhất của Việt Nam. Từ một tỉnh thuần nông, Vĩnh Phúc đã có những bước

tiến thần kỳ vươn lên đứng thứ nhất miền Bắc, thứ ba cả nước về giá trị sản xuất

công nghiệp, phát triển rộng rãi hệ thống các khu và cụm công nghiệp . Sự thay đổi

nhanh chóng đó đã làm thay đổi tích cực giá trị kinh tế của vùng, tuy nhiên nó cũng

kéo theo nhiều hệ lụy về mặt xã hội và môi trường; trong đó, có một thực tế quan

trọng và rất đáng lưu tâm là sự suy giảm chất lượng môi trường không khí đang ở

mức báo động.

Theo thống kê và khảo sát sơ bộ, môi trường đô thị và khu công nghiệp trong

vùng có tốc độ ô nhiễm ngày một cao, đặc biệt là ô nhiễm bụi. Nguyên nhân là do

các khu vực xây dựng chưa có biện pháp giảm bụi, chưa áp dụng chặt chẽ các quy

định trong xây dựng; chất lượng các phương tiện giao thông kém, chưa có cơ chế

kiểm soát dẫn đến gây bụi và tiếng ồn ngày càng nhiều; các khu công nghiệp chưa

có hệ thống xử lý khí thải, bụi thải triệt để, cơ sở hạ tầng yếu kém, số lượng các cơ

1

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

sở sản xuất tăng nhanh, việc chấp hành các văn bản pháp quy về bảo vệ môi trường

của các đơn vị sản xuất chưa cao...

Môi trường nông thôn đặc biệt, các làng nghề ngày càng phát triển, gây ô

nhiễm ngày càng rộng cũng như sự gia tăng hàm lượng các chất ô nhiễm thải vào

môi trường không khí.

Mặt khác, mạng lưới các trạm quan trắc hiện nay ở Việt Nam nói chung và

Vĩnh Phúc nói riêng thường chỉ được xây dựng theo kinh nghiệm, tại khu vực dân

cư phân bố đông hay địa hình... Vì vậy, mạng lưới phân bố cũ này chưa có tính hệ

thống và khoa học. Việc quan trắc chủ yếu chỉ dừng lại ở việc đo đạc một số thông

số khí tượng và môi trường; số lượng trạm quan trắc không đủ khả năng phản ánh

hiện trạng ô nhiễm của vùng (đặc biệt là ô nhiễm bụi). Nói chung, hệ thống các trạm

quan trắc môi trường hiện tại của vùng vừa thiếu lại phân bố chưa hợp lý, chưa đáp

ứng được những thay đổi về yêu cầu của hoạt động quan trắc trong giai đoạn hiên

nay.

Trước những yêu cầu cấp thiết đó, chúng tôi đã thực hiện đề tài nghiên cứu:

"Xây dựng mạng lưới quan trắc bụi PM10 tỉnh Vĩnh Phúc".

2

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Chương 1 - TỔNG QUAN

1.1. Hoạt động quan trắc môi trường

1.1.1. Một số khái niệm về quan trắc môi trường

Theo luật bảo vệ môi trường 2005, quan trắc môi trường là quá trình theo

dõi có hệ thống về môi trường, các yếu tố tác động đến môi trường nhằm cung cấp

thông tin phục vụ đánh giá hiện trạng, diễn biến chất lượng môi trường và các tác

động xấu đối với môi trường[11].

Ngoài ra, còn có nhiều khái niệm về quan trắc môi trường, chẳng hạn, theo

ESCAP (Ủy ban Kinh tế xã hội châu Á - Thái Bình Dương),1994 thì quan trắc môi

trường chỉ một quy trình lặp đi lặp lại các hoạt động quan sát và đo lường một hay

nhiều thông số chất lượng môi trường, để có thể quan sát được những thay đổi diễn

ra trong một khoảng thời gian.

Các mục tiêu cụ thể của quan trắc môi trường gồm:

- Cung cấp các đánh giá về diễn biến chất lượng môi trường trên quy mô

quốc gia, phục vụ việc xây dựng báo cáo hiện trạng môi trường.

- Cung cấp các đánh giá về diễn biến chất lượng môi trường của từng vùng

trọng điểm được quan trắc để phục vụ các yêu cầu tức thời của các cấp quản lý nhà

nước về bảo vệ môi trường.

- Cảnh báo kịp thời các diễn biến bất thường hay các nguy cơ ô nhiễm, suy

thoái môi trường.

- Xây dựng cơ sở dữ liệu về chất lượng môi trường phục vụ việc lưu trữ,

cung cấp và trao đổi thông tin trong phạm vi quốc gia và quốc tế[7].

Các nội dung của quan trắc môi trường:

3

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Nhiệm vụ hàng đầu của quan trắc môi trường là đáp ứng nhu cầu thông tin

trong quản lý môi trường, do đó có thể xem QTMT là một quá trình bao gồm các

nội dung sau đây:

- Quan trắc môi trường sử dụng các biện pháp khoa học, công nghệ, kỹ thuật

và quản lý tổ chức nhằm thu thập thông tin: mức độ, hiện tràng, xu thế biến động

chất lượng môi trường.

- Quan trắc môi trường phải được thực hiện bằng một quá trình đo lường, ghi

nhận thường xuyên và đồng bộ chất lượng môi trường và các liên quan đến chất

lượng môi trường (UNEP).

1.1.2. Lịch sử hình thành và phát triển quan trắc môi trường

1.1.2.1. Hoạt động quan trắc môi trường trên thế giới

Ngay khi thành lập (1972), UNEP đã khởi xướng hệ thống quan sát trái

đất (Earthwatch). Từ năm 1973, một nhánh của Earthwatch cùng với tổ chức Y

tế thế giới (WHO), tổ chức khí tượng thế giới (WMO) đã thiết lập hệ thống giám sát

môi trường toàn cầu GEMS (Global Environmental Monitoring System). GEMS có

mục tiêu thu thập các thông tin môi trường nền của thế giới và khu vực bao gồm các

thông tin về môi trường nước, không khí và thực phẩm.

Cũng trực thuộc GEMS còn có GEMS/Air (chương trình quan trắc và đánh

giá ô nhiêm không khí đô thị) do WHO điều hành trực tiếp. Tính từ 1973 - 1997,

GEMS/Air Network gồm 270 điểm ở 86 thành phố thuộc 45 quốc gia. Mạng lưới

trạm này được phân bố trên các thành phố lớn trên toàn thế giới với nhiệm vụ thu

thập và đánh giá chất lượng không khí tại khu vực đô thị. Các trạm quan trắc được

vận hành bởi chính quyền thành phố hay quốc gia ở các nước công nghiệp và đang

phát triển. Các số liệu thu thập được đưa vào ngân hàng dữ liệu tại Cục Môi trường

Mỹ (US.EPA) tại bang Carolina. Các số liệu sau khi được xử lý được in định kỳ

(WHO/UNEP / 1984-1988) [10].

4

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Đến năm 1996, WHO phát triển hệ thống thông tin quản lý không khí (Air

Management Information System, AMIS) kế tục GEMS/Air.

Từ 1989, chương trình theo dõi khí quyển toàn cầu GAW (thuộc tổ chức khí

tượng thế giới WMO) đã nghiên cứu phát triển mạng lưới quan trắc các tác nhân

ảnh hưởng tới chất lượng không khí và khí quyển toàn cầu. Tiền thân của GAW bắt

đầu từ cuối những năm 1960 khi mạng lưới quan trắc ô nhiễm không khí nền

(Background Air Pollution Monitoring Network - BAPMoN) được thành lập bởi

WMO. Đến năm 1989, BAPMoN hợp nhất với hệ thống quan trắc ozon toàn cầu

(Global Ozone Observing System) thành chương trình theo dõi khí quyển toàn cầu

(Global Atmosphere Watch - GAW).

Mục tiêu của GAW là quan trắc sự biến đổi dài hạn thành phần khí quyển ở

quy mô toàn cầu và khu vực nhằm đánh giá sự đóng góp vào biến đổi khí hậu và

các vấn đề môi trường. Các mục tiêu cụ thể bao gồm: (1) phối hợp và đánh giá các

đo đạc hóa học khí quyển và các thông số vật lý liên quan đến sự biến đổi khí hậu

(các khí nhà kính, ozone và các aerosol); (2) đánh giá ảnh hưởng của hóa học khí

quyển lên môi trường, bao gồm sự ô nhiễm đô thị và ô nhiễm xuyên biên giới (chất

lượng không khí, mưa acid, suy giảm tầng ozone bình lưu và gia tăng bức xạ UV).

Mạng lưới trạm của GAW bao gồm: (1) 22 trạm toàn cầu đặt tại những nơi

có nồng độ nền các chất ô nhiễm thấp, đại diện cho các khu vực địa lý rộng lớn,

thường sử dụng cho mục đích nghiên cứu sự thay đổi khí hậu và suy giảm tầng

ozone; (2) khoảng 400 trạm khu vực, thường đo đạc liên quan đến các vấn đề mang

tính khu vực như: mưa acid, vận chuyển các chất khí và aerosol lượng vết, bức xạ

UV cục bộ; (3) và các trạm cộng tác hay liên kết.

Ngoài các tổ chức trên, còn có các định chế quốc tế khác về quan trắc môi

trường như: IGBP (International Geosphere-Biosphere Programme) - chương trình

Địa-Sinh quyển quốc tế; hay IPCC (Intergovernmental Panel on Climate change) -

Ủy ban liên chính phủ về biến đổi khí hậu.

5

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Tại các quốc gia phát triển, cùng với Mỹ, CHLB Đức chịu những hậu quả

nghiêm trọng về môi trường do kinh tế phát triển. Tuy nhiên, chính điều đó đã tạo

nên 2 nước có nhiều thành tựu trong các lĩnh vực nghiên cứu và triển khai công tác

bảo vệ môi trường. Việc sử dụng công nghệ tiên tiến để giảm thiểu chất thải đã

được hai quốc gia trên tiến hành từ nhiều năm nay, trong đó có rất nhiều các mạng

lưới quan trắc môi trường với số liệu thu thập từ hàng chục năm nay.

Tại Đông Nam Á, Thái Lan là quốc gia có hệ thống quan trắc môi trường

phát triển mạnh và sớm nhất. Hiện nay, cơ quan quản lý môi trường Quốc gia Thái

Lan điều hành hoạt động các trạm quan trắc và phân tích môi trường cấp Trung

ương. Hiện tại, Bangkok có 8 trạm quan trắc chất lượng không khí cố định, tự động,

Samuttprakarn có 4 trạm, 2 trạm di động quan trắc tại nhiều thành phố khác và vùng

bờ biển phía Đông. Các thông số quan trắc tự động liên tục bao gồm: SO2, NO2,

HC, O3. Các mẫu khí được lấy theo thời gian 3 ngày một lần để phân tích trong

phòng thí nghiệm các thông số: Chì (Pb) và bụi PM10 [12].

Hiện tại, việc đánh giá chất lượng môi trường không khí đã có nhiều bước

tiến đáng kể, công tác quan trắc đã được cải thiện nhiều hơn với các ứng dụng khoa

học công nghệ mới và cả công nghệ thông tin. Nhiều mạng lưới các trạm tự động đã

được nhiều nước công nghiệp phát triển ứng dụng để tăng sự chính xác và sự liên

tục theo không gian và thời gian. Các thiết bị hiện đại và tự động toàn bộ trong thu

mẫu, phân tích và kể cả truyền số liệu về trung tâm nghiên cứu. Mặc dù vậy, chi phí

cho các hệ thống này khá lớn và cũng chỉ mới áp dụng ở diện hạn chế nhất định về

không gian hoặc theo nhu cầu cụ thể, trực tiếp của cơ quan quản lý cấp trên. Các tổ

chức về bảo vệ môi trường cũng khuyến các việc sử dụng này cần có sự phối hợp

quốc gia, khu vực và toàn cầu để đảm bảo tính kinh tế và khoa học.

1.1.2.1. Hoạt động quan trắc môi trường ở Việt Nam

Tại Việt Nam, hoạt đông quan trắc môi trường được bắt đầu từ khá sớm,

ngay từ năm 1902, toàn quyền Đông Dương đã cho thành lập Đài quan sát Từ

trường và Khí tượng Phủ Liễn (Hải Phòng); khởi đầu xây dựng mạng lưới khí tượng

6

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

thủy văn. Đến năm 1939, đã có 54 trạm khí tượng và 56 trạm thủy văn được xây

dựng.

Đến năm 1985, ra nghị quyết 246/HĐBT ngày 20/09/1985 của Hội đồng Bộ

trưởng về việc đẩy mạnh công tác điều tra cơ bản, sử dụng hợp lý tài nguyên thiên

nhiên, bảo vệ môi trường.

Năm 1994, sau khi luật BVMT được ban hành, Việt Nam bắt đầu hình thành

hệ thống mạng lưới quan trắc môi trường Quốc gia, phục vụ các báo cáo hiện trạng

môi trường.

Ngày 29/01/2007, Thủ tướng chính phủ ra Quyết định số 16/2007/QĐ-TTG

của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt “Quy hoạch tổng thể mạng lưới quan

trắc tài nguyên và môi trường quốc gia đến năm 2020”. Theo đó, mục tiêu tổng quát

của hoạt động quan trắc đến năm 2020 là xây dựng mạng lưới quan trắc tài nguyên

và môi trường quốc gia bảo đảm thống nhất trên phạm vi cả nước, đồng bộ, tiên tiến

và từng bước hiện đại, đáp ứng nhu cầu thu thập và cung cấp thông tin, số liệu điều

tra cơ bản về môi trường, tài nguyên nước, khí tượng thủy văn, phục vụ có hiệu quả

cho công tác xử lý, khắc phục ô nhiễm môi trường, dự báo, cảnh báo, phòng, tránh,

giảm nhẹ thiệt hại do thiên tai gây ra, phát triển mạnh và bền vững kinh tế - xã hội

của đất nước.

1.2. Mạng lưới quan trắc môi trường

1.2.1. Khái niệm và tầm quan trọng của mạng lưới quan trắc môi trường

Mạng lưới quan trắc môi trường là một hệ thống các điểm quan trắc được

thiết lập dựa vào mối liên kết các loại số liệu đo đạc về mặt thống kê và không gian

phân bố, đảm bảo khả năng phản ánh chính xác hiện trạng môi trường cho toàn bộ

khu vực nghiên cứu.

Các yêu cầu trong thiết kế mạng lưới quan trắc môi trường bao gồm:

7

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

- Thiết kế mạng lưới QTMT phải được một nhóm chuyên gia có kiến thức đa

ngành thực hiện. Thiết kế mạng lưới cần xác định thông số nào phải quan trắc, quan

trắc ở địa điểm nào và với tần suất là bao nhiêu. Trong thiết kế mạng lưới cũng cần

đề cập đến việc sử dụng các phươn pháp lấy mẫu, các phương pháp phân tích trong

phòng thí nghiệm và các phương pháp xử lý số liệu.

- Cần đặc biệt quan tâm tới việc ứng dụng thống kê trong thiết kế mạng lưới.

Việc sử dụng thống kê học có thể làm giảm tối thiểu các địa điểm thông qua mối

tương quan giữa các trạm. Thống kê học cũng là cơ sở để chọn lựa giữa hai phương

án: nhiều địa điểm với tần suất thấp hoặc ít địa điểm với tần suất cao.

- Một vấn đề quan trọng trong thiết kế mạng lưới QTMT là xác định tính

hiệu quả của thông tin nhận được từ mạng lưới. Cần có sự hiểu biết chi tiết về chi

phí và hiệu quả của mạng lưới đã thiết kế.

- Thiết kế mạng lưới phải được tài liệu hóa bằng một văn bản. Văn bản này

phải được chuyển tới những người phụ trách và quản lý chiến lược quan trắc quốc

gia. Từ văn bản này, họ sẽ rút ra kết luận là mạng lưới quan trắc có nằm trong chiến

lược và mục tiêu quan trắc hay không.

Quản lý môi trường là công việc cần thiết trong quản lý môi trường ở tất cá

các quy mô: từ địa phương đến toàn cầu. Thông thường, mạng lưới QTMT không

khí sẽ giám sát chất lượng của một loạt các chỉ tiêu, với độ chính xác cao, theo các

tiêu chuẩn và quy định của từng địa phương, quốc gia; với phương pháp truyền

thống là lấy mẫu xác định các chỉ tiêu quan trắc tại các điểm quan trắc theo quy

định; tuy nhiên việc này bị ràng buộc bởi vấn đề kinh tế và những quy định của

từng địa phương. Vì vậy, điểm quan trọng nhất khi thiết kế mạng lưới phân bố các

điểm quan trắc là đảm bảo sự tối ưu về mặt kinh tế (số lượng trạm quan trắc) cũng

như đảm bảo tính đại diện cao của số liệu quan trắc. Chính vì vậy, bài toán xác định

số lượng và vị trí phân bố các điểm quan trắc tối ưu là mục tiêu hàng đầu trong kế

hoạch thiết lập hệ thống mạng lưới quan trắc môi trường.

8

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

1.2.2. Các nghiên cứu về thiết lập mạng lưới quan trắc môi trường

a) Các nghiên cứu trên thế giới

Cùng với sự phát triển kinh tế và các vấn đề môi trường, việc xây dựng mạng

lưới quan trắc chất lượng môi trường đã trở thành yêu cầu cấp thiết đối với tất cả

các quốc gia. Những nghiên cứu về vấn đề này không chỉ là mối quan tâm của các

nước phát triển mà ngày nay, nó cũng đã trở thành mối quan tâm của tất cả các quốc

gia. Các nghiên cứu về thiết lập mạng lưới QTMT có thể liệt kê ra như:

Tại tham luận tại Hội thảo trao đổi kỹ thuật phân tích dữ liệu không gian của

Cục Môi trường Mỹ, tháng 12/2001, các tác giả Paul D. Sampson, Peter Guttorp và

David M.Holland ở Đại học Washington và Cục Môi trường Mỹ đã sử dụng phương

pháp tối ưu Pareto cho tiếp cận đa mục tiêu kết hợp với cải tiến công nghệ tính toán

thiết kế mạng lưới quan trắc chất lượng không khí[19].

Năm 2001, các tác giả Saisana M., Sarigiannis D., Chaloulakou A., Spyrellis

N., đã sử dụng các phương pháp xác định địa điểm, khoanh định sử dụng thông tin

khí tượng, bản đồ chất lượng không khí, các mô hình nhân khẩu học và bản đồ sử dụng đất ở độ phân giải 1x1km2 cho vùng nghiên cứu để tối ưu hóa mạng lưới quan

trắc bụi PM2,5[20].

Năm 2004, trong luận án tiến sỹ của mình, Sóren Lophaven đã áp dụng địa

thống kê, thống kê không gian - thời gian và các phương pháp thiết kế dựa vào địa

thống kê cho vấn đề "Phân tích và Thiết kế các chương trình quan trắc môi

trường"[21].

Năm 2006, Yuanhai Li và Amy B. Chan Hilton đã sử dụng phương pháp tối

ưu bầy kiến với mục đích tối ưu hóa lại mạng lưới các điểm quan trắc nước ngầm

sẵn có. Nghiên cứu đã chỉ ra các mức độ tối ưu khác nhau cho việc rút gọn từng số

lượng điểm quan trắc ở một địa điểm trên lý thuyết[23].

9

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Các tác giả Antonio Lozano, Jose Usero, Eva Vanderlinden, Juan Raez Juan

Contreras, Benito Navarrete và Hicham El Bakouri trong nghiên cứu "Thiết kế

mạng lưới quan trắc chất lượng môi trường không khí thành phố Seville, Tây Ban

Nha (nghiên cứu điển hình cho NO2 và O3)" đã sử dụng tiếp cận 4 bước gồm: (1) sơ

bộ đánh giá, (2) lấy mẫu khuếch tán thụ động, (3) nội suy không gian, (4) lựa chon

địa điểm tốt nhất cho các trạm quan trắc[18].

Tại hội thảo thông tin môi trường ở Đại học Berlin (Đức), các tác giả Vũ

Văn Mạnh và Bùi Phương Thúy đã trình bày tham luận về việc ứng dụng thống kê

địa lý và phân nhóm trong thiết kế và tối ưu hóa mạng lưới quan trắc môi trường

tỉnh Hải Dương, Việt Nam[22].

Các tác giả Abdullah Mofarrah, Tahir Husain (năm 2010), đã áp dụng

phương pháp tiếp cận tổng thể cho thiết kế tối ưu việc mở rộng mạng lưới quan trắc

chất lượng không khí cho một khu vực đô thị[17].

b) Các nghiên cứu ở Việt Nam

Ở Việt Nam, các mạng QTMT không khí được thiết lập chủ yếu dựa trên

kinh nghiệm, và theo quy tắc qua thử nghiệm và rút tỉa khuyết điểm để chỉnh sửa,

bổ sung lại cho hợp lý; ngoài ra còn dựa vào các chỉ tiêu như mật độ dân số, địa

hình, các điều kiện phát triển kinh tế xã hội riêng của toàn khu vực. Và một điều

không kém phần ảnh hưởng là việc xây dựng các hệ thống mạng lưới quan trắc phụ

thuộc quá nhiều vào điều kiện kinh tế, vào mức chi ngân sách; điều này ảnh hưởng

không nhỏ tới hiệu quả quan trắc của mạng lưới.

Tuy nhiên, cũng phải kể đến một số nghiên cứu thiết lập mạng lưới quan trắc

được xây dựng rất công phu và khoa học như đề tài thiết lập mạng lưới QTMT tỉnh

Kon Tum của Khoa Môi trường - trường DH KHTN - ĐH Quốc gia Hà Nội năm

2002. Trong đó, đề tài đã xác định khoảng cách tối ưu giữa các điểm quan trắc dựa

trên tính khả biến nồng độ tương đối tổng cộng của các yếu tố môi trường tại khu

10

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

vực nghiên cứu. Tính khả biến này được đánh giá bằng hàm cấu trúc không

gian[15].

Các nghiên cứu trong luận án Phó tiến sỹ của Nguyễn Hồng Khánh, trường

Đại học xây dựng Hà Nội[10] và luận văn thạc sỹ ngành Công nghệ môi trường của

Nguyễn Anh Hiếu, trường Đại học bách khoa Hà Nội đều sử dụng phương pháp

đánh giá hiện trạng và dự báo tình trạng ô nhiễm để thiết lập mạng lưới QTMT

không khí cho các khu vực khác nhau.

Năm 2011, các tác giả Trần Thanh Bình, Vũ Văn Mạnh đã sử dụng phương

pháp cực tiểu biến phân để tối ưu hóa mạng lưới quan trắc môi trường không khí

tỉnh Quảng Ninh.

1.2.3. Hiện trạng mạng lưới quan trắc môi trường ở Việt Nam

Tại Việt Nam, trách nhiệm thực hiện quan trắc môi trường của các đơn vị

thực hiện quan trắc được chia ra như sau:

- Quan trắc hiện trạng môi trường quốc gia: Bộ TNMT

- Quan trắc các tác động đối với môi trường từ hoạt động ngành, lĩnh vực:

các bộ, ngành liên quan

- Quan trắc hiện trạng môi trường tỉnh, thành phố trực thuộc trung ương:

UBND cấp tỉnh

- Quan trắc các tác động xấu từ hoạt động của cơ sở sản xuất, kinh doanh,

dịch vụ, khu sản xuất, kinh doanh, dịch vụ tập trung: người quản lý, vận hành.

- Mạng lưới quan trắc môi trường Quốc gia

Từ năm 1993, sau khi luật BVMT được ban hành, Bộ KHCN&MT đã tiến

hành xây dựng mạng lưới QTMT quốc gia. Các trạm QTMT quốc gia được xây

dựng trên cơ sở phối hợp giữa Bộ KHCN&MT với các cơ quan nghiên cứu, phòng

thí nghiệm đang hoạt động của các Bộ, ngành và địa phương (gồm Bộ GD&ĐT, Bộ

Quốc phòng, Viện KH&CN Việt Nam, Bộ KH&CN, Bộ Y tế, Bộ NN&PTNT, Tổng

LĐLĐ Việt Nam và tỉnh Lào Cai) [1].

11

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Quá trình xây dựng mạng lưới quan trắc môi trường ở Việt Nam được tăng

cường dần theo thời gian. Về số lượng các trạm quan trắc, năm 1995, Cục Môi

trường (trước đây) đã có thể thực hiện được kế hoạch quan trắc môi trường Quốc

gia đầu tiên với 7 trạm tham gia. Đến năm 1996, đã có 13 trạm được xây dựng, năm

2007 là 17 trạm, năm 1998 là 18 trạm và đến 2002 đã có 21 trạm quan trắc được

thiết lập trong mạng lưới quan trắc môi trường Quốc gia.

Ngày 29/01/2007, chính phủ ban hành quyết định số 16/2007/QĐ-TTg phê

duyệt "Quy hoạch tổng thể mạng lưới quan trắc TNMT quốc gia đến năm 2020".

Theo đó, mạng lưới QTMT Quốc gia được chia thành 2 mạng lưới: (1) mạng lưới

QTMT nền và (2) mạng lưới QTMT tác động.

- Mạng lưới quan trắc môi trường nền: hiện nay, Trung tâm Khí tượng Thủy

văn Quốc gia và Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam được Bộ TNMT giao

nhiệm vụ QTMT nền trực tiếp.

- Mạng lưới QTMT tác động được xây dựng dựa trên nguyên tắc kế thừa các

trạm, điểm QTMT đã có thuộc mạng lưới QTMT quốc gia trước đây do Tổng cục

môi trường quản lý, và một số trạm, điểm QTMT do Trung tâm Khí tượng Thủy

văn Quốc gia và Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam quản lý thực hiện. Cũng

theo QĐ16, Trung tâm QTMT, Tổng cục Môi trường được xác định là trung tâm

đầu mạng, thực hiện vai trò chỉ huy, điều hành của toàn mạng lưới (hình 1)[14]

Tổng cục môi trường

Hình1. Cơ cấu tổ chức mạng lưới quan trắc môi trường quốc gia

12

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Trung tâm đầu mạng - Tổng cục môi trường có chức năng lập kế hoạch xây

dựng, phát triển mạng lưới QTMT Quốc gia, lập kế hoạch QTMT hàng năm, quản

lý kinh phí QTMT toàn quốc, quản lý hoạt động mạng lưới trạm toàn quốc, thu

nhận, quản lý và lưu trữ dữ liệu QTMT toàn quốc.

Các trạm quan trắc và phân tích môi trường vùng thực hiện quan trắc ở vùng

lãnh thổ đất liền hay biển, hỗ trợ kỹ thuật các trạm địa phương trong vùng, hỗ trợ

hoạt động các Sở trong vùng, tổng hợp kết quả quan trắc định kỳ báo về Tổng cục

môi trường.

Các trạm quan trắc và phân tích môi trường địa phương tiến hành quan

trắc trong phạm vi lãnh thổ địa phương, định kỳ báo cáo kết quả cho các trạm

vùng để tập hợp báo cáo về Tổng cục môi trường, lập báo cáo hiện trạng môi

trường địa phương. Các trạm quan trắc và phân tích môi trường chuyên đề thực

hiện quan trắc một số thành phần môi trường đặc biệt, ví dụ: quan trắc nền, quan

trắc mưa axit, quan trắc ô nhiễm công nghiệp, ô nhiễm nông nghiệp, phóng

xạ…Các phòng thử nghiệm môi trường thực hiện kiểm chuẩn thiết bị và phương

pháp quan trắc.

Bảng 1. Danh sách các trạm QTMT không khí tự động, cố định trên toàn quốc[7]

Tỉnh/TP đặt trạm

Số trạm do Bộ TNMT quản lý Tổng cục MT Số trạm do các Sở TNMT quản lý

Hà Nội Hải Phòng Ninh Bình Nghệ An Đà Nẵng TP. Hồ Chí Minh Gia Lai Cần Thơ Sơn La Tổng cộng 3 1 1 5 Trung tâm Khí tượng Thủy văn Quốc gia 2 1 1 1 1 1 1 1 1 10 2 9 11

13

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

- Mạng lưới QTMT ở các Bộ, ngành

Thực hiện Luật BVMT 2005, Quyết định 16 và các Nghị định, Thông tư

hướng dẫn liên quan, phần lớn các địa phương đã thành lập đơn vị trực thuộc Sở

TNMT thực hiện chức năng QTMT, theo dõi và giám sát chất lượng môi trường

không khí và nước trên địa bàn của địa phương mình. Đến cuối năm 2010, trên toàn

quốc đã có 40 địa phương thành lập Trung tâm Quan trắc môi trường[14].

Tuy nhiên, mức độ đầu tư và hiệu quả hoạt động của các đơn vị này tại các

địa phương có sự khác biệt lớn. Một số địa phương như Hà Nội, Hải Phòng, Quảng

Ninh, Bắc Giang, Thái Nguyên, TP. Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Bà Rịa - Vũng Tàu,

Bình Dương, Đà Nẵng… do có nguồn ngân sách dồi dào và hỗ trợ kinh phí của các

dự án, tổ chức trong và ngoài nước nên nguồn lực tài chính, trang thiết bị, và nguồn

nhân lực đã được quan tâm đầu tư, phát triển khá mạnh. Trong khi đó, tại nhiều địa

phương khác, việc đầu tư các nguồn lực cho hoạt động QTMT chưa được quan tâm,

chú ý đúng mức. Một số địa phương có những vấn đề nóng về môi trường như Lâm

Đồng, Đăk Nông, An Giang, Lào Cai, Phú Thọ, Ninh Thuận cũng đã và đang xây

dựng các dự án đầu tư tăng cường năng lực QTMT.

Ngoài mạng lưới QTMT của ngành TNMT Quốc gia và địa phương, một số

Bộ, ngành khác (như Bộ KH&CN, bộ NN&PTNT, Bộ Quốc phòng…) cũng tiến

hành quan trắc một số thành phần MT để đánh giá tác động MT do hoạt động của

ngành, lĩnh vực mình quản lý theo quy định tại điều 94 của luật BVMT năm 2005;

phục vụ yêu cầu quản lý MT của Bộ, ngành mình[14].

1.3. Tổng quan về bụi PM10

1.3.1. Định nghĩa và đặc trưng của bụi PM10

a) Định nghĩa PM10

Bụi là một tập hợp nhiều hạt rắn, có kích thước khác nhau tồn tại lâu trong

không khí. Tính chất của bụi được quyết định bởi thành phần hóa học và kích thước

hạt bụi.

14

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Bụi có đường kính động học lớn hơn 10m, thường rơi nhanh xuống đất theo

định luật Niutơn với tốc độ tăng dần. Bụi có đường kính động học từ 0,001-10m

hay gọi tắt là bụi PM10 chuyển động theo kiểu Brao hoặc rơi xuống đất với vận tốc

không đổi theo định luật Stock [13]. PM10 được phân loại thành 2 loại theo đường

kính khí động học:

- Bụi thô PM2,5-10: là bụi có đường kính khí động học từ 2,5-10m

- Bụi mịn PM2,5: là bụi có đường kính khí động học nhỏ hơn 2,5m.

b) Đặc trưng của PM10

- Tính chất phân tán: phân tán là tỷ lệ phân bố của hạt bụi theo cấp hạt trong

không khí. Tính chất phân tán phụ thuộc và trọng lượng hạt bụi và sức cản của

không khí. Bảng 2 giới thiệu mức độ phân tán của một số loại bụi trong sản xuất

[13].

Bảng 2. tỷ lệ % của bụi PM10 theo kích thước [13]

Hoạt động Tiện Phay Mài Loại bụi Gỗ Kim loại Đá < 2 m 48 37 62 2-5 m 20,0 31,5 2,5 5-10 m 20,0 9,5 10,0

Bảng 3. tỷ lệ % cao lanh lắng đọng trong đường hô hấp [13]

% lắng đọng trong phế bào 34,5 50,5 34,8 25,9 9,8 47,8 63,5 68,5 71,7 92,3 Kích thước (m) % lắng đọng chung % lắng đọng ở đường hô hấp 9,2 16,5 26,5 46,5 82,7 Tùy theo mức độ phân tán của bụi, sự lắng đọng của bụi khác nhau ở các bộ 0,5 0,9 1,3 1,6 5,0

phận của cơ quan hô hấp. Bảng 1.2 giới thiệu sự lắng đọng của bụi cao lanh trên

đường hô hấp theo Paul, Hatch, 1956 [13]. Số liệu trong bảng cho thấy % bụi lắng

15

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

đọng ở đường hô hấp tăng theo kích thước hạt bụi, còn bụi lắng đọng ở phế bào

thường là những hạt bụi có kích thước dưới 2.

- Tính chất lắng bụi do nhiệt

Nếu cho PM10 chuyển động từ một ống có nhiệt độ cao sang một ống có

nhiệt độ thấp hơn nhiều sẽ có hiện tượng phần lớn PM10 lắng đọng trên bề mặt ống

lạnh hơn. Hiện tượng này là do sự trầm lắng của các hạt bụi bởi sự giảm tốc độ

chuyển động của phân tử khí do ảnh hưởng của nhiệt độ

- Tính chất nhiễm điện của hạt bụi: nhờ kính hiển vi, các nghiên cứu đã xác

đinh được điện tích của hạt bụi. Bụi đặt trong điện thế 3000V sẽ bị hút với tốc độ

khác nhau tùy theo kích thước hạt bụi. Do đó, khi thiết kế một số hệ thống xử lý

bụi, phân tích bụi bằng tĩnh điện luôn phải lưu ý đến kích thước hạt bụi

Bảng 4. tốc độ hút bụi của điện thế 3.000V [13]

Đường kính (m) 100 10,0 1,00 1,10 Tốc độ (cm/s) 885 88,5 8,85 0,88

- Tính chất cháy nổ: bụi càng nhỏ thì diện tích tiếp xúc với ôxy càng lớn thì

hoạt tính hóa học càng mạnh và càng dễ bốc cháy, dễ gây nổ.

1.3.2. Nguồn gốc của ô nhiễm bụi PM10

- Nguồn gốc tự nhiên: đây là nguồn bụi do các hiện tượng thiên nhiên như

núi lửa, động đất, cháy rừng, bão bụi, bụi biển, các quá trình phát tán của phấn hoa,

bào tử, len, lông động vật.

Bảng 5. Nguồn gốc và thành phần bụi tự nhiên [9]

Nguồn gốc Núi lửa Thành phần chính CO2, CO, SO2 và các dẫn xuất của S,

16

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Hô hấp của sinh vật Nhiên liệu hóa thạch Thực vật, vi khuẩn Sương mù biển, vi khuẩn Thiên thạch Xâm thực do gió Cháy rừng Kim loại nặng-khoáng CO2 SO2 và các dẫn xuất của S Hydrocarbure, phấn hoa, bào tử SO2, các dẫn xuất của S, dẫn xuất của N Kim loại nặng - khoáng Kim loại nặng - khoáng Hợp chất hữu cơ tự nhiên

- Nguồn gốc nhân tạo của PM10 : nguồn phát sinh nhân tạo bụi PM10 rất đa

dạng, phức tạp và có thể chia ra nhiều loại khác nhau, tóm tắt theo bảng 1.5 sau:

Bảng 6. Nguồn gốc và thành phần của bụi PM10 nhân tạo [3]

Dạng bụi Bụi tro, bồ hóng

Nguồn gốc Sản xuất năng lượng Chế biến than Luyện kim Bụi than Bụi lò

Bụi công nghiệp

Bụi khoáng Thành phần chính SiO2, 2CaO.SiO2, CaO, CaSO4, CaCO3, C, Ca(AlO2)2 C, bụi than cốc Ôxit kim loại, kim loại, phụ gia, bụi quặng Sunfat, clorit, phôtphat, Ca, ôxit kim loại, nhựa Xi măng, cao lanh, bụi xỉ

Bụi thủy tinh

Công nghiệp hóa chất Công nghiệp xây dựng Công nghiệp thủy tinh Giao thông Bụi đường phố

Nông nghiệp Công nghiệp gỗ Công nghiệp dệt Phân bón, bụi tro Bụi gỗ Bụi sợi Thạch anh, silicat, ôxit kim loại, phi kim loại Dầu, xăng, bồ hóng, cặn cao su, hơi hữu cơ, hợp chất chì Phân bón, thuốc trừ sâu, bồ hóng Xenlulo Vải bông, vải sợi nhân tạo

1.3.3. Tác hại của ô nhiễm bụi PM10

Các hạt bụi PM10 theo không khí thở, do kích thước nhỏ nên chúng có thể

vào đến phế nang, đọng trên phổi và đường hô hấp gây ra một số bệnh ảnh hưởng

trực tiếp đến sức khỏe. Như bụi chì, thủy ngân, benzen gây nhiễm độc. Bụi bông,

gai, phân hóa học, một số tinh dầu gỗ… gây dị ứng, viêm mũi, hen, nổi ban… bụi

quặng, crôm… gây ung thư. Bụi thạch anh, quặng amiang gây xơ hóa phổi…[13]

17

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Một nghiên cứu ở Thái Lan cho thấy, nếu cứ giảm được 10g PM10 trong 1m3 không khí thì con số tử vong về bệnh tim mạch sẽ giảm từ 3-6% và các bệnh hô

hấp giảm 1-2%.

Ngoài ra, còn phải kể đến những ảnh hưởng đến đời sống của động, thực vật

và những tác động tiêu cực đến khí hậu của PM10.

- Tác hại đến sức khỏe con người và động vật: PM10 tác hại trực tiếp đến con

người cũng như động vật, trước hết qua đường hô hấp, chúng gây nên các bệnh cho

phổi, phế quản. Mặt khác chúng có thể gây nên các bệnh cho da và mắt, nguy hiểm

nhất là một số loại bụi có thể gây ung thư. Điển hình cho tác hại của bụi PM10 là bụi

amiang với khả năng ảnh hưởng mãnh mẽ lên hệ thống phế nang gây xơ hóa phổi.

Những tác hại khác nhau do sự ảnh hưởng lên cơ thể khác nhau của các thành phần

cấu tạo nên bụi.

- Đối với thực vật, bụi PM10 có kích thước bé, dễ dàng khuếch tán qua màng

tế bào thực vật, làm thay đổi những tương tác bình thường của tế bào thực vật với

nước, là nguyên nhân làm khô cứng hoặc làm rách các cấu trúc của tế bào, từ đó

phá hoại các mô dẫn đến quá trình hoại tử (có thể nhận thấy rõ ràng nhất ở lá của

thực vật)

1.4. Tổng quan về địa bàn nghiên cứu

1.3.1. Vị trí địa lý

Tỉnh Vĩnh Phúc nằm trong khu vực châu thổ sông Hồng, thuộc vùng trung

du và miền núi phía Bắc; là tỉnh thuộc vùng kinh tế trọng điểm Bắc Bộ, có tọa độ địa lý từ 21008' vĩ độ Bắc (xã Đạo Trù - huyện Tam Đảo) đến 21019' vĩ độ Bắc (xã Tráng Việt, huyện Mê Linh, thành phố Hà Nội); từ 105009' (xã Bạch Lưu, huyện Sông Lô) độ kinh Đông đến 105047' độ kinh Đông (xã Ngọc Thanh, thị xã Phúc

Yên). Về vị trí, phía Bắc giáp tỉnh Thái Nguyên và Tuyên Quang, phía Tây giáp

Phú Thọ, phía Đông giáp thủ đô Hà Nội.

18

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Hình 2: bản đồ hành chính tỉnh Vĩnh Phúc

Tỉnh có diện tích tự nhiên là 1.236,5km2 dân số năm 2010 là 1.008,3 nghìn người, mật độ dân số đạt 816người/km2. Tỉnh có 9 đơn vị hành chính bao gồm:

Thành phố Vĩnh Yên, thị xã Phúc Yên, các huyện: Bình Xuyên, Sông Lô, Tam Đảo,

Vĩnh Tường, Lập Thạch, Yên Lạc, Tam Dương [8].

19

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Vĩnh Phúc nằm ở khu vực chuyển tiếp giữa vùng núi phía Bắc và đồng bằng

Bắc Bộ, vì vậy, đây là khu vực có sự kết hợp của nhiều kiểu địa hình. Tỉnh nằm trên

tuyến quốc lộ số 2 và tuyến đường sắt Hà Nội - Lào Cai, là cầu nối giữa vùng trung

du miền núi phía Bắc với thủ đô Hà Nội; liền kề cảng hàng không quốc tế Nội Bài,

qua đường quốc lộ số 5 thông với cảng Hải Phòng và trục đường 18 thông với cảng

nước sâu Cái Lân. Vĩnh Phúc có vị trí quan trọng đối với vùng kinh tế trọng điểm

Bắc Bộ, đặc biệt là với thủ đô Hà Nội.

Quá trình phát triển kinh tế - xã hôik của đất nước trong các năm qua đã cho

Vĩnh Phúc những lợi thế mới: tỉnh đã trở thành một bộ phận cấu thành của vành đai

phát triển công nghiệp các tỉnh phía Bắc; chịu ảnh hưởng mạnh mẽ trước sự lan tỏa

của các khu công nghiệp lớn thuộc thủ đô Hà Nội như Bắc Thăng Long, Sóc Sơn...

Sự hình thành va phát triển các tuyến hành lang giao thông quốc tế và quốc gia liên

quan đến Vĩnh Phúc đã đưa tỉnh xích gần hơn tới các trung tâm kinh tế, công nghiệp

và những thành phố lớn của đất nước như: hành lang kinh tế Côn Minh - Hà Nội -

Hải Phòng, quốc lộ 2 Việt Trì - Hà Giang - Trung Quốc, hành lang đường 18 và

trong tương lai là vành đai IV thành phố Hà Nội.

1.4.2. Điều kiện tự nhiên

a) Đặc điểm địa hình - địa chất

- Địa hình:

Về tổng quan, địa hình Vĩnh Phúc kéo dài theo hướng Tây Bắc - Đông Nam,

là phương chung của địa hình miền núi phía Bắc và Đông Bắc Bắc Bộ Việt Nam.

Phía Bắc là dãy núi Tam Đảo với đỉnh Đạo Trù caao 1.592m, phía Tây Nam được

bao bọc bởi 2 con sông lớn là sông Hồng và sông Lô. Là vùng chuyển tiếp giữa khu

vực miền núi phía Bắc với đồng bằng Bắc Bộ, Vĩnh Phúc có địa hình tương đối đa

dạng, bao gồm cả 3 kiểu địa hình: vùng núi, trung du và đồng bằng.

Vùng núi: có diện tích tự nhiên 65.300ha (đất nông nghiệp: 17.400ha, đất

lâm nghiệp: 20.300ha). Vùng này chiếm phần lớn diện tích huyện Tam Đảo, huyện

20

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Sông Lô và huyện Lập Thạch. Đây là vùng có địa hình phức tạp, khó khăn cho việc

xây dựng cơ sở hạ tầng, đặc biệt là giao thông.

Vùng trung du: nằm kế tiếp vùng núi, là một dải chạy dài từ Tây Bắc xuống

Đông Nam theo phương địa hình. Vùng này có diện tích tự nhiên khoảng 24.900ha

(đất nông nghiệp 14.000ha), chiếm phần lớn diện tích huyện Tam Dương và Bình

Xuyên, thành phố Vĩnh Yên, một phần các huyện Sông Lô, Lập Thạch và thị xã

Phúc Yên. Quỹ đất của vùng có thể xây dựng công nghiệp và đô thị, phát triển cây

ăn quả và cây công nghiệp, kết hợp chăn nuôi gia súc. Trong vùng còn có nhiều hồ

lớn như Liễu Sơn, Đầm Vạc, Xạ Hương, Đại Lải... là nguồn cung cấp nước cho hoạt

động sản xuất, cải tạo môi sinh và phát triển du lịch.

Vùng đồng bằng: có diện tích 32.800ha, gồm các huyện Vĩnh Tường, Yên

Lạc, một phần thị xã Phúc Yên và huyện Tam Dương. Vùng này có đất đai bằng

phẳng, thuận tiện phát triển cơ sở hạ tầng, các điểm dân cư đô thị và thích hợp cho

sản xuất nông nghiệp.

- Địa chất

Về địa chất, trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc có phân bố 6 nhóm đá khác nhau

[10]:

Các đá biến chất cao: phân bố ở khu vực Bắc Hương Canh, trung tâm các

huyện Lập Thạch, Tam Dương tạo thành dải kéo dài theo hướng Tây Bắc - Đông

Nam.

Các đá trầm tích lục nguyên màu đỏ: phân bố ở phía Đông Nam huyện Tảm

Đảo, vùng Đa Phúc

Các đá trầm tích lục nguyên có chứa than: phân bố thành dải hẹp ở khu vực

Đạo Trù (huyện Tam Đảo). Các trầm tích Neogen lộ ra ở khu vực Tây Nam huyện

Lập Thạch, dọc rìa Tây Nam huyện Tam Đảo, nằm kẹp giữa các hệ thống đứt gãy

sông Chảy và sông Lô.

21

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Trầm tích bở rời: các trầm tích Đệ Tứ phân bố rộng rãi ở phần phía Nam

tỉnh, chạy dọc các thung lũng sông Hồng, sông Lô.

Các đá phun trào: phân bố ở phần Đông Bắc tỉnh, chiếm toàn bộ dãy núi

Tam Đảo, chủ yếu là đá Ryolit, một số là đaxit.

Các đá macma xâm nhập: thuộc phức hệ sông Chảy, phân bố ở phía Tây Bắc

huyện Lập Thạch. Đặc điểm của các đá này là giàu nhôm, giàu kiềm.

b) Đặc điểm khí hậu - thủy văn

- Về khí hậu, tỉnh nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm. Nhiệt độ trung bình năm từ 23,2-250C, lượng mưa trung bình hàng năm từ 1.500-

1.700mm; độ ẩm trung bình là 84-85%; số giờ nắng trong năm từ 1.400-1.800 giờ.

Hướng gió thịnh hành là hướng Đông Nam thổi từ tháng 4 đến tháng 9, gió Đông

Bắc thổi từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau, kèm theo sương muối [16]. Riêng vùng

núi Tam Đảo có kiểu khí hậu quanh năm mát mẻ (nhiệt độ trung bình chỉ khoảng 180C) cùng với cảnh rừng núi của vườn quốc gia đã tạo ra vị thế phù hợp cho các

hoạt dộng du lịch, vui chơi giải trí.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Bảng 7 lượng mưa trung bình các tháng tỉnh Vĩnh Phúc

11

89 35,4 56,2 101,1

76,8 153,8 198,4

236

220

61,5

9

9,5

10,7 79,5 78,9 112,6 107,8 227,4 167,2 185,5 310,3 117,9 26,6

38

Tháng Trạm Vĩnh Yên Trạm Tam Đảo

Đơn vị: mm 12

- Về thủy văn, tỉnh Vĩnh Phúc có nhiều sông chảy qua, sông chế độ thủy văn

phụ thuộc vào 2 sông chính là sông Hồng và sông Lô.

Sông Hồng chảy qua Vĩnh Phúc với chiều dài 50km, đã đem phù sa màu mỡ

cho đất đai, song thời gian nước đầu nguồn tràn về cùng với lượng mưa tập trung dễ

gây lũ lụt ở nhiều vùng (Vĩnh Tường, Yên Lạc).

22

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Sông Lô chảy qua Vĩnh Phúc dài 35km, có địa thế khúc khuỷu, lòng sông

hẹp, nhiều thác ghềnh nên lũ sông Lô lên xuống nhanh chóng.

c) Tài nguyên thiên nhiên

Tài nguyên đất

Trên địa bàn tỉnh có 2 nhóm đất chính là: đất phù sa và đất đồi núi.

- Đất phù sa: bao gồm các loại:

+ Đất bãi bồi, cồn cát, bãi cát: có khoảng 127ha phân bố ở ven sông, bãi nổi.

+ Đất phù sa sông Hồng được bồi hàng năm có diện tích vào khoảng

6.167ha, phân bố chủ yếu ở các xã ngoài đê của các huyện Vĩnh Tường, Yên Lạc,

Lập Thạch và Sông Lô.

+ Đất phù sa không được bồi đắp hàng năm đất trung tính, ít chua, không

glây hoặc glây yếu: diện tích khoảng 10.043ha, phân bố chủ yếu ở các xã trong đê

của huyện Vĩnh Tường, Yên Lạc và phía Nam Bình Xuyên.

+ Đất phù sa không được bồi trung tính ít chua, glây trung bình hoặc glây

mạnh chiếm khoảng 1,58% diện tích tự nhiên của tỉnh, phân bố dọc theo sông Cà

Lồ chủ yếu ở các huyện Yên Lạc, Tam Dương, Bình Xuyên.

+ Đất phù sa màu nâu nhạt, trung tính ít chua, được bồi hàng năm của sông

Lô: có diện tích khoảng 3.920ha, phân bố chủ yếu ở các huyện sông Lô, Lập Thạch.

+ Đất phù sa không được bồi có màu nâu nhạt trung tính, ít chua, không glây

hoặc glây yếu, chiếm khoảng 2,75% diện tích tự nhiên của tỉnh.

+ Đất phù sa không được bồi có màu nâu nhạt, trung tính, glây trung bình

hoặc glây mạnh, có diện tích khoảng 1.020ha, phân bố ở các huyện Tam Dương,

Lập Thạch, Sông Lô, Vĩnh Tường.

23

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

+ Đất dốc tụ ven đồi nú không bạc màu: có diện tích 11.230ha, phân bố tập

trung ở các huyện Lập Thạch, Sông Lô, Bình Xuyên, Tam Dương.

- Đất đồi núi: diện tích đất đồi núi của tỉnh chiếm khoảng 1/3 diện tích tự nhiên,

gồm các loại đất chính như:

+ Đất Feralitic biến đổi do trồng lúa nước không bạc màu: diện tích khoảng

4.850ha, tập trung ở phía Bắc các huyện Tam Dương, Bình Xuyên, Lập Thạch,

Sông Lô.

+ Đất Feralitic trên núi: diện tích khoảng 10.000ha, ở độ cao từ 150-500m,

phân bố ở các huyện Lập Thạch, Sông Lô, Tam Đảo, nhiều nơi trở thành đồi núi

trọc, cần phải cải tạo lại rừng.

+ Đất Feralitic mùn trên núi: diện tích nhỏ trên dãy núi Tam Đảo ở độ cao

trên 500m. Ngoài mục đích lâm nghiệp còn có thể ươm cây giống, trồng cây dược

liệu, cây xứ lạnh và rau mùa đông.

Tài nguyên nước

Nguồn nước mặt của trên địa bàn tỉnh khá phong phú nhờ hai hệ thống sông

- sông Hồng và sông Lô cùng hệ thống các sông nhỏ như: sông Phó Đáy, sông

Phan, sông Cà Lồ và hàng loạt hồ chứa (Đại Lải, Xạ Hương, Vân Trục, Đầm Vạc,

Đầm Dưng, Hồ Thanh Lanh...) dự trữ khối lượng nước khổng lồ, đủ để phục vụ cho

sản xuất và sinh hoạt của nhân dân.

Nguồn nước ngầm có trữ lượng không lớn, đạt khoảng 1 triệu m3/ngày-đêm.

Hiện này nguồn nước ngầm đang được khai thác ở thành phố Vĩnh Yên và thị xã Phúc Yên (với lưu lượng 28.000m3/ngày-đêm) nhưng chất lượng hạn chế. [16]

Tài nguyên rừng

Tính đến năm 2009, tỉnh Vĩnh Phúc có khoảng 32,7 nghìn ha đất lâm nghiệp,

trong đó rừng sản xuất là 10,8 nghìn ha, rừng phòng hộ là 6,6 nghìn ha và rừng đặc

24

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

dụng là 15,4 nghìn ha. Tài nguyên rừng đáng kể nhất là Vườn Quốc gia Tam Đảo

với trên 15 nghìn ha, là nơi bảo tồn nguồn gen động thực vật (có trên 620 loài cây

thảo mộc, 165 loài chim thú), trong đó có nhiều loại quý hiếm được ghi vào sách đỏ

như cầy mực, sóc bay, vượn... Rừng Vĩnh Phúc ngoài việc bảo tồn nguồn gen động

thực vật còn có vai trò điều hòa nguồn nước, khí hậu và có thể phục vụ cho các dịch

vụ thăm quan du lịch. Chính vì vậy, việc khôi phục vốn rừng đã mất, trồng thêm và

tái tạo rừng là một trong những nhiệm vụ cần được quan tâm trong quy hoạch phát

triển kinh tế - xã hội của tỉnh, đặc biệt là trong việc duy trì, bảo vệ môi trường sinh

thái. [16]

Tài nguyên khoáng sản

Theo đánh giá sơ bộ, tài nguyên khoáng sản của Vĩnh Phúc có thể chia thành

các nhóm sau:

Nhóm khoáng sản nhiên liệu: gồm than antraxit (trữ lượng khoảng một nghìn

tấn) ở Đạo Trù, Tam đảo; than nâu ở các xã Bạch Lưu, Đồng Thịnh (Sông Lô), trữ

lượng khoảng vài nghìn tấn; than bùn ở Văn Quán (Lập Thạch), Hoàng Đan, Hoàng

Lâu (Tam Dương) có trữ lượng (cấp P2) 693.600 tấn, đã được khai thác làm phân

bón và chất đốt.

Nhóm khoáng sản kim loại: gồm Barit, đồng, vàng, thiếc, sắt... Các loại

khoáng sản này được phát hiện chủ yếu ở đứt gãy Tam Đảo và rải rác ở các huyện

Lập Thạch, Tam Dương, Bình Xuyên.

Nhóm khoáng sản phi kim loại: chủ yếu là cao lanh, nguồn gốc phong hóa từ

các loại đá khác nhau tập trung ở Tam Dương, Vĩnh Yên, Lập Thạch. Cao lanh của

Vĩnh Phúc là nguyên liệu sản xuất gạch chịu lửa, đồ gốm sứ, làm chất độn cho sơn,

cho cao su, cho giấy ảnh, giấy in tiền...

Nhóm vật liệu xây dựng: gồm sét gạch ngói khoảng 10 mỏ với tổng trữ lượng 51,8 triệu m3, sét đồng bằng, sét vùng đồi, sét màu xám đen, xám nâu, cát sỏi

25

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

lòng sông và bậc thềm, cát cuộn sỏi xây dựng (có 4 mỏ, tổng trữ lượng 4,75 triệu m3, đá xây dựng và đá ốp lát (granit và riolit) có 3 mỏ tổng trữ lwọng 307 triệu m3 , đá ong có 3 mỏ, tổng trữ lượng 49 triệu m3 Fenspat có 1 điểm, chưa đánh giá được

trữ lượng.

Ngoài ra, trên địa bàn tỉnh còn có 6 mỏ Puzolan, tổng trữ lượng 4,2 triệu tấn.

1.4.3 Điều kiện kinh tế - xã hội

a) Dân số và nguồn nhân lực

Dân số tỉnh Vĩnh Phúc theo niên giám thống kê năm 2010 là 1.008.337

người. Trong đó, dân số nam là 497.986 người (chiếm 49,5%) và dân số nữ là

510.351 người (chiếm 50,5%).

TT Chỉ tiêu 1 2 3

Đơn vị 103 người Dân số trung bình Tỷ lệ tăng tự nhiên Phần nghìn Dân số lao động trong độ tuổi 103 người

2005 974,9 12,05 650

2008 995,2 14,92 688

2009 1.003,0 14,13 703

2010 1.008,3 13,55 718 Nguồn: [5]

Bảng 8. phát triển dân số tỉnh Vĩnh Phúc giai đoạn 2005 - 2010

Có thể nhận thấy, quy mô dân số của tỉnh ở mức trung bình, dân số của tỉnh

tương đối trẻ, lực lượng lao động trong độ tuổi chiếm tỷ lệ khá cao, chiếm tới 70%

dân số.

Về chất lượng nguồn lao động, tỷ lệ lao động qua đào tạo của tỉnh đạt 36,4%

lực lượng lao động năm 2007, trong đó tỷ lệ lao động đã qua đào tạo trong các

ngành nông, lâm, ngư nghiệp đạt 14,76%. Năm 2008, tỷ lệ lao động qua đào tạo

tăng lên đáng kể đat 42,9%. Năm 2010, tỷ lệ này đạt 51,2%.[16].

b) Kinh tế

Sau 15 năm xây dựng và phát triển, kinh tế của tỉnh luôn có tốc độ tăng

trưởng ở mức cao, bình quân giai đoạn 1997-2011 đạt 17,2%/năm, trong đó công

26

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

nghiệp - xây dựng tăng 29,3%/năm, dịch vụ tăng 16,4%/năm và nông nghiệp, lâm

nghiệp và thủy sản tăng 5,4%/năm.

GDP bình quân đầu người (theo giá thực tế) liên tuc tăng, năm 1997 mới chỉ

đạt 2,13 triệu đồng/người (tương đương 180USD/người), đến năm 2007 đã cao hơn

so với mức bình quân vùng đồng bằng sông Hồng và cả nước; đến năm 2011 đạt

42,9 triệu đồng/người (tương đương 2.045USD/người).[6]

c) Y tế, giáo dục

- Về y tế, nhìn chung mạng lưới y tế trên địa bàn tỉnh đã đáp ứng cơ bản nhu

cầu phòng bệnh và khám chữa bệnh của nhân dân tỉnh Vĩnh Phúc. Nhiều năm qua

không để xảy ra các dịch bệnh lớn trên địa bàn. Chất lượng khám chữa bệnh ngày

càng được nâng cao. Đảm bảo cung cấp đủ và kịp thời thuốc phòng bệnh và chữa

bệnh có chất lượng.

- Về giáo dục, mạng lưới các cơ sở giáo dục và đào tạo của tỉnh Vĩnh Phúc

đã và đang phát triển ngày càng rộng và phân bố đều khắp các xã, thị trấn. Từ năm

2002, tỉnh đã đạt tiêu chuẩn phổ cập giáo dục tiểu học và trung học cơ sở, tỷ lệ lao

động qua đào tạo ngày càng tăng nhanh: năm 2008 là 28%, năm 2010 là 51,2%.

d) Cơ sở hạ tầng

So với tình hình chung của cả nước, hệ thống cơ sở hạ tầng của Vĩnh Phúc

khá phát triển. Cơ sở hạ tầng giao thông được đầu tư nâng cấp, phân bổ rộng khắp

và đa dạng. Đến nay, 100% các tuyến Quốc lộ được cứng hóa. Hệ thống điện được

quan tâm đầu tư, đến nay 100% các xã trên địa bàn tỉnh được đầu tư xây dựng trạm

biến áp và hệ thống đường dây cấp điện. Hệ thống cấp nước cho các khu đô thị và

khu công nghiệp, chương trình nước sạch và vệ sinh môi trường nông thôn được

triển khai tích cực, tuy nhiên, hệ thống thoát nước trên địa bàn tỉnh hầu hếu mới chỉ

đầu tư chắp vá, chưa có tính hệ thống và trạm xử lý chất thải tập trung. Hoạt động

27

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

bưu chính - viễn thông tiếp tục phát triển nhanh, hệ thống cáp quang đã phủ tới

100% các xã.

e) Công tác vệ sinh môi trường

Hoạt động thu gom chất thải rắn sinh hoạt hiện nay chưa đáp ứng được tình

hình thực tế. Toàn tỉnh hiện có 2 bãi chôn lấp rác. Tuy nhiên, các bãi này chưa được

thiết kế và xây dựng đạt tiêu chuẩn quy định nên không đảm bảo vệ sinh môi

trường. Đối với chất thải rắn sinh hoạt ở nông thôn thì hầu như chưa được tổ chức

thu gom mà chủ yếu vẫn đổ tự do gây mất mĩ quan và ô nhiễm môi trường.

Các làng nghề trên địa bàn tỉnh đang phát triển nhanh chóng, tuy nhiên công

tác vệ sinh môi trường chưa được quan tâm. Toàn tỉnh hiện có 22 làng nghề nhưng

hầu hết đều là các cơ sở sản xuất quy mô nhỏ, nằm trong khu dân cư, công nghệ sản

xuất thô sơ và mang tính thủ công nên chưa có khả năng đầu tư cho việc xử lý chất

thải. Điều này đã và đang gây ra tình trạng ô nhiễm môi trường nghiêm trọng trên

địa bàn tỉnh.

28

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Chương 2 - ĐỐI TƯỢNG, MỤC TIÊU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Đối tượng nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Bụi PM10 trong môi trường không khí tỉnh Vĩnh

Phúc.

- Phạm vi nghiên cứu: Toàn bộ diện tích tỉnh Vĩnh Phúc

2.2. Mục tiêu nghiên cứu

- Mục tiêu tổng quát: thiết lập mạng lưới các trạm quan trắc bụi PM10 cho

tỉnh Vĩnh Phúc trên cơ sở đánh giá sự biến động theo không gian của số liệu quan

trắc.

- Mục tiêu cụ thể:

+ Đánh giá hiện trạng ô nhiễm bụi PM10 tỉnh Vĩnh Phúc.

+ Xây dựng bản đồ hiện trạng bụi PM10 thổ tỉnh Vĩnh Phúc

+ Thiết lập mạng lưới điểm quan trắc sơ bộ

+ Tối ưu hóa số lượng và vị trí của các điểm quan trắc bụi PM10.

2.3. Phương pháp nghiên cứu

2.3.1. Phương pháp thu thập, kế thừa

Thu thập, tổng hợp, phân tích, đánh giá các tài liệu từ các nghiên cứu khác,

kế thừa có chọn lọc những tài liệu này. Kết quả của phương pháp này là đánh giá

được hiện trạng tài liệu (phương thức nghiên cứu, cách tiếp cận, phạm vi nghiên

cứu, kỹ thuật sử dụng, kết quả đạt được,...) theo các giai đoạn khác nhau để xây

dựng kế hoạch khảo sát, nghiên cứu bổ sung hợp lý.

2.3.2. Phương pháp điều tra, khảo sát, phân tích

Tiến hành khảo sát thực địa, điều tra chung về hiện trạng môi trường không

khí, hiện trạng ô nhiễm bụi PM10, đo đạc và lấy kết quả hàm lượng bụi PM10 trong

29

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

không khí. Quá trình đo đạc giá trị nồng độ bụi được thực hiện bằng máy đo bụi

cầm tay Kanomax. Tiến hành đo đạc nồng độ bụi tại 60 điểm cùng một thời điểm,

đảm bảo tính đồng bộ của số liệu đo đạc tại các điểm. Quá trình đo đạc và thu thập

dữ liệu được tiến hành trong năm 2011, với 2 đợt quan trắc: đợt 1 vào tháng 4/2011

và đợt 2 vào tháng 10/2011.

2.3.3. Phương pháp nội suy

Trong bài toán này, để xác định các điểm xây dựng trạm quan trắc, chúng tôi

tiếp cận bài toán theo phương pháp nội suy và giải bài toán bằng phương pháp tối

ưu bầy kiến. Theo đó, việc thiết lập mạng quan trắc sẽ tiến hành trên cơ sở việc lựa

chon loại bỏ m điểm quan trắc trong mạng lưới quan trắc sơ bộ ban đầu để kết quả

nội suy từ mạng quan trắc mới giống với kết quả nội suy từ mạng quan trắc ban đầu

nhất. Các bước tiến hành có thể tóm tắt như sau:

- Đầu tiên, tiến hành đo đạc tại 60 điểm quan trắc và xây dựng bản đồ ô

nhiễm bụi cho tỉnh Vĩnh Phúc trên cơ sở phương pháp nội suy.

- Sử dụng thuật toán tối ưu bầy kiến xác định việc loại bỏ m điểm quan trắc

nào sẽ cho ra sai số nội suy so với mạng lưới quan trắc ban đầu là thấp nhất.

- Tổng hợp kết quả những mạng lưới quan trắc tối ưu nhất với từng giá trị m

cụ thể.

- Lựa chọn mạng lưới tối ưu nhất về số lượng trạm quan trắc (60-m) cũng

như vị trí đặt 60-m trạm quan trắc này.

Nội suy Kriging

Kriging là một nhóm các kỹ thuật sử dụng trong địa thống kê để nội suy một

giá trị của trường ngẫu nhiên tại điểm không được đo đạc thực tế từ những điểm

được đo đạc gần đó.

Hiện nay, có rất nhiều các phương pháp nội suy đã được phát triển, với độ

chính xác và các trường hợp sử dụng khác nhau. Tuy nhiên, nghiên cứu này lựa

30

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

chọn phương pháp nội suy Kriging bởi các lý do như: (1) Kriging là phương pháp

có độ chính xác cao khi nội suy số liệu từ tập hợp các điểm phân bố rời rạc, phân

cụm hoặc phân tuyến; đa số các trường hợp này đều sử dụng Kriging là phương

pháp nội suy hiệu quả nhất. (2) Trong các đánh giá chất lượng môi trường hiện nay

ở Việt Nam và trên thế giới, Kriging là phương pháp nội suy được sử dụng phổ biến

nhất. Vì vậy, tiếp cận bài toán thiết lập mạng quan trắc bằng phương pháp nội suy

sẽ đảm bảo cho những đánh giá dựa vào dữ liệu từ các mạng lưới quan trắc (sau khi

được thiết lập) sẽ ít sai lệch với hiện trạng môi trường nhất.

Kriging thuộc nhóm thuật toán bình phương tối thiểu tuyến tính. Mục đích

của phương pháp kriging là ước tính giá trị của một hàm số thực chưa biết f tại một

điểm x* cho ra các giá trị của hàm tại các điểm khác x1,…xn. Cách tính theo kriging

được gọi là tuyến tính vì giá trị phỏng đoán (x*) là một tổ hợp tuyến tính được

biểu diễn như sau:

() (x*) = ∑ (∗)

Các trọng số  là các đáp án của hệ các phương trình tuyến tính, được tạo ra

bằng phương pháp cộng mà f là sample-path của một quá trình ngẫu nhiên F(x), và

sai số

(x) = F(x) - ∑ () ()

được giảm đến mức tối thiểu trong một số trường hợp. Ví dụ, tính theo Simple

Kriging có nghĩa là tính trung bình và hiệp phương sai của F(x) đã biết và sau đó

phương pháp suy đoán kriging là công cụ để tối thiểu hóa hiệp phương sai của sai

số dự đoán.

2.3.4. Phương pháp tối ưu bầy kiến

Tối ưu bầy kiến (Ant Colony Optimization) tuy không phải là một phương

pháp hoàn toàn mới, tuy nhiên, đây lại là phương pháp đang rất được quan tâm vì

31

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

những hiệu quả nổi trội của nó so với các phương pháp khác trong việc giải các bài

toán tối ưu hóa tổ hợp (Combinatorial optimization proplems).

a. Hành vi của đàn kiến trong tự nhiên:

Quá trình nhận thức đặc biệt của đàn kiến trong tự nhiên chỉ đơn giản là quá

trình nhận thức ngẫu nhiên và hoàn toàn mò mẫm. Trong thực tế, khi nghiên cứu về

loài kiến, con người đã nhận ra rằng điều quan trọng nhất tạo nên thành công và ưu

thế vượt trội của cuộc sống bầy đàn so với từng cá thể đơn lẻ là hành vi liên lạc giữa

các con kiến với những cá thể trong đàn dựa trên việc sử dụng pheromones - một

phương pháp tạo dựng và trao đổi thông tin hiệu quả.

Quá trình tiết ra vết mùi pheromones và hành vi của một số loài kiến đã được

điều tra có kiểm soát trong các thử nghiệm của một số nhà nghiên cứu. Vấn đề được

đem ra xem xét là quá trình lựa chọn đường đi trong quá trình tìm kiếm thức ăn của

đàn kiến. Kiến luôn phải chọn con đường ngắn nhất vì chất dịch pheromone mà

chúng tiết ra để đánh dấu sẽ bốc hơi theo thời gian. Một trong những thí nghiệm nổi

bật nhất là thí nghiệm về chiếc cầu đôi của và các đồng nghiệp. trong thí nghiệm

của mình, Deneubourg đã sử dụng một cây cầu nối tổ của đàn kiến với nguồn thức

ăn. Họ chạy các thử nghiệm với tỉ lệ r = ll/ls khác nhau (với ll là chiều dài của nhánh

cầu dài và ls là chiều dài của nhánh cầu ngắn hơn.

32

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

ls

Tổ kiến

Thức ăn

ll

Hình 3: sơ đồ thí nghiệm chiếc cầu đôi của Deneubourg

Kết quả là, với chỉ số r càng lớn thì quá trình chọn lọc nhánh cầu càng nhanh

và càng hiệu quả. Khi bắt đầu, trên 2 nhánh của cây cầu đều chưa có pheromones.

Do đó, các con kiến có thể chọn một trong các nhánh với cùng một xác suất. Tuy

nhiên, do sự lựa chọn là ngẫu nhiên nên trong cùng một khoảng thời gian, số lượng

các con kiến đi trên nhánh ls sẽ nhiều hơn số lượng kiến đi trên nhánh ll. Thêm nữa,

vì những con kiến sẽ tiết pheromones trong khi di chuyển cùng với sự bay hơi của

pheromones theo thời gian, dần dần mật độ pheromones trên nhánh ls sẽ càng cao

hơn so với trên nhánh ll. Điều này dẫn tới việc gia tăng số lượng các cá thể kiến lựa

chọn nhánh có lượng mùi pheromones lớn, và như vậy đến một thời gian nào đó tất

cả đàn kiến sẽ hội tụ về cùng một nhánh ls.

b. Phương pháp tối ưu bầy kiến

Nhận thấy những ưu điểm vượt trội trong hành vi bầy đàn của kiến, từ những

năm 90 của thế kỉ trước, các nghiên cứu đã cố gắng xây dựng những mô hình phỏng

sinh học nhằm ứng dụng hành vi của các đàn kiến trong tự nhiên để giải quyết

những bài toán khó tìm ra lời giải bằng các phương pháp thông thường. Một trong

những bài toán như thế là bài toán người đi du lịch - TSP.

33

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Trong bài toán TSP, mục đính là tìm đường đi ngắn nhất giữa các thành phố.

Mỗi một cá thể kiến tại thành phố i là một tác nhân cập nhật pheromones trên mỗi

đoạn đường nó đi qua và sau đó chọn lựa thành phố j tiếp theo với một xác suất phụ

thuộc vào khoảng cách dij (từ thành phố i tới thành phố j) và mật độ pheromones

trên đoạn đường đó (τij). τij trên mỗi đoạn i-j được cập nhập theo công thức:

Trong đó, 1-ρ biểu thị sự bay hơi của pheromones giữa lần cập nhập thứ t và

là sự thay đổi pheromones do kiến k di chuyển từ thành phố

t+1;

được cho bởi công thức:

Trong đó, ∆()

i-j; còn m là tổng số lượng kiến trong một đàn. ∆()

=

ê ê đ ̣ ℎ () â ∆() 0, ườ ℎợ ℎ́

Trong đó, Q là hệ số liên quan đến lượng các vệt mùi đã đi qua của kiến;

là tổng chiều dài tuyến đường mà kiến k đi qua.

là chiến lược kiến ưu thế; trong đó, e là hệ số pheromones ưu thế, e • ∆()

là chỉ số pheromone của những con kiến tốt nhất mỗi nó là một số nguyên; ∆()

= Q/ , trong đó là chiều dài đường đi của kiến ưu thế. Điều này lần lặp, ∆()

sẽ định hướng đàn kiến tới giải pháp tốt nhất với xác suất lớn nhất.

Tiếp theo, những con kiến quyết định thành phố j tiếp theo sẽ đến từ thành

phố i theo xác suất được tính bởi công thức:

34

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

()

với j

(t) = ∑

[()][] ∈

Trong đó, ηij = 1/dij, với dij là khoảng cách giữa hai thành phố; và β là hệ

số điều chỉnh mối tương quan giữa pheromone và ηij (nếu = 0 thì các thành phố

(t) không phụ thuộc vào khoảng cách giữa

gần nhất sẽ có khả năng được chọn cao nhất; nếu β = 0 thì chỉ có các thông tin về

pheromone được sử dụng và xác suất

là các thành phố láng giềng có thể

các thành phố, điều này làm cho các kết quả tìm kiếm được nghèo nàn và bài toán

dễ rơi vào trường hợp cực tiểu địa phương).

đi qua của kiến k khi nó ở thành phố i (là tập hợp các thành phố chưa được kiến k đi

qua).

Tóm lại, với việc phân tích nồng độ pheromones trên các đoạn đường nối

giữa các thành phố và quy luật xác suất trên, thì xác suất lựa chọn đoạn đường (i, j)

tăng lên khi mà mùi và chỉ số ηij tương ứng của đường đi đó tăng lên. Như vậy,

chỉ cần xác định được điểm khởi đầu, điểm kết thúc của kiến, số lượng và vị trí các

thành phố mà kiến sẽ đi qua, các thông số về pheromone là có thể tìm được đường

đi ngắn nhất qua các thành phố.

2.3.4. Thiết lập mạng lưới quan trắc trên cơ sở tối ưu hóa sai số nội suy

bằng phương pháp tối ưu bầy kiến

Trong nghiên cứu này, việc ước lượng nồng độ tại một điểm bất kì được xác

định bằng phương pháp nội suy Kriging

Với mục đích làm giảm số lượng điểm quan trắc mà sai số dữ liệu đo đạc so

với mạng lưới quan trắc ban đầu là nhỏ nhất nghiên cứu này đã tiếp cận trực tiếp

vào nguyên nhân làm xuất hiện sai số khi giảm số lượng các điểm quan trắc: chính

là việc nội suy số liệu vùng nghiên cứu dựa trên một số lượng nhỏ hơn các điểm

quan trắc so với 60 điểm ban đầu

35

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Khi loại bỏ một điểm quan trắc sơ bộ i bất kì trong mạng lưới quan trắc ban

đầu, số liệu tại điểm i sẽ được nội suy từ các điểm khác trong mạng lưới quan trắc

mới. Và quá trình này sẽ làm xuất hiện sai số khi so sánh kết quả nội suy tại điểm i

(trong mạng lưới quan trắc mới) với kết quả quan trắc tại điểm i trong mạng lưới

ban đầu. Mức chênh lệch được tính theo công thức:

d = , −

Trong đó:

 d là chênh lệch giữa nồng độ quan trắc trực tiếp với nồng độ nội suy từ các

điểm khác;

 , là nồng độ tại điểm i được nội suy từ các điểm còn lại;

 là nồng độ quan trắc được tại điểm i trong mạng lưới ban đầu.

Tuy nhiên, nếu chỉ sử dụng công thức này sẽ không thể đánh giá được mức

độ biến thiên của dữ liệu ở những điểm có nồng độ khác nhau. Chẳng hạn, sự thay đổi 0.05mg/m3 ở điểm có nồng độ 0,1mg/m3 sẽ có ý nghĩa hơn rất nhiều so với điểm có nồng độ 1mg/m3. Từ đó, đề tài đã tính sai số nội suy tại từng điểm bằng

cách sử dụng công thức:

, (,,)

ηi =

Trong đó, ηi là sai số dữ liệu khi loại bỏ một điểm quan trắc sơ bộ i bất kỳ -

hay cũng có thể gọi là sai số nội suy tương đối.

Nếu sai số nội suy ηi càng lớn thì có nghĩa là không thể nội suy nồng độ tại

điểm i từ các điểm xung quanh; ngược lại, nếu sai số nội suy ηi càng nhỏ thì chứng

tỏ nồng độ tại điểm i có thể nội suy từ các điểm xung quanh và đây là một trong

những điểm bị loại bỏ tiềm năng

36

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Khi tiến hành loại bỏ m điểm quan trắc sơ bộ, sự mất mát thông tin (hay sai

lệch so với kết quả ban đầu) có thể được định lượng dựa trên sai số nội suy trung

∑

)

(

, (,,

bình (AIE - average interpolation error)

AIE =

Trong đó:

 AIE là sai số dữ liệu của toàn bộ khu vực nghiên cứu khi nội suy nồng độ tại

60-m điểm dựa trên giá trị quan trắc tại các điểm còn lại so với dữ liệu quan

trắc tại toàn bộ 60 điểm.

 , là nồng độ tại điểm i được nội suy từ các điểm còn lại.

 là nồng độ quan trắc được tại điểm i.

Mục tiêu tổng thể của quá trình xây dựng mạng lưới các điểm quan trắc tối

ưu là giảm sự mất mát dữ liệu hay giảm tối đa sai số dữ liệu khi chỉ quan trắc tại

một số điểm nhất định so với dữ liệu tại 60 điểm ban đầu. Vì thế, vị trí các điểm

quan trắc bị loại bỏ được xác định tại giá trị AIE nhỏ nhất tức min AIE.

Việc xác định lựa chọn các điểm loại bỏ để AIE nhỏ nhất tương tự như việc

lựa chọn những điểm nào để quãng đường đi là ngắn nhất trong bài toán TSP. Vì

vậy, chúng tôi đã sử dụng thuật toán tối ưu bầy kiến để giải bài toán tìm các điểm

quan trắc tối ưu.

Để có thể sử dụng thuật toán tối ưu bầy kiến, cần phải xác định trước số

lượng điểm cho một lần đi của kiến. Vì vậy, khi giải bài toán bằng phương pháp tối

ưu bầy kiến cần tiến hành lần lượt với những giá trị m cụ thể.

37

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Chương 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

3.1. Thiết lập mạng lưới quan trắc sơ bộ

Mạng lưới quan trắc bụi sơ bộ được thiết lập với 60 điểm quan trắc; các điểm

này phân bố đồng đều trên toàn bộ diện tích tỉnh Vĩnh Phúc (hình 4). Việc phân bố

đều các điểm quan trắc sơ bộ đảm bảo tính chính xác và khả năng đánh giá toàn

diện mức độ ô nhiễm bụi PM10 trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc. Vị trí các điểm nghiên

cứu được cho trong phụ lục 1.

Hình 4: sơ đồ vị trí các điểm quan trắc bụi PM10 trong đề tài

38

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

3.2. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm bụi PM10 trong môi trường không khí tỉnh

Vĩnh Phúc

Việc đo đạc giá trị của bụi PM10 được tiến hành 2 đợt trong năm 2011, đợt 1

tiến hành vào tháng 4/2011, đợt 2 đo vào tháng 10/2011. Các số liệu sau khi đo đạc được tổng hợp thành số liệu nồng độ bụi trung bình tính theo mg/m3 (phụ lục 2).

3.2.1. Xây dựng biểu đồ về mức độ tập trung của hàm lượng bụi PM10

tại các điểm quan trắc.

Sau khi tổng hợp số liệu, đề tài đã xây dựng biểu đồ phân bố nồng độ bụi

PM10 tại các điểm quan trắc cũng như đối chiếu kết quả quan trắc với quy chuẩn

chất lượng môi trường không khí hiện hành - Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất

lượng không khí xung quanh (QCVN 05:2009/BTNMT). Mức giới hạn của nồng độ bụi PM10 là 150μg/m3 tương đương 0.150mg/m3 [2].

Hình 5: biểu đồ phân bố nồng độ bụi PM10 (mg/m3) tại các điểm quan trắc sơ bộ

39

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Biểu đồ trên đã đưa ra một hình ảnh tổng quan về sự biến động hàm lượng

bụi PM10 tại các điểm quan trắc. Ngoài ra, biểu đồ cũng hỗ trợ việc so sánh, đối

chiếu các kết quả quan trắc được tại từng địa điểm với quy chuẩn hiện hành; đây là

một trong những căn cứ quan trọng của việc đánh giá mức độ ô nhiễm bụi PM10 tại

từng điểm quan trắc nói riêng và trên toàn tỉnh Vĩnh Phúc nói chung.

3.2.2. Nhận xét mức độ ô nhiễm bụi PM10 nói chung và tại từng điểm

khảo sát (so sánh theo QCVN).

Nhìn chung, so với quy chuẩn Việt Nam 05:2009/BTNMT thì ở đa số các

điểm quan trắc, nồng độ bụi PM10 đều chưa vượt quá mức cho phép. Chỉ riêng tại 6

điểm có nồng độ bụi vượt quá mức cho phép là điểm K4 (Đại học sư phạm Hà Nội

2, Phường Xuân Hòa, Phúc Yên), điểm K32 (Xóm Đồi, xã Hoàng Lâu, huyện Tam

Dương), điểm K33 (Thôn Giềng, xã Đạo Tú, huyện Tam Dương), điểm K35 (Thôn

Cầu Tre, Hồ Sơn, Tam Đảo), điểm K40 (thôn Phù Viễn, xã Đồng Tĩnh, huyện Tam

Dương), và điểm K45 (thôn Sau Ga, xã Tử Du, huyện Lập Thạch).

Đáng chú ý nhất vẫn là 2 điểm quan trắc ở Xóm Đồi, xã Hoàng Lâu, huyện

Tam Dương và ởThôn Giềng, xã Đạo Tú, huyện Tam Dương đã ghi nhận được giá trị nồng độ bụi lần lượt là 0,33mg/m3 và 0,27mg/m3, cao hơn tiêu chuẩn cho phép

xấp xỉ 2 lần.

3.3. Xây dựng bản đồ phân bố hàm lượng bụi PM10 trên địa bàn tỉnh Vĩnh

Phúc.

Sau khi có số liệu quan trắc hàm lượng bụi PM10 cho từng vị trí quan trắc,

tác giả tiến hành đánh giá mức độ ô nhiễm bụi PM10 cho toàn bộ lãnh thổ tỉnh Vĩnh

Phúc. Việc đánh giá được tiến hành dựa trên việc xây dựng bản đồ phân bố nồng độ

bụi PM10 bằng phương pháp nội suy Kriging trên phần mềm Mapinfo. Kết quả thu

được như sau:

40

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Hình 6: bản đồ phân bố nồng độ bụi PM10 trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc

Bản đồ này là một cách thể hiện trực quan những đánh giá về nồng độ bụi tại

các điểm quan trắc ở trên. Tuy nhiên, quan trọng hơn, nó còn là sự đánh giá tổng

hợp mức độ ô nhiễm của cả một vùng rộng lớn trên cơ sở tổng hợp kết quả từ tất cả

các địa điểm quan trắc

Bản đồ trên đã đưa ra một hình ảnh toàn diện về mức độ ô nhiễm bụi PM10

trên lãnh thổ tỉnh Vĩnh Phúc. Có thể dễ dàng nhận thấy một số vùng có nguy cơ cao

41

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

về ô nhiễm bụi PM10 (màu đỏ) như trung tâm huyện Tam Dương, Phía Tây và Tây

Bắc Thành phố Vĩnh Yên, phía Bắc huyện Vĩnh Tường, khu vực phía Tây Nam thị

trấn Tam Đảo, khu vực thị xã Phúc Yên cũng như khu vực thị trấn Lập Thạch.

Đáng chú ý nhất là khu vực huyện Tam Dương. Mặc dù đây không phải là

khu vực có nhiều hoạt động công nghiệp và giao thông, tuy nhiên, tại thời điểm

quan trắc, hai khu vực này đang trong mùa thu hoạch lúa, hoạt động đốt rơm rạ diễn

ra nhiều nên số liệu quan trắc tại 2 điểm này chịu ảnh hưởng khá lớn từ nguồn ô

nhiễm tức thời.

Khu vực thành phố Vĩnh Yên là nơi có hoạt động công nghiệp và giao thông

khá mạnh, đây là hai nguồn phát thải bụi PM10 rất lớn. Vì vậy, nồng độ bụi tại khu

vực này tương đối cao, tuy nhiên, so sánh với quy chuẩn hiện hành thì vẫn thấp hơn

mức cho phép.

Khu vực có nồng độ bụi PM10 thấp nhất là khu vực phía Bắc và Đông Bắc

huyện Tam Đảo, Phía Bắc huyện Bình Xuyên và phía Tây Bắc huyện Phúc Yên.

Đây là khu vực ít có hoạt động sản xuất công, nông nghiệp; địa hình chủ yếu là đồi

núi và hệ sinh thái rừng khá phát triển. Vì thế, nồng độ bụi PM10 ở khu vực này rất

thấp. Một số điểm có nồng độ cao là khá đột biến và chủ yếu do sự lan truyền từ

những khu vực khác có hoạt động giao thông và công nghiệp.

Tóm lại, qua bảng liệt kê kết quả quan trắc tại các điểm, biểu đồ phân bố

hàm lượng bụi PM10 tại các điểm quan trắc cũng như bản đồ phân bố nồng độ bụi

PM10 trên toàn lãnh thổ tỉnh Vĩnh Phúc, có thể thấy môi trường không khí tỉnh Vĩnh

Phúc đang bị ảnh hưởng bởi bụi PM10. Mặc dù nhìn chung nồng độ vẫn chưa vượt

qua giới hạn của quy chuẩn hiện hành, tuy nhiên, với hàm lượng bụi như các kết

quả trên cũng có thể gây ra những tác động không tốt đến sức khỏe con người.

42

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

3.4. Xây dựng thuật toán giải quyết vấn đề thiết lập mạng lưới các điểm quan

trắc dựa trên phương pháp tối ưu bầy kiến

Trong nghiên cứu này, tác giả đã xây dựng một mô hình tối ưu để lựa chọn

các vị trí thích hợp nhất cho nhiệm vụ thiết lập mạng lưới quan trắc. Từ một mạng

lưới 60 điểm quan trắc sơ bộ, quá trình tối ưu hóa sẽ lựa chọn ra n vị trí thích hợp

nhất. Quá trình tối ưu hóa dựa trên thuật toán tối ưu bầy kiến (ACO) với mục đích

làm giảm số lượng điểm quan trắc mà sự mất mát (hay sai số) dữ liệu đo đạc với các

giá trị ban đầu là nhỏ nhất.

Để giải quyết vấn đề giảm số lượng các trạm quan trắc sơ bộ mà vẫn đảm

bảo được độ tin cậy cao nhất có thể của toàn bộ dữ liệu, đề tài đã xây dựng một

thuật toán để giải quyết vấn đề này dựa trên thuật toán tối ưu bầy kiến. Tuy nhiên,

không giống như bài toán tối ưu bầy kiến thông thường, trong thuật toán này,

khoảng cách giữa các điểm không phải là vấn đề; thay vào đó, thuật toán được xây

dựng ở đây là một thuật toán nâng cao của các quy trình trong thuật toán ACO ban

đầu. Đây là thuật toán tối ưu hóa bầy kiến với sự kết hợp của phương pháp nội suy

Kriging. Cụ thể, vấn đề tối ưu hóa các điểm quan trắc có thể được biểu diễn theo

quy trình sau:

Những con kiến đi qua một loạt các điểm đại diện cho các điểm quan trắc.

Khi tới điểm i bất kì (i=1,2..12) trong mạng lưới các điểm quan trắc, một con kiến

có thể có 2 sự lựa chọn bất kỳ đối với điểm quan trắc j tiếp theo - hoặc là loại bỏ

không đi qua điểm (j=0) hoặc là đi tới điểm j (j=1). Trong nghiên cứu này, lựa chọn

của các cá thể kiến được định hướng bằng mật độ pheromone và hành vi bầy đàn -

những thứ được điều chỉnh bằng sai số nội suy tương đối ηi tại mỗi điểm và sai số

nội suy trung bình AIE của mạng lưới giám sát.

Mục tiêu: loại bỏ m điểm thuộc tập hợp 60 điểm ban đầu sao cho AIE thấp

nhất. Quy trình lựa chọn các điểm quan trắc bị loại bỏ có thể tóm tắt như sau:

43

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

1) Xác định điểm khởi đầu của kiến: đây là một điểm bất kì trong khu vực

nghiên cứu và không trùng với bất kì điểm quan trắc sơ bộ nào. Việc xác định điểm

khởi đầu (tổ) là điều tối quan trọng trong mọi ứng dụng của thuật toán tối ưu bầy kiến.

Thiếu thủ tục này thì không thể sử dụng tối ưu bầy kiến. Đây đơn giản là một điểm

khởi đầu mà từ đó một con kiến ngẫu nhiên quyết định điểm đầu tiên để đến thăm.

Thứ tự mà một con kiến thăm các điểm được xác định ngẫu nhiên, tùy thuộc vào

tương quan mật độ pheromone trên đường đến điểm đó với các điểm xung quanh; và

sai số nội suy tương đối ηi tại mỗi điểm . Mỗi con kiến sẽ chỉ ghé thăm một số lượng

xác định các điểm trong hành trình của nó (m là xác định cho mỗi trường hợp).

Ở thuật toán tối ưu bầy kiến thông thường, vị trí tổ kiến là rất quan trọng, vì

với mỗi vị trí tổ khác nhau sẽ quyết định đến khoảng cách tới các điểm mà kiến đi

qua. Quá trình tối ưu hóa đường đi trong bài toán ACO thông thường liên quan chặt

chẽ đến khoảng cách giữa các điểm cũng như khoảng cách giữa tổ kiến đến các

điểm. Tuy nhiên, trong bài toán này không dựa trên tối ưu về khoảng cách giữa các

điểm mà dựa vào tối ưu về sai số nội suy tại các điểm đó. Một con kiến sẽ không

lựa chọn các điểm tiếp theo để tổng đường đi ngắn nhất, mà nó lựa chọn các điểm

tiếp theo để sai số nội suy trung bình AIE của toàn đường đi nhỏ nhất. Vì vậy, có

thể thấy, dù đặt tổ kiến ở vị trí nào cũng không ảnh hưởng đến kết quả tính toán.

Tổ

Hình 7. Sơ đồ đường đi của kiến

44

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

2. Ở điểm i hiện tại, một con kiến sẽ quyết định điểm j tiếp theo mà nó đi qua

trong tổng số L điểm chưa đi qua. Sai số nội suy tại mỗi điểm được tính toán cho

mỗi điểm j:

, (,,)

ηj =

Trong đó, , là nồng độ tại điểm i được nội suy từ các điểm còn lại. là

nồng độ quan trắc được tại điểm i. Một giá trị ηj thấp chứng tỏ rằng sai số nội suy

tại điểm j là thấp và có nghĩa là nồng độ tại điểm j có thể được nội suy từ các điểm

xung quanh và đây là điểm quan trắc tiềm năng.

Với các điểm quan trắc j nằm ở biên của mạng lưới, cần so sánh giá trị sai số

nội suy tại điểm đó với một giá trị Tedge cho trước. Điều này hỗ trợ cho việc hạn chế

sự phân bố địa phương trong kết quả vị trí phân bố các trạm quan trắc. Cụ thể, nếu

điểm quan trắc j nằm ở biên của mạng lưới và có giá trị ηj ≥ Tedge thì kiến sẽ không

tính toán có đi qua nó hay không (nghĩa là trạm này sẽ được giữ lại cho mạng lưới

mới). Nếu ηj < Tedge thì kiến sẽ tiếp tục tính toán khả năng đi qua điểm này ở các

bước tiếp theo.

Nếu điểm quan trắc j không nằm ở biên của mạng lưới quan trắc sơ bộ thì dù

ηj có lớn hơn Tedge đi chăng nữa thì kiến vẫn tính toán xác suất đi qua nó.

Điểm được chọn tiếp theo j là điểm được chọn ngẫu nhiên dựa trên sai số ở

trên ηj và mật độ pheromone dọc theo đường đi từ i -> j (τij). Xác suất mà điểm j

được chọn cho một con kiến đang ở điểm i được tính theo công thức:

Trong đó α và β là các thông số điều chỉnh mối tương quan giữa pheromone

và sai số nội suy ηij; l là một điểm thuộc L (tập hợp các điểm mà kiến chưa đi qua);

45

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

τij = mật độ pheromone đối với phân đoạn ij; τil = mật độ pheromone đối với phân

đoạn il.

Quy trình này được tiến hành đến khi kiến đi qua hết số lượng L điểm.

3. Nếu AIE nhỏ hơn tham số T cho trước thì pheromone sẽ được cập nhập

cho lần đi này của kiến. Điều này có nghĩa là: nếu đường đi lần này của kiến có sai

số nội suy trung bình (AIE) nhỏ, (nghĩa là nếu loại bỏ các điểm này thì kết quả nội

suy của mạng lưới mới không khác biệt quá nhiều so với kết quả nội suy từ mạng

lưới cũ) thì pheromone sẽ được cập nhập cho lần đi này của kiến. Giá trị tham số T

được lựa chọn thay đổi tùy thuộc vào số lượng điểm quan trắc muốn bị loại bỏ. Số

lượng các điểm quan trắc bị loại bỏ càng lớn thì T càng lớn. Vì T là tham số, nên

việc lựa chọn khoảng giá trị T tốt sẽ đảm bảo cho ra các kết quả tối ưu giống nhau

sau nhiều lần thử. Cụ thể, trong nghiên cứu này, giá trị T của việc loại bỏ n điểm

được lựa chọn bằng hai lần giá trị AIE của việc loại bỏ n-1 điểm quan trắc.

T(n) = 2.AIE(n-1)

Trong đó, T(n) là giá trị T của việc loại bỏ n điểm quan trắc; AIE(n-1) là giá trị

sai số nội suy trung bình của việc loại bỏ n-1 điểm tối ưu nhất.

Tuy nhiên, trong một số ít trường hợp, việc lựa chọn giá trị T như trên không

thể cho ra cùng một kết quả giống nhau sau 5 lần chạy thử chương trình. Trong

trường hợp này, sẽ phải giảm giá trị T đến lúc đảm bảo kết quả sau 5 lần chạy là

giống nhau.

Để cập nhập pheromone cho một lần đi thỏa mãn điều kiện của kiến, mật độ

pheromone sẽ được cập nhập dựa vào việc tính toán trên từng phân đoạn của lần đi

này. Mỗi phân đoạn đường đi τij của kiến được cập nhập lặp lại theo quy tắc:

46

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Trong đó, ρ = tốc độ bay hơi của pheromone; τij (t) = mật độ pheromone đối

với phân đoạn ij hiện tại; và Δτij = Q/AIE, trong đó Q là một tham số (Q = 100).

Nếu sự mất mát dữ liệu tổng AIE thấp thì mật độ pheromone trên đoạn τij của kiến

sẽ cao, dẫn đến khả năng thu hút nhiều những con kiến đi theo con đường này hơn.

e là hệ số pheromones ưu thế, là số lượng những con kiến ưu thế trong một lần lặp

(e=5)

4. Thực hiện quy trình trên trong một quá trình liên tục, với thời gian, số

lượng kiến và số vòng lặp của kiến xác định. Sau đó lựa chọn tuyến đường tối ưu

nhất mà kiến đã tạo ra trong hành trình của mình, xác định các điểm nằm trên tuyến

đường đó; và sau đó lựa chọn các điểm đó để loại bỏ khỏi mạng lưới quan trắc. Sơ

đồ tóm tắt toàn bộ thuật toán có thể được trình bày trong hình 7:

47

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Bắt đầu

Kiến tiếp theo

Lựa chọn trạm ngẫu nhiên

Trạm tiếp theo

N

Trạm có nằm ở vị trí biên?

N

Y η < Tedge ?

N

Y

Trạm được giữ lại

Xử lý bởi kiến

Tất cả các trạm đã được đến thăm?

Tính toán AIE và  = (T/AIE)2

Xem xét AIE có lớn hơn T

 ≥ 1  < 1

Cập nhập thông tin pheromone

N

Tất cả kiến đã đi xong?

Tính toán tổng lượng

pheromone trên các tuyến

48

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Tìm tuyến có lượng

pheromone cao nhất

Kết thúc chương trình

Hình 8. Tóm tắt sơ đồ thuật toán

Sau khi phân tích bằng địa thống kê về sự phân bố nồng độ bụi PM10, các

kết quả đã chỉ ra rằng, đối với nội suy nồng độ bụi PM10, khoảng cách ảnh hưởng

giữa các điểm nằm trong bán kính 10km. Vì vậy, kết quả nội suy tại một điểm bất kì

chỉ ảnh hưởng bởi giá trị tại những điểm nằm trong bán kính 10km tính từ điểm đó.

Từ đó có thể xác định giá trị của thông số bán kính nội suy là 10.000.

(t) và ηij. Sau khi tính toán, đã xác định được giá trị

Các hệ số điều chỉnh mối tương quan giữa pheromone và β được xác định

dựa vào mối tương quan giữa

thích hợp nhất của hai hệ số này là = 0,5 và β = -1.

Cụ thể, các thông số được sử dụng trong nghiên cứu này được trình bày ở bảng sau:

Bảng 9. các thông số sử dụng trong quá trình tính toán

Thông số

Bán kính nội suy Tedge Giá trị pheromone ban đầu Hệ số α Hệ số β Thông số kiến ưu thế Tốc độ bay hơi pheromone Tổng lượng pheromone Giá trị 10.000(m) 0,1 0,1 0,5 -1 5 0,5 500

49

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

3.5. Kết quả xác định mạng lưới quan trắc tối ưu nhất

Sau khi lập trình và chạy kết quả bằng phần mềm C++, tác giả thu được 57

các kết quả, với số lượng các trạm quan trắc bị loại bỏ biến đổi từ 57 - 3. Ngoài ra,

với mỗi số lượng m trạm bị loại bỏ, chương trình cũng tính ra kết quả sai số nội suy

trung bình AIE. Đây là cơ sở quan trọng để lựa chọn số lượng trạm quan trắc sẽ bị

loại bỏ khỏi mạng lưới quan trắc sơ bộ.

Bảng 10. kết quả các trạm quan trắc bị loại bỏ và giá trị AIE tương ứng

Những trạm bị loại bỏ

Số lượng trạm bị loại bỏ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Sai số nội suy trung bình AIE 0.005 0.03 0.105 0.132 0.163 0.199 0.252 0.25 0.22 0.227 0.24

12 0.351

13 0.433

14 0.585

15 0.632

16 0.694

17 0.729

18 0.708

19 0.74

20 0.794 K42 K42,K37 K42,K37,K20 K42,K37,K20,K29 K42,K37,K20,K29,K19 K42,K37,K20,K29,K19,K10, K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53

50

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

21 0.825

22 0.835

23 0.819

24 0.783

25 0.798

26 0.849

27 0.885

28 0.838

29 0.855

30 0.916

31 0.956

32 1.009

33 1.109

34 1.131

35 1.177

K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59, K57

51

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

36 1.093

37 1.134

38 1.035

39 1.133

40 1.079

41 1.09

42 1.165

43 1.287

44 0.989

45 1.102

46 1.283 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59, K57,K55 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59, K57,K55,K45 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59, K57,K55,K45,K46 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59, K57,K55,K45,K46,K40 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59, K57,K55,K45,K46,K40,K12 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59, K57,K55,K45,K46,K40,K12,K5 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59, K57,K55,K45,K46,K40,K12,K5,K41 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59, K57,K55,K45,K46,K40,K12,K5,K41,K35 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59, K57,K55,K45,K46,K40,K12,K5,K41,K35,K28 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59, K57,K55,K45,K46,K40,K12,K5,K41,K35,K28,K31 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59,

52

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

1.255 47

1.143 48

1.406 49

1.546 50

1.343 51

1.625 52

1.614 53

1.723 54

K57,K55,K45,K46,K40,K12,K5,K41,K35,K28,K31, K15 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59, K57,K55,K45,K46,K40,K12,K5,K41,K35,K28,K31, K15,K23 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59, K57,K55,K45,K46,K40,K12,K5,K41,K35,K28,K31, K15,K23,K22 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59, K57,K55,K45,K46,K40,K12,K5,K41,K35,K28,K31, K15,K23,K22,K4 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59, K57,K55,K45,K46,K40,K12,K5,K41,K35,K28,K31, K15,K23,K22,K4,K36 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59, K57,K55,K45,K46,K40,K12,K5,K41,K35,K28,K31, K15,K23,K22,K4,K36,K39 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59, K57,K55,K45,K46,K40,K12,K5,K41,K35,K28,K31, K15,K23,K22,K4,K36,K39,K49 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59, K57,K55,K45,K46,K40,K12,K5,K41,K35,K28,K31, K15,K23,K22,K4,K36,K39,K49,K38 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59, K57,K55,K45,K46,K40,K12,K5,K41,K35,K28,K31, K15,K23,K22,K4,K36,K39,K49,K38,K34 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, 1.689 55

53

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

56 1.690

57 1.731

K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59, K57,K55,K45,K46,K40,K12,K5,K41,K35,K28,K31, K15,K23,K22,K4,K36,K39,K49,K38,K34,K33 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59, K57,K55,K45,K46,K40,K12,K5,K41,K35,K28,K31, K15,K23,K22,K4,K36,K39,K49,K38,K34,K33,K32 K42,K37,K20,K29,K19,K10,K11,K18,K17,K9,K27, K50,K1,K60,K8,K2,K7,K16,K52,K53,K47,K48,K51 ,K56,K58,K13,K6,K14,K43,K30,K54,K26,K44,K59, K57,K55,K45,K46,K40,K12,K5,K41,K35,K28,K31, K15,K23,K22,K4,K36,K39,K49,K38,K34,K33,K32, K25

Sau khi xem xét các kết quả thu được ở trên, kết hợp với việc phân tích mối

quan hệ giữa số lượng điểm quan trắc và sai số nội suy, nghiên cứu đã chỉ ra sự

tương quan biến thiên giữa hai tiêu chí này. Cụ thể, khi càng giảm số lượng điểm

quan trắc thì mức sai số nội suy càng tăng, và mức độ tăng được xác định bằng

những giá trị cụ thể.

54

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Hình 9. Biểu đồ thể hiện mối quan hệ giữa sai số nội suy trung bình AIE với số

lượng các điểm quan trắc bị loại bỏ

Qua các kết quả tính toán cũng như biểu đồ trên có thể thấy, nhìn chung,

càng giảm nhiều trạm quan trắc thì mức độ sai số càng cao. Tuy nhiên, qua đồ thị

trên cũng có thể thấy, sai số nội suy trung bình được chia ra làm các khoảng khá rõ

với các khoảng biến đổi từ 1-11, 12-28, 29-44 và 45-57. Sai số nội suy không có sự

biến đổi lớn trong các khoảng này. Đặc biệt, với việc loại bỏ 44 trạm quan trắc, giá

trị sai số nội suy trung bình còn thấp hơn so với việc loại bỏ 43,42…hay 32 trạm

quan trắc. Cuối cùng, sau khi xem xét các khả năng, xem xét mức sai số có thể chấp

nhận cũng như mức độ đầu tư xây dựng trạm quan trắc trên thực tế, nghiên cứu đã

xác định xây dựng 16 trạm quan trắc (tương ứng với việc loại bỏ 44 trạm quan trắc),

vị trí các trạm bị loại bỏ được thể hiện ở bảng 10.

Sau khi xác định được số lượng và vị trí phân bố các điểm quan trắc, kết hợp với kết quả đường đi tối ưu của đàn kiến trong kết quả tính toán trên C++, tác giả đã

55

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

sử dụng phần mềm Mapinfo, biểu thị kết quả mạng lưới quan trắc mới trên bản đồ,

cũng như sơ đồ biểu diễn kết quả đường đi tối ưu nhất mà đàn kiến đã tạo ra trong

chương trình tính toán.

Hình 10: Sơ đồ biểu diễn kết quả đường đi tối ưu của đàn kiến với chỉ số AIE

thấp nhất

56

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Sau khi sử dụng thuật toán tối ưu bầy kiến để tìm ra những điểm bị loại bỏ,

những điểm còn lại sẽ tạo ra mạng lưới mới với các vị trí phân bố đảm bảo sai số

nội suy trung bình nhỏ nhất. Kết quả cho thấy mạng lưới 16 điểm có sai số nội suy

trung bình nhỏ nhất bao gồm: K1, K4, K21, K9, K17, K10, K25, K60, K38, K32,

K36, K24, K16, K14, K46 và K54. Vị trí các trạm quan trắc trong mạng lưới mới

được thể hiện trong hình 9.

Hình 11: Sơ đồ mạng lưới phân bố 16 điểm quan trắc tối ưu nhất trong mạng

lưới quan trắc mới

57

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Qua kết quả sơ đồ phân bố 16 điểm quan trắc mới có thể thấy, 16 điểm quan

trắc mới được phân bố khá đều trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc. Điều này đã cho thấy

việc giải bài toán đã đạt được một trong những mục tiêu quan trọng: tránh để bài

toán rơi vào trường hợp kết quả cực tiểu địa phương. Mạng lưới các điểm phân bố

mới cũng cho thấy tiềm năng quan trắc hiệu quả đối với các vùng bị ô nhiễm nặng,

các vùng có sự biến động nồng độ bụi PM10 trong không khí ở mức cao.

3.6. So sánh kết quả nội suy của mạng lưới mới với mạng lưới quan trắc sơ bộ

Sau khi xác đinh được các điểm tối ưu nhất để xây dựng mạng lưới điểm

quan trắc, tác giả đã tiến hành so sánh chất lượng quan trắc của mạng lưới này bằng

cách so sánh kết quả nội suy của nó với kết quả nội suy từ 60 điểm quan trắc sơ bộ

ban đầu. Kết quả thu được như sau:

Mạng lưới 60 điểm quan

Mạng lưới 16 điểm quan

trắc sơ bộ

trắc mới

Hình 12: so sánh kết quả nội suy từ mạng lưới 60 điểm quan trắc sơ bộ ban đầu

với mạng lưới quan trắc tối ưu mới

58

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Mạng lưới 16 điểm quan

Mạng lưới 60 điểm quan

trắc mới

trắc sơ bộ

Hình 13: Contour kết quả nội suy từ mạng lưới 60 điểm quan trắc sơ bộ ban đầu

với mạng lưới quan trắc tối ưu mới

Từ việc so sánh kết quả hai bản đồ nội suy, một được nội suy từ số liệu quan

trắc của 60 trạm quan trắc sơ bộ và một được nội suy từ bản đồ 16 điểm quan trắc

mới có thể thấy:

- Có sự khác biệt nhất định trong kết quả nội suy từ hai mạng lưới này. Thực

tế cho thấy, một số vùng bị ô nhiễm đã bị dịch chuyển vị trí trên bản đồ. Tuy nhiên,

mức độ dịch chuyển là không lớn, và sai lệch biến thiên nồng độ giữa hai điểm trên

bản đồ vẫn ở mức thấp.

- Với kết quả 16 điểm quan trắc mới, sai số nội suy trung bình AIE đạt giá trị

0,989. Đây là giá trị chấp nhận được và phù hợp nhất với việc giảm được một lượng

lớn số lượng điểm quan trắc (giảm 44 điểm).

59

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Để đánh giá độ chính xác của mạng lưới quan trắc 16 điểm mới so với mạng

lưới 60 điểm ban đầu, đề tài đã đánh giá trên cơ sở tính toán mức độ % sai số trung

∑ (

,, (,,,)

)

bình của số liệu tại tất cả 60 điểm. Công thức tính được thiết lập như sau:

∆ =

Trong đó, ∆ là % sai số trung bình của nồng độ bụi PM10 tại 60 điểm quan

trắc của cả hai mạng lưới; i là vị trí các điểm trong mạng lưới quan trắc 60 điểm ban

đầu; C16,i là nồng độ bụi PM10 trong mạng lưới quan trắc mới (bao gồm số liệu quan

trắc tại 16 điểm và số liệu nội suy tại 44 điểm còn lại); C60,i là nồng độ bụi PM10 tại

60 điểm quan trắc ban đầu.

Kết quả là, với mạng lưới quan trắc mới, % sai số trung bình so với mạng

lưới 60 điểm quan trắc ban đầu là 13,77%. Mức chênh lệch 13,77% là hoàn toàn có

thể chấp nhận được khi mà số lượng các trạm quan trắc bị giảm đi gần 4 lần (từ 60

điểm xuống 16 điểm.

60

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

KẾT LUẬN

(1) Chất lượng môi trường không khí tỉnh Vĩnh Phúc: qua việc phân tích các

bảng bảng liệt kê kết quả quan trắc tại các điểm, biểu đồ phân bố hàm lượng bụi

PM10 tại các điểm quan trắc cũng như bản đồ phân bố nồng độ bụi PM10 trên toàn

lãnh thổ tỉnh Vĩnh Phúc, có thể thấy môi trường không khí tỉnh Vĩnh Phúc đang bị

ảnh hưởng bởi bụi PM10. Mặc dù nhìn chung nồng độ vẫn chưa vượt qua giới hạn

của quy chuẩn hiện hành, tuy nhiên, với hàm lượng bụi như các kết quả trên cũng

có thể gây ra những tác động không tốt đến sức khỏe con người.

(2) Sự thay đổi số lượng trạm quan trắc làm thay đổi giá trị của sai số nội suy

AIE, từ đó cho thấy mức độ thay đổi kết quả nội suy cũng như mức độ biểu thị sai

lệch của kết quả đo từ m trạm quan trắc so với kết quả đo từ 60 trạm quan trắc sơ

bộ. Khi số lượng các trạm quan trắc bị loại bỏ càng lớn thì sai số nội suy trung bình

càng tăng, làm giảm khả năng xác định hiện trạng môi trường của bản đồ nội suy.

(3) Số lượng trạm quan trắc được đề tài khuyến nghị thiết lập là 16 trạm, bao

gồm các điểm có ký hiệu: K1, K4, K21, K9, K17, K10, K25, K60, K38, K32, K36,

K24, K16, K14, K46 và K54. 16 điểm quan trắc mới được phân bố khá đều trên địa

bàn tỉnh Vĩnh Phúc. Điều này đã cho thấy việc giải bài toán đã đạt được một trong

những mục tiêu quan trọng: tránh để bài toán rơi vào trường hợp kết quả cực tiểu

địa phương. Mạng lưới các điểm phân bố mới cũng cho thấy tiềm năng quan trắc

hiệu quả đối với các vùng bị ô nhiễm nặng, các vùng có sự biến động nồng độ bụi

PM10 trong không khí ở mức cao.

(4) Với kết quả 16 điểm quan trắc mới, sai số nội suy trung bình AIE đạt giá

trị 0,989. Đây là giá trị chấp nhận được và phù hợp nhất với việc giảm được một

lượng lớn số lượng điểm quan trắc (giảm 44 điểm). Ngoài ra, giá trị % sai số trung

bình của số liệu trong mạng lưới 16 điểm mới này với mạng lưới 60 điểm đầy đủ

ban đầu khá thấp (13,77%).

61

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

(5) Kết quả phân tích nội suy từ hai mạng lưới dựa trên kết quả quan trắc

năm 2011 cho thấy, ít có sự thay đổi trong việc so sánh biến thiên hàm lượng bụi từ

hai mạng lưới này. Điều đó có nghĩa là mạng lưới quan trắc môi trường mới sẽ có

khả năng phản ánh chính xác hiện trạng môi trường gần với mức phản ánh của

mạng lưới quan trắc sơ bộ. Tức là, ít có sự thay đổi trong việc đánh giá mức độ ô

nhiễm bụi dựa trên hai mạng lưới trên.

KHUYẾN NGHỊ

- Số liệu đánh giá chất lượng môi trường không khí tỉnh Vĩnh Phúc cũng như

số liệu quan trắc dùng làm tài liệu xây dựng mạng lưới quan trắc cần thu thập nhiều

hơn nữa, tăng số lần thu thập cũng như khoảng thời gian thu thập để có thể nâng cao

tính đại diện của số liệu quan trắc.

- Để có được những đánh giá chi tiết hơn về hiệu quả của việc giải bài toán

bằng phương pháp tối ưu bầy kiến, cần thiết phải có sự so sánh giữa việc giải bài

toán theo phương pháp này với các phương pháp, giải thuật khác. Một số giải thuật

đã được các tác giả lựa chọn dùng làm căn cứ so sánh là thuật toán tham lam và

thuật toán phân cụm.

- Tích hợp phương pháp tối ưu sai số nội suy trong nghiên cứu này với

những phương pháp giải bài toán tối ưu khác để có thể tạo ra một phương pháp thiết

lập mạng lưới điểm quan trắc mới mà không nhất thiết phải trùng vị trí với mạng

lưới quan trắc sơ bộ. Vì rất có thể, những điểm nằm ngoài mạng lưới quan trắc sơ

bộ có thể đại diện tốt hơn cho khu vực xung quanh.

- Mặc dù mỗi phương pháp thiết lập mạng lưới quan trắc có những các tiếp

cận và phương pháp nghiên cứu khác nhau, tuy nhiên, với những kết quả mà nghiên

cứu này đã đưa ra, có thể sử dụng ngay công thức tính phần trăm sai số nội suy

trung bình (∆) để bổ sung hoặc đánh giá hiệu quả thiết lập mạng lưới quan trắc của

các phương pháp thiết lập khác.

62

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

[1] Bộ KHCN&MT (1999), Quy hoạch mạng lưới các trạm quan trắc và phân tích

môi trường Quốc gia, Hà Nội.

[2] Bộ Tài nguyên và Môi trường (2009), QCVN 05:2009 Quy chuẩn kĩ thuật quốc

gia về chất lượng không khí xung quanh, Hà Nội

[3] Đặng Kim Chi (2005), Hóa học môi trường, NXB khoa học kỹ thuật.

[4] Cục Môi trường (2001), Tổng kết hoạt động các Trạm thuộc mạng lưới Quan

trắc và Phân tích Môi trường Quốc gia, Hà Nội

[5] Cục thống kê tỉnh Vĩnh Phúc (2010), Niên giám thống kê tỉnh Vĩnh Phúc 2010,

Vĩnh Phúc.

[6] Cổng thông tin Doanh nghiệp và Đầu tư tỉnh Vĩnh Phúc, tổng quan tình hình

phát triển kinh tế-xã hội tỉnh Vĩnh Phúc sau 15 năm tái lập (từ năm 1997-

2011). Truy cập lần cuối: 10/12/2012

[7] Cổng thông tin điện tử Tổng cục môi trường. Internet:

http://vea.gov.vn/vn/truyenthong/hoidapmt/Pages/Quantr%E1%BA%AFcm%

C3%B4itr%C6%B0%E1%BB%9Dngl%C3%A0g%C3%AC.aspx. Truy cập lần

cuối: 10/12/2012

[8] Cổng thông tin điện tử tỉnh Vĩnh Phúc, Internet: http://www.vinhphuc.gov.vn/.

truy cập lần cuối: 10/12/2012.

[9] Huỳnh Thu Hòa, Ô nhiễm không khí.

[10] Nguyễn Hồng Khánh (1996), Nghiên cứu thiết lập hệ thống monitoring môi

trường không khí Hà Nội trên cơ sở hiện trạng và dự báo môi trường tới năm

2010, luận án Phó Tiến sỹ, trường Đại học xây dựng Hà Nội.

63

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

[11] Luật bảo vệ môi trường, 2005

[12] Vũ Văn Mạnh, Nguyễn Thị Hồng Hạnh (2007), Sử dụng phương pháp tối ưu

đều trong đánh giá chất lượng môi trường không khí của tỉnh Hải Dương, tạp

chí Khí tượng thủy văn, 560, tr 39-48.

[13] Đinh Xuân Thắng (2003), Ô nhiễm không khí, NXB đại học quốc gia TP Hồ

Chí Minh.

[14] Hoàng Dương Tùng (2011), Thực trạng hệ thống QTMT ở Việt Nam - Định

hướng thời gian tới, cổng thông tin điện tử tích hợp Tổng cục Môi trường.

[15] UBND tỉnh Kon Tum (2002), Báo cáo nghiên cứu xác định mạng lưới điểm

quan trắc và phân tích môi trường tỉnh Kon Tum, Kon Tum.

[16] Ủy ban nhân dân tỉnh Vĩnh Phúc (2011), dự thảo quy hoạch tổng thể phát triển

kinh tế - xã hội đến năm 2020 và tầm nhìn đến năm 2030, Vĩnh Phúc.

Tiếng Anh

[17] Abdullah Mofarrah, Tahir Husain (2010), "A holistic approach for optimal

design of air quality monitoring network expansion in an urban area",

Atmospheric Environment, 44, pp. 432-440.

[18] Antonio Lozano, Jose Usero, Eva Vanderlinden, Juan Raez Juan Contreras,

Benito Navarrete & Hicham El Bakouri, "optimization of the design of air

quality monitoring networks and its application to NO2 and O3 in Seville,

Spain". http://www.intechopen.com/download/pdf_id/11380.

[19] Paul D. Sampson, Peter Guttorp & David M.Holland (2001), "Air Quality

Monitoring Network Design Using Pareto Optimality Methods for Multiple

Objective Criteria" EPA Spatial Data Analysis Technical Exchange

Workshop, USA.

64

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

[20] Saisana M., Sarigiannis D., Chaloulakou A., Spyrellis N. (2001), "Air quality

monitoring design: optimization of PM2,5 network using satellite observation",

Proceedings of 17th Conference on Environgmental Science and Technology,

Syros, Greece.

[21] Sóren Lophaven (2004) Design and analysis of environmental monitoring

programs, Technical University of Denmark.

[22] Vu Van Manh, Bui Phuong Thuy (2009), "Using geostatistics and clustering to

design and optimize the environmental monitoring network for Hai Duong

province, Viet Nam", Environmental Informatics and Industrial Envỉonmental

Protection: Concepts, Methods and Tools, Enviroinfo Conference, Berlin.

[23] Yuanhai Li, Amy B. Chan Hilton (2006), Optimal groundwater monitoring

design using an ant colony optimization paradigm.

65

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

PHỤ LỤC

Phụ lục 1: vị trí các điểm quan trắc trong mạng lưới quan trắc sơ bộ

Kinh độ Vĩ độ Địa danh hành chính Kí hiệu điểm

K1 574529 2348066 Cổng 4 công ty Honda - thôn Xuân Mai, xã Phúc Thắng, Phúc Yên

K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 563291 571422 575282 577449 554437 559880 563347 566630 569709 2342475 Thôn 6, xã Trung Hà, Yên Lạc, 2351125 Thôn Đại Lợi, xã Nam Viêm, huyện Phúc Yên 2353328 Đại học sư phạm Hà Nội 2, Xuân Hòa 2360008 Thôn Thanh Cao, xã Ngọc Thanh, thị xã Phúc Yên 2340277 Thôn 3, Xuân Chiều, Vĩnh Tường 2345252 Dốc Lũng Hạ, Tam Hồng, Yên Lạc 2345695 Phố Lồ, Nguyệt Đức, Yên Lạc 2351670 Phố 1 TT Hương Canh (Gần ngã ba Hương Canh) 2354309 Thôn Bá Cầu, Xã Sơn Lôi, Bình Xuyên

K11 572790 2357638 Thôn Quảng Tự, xã Cao Minh, Phúc Yên (Gần hồ Đại Lải)

K12 K13 K14 K15 K16 574607 550485 552895 554672 560029 2360084 Thôn Đồng Dè, xã Ngọc Thanh, thị xã Phúc Yên 2341596 Xóm Liễu, Vĩnh Thịnh, Vĩnh Tường 2346540 Xóm Trong, Phú Lập, Vĩnh Tường 2348404 Yên Thịnh, Bình Dương, Vĩnh Tường 2350865 Xóm Trong, Xã Bình Định, Yên Lạc

K17 565283 2355154 Chi cục BVMT tỉnh Vĩnh Phúc, phường Khai Quang, TP Vĩnh Yên K18 566432 2357532 Thôn Tam Đông, xã Hương Sơn, Bình Xuyên

K19 569258 2361145 Thôn Gia Khau, xã Trung Màu (Cổng doanh trại quân đội) K20 571617 2364953 Thôn Thanh Lanh, Xã Trung Mỹ, Bình Xuyên

K21 575133 2356868 Thôn Đồng Chầm, xã Ngọc Thanh (đường vào hang dơi), Bình Xuyên

K22 K23 K24 K25 549835 553173 554826 562422 2348253 Thôn Bể, Đại Đồng, Vĩnh Tường 2351470 Phú Yên, Yên Lộc, Vĩnh Tường 2353597 Xóm Suối, Chấn Hưng, Vĩnh Tường 2356720 UBND tinh Vĩnh Phúc, thị xã Vĩnh Yên

K26 562756 2361205 Cửa hàng sửa chữa xe máy Đức Quân, trên Quốc lộ 2B, xã Kim Long, Tam Dương

K27 K28 K29 K30 564173 565877 569804 546437 2365691 Thôn Chăm Chỉ, Hợp Châu, Tam Đảo 2367180 Hồ Xạ Hương, xã Minh Quang, huyện Tam Đảo 2365693 Xã Trung Mỹ, Bình Xuyên 2350357 Thôn Đại Đình, Cao Đại, Vĩnh Tường

66

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

549633 553344 557151 559736 562813 566463 546683 550174 552858 2354563 Thôn Hạc Đình, Yên Lập, Vĩnh Tường 2357768 Xóm Đồi, Hoàng Lâu, Tam Dương, VP 2361838 Thôn Giềng, xã Đạo Tú, Tam Dương, VP 2364622 Khu 8, làng chùa, xã Hướng Đạo, Tam Dương 2367380 Thôn Cầu Tre, Hồ Sơn, Tam Đảo 2372845 Nhà thờ đá, Thị trấn Tam Đảo 2355138 Việt An, Việt Xuân, Vĩnh Tường 2361348 Thôn Hoàng Trung, Xã Đồng Ích, Lập Thạch 2364391 Thôn Bì La, Đồng Ích, Lập Thạch K31 K32 K33 K34 K35 K36 K37 K38 K39

556235 2367420 K40

K41 559231 2371003

559837 2374054 K42 Bà Sáu, đội 14, thôn Phù Viễn, xã Đồng Tĩnh, huyện Tam Dương Thôn Yên Trung, Tam Quan, Tam Đảo (gần đường giao thông, gần đền thờ Quốc Mẫu) Suối Đông Thỏng, khu du lịch Tây Thiên, thôn Đền Thõng, xã Đại Đình

543345 546875 K43 K44

548969 2367617 K45 2361508 Thôn Thọ Lào, Đức Bái, Sông Lô 2364622 Thôn Đoàn Kết, Xã Xuân Lôi 2, huyện Lập Thạch Chú Trần Văn Thịnh, thôn Sau Ga, xã Tử Du, Lập Thạch

553308 557355 558578 543830 2370762 Thôn Hòa Bình, Thị trấn Hoa Sơn, Lập Thạch 2374462 Khu 12, xóm Vĩnh Kiên, xã Đạo Trù, Tam Đảo 2375036 Thôn Đồng Liệt, xã Đại Đỉnh, Tam Đảo 2367239 Thôn Thung Sơn, Như Thụy, Sông Lô K46 K47 K48 K49

545688 2371291 K50 Đập Hồ Vân Trục, Xuân Phong, Xuân Hòa, Lập Thạch

548831 555431 555254 542101 543636 2375203 Bác Lê, thôn Đầu Mít, khu 13, Đông Văn, Lập Thạch 2376801 Thôn Tam Phú, Đạo Trù, Tam Đảo 2378207 Thôn Phân Lân, Đạo Trù, Tam Đảo 2370232 Thôn Quế Chạo A, Đồng Quế, Sông Lô 2373476 Thôn Thanh Tú, Đồng Quế, Sông Lô K51 K52 K53 K54 K55

546574 2377209 K56 Cô Đặng Thị Hằng Nga, xóm Trại Diễn, Quang Sơn, Lập Thạch 537280 2374074 Thôn Gò Dài, Hải Lựu, Sông Lô K57

540613 2376463 K58 Thôn Thành Công, Lãng Công, Sông Lô (cạnh đập hồ chứa nước) 537320 2378370 Thôn Tâm, Quang Yên,Sông Lô K59

561692 2355676 K60 Bệnh viện y học cổ truyền Vĩnh Phúc, phường Đống Đa, tp Vĩnh Yên

67

Nguyễn Đình Phúc

Lớp cao học K18 - Chuyên ngành Quản lý Môi trường

Vĩ độ

Vĩ độ

Kí hiệu điểm

Kinh độ

Kí hiệu điểm

Kinh độ

Nồng độ bụi PM10 (mg/m3)

Nồng độ bụi PM10 (mg/m3)

549633 2354563 553344 2357768 557151 2361838 559736 2364622 562813 2367380 566463 2372845 546683 2355138 550174 2361348 552858 2364391 556235 2367420 559231 2371003 559837 2374054 543345 2361508 546875 2364622 548969 2367617 553308 2370762 557355 2374462 558578 2375036 543830 2367239 545688 2371291 548831 2375203 555431 2376801 555254 2378207 542101 2370232 543636 2373476 546574 2377209 537280 2374074 540613 2376463 537320 2378370 561692 2355676

0.114 0.33 0.27 0.076 0.18 0.021 0.075 0.041 0.018 0.211 0.06 0.029 0.044 0.127 0.153 0.08 0.058 0.031 0.037 0.072 0.117 0.048 0.058 0.057 0.034 0.032 0.086 0.055 0.052 0.061

574529 2348066 563291 2342475 571422 2351125 575282 2353328 577449 2360008 554437 2340277 559880 2345252 563347 2345695 566630 2351670 569709 2354309 572790 2357638 574607 2360084 550485 2341596 552895 2346540 554672 2348404 560029 2350865 565283 2355154 566432 2357532 569258 2361145 571617 2364953 575133 2356868 549835 2348253 553173 2351470 554826 2353597 562422 2356720 562756 2361205 564173 2365691 565877 2367180 569804 2365693 546437 2350357

0.138 K31 0.09 K32 0.073 K33 0.169 K34 0.072 K35 0.036 K36 0.066 K37 0.058 K38 0.044 K39 0.051 K40 0.032 K41 0.009 K42 0.041 K43 0.062 K44 0.047 K45 0.022 K46 0.033 K47 0.066 K48 0.043 K49 0.026 K50 0.034 K51 0.038 K52 0.15 K53 0.066 K54 0.043 K55 0.064 K56 0.126 K57 0.082 K58 0.038 K59 0.062 K60

K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11 K12 K13 K14 K15 K16 K17 K18 K19 K20 K21 K22 K23 K24 K25 K26 K27 K28 K29 K30

Phụ lục 2: Kết quả nồng độ bụi PM10 tại các điểm quan trắc

68