Bản đồ phân bố hàm lượng một số thông số chất lượng không khí khu vực tỉnh Quảng Ninh từ dữ liệu vệ tinh Sentinel 5P TROPOMI

THÔNG GIÓ, AN TOÀN VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG

58 SỐ 2 - 2025

CÔNG NGHIỆP MỎ

Website: https://tapchi.hoimovietnam.vn



































Trnh Lê Hùng

Học viện Kỹ thuật Quân sự, 236 Hoàng Quốc Việt, Hà Nội, Việt Nam

THÔNG TIN BÀI BÁO

CHUYÊN MỤC: Công trình khoa học

Ngày nhận bài: 02/12/2024

Ngày nhận bài sửa: 20/01/2025

Ngày chấp nhận đăng: 05/02/2025

Tác giả liên hệ:

Email: trinhlehung@lqdtu.edu.vn

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

TÓM TT

Việt Nam là nước có nguồn tài nguyên khoáng sản phong phú, trong đó trữ lượng than khoảng 8,6 tỷ

tấn, tập trung chủ yếu ở bể than tỉnh Quảng Ninh. Bên cạnh những lợi ích kinh tế và xã hội, khai thác than

còn có những tác động tiêu cực đến môi trường như ô nhiễm không khí và nước. Nghiên cứu này trình

bày kết quả lập bản đồ phân bố không gian hàng quý của các chất gây ô nhiễm không khí trên địa bàn

tỉnh Quảng Ninh, bao gồm CO, NO2 và SO2 từ dữ liệu vệ tinh Sentinel 5P TROPOMI. Dữ liệu vệ tinh

Sentinel 5P TROPOMI về bốn nồng độ chất gây ô nhiễm không khí trong cả năm 2023 được thu thập

bằng cách sử dụng nền tảng điện toán đám mây Google Earth Engine (GEE), sau đó tính trung bình qua

các quý. Kết quả đánh giá ô nhiễm không khí từ dữ liệu viễn thám được so sánh với giá trị giới hạn của

các thông số cơ bản trong không khí tại QCVN 05:2013/BTNMT “Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chất

lượng không khí”. Kết quả thu được trong nghiên cứu này cung cấp thông tin kịp thời giúp các nhà quản

lý giám sát chất lượng không khí tại các khu vực khai thác than.

T kha: ô nhiễm không khí, viễn thám, Sentinel 5P TROPOMI, Quảng Ninh.

@ Hội Khoa học và Công nghệ Mỏ Việt Nam

1. M ĐU

Ô nhim không khí là một trong nhng vấn đ

môi trưng cấp bách nhất đối vi các quốc gia do

tác động ca quá trình phát trin kinh t - xã hội

cng như sự gia tăng dân số. Các nghiên cu trên

th gii cho thấy, chất lượng không khí ở nhiu khu

vực đ xuống cấp nghiêm trọng, ảnh hưởng ln

đn sc khỏe ca ngưi dân xung quanh [6,], [7],

[12], [13].. Việc ưc tính và giám sát nồng độ các

chất gây ô nhim không khí có vai trò quan trọng,

cung cấp thông tin kp thi giúp các nhà quản lý

ng phó vi ô nhim môi trưng.

Quảng Ninh là đa phương có tốc độ phát trin

kinh t nhanh, quá trình đô th hóa din ra mnh

m. Bên cnh đó, Quảng Ninh cng là đa phương

có tr lượng than ln nhất cả nưc, vi các mỏ

than ln như Cm Phả, Đông Triu… [8]. Than đ

đng vai tr quan trọng trong sản xuất năng lượng

ở Việt Nam trong nhiu thập kỷ, cung cấp năng

lượng cho các ngành công nghiệp và hot động

ca con ngưi. Mặc dù có vai trò quan trọng trong

phát trin kinh t - xã hội nhưng việc khai thác và

sử dụng than đ gây ra nhng tc động tiêu cực

đn môi trưng và sc khỏe cộng đồng [3].

Các nghiên cu trưc đây thưng sử dụng d

liệu quan trc ti các trm đo đ đánh giá chất

lượng không khí. Mặc dù vậy, trên thực t không

th thit lập các trm quan trc vi mật độ dày do

tốn kém chi phí. Nhiu nghiên cu đã sử dụng d

THÔNG GIÓ, AN TOÀN VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG

SỐ 2 - 2025

CÔNG NGHIỆP MỎ

Website: https://tapchi.hoimovietnam.vn

XXÂÂYY DDNNGG BBNN ĐĐ PPHHÂÂNN BB HHMM LLƯƯNNGG MMTT SS TTHHÔÔNNGG SS

CCHHTT LLƯƯNNGG KKHHÔÔNNGG KKHH KKHHUU VVCC TTNNHH QQUUNNGG NNIINNHH

T DD LLIIUU VV TTIINNHH SSEENNTTIINNEELL 55PP TTRROOPPOOMMII



ọ ệ ỹ ậ ự ố ệ ộ ệ

Ụ ọ

ậ

ậ ử

ấ ận đăng: 05/02/2025

ả ệ



ệt Nam là nướ ồ ản phong phú, trong đó trữlượ ả ỷ

ấ ậ ủ ế ở ể ỉ ả ạ ữ ợ ế ộ

ững tác độ ực đến môi trường như ô nhiễm không khí và nướ ứ

ế ả ậ ản đồ ố ủ ấ ễm không khí trên đị

ỉ ả ồ ừ ữ ệ ệ ữ ệ ệ

ề ố ồng độ ấ ễ ả năm 2023 đượ ậ

ằ ử ụ ề ảng điện toán đám mây Google Earth Engine (GEE), sau đó tính trung bình qua

ế ả đánh giá ô nhiễ ừ ữ ệ ễn thám đượ ớ ị ớ ạ ủ

ốcơ bả ại QCVN 05:2013/BTNMT “Quy chuẩ ỹ ậ ố ề ấ

lượ ế ả thu đượ ứ ấ ị ờ ả

ất lượ ạ ự

  ễ ễ ả

ộ ọ ệ ỏ ệ

 Đ

 ộ  ấn đ

môi trư ấ ất đố  ố

c độ    ộ

ng như sựgia tăng dân số 

  ấ ất lượ ở 

ực đ xuố ấ ọ ảnh hưở 

đ  ỏ a ngư

ệc ư ồng độ

ấ  ọ

ấ   ả

  m môi trư

ả đa phương c ốc độ 

nh đô th  

 nh đ ả  đa phương

lượ  ấ ả nư  ỏ

n như C ả, Đông Triu… [8]. Than đ

đng vai tr quan trọ ả ất năng lượ

ở ệ  ậ ỷ ấp năng

lượ ệ t độ

a con ngư ặ ọ

  ội nhưng việ

ử ụng than đ gây ra nhng tc độ ự

đn môi trư  ỏ ộng đồ

u trưc đây thư ử ụ 

ệ   m đo đ đ ấ

lượ ặ ậ ự 

  ậ    ật độ

ố  u đ ử ụ 

liệu vin thám quang học đ đánh giá chất lượng

không khí dựa trên mối quan hệ gia hàm lượng

PM10 và phản x khí quyn xác đnh t d liệu

vin thám. Thi gian gn đây, vệ tinh Sentinel 5P

vi bộ cảm bin TROPOMI cho phép quan trc

hàm lượng nhiu thông số chất lượng không khí

khác nhau như CH4, CO, NO2, SO2 là một nguồn

d liệu quan trọng và hiệu quả cao phục vụ nghiên

cu ô nhim không khí. Mục tiêu chính ca vệ tinh

Sentinel 5P là thực hiện các php đo kh quyn vi

độ phân giải không gian - thi gian cao, sử dụng

cho đnh gi chất lượng không khí, bc x ozone,

UV, giám sát và dự báo khí hậu. Vi độ phân giải

thi gian cao và phm vi bao ph rộng, d liệu

Sentinel 5P được sử dụng rộng rãi và hiệu quả

trong việc theo dõi nồng độ các thông số ô nhim

không khí ở nhiu khu vực khác nhau trên th gii

[1], [4], [5], [9].

Bài vit này trình bày kt quả lập bản đồ phân

bố nồng độ các chất ô nhim không khí ti khu vực

tỉnh Quảng Ninh t d liệu vệ tinh Sentinel 5P. D

liệu Sentinel 5P TROPOMI ti khu vực nghiên cu

vo năm 2023 được thu thập đ xây dựng bản đồ

nồng độ trung bình hàng tháng ca 3 chất gây ô

nhim không khí, bao gồm CO, NO2 và SO2. Kt

quả nhận được trong nghiên cu là nhng thông

tin khách quan, kp thi, giúp các nhà quản lý theo

dõi và ng phó vi tình trng ô nhim không khí ti

tỉnh Quảng Ninh.

2. D LIU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CU

2.1. Khu vc nghiên cu và d liu s dng

2.1.1. Khu vc nghiên cu

Quảng Ninh là một tỉnh nằm ở vng Đông Bc

Việt Nam, có tọa độ đa lý t 20040' đn

21039'49.8'' vĩ độ Bc và t 106026' đn 108031'

kinh độ Đông (Hnh 1). Quảng Ninh có diện tích tự

nhiên 6.120,79 km2, dân số gn 1.400.000 ngưi

vo năm 2022. Tỉnh c đưng biên gii vi Trung

Quốc hơn 118 km v c b bin dài 250 km.

Quảng Ninh có nguồn tài nguyên khoáng sản

phong phú, nổi bật nhất là tr lượng than chim ti

95% tr lượng than cả nưc (khoảng 8,8 tỷ tấn).

Hình 1. V trí đa lý khu vc nghiên cu

Vi nguồn tài nguyên than khổng lồ, Quảng

Ninh đ trở thành trung tâm khai thác than và sản

xuất nhiệt điện ln nhất cả nưc. Bên cnh nhng

lợi ích mang li cho sự phát trin kinh t - xã hội

ca đa phương, khai thc than cn gây ảnh hưởng

tiêu cực đn môi trưng ở Quảng Ninh. Các khu

THÔNG GIÓ, AN TOÀN VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG

60 SỐ 2 - 2025

CÔNG NGHIỆP MỎ

Website: https://tapchi.hoimovietnam.vn

khai thác lộ thiên to ra một lượng ln bụi và khí

độc thải vào môi trưng. Ngoài ra, việc tăng diện

tích và quy mô các bãi thải cng lm mất đi thảm

thực vật, gây ra bụi đng k. Hot động vận chuyn

than t mỏ đn nơi tiêu thụ cng l nguyên nhân

gây ô nhim không khí dọc các tuyn đưng giao

thông. Ngoài ra, tỉnh Quảng Ninh còn là một trong

nhng đa phương c số lượng nhà máy nhiệt điện

than ln nhất Việt Nam. Hiện nay, toàn tỉnh có 7

nhà máy nhiệt điện than, vi tổng công suất 4.150

MW, chim 16% tổng sản lượng điện cả nưc.

Hng năm, cc nh my nhiệt điện than thải ra môi

trưng hàng triệu tấn tro, xỉ, lm gia tăng tnh trng

ô nhim bụi ở tỉnh Quảng Ninh.

2.1.2. D liu s dng

Trong nghiên cu này, d liệu Sentinel 5P

TROPOMI được thu thập liên tục trong năm 2023

ti tỉnh Quảng Ninh được sử dụng đ xây dựng bản

đồ phân bố nội dung ca 3 thông số ô nhim không

khí gồm CO, NO2 và SO2. Nn tảng Google Earth

Engine (GEE) đ được sử dụng đ thu thập và xử

lý d liệu Sentinel 5P bằng công cụ

harpconverbin_spatial. D liệu được xử lý sau ở

cấp độ L3, loi bỏ các pixel có giá tr QA nhỏ hơn

80% đối vi AER_AI, 75% đối vi dải mật độ

tropospheric_NO2_column_number ca NO2 và

50% đối vi tất cả các bộ d liệu khác ngoi tr O3

và SO2 [2].

2.2. Phương pháp nghiên cu

D liệu Sentinel 5P TROPOMI ở đnh dng

NetCDF (cấp độ L2) được thu thập t cơ sở d

liệu Copernicus, sau đ được xử lý trên nn tảng

GEE đ đt được cấp độ L3 và chuyn đổi sang

đnh dng TIFF dựa trên công cụ

harpconverbin_spatial.

Google Earth Engine là nn tảng phân tích d

liệu không gian đa lý dựa trên đm mây cho php

ngưi dùng trực quan hóa và phân tích d liệu hình

ảnh vệ tinh. GEE hot động thông qua giao diện

ng dụng JavaScript trực tuyn - Code Editor.

Trong giao diện Code Editor, ngưi dùng có th

vit và chy các tập lệnh đ xử lý và phân tích d

liệu không gian. GEE là một công cụ hiệu quả và

mnh m khi xử lý d liệu vin thm đa thi gian,

chẳng hn như vi ảnh Sentinel 5P.

Nồng độ CO, NO2 và SO2 tính toán t d liệu

Sentinel 5P c đơn v là mol/m2, trong khi đơn v

theo tiêu chun Việt Nam l μg/m3 nên sau khi xử

lý cn chuyn đổi đơn v đo theo công thc [11]:

.col

C MA

(1)

Trong đ: C l nồng độ các chất ô nhim không

kh, μg/m3;

Ccol. - nồng độ cột chất ô nhim không khí,

mol/cm2;

H - độ cao khí quyn, 10000 m;

A - hằng số chuyn đổi t g/m3 sang μg/m3

(bằng 1000000).

M - khối lượng mol ca chất ô nhim không khí,

g/mol.

Cuối cng, hm lượng các thông số ô nhim

không kh xc đnh t d liệu Sentinel 5P được so

sánh vi Quy chun QCVN 05:2013/BTNMT - Quy

chun kỹ thuật quốc gia v chất lượng không khí

xung quanh đ đnh gi chất lượng không khí ti

khu vực nghiên cu (Bảng 1).

Bảng 1: Giá tr giới hạn tối đa (μg/m3) của các chất gây ô nhiễm không khí

trong QCVN 05:2013/BTNMT [10]

TT Thông số Trung bnh 1 gi Trung bnh 8 gi Trung bnh 24 gi Trung bnh năm

30000

10000

2 NO2 200 - 100 40

3 SO2 350 - 125 50

3. KT QU VÀ THO LUN

D liệu Sentinel 5P TROPOMI cho cả năm

2023, sau khi thu thập và xử lý, được sử dụng đ

xây dựng bản đồ phân bổ nồng độ trung bình CO,

NO2 và SO2 theo quý và năm bằng phn mm

ArcGIS 10.8. Đơn v nồng độ ca các khí ô nhim

không kh cng được quy đổi t mol/m2 sang μg/m3

theo công thc (1).

THÔNG GIÓ, AN TOÀN VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG

SỐ 2 - 2025

CÔNG NGHIỆP MỎ

Website: https://tapchi.hoimovietnam.vn

ộ  ột lượ  ụ

độ ả o môi trư ệc tăng diệ

ải cng lm mất đi thả

ự ậ ụi đng k t độ ậ 

 ỏ đn nơi tiêu thụcng l nguyên nhân

 ọ n đư

ỉ ả ộ

ng đa phương c sốlượ ệt điệ

 ấ ệ ệ ỉ

ệt điệ  ổ ấ

 ổ ản lượng điệ ả nư

Hng năm, cc nh my nhiệt điệ ả

trư ệ ấ ỉ, lm gia tăng tnh tr

 ụ ở ỉ ả

   

  ệ

TROPOMI đượ ậ ục trong năm 2023

 ỉ ảng Ninh đượ ử ụng đ ự ả

đồ ố ộ  ố 

ồ  ả

Engine (GEE) đ đượ ử ụng đ ậ ử

 ệ ằ ụ

 ệu đượ ử ở

ấp độ  ỏ  ỏ hơn

80% đố i AER_AI, 75% đố  ả ật độ



50% đố  ấ ả ộ  ệ  

2.2. Phương ph 

 ệ ở đ 

ấp độL2) đượ ậ  cơ sở 

ệu Copernicus, sau đ đượ ử  ả

GEE đ đt đượ ấp độ n đổ

đ  ự ụ

 ả 

ệu không gian đ ựa trên đm mây cho php

ngư ự  ệ

ả ệ t độ ệ

 ụ ự 

ện Code Editor, ngư 

  ậ ệnh đ ử 

ệ ộ ụ ệ ả

  ử  ệ n thm đa th

ẳ n như v ả

ồng độ   ệ

Sentinel 5P c đơn v, trong khi đơn v

 ệt Nam l μg/m ử

 n đổi đơn vđo theo công th

Trong đ: C l nồng độ ấ 

kh, μg/m

ồng độ ộ ấ 

độ 

ằ ố n đổ  sang μg/m

ằ

ối lượ  ấ 

ối cng, hm lượ ố 

không kh xc đ   ệu Sentinel 5P đượ

 

 ỹ ậ ố  ất lượ

xung quanh đđnh gi chất lượ 

ự  ả

ả  ớ ạ ối đa (μg/m ủ ấ ễ

Thông số Trung bnh 1 gi Trung bnh 8 gi Trung bnh 24 gi Trung bnh năm

   

 ệ ả năm

ậ ử lý, đượ ử ụng đ

ự ản đồ ổ ồng độ

năm bằ  

ArcGIS 10.8. Đơn v ồng độ  

không kh cng được quy đổ  sang μg/m



Hình 2. Bản đ phân bố hàm lưng CO trung bình tháng năm 2023 khu vc tnh Quảng Ninh

Hình 2 th hiện bản đồ phân bổ không gian

theo quý v nồng độ CO cho năm 2023 ti tỉnh

Quảng Ninh t d liệu Sentinel 5P. Có th thấy,

nồng độ CO ti Quảng Ninh có sự chênh lệch ln

gia các quý ca năm 2023, trong đ nồng độ CO

cao nhất vào quý 1 (th hiện bằng màu vàng và

nâu sẫm trên Hình 2) vi giá tr dao động t

12242,9 μg/m3 đn 17091,8 μg/m3. Khu vực có

nồng độ CO cao nhất nằm ở phía Tây Nam tỉnh

Quảng Ninh, nơi c cc mỏ than ln ở các huyện

Đông Triu, Uông Bí, Cm Phả. Quý II, nồng độ

CO trong không khí ca tỉnh Quảng Ninh cao th

hai (t 11385,7 μg/m3 đn 18406,5 μg/m3), trong

đ khu vực có nồng độ CO cao nhất phân bố ở khu

vực ven bin và một số vùng lân cận. cc hn đảo

ven b. Trong quý III, nồng độ CO trong không khí

đt mc thấp nhất (t 7975,8 μg/m3 đn 10150,6

μg/m3), th hiện bằng màu tím trên Hình 2. Nhìn

chung, nồng độ CO trong không khí tỉnh Quảng

Ninh trong quý 3 năm 2023 hu ht đu dưi

10000 µg/m3. Nồng độ oxit cacbon tăng trong quý

4 năm 2023 (t 9830,1 μg/m3 lên 12891,3 μg/m3),

nhưng vẫn thấp hơn nồng độ CO trong quý 2 và

quý 1.

Mặc d QCVN 05:2013/BTTMT không quy đnh

giá tr gii hn nồng độ CO trung bình hàng quý,

hng năm nhưng qua so snh vi Bảng 2 cho thấy

nồng độ CO ti Quảng Ninh rất cao, thấp nhất t

khoảng 8000 µg/m3 (gn bằng gii hn cho phép).

theo giá tr trung bình 8 gi trong QCVN

05:2013/BTTMT).

Ngoài ra, trong nghiên cu cng xây dựng bản

đồ nồng độ carbon dioxide (CO) trung bình hàng

năm 2023 ti tỉnh Quảng Ninh (Hình 3). Hình 3 cho

thấy, nồng độ CO trung bnh hng năm đn năm

2023 trên đa bàn tỉnh Quảng Ninh dao động t

10716,5 μg/m3 đn 13485,6 μg/m3, thậm chí cao

hơn gi tr gii hn nồng độ CO trung bình trong 8

gi theo QCVN 05:2013/BTTMT. Có th thấy trong

suốt năm 2023, nồng độ CO cao nhất ở khu vực

pha Nam, nơi c cc mỏ than ln.

THÔNG GIÓ, AN TOÀN VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG

62 SỐ 2 - 2025

CÔNG NGHIỆP MỎ

Website: https://tapchi.hoimovietnam.vn

Hình 3. Bản đ phân bố hàm lưng CO trung

bình t năm 2023 khu vc tnh Quảng Ninh

Hình 4 th hiện bản đồ phân bổ không gian

theo quý v nồng độ nitrit (NO2) đn năm 2023 ti

tỉnh Quảng Ninh. Kt quả cho thấy, tương tự như

chất gây ô nhim CO, nồng độ NO2 cao nhất ở khu

vực các huyện Đông Triu, Uông Bí, Quảng Yên

và Cm Phả - nơi c cc mỏ than ln (th hiện

bằng màu vàng và nâu sẫm trên Hình 4). Nồng độ

NO2 trung bnh trong quý 1 năm 2023 dao động t

31,31 μg/m3 đn 75,70 μg/m3, trong khi quý 2 dao

động t 34,90 μg/m3 đn 75,12 μg/m3. Quý 3/2023,

nồng độ NO2 trung bình giảm (tương tự nồng độ

CO), vi giá tr dao động t 26,56 μg/m3 đn 59,71

μg/m3, trong đ nồng độ NO2 trung bình quý cao

nhất vẫn phân bố ở khu vực cc than ln. Nồng độ

NO2 trung bnh tăng trở li vo quý 4 năm 2023,

vi giá tr dao động t 25,06 μg/m3 đn 72,77

μg/m3.

Bản đồ nồng độ NO2 trung bnh năm năm 2023

trên đa bàn tỉnh Quảng Ninh được trình bày trên

Hnh 5, trong đ dao động t 30,46 μg/m3 đn

69,11 μg/m3. Vùng có nồng độ NO2 trung bnh năm

cao nhất nằm ở phía Tây và Tây Nam tỉnh Quảng

Ninh (nơi c nhiu mỏ than ln). Nồng độ NO2

trung bnh hng năm 2023 ti các khu vực mỏ than

ln cng cao hơn đng k so vi giá tr gii hn

ca thông số NO2 theo QCVN 05:2023/BTNMT (50

μg/m3).

Hình 4. Bản đ phân bố hàm lưng NO2 trung bình quý năm 2023 khu vc tnh Quảng Ninh

Xây dựng bản đồ phân bố hàm lượng một số thông số chất lượng không khí khu vực tỉnh quảng ninh từ dữ liệu vệ tinh Sentinel 5P TROPOMI

Bài viết trình bày nghiên cứu xây dựng bản đồ ô nhiễm không khí (CO, NO2, SO2) ở Quảng Ninh từ dữ liệu Sentinel-5P. Nồng độ vượt QCVN, đặc biệt ở khu khai thác than.

Chủ đề:

Tài liệu liên quan

Tài liêu mới

AI tóm tắt

Giới thiệu tài liệu

Đối tượng sử dụng

Từ khoá chính

Nội dung tóm tắt

Hỗ trợ

Phương thức thanh toán

Theo dõi chúng tôi