Tải bản đầy đủ

ỨNG DỤNG GIS NGHIÊN CỨU Ô NHIỄM BỤI Ở THỊ XÃ BỈM SƠN, TỈNH THANH HÓA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Lê Duy Hiếu

ỨNG DỤNG GIS NGHIÊN CỨU Ô NHIỄM BỤI
Ở THỊ XÃ BỈM SƠN, TỈNH THANH HÓA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2015


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Lê Duy Hiếu

ỨNG DỤNG GIS NGHIÊN CỨU Ô NHIỄM BỤI

Ở THỊ XÃ BỈM SƠN, TỈNH THANH HÓA
Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám và hệ thông tin địa lý
Mã số: 60 44 76
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS. Nguyễn Đình Minh

Hà Nội - 2015


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan kết quả đạt đƣợc trong luận văn là sản phẩm của riêng cá nhân
tôi. Những điều đƣợc trình bày trong toàn bộ nội dung của luận văn, hoặc là của cá
nhân hoặc là đƣợc tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu. Tất cả các tài liệu tham khảo đều
có xuất xứ rõ ràng và đƣợc trích dẫn hợp pháp.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm theo quy định cho lời cam đoan của mình.
Hà Nội, ngày … tháng … năm 2015
Ngƣời cam đoan

Lê Duy Hiếu


LỜI CẢM ƠN
Luận văn đƣợc hoàn thành theo chƣơng trình đào tạo cao học khóa 14 tại trƣờng
Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội.
Hoàn thành luận văn thạc sỹ này, tôi đã đƣợc sự quan tâm giúp đỡ của Ban giám
hiệu, Phòng đào tạo Sau Đại học, Khoa Địa lý, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên.
Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến sự giúp đỡ quý báu đó.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Đình Minh – khoa Địa
lý trƣờng ĐH Khoa học Tự nhiên đã trực tiếp hƣớng dẫn, nhiệt tình giúp đỡ tôi hoàn
thành luận văn.
Tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ của Lãnh đạo, cán bộ công chức các cơ quan: UBND
thị xã Bỉm Sơn, phòng Tài nguyên và Môi trƣờng thị xã Bỉm Sơn, bệnh viện đa khoa
thị xã Bỉm Sơn, trung tâm y tế dự phòng thị xã Bỉm Sơn,… đã tạo điều kiện và giúp đỡ
tôi trong quá trình thu thập tài liệu cũng nhƣ số liệu phục vụ cho luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo trƣờng Cao đẳng Tài nguyên và Môi trƣờng
miền Trung đã tạo điều kiện tốt nhất để tôi học tập, nghiên cứu luận văn này.
Cuối cùng, tôi xin tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã
động viên, giúp đỡ tôi trong thời gian qua.

Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn!

Bỉm Sơn, ngày…. Tháng ...năm…..
Tác giả

Lê Duy Hiếu


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ..............................................................................................................
LỜI CẢM ƠN ....................................................................................................................
MỤC LỤC ..........................................................................................................................
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ......................................................................................
DANH MỤC CÁC HÌNH ..................................................................................................
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...................................................................................
MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................... 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................................. 2
3. Đặc điểm, đối tượng và nội dung nghiên cứu........................................................... 2
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn................................................................................... 3
5. Cấu trúc của luận văn............................................................................................... 3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM BỤI VÀ GIS ............................................. 4
1.1. Ô nhiễm bụi ............................................................................................................ 4
1.1.1.Định nghĩa ........................................................................................................ 4
1.1.2. Phân loại bụi ................................................................................................... 4
1.1.3. Vai trò của bụi trong khí quyển ....................................................................... 5
1.1.4. Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí do bụi và các chất độc đến sức khỏe con
người và động thực vật .............................................................................................. 6
1.1.5. Các nguồn gây ô nhiễm bụi ............................................................................ 8
1.2. Hệ thông tin địa lý - GIS (Geographic Information System) ................................. 9
1.2.1. Khái niệm cơ bản về hệ thông tin địa lý ........................................................ 10
1.2.2. Các thành phần của GIS ............................................................................... 10
1.2.3. Các chức năng của GIS ................................................................................. 11
1.3. Ứng dụng GIS nghiên cứu ô nhiễm bụi ............................................................... 13


CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU Ô NHIỄM BỤI Ở THỊ XÃ BỈM SƠN BẰNG GIS ...... 15
2.1. Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội thị xã Bỉm Sơn............................................ 15
2.1.1. Điều kiện tự nhiên ......................................................................................... 15
2.1.2. Tình hình phát triển kinh tế xã hội ................................................................ 18
2.1.3. Tình hình văn hóa - xã hội............................................................................. 24
2.2. Thu thập dữ liệu ................................................................................................... 27
2.3. Phân tích dữ liệu .................................................................................................. 39
2.4. Trình bày kết quả phân tích dữ liệu ..................................................................... 39
2.4.1. Phát thải từ hoạt động giao thông trong khu vực ......................................... 39
2.4.2. Từ hoạt động sản xuất ................................................................................... 40
2.4.3. Kết quả đo đạc, phân tích chất lượng môi trường không khí ........................... 43
2.5. Ứng dụng GIS nghiên cứu ô nhiễm bụi tại thị xã Bỉm Sơn, tỉnh Thanh Hóa .................... 67
2.5.1. Chuyển dữ liệu từ database: ......................................................................... 68
2.5.2. Dùng Tool Clip để lấy dữ liệu nằm trong Thị xã Bỉm Sơn ............................ 68
2.5.3. Đưa các điểm quan trắc vào bản đồ ............................................................ 71
2.5.4. Tạo vùng phát tán .......................................................................................... 74
2.5.5. Tạo biểu đồ cột .............................................................................................. 76
2.5.6. Kết quả bản đồ GIS về các điểm quan trắc ................................................... 80
CHƢƠNG 3: HIỆN TRẠNG VÀ GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM BỤI Ở THỊ
XÃ BỈM SƠN ................................................................................................................ 82
3.1. Mức độ ô nhiễm bụi tại thị xã Bỉm Sơn ............................................................... 82
3.2. Tác động của ô nhiễm bụi tới sức khỏe và đời sống cư dân thị xã Bỉm Sơn ....... 85
3.2.1. Tác động tới sức khỏe.................................................................................... 85
3.2.2. Tác động đến đời sống .................................................................................. 87
3.3. Giải pháp làm giảm thiểu ô nhiễm bụi ở thị xã Bỉm Sơn .................................... 98
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................................... 100


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2. 1: Danh sách cơ sở phát sinh chất thải gây ảnh hƣởng trực tiếp, gián tiếp đến
khu vực nghiên cứu ................................................................................................. 19
Bảng 2. 2: Các lớp thông tin bản đồ nền trong CSDL ................................................... 31
Bảng 2. 3: Sản lƣợng Clinker của nhà máy xi măng Bỉm Sơn năm 2014 ..................... 40
Bảng 2. 4: Mức cảnh báo chất lƣợng không khí và mức độ ảnh hƣởng tới sức khỏe con
ngƣời ........................................................................................................................ 44
Bảng 2. 5: Kết quả đo bụi lắng 24h/ngày từ ngày 30/01 đến ngày 05/02 tại các điểm
quan trắc .................................................................................................................. 56
Bảng 2. 6: Bảng tổng hợp kết quả thông số bụi tại các vị trí quan trắc ............................. 58
Bảng 2. 7: Chuỗi quan trắc môi trƣờng thị xã Bỉm Sơn qua các năm từ 2012 - 2014 ... 65
Bảng 3. 1: Bảng khảo sát ý kiến ngƣời dân về tình trạng bụi trong khu vực năm 2014 82
Bảng 3. 2: Bảng các khung giờ lƣợng bụi vƣợt quá QCVN tại các vị trí quan trắc ...... 83
Bảng 3. 3: Tình hình bệnh tật năm 2014 trong khu vực nghiên cứu ................................. 85
Bảng 3. 4: Thống kê kết quả phiếu điều tra ảnh hƣởng của khí thải công nghiệp trên địa
bàn thị xã Bỉm Sơn .................................................................................................. 89


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1. 1: Các thành phần cơ bản của GIS .................................................................... 11
Hình 2. 1: Tuyến đƣờng Trần Hƣng Đạo, đoạn ngã 4 đền Sòng Sơn - đền Cô Chín ... 28
Hình 2. 2: Ngã tƣ Bỉm Sơn ............................................................................................ 29
Hình 2. 3: Ngã tƣ cổng 1 ................................................................................................ 29
Hình 2. 4: Cây bị bụi che phủ ........................................................................................ 30
Hình 2. 5: Cổng 1 nhà máy xi măng Bỉm Sơn ............................................................... 30
Hình 2. 6: Hoạt động xây dựng tại khu đô thị Bắc Trần Phú......................................... 31
Hình 2. 7: Quảng lý các lớp thông tin bản đồ trên ArcGIS - ArcCatalog...................... 36
Hình 2. 8: Bản đồ địa hình sau khi trình bày CSDL nền trên AcrMap .......................... 37
Hình 2. 9: Bản đồ hành chính thị xã Bỉm Sơn sau khi trình bày CSDL nền trên
ArcMap. ................................................................................................................... 38
Hình 2. 10: Chuyển dữ liệu từ database ......................................................................... 68
Hình 2. 11: Dùng Tool Clip để lấy dữ liệu nằm trong thị xã Bỉm Sơn. ......................... 69
Hình 2. 12: Cắt các đối tƣợng nằm trong ranh giới thị xã ............................................. 70
Hình 2. 13: Hiển thị thị xã Bỉm Sơn sau khi cắt các đối tƣợng ..................................... 71
Hình 2. 14: Nhập dữ liệu vào bảng Excel ...................................................................... 72
Hình 2. 15: Add dữ liệu vào bản đồ. .............................................................................. 73
Hình 2. 16: Kết quả các lớp dữ liệu đƣợc tạo ra ............................................................ 74
Hình 2. 17: Công cụ Buffer khởi tạo vùng phát tán bụi ................................................. 75
Hình 2. 18: Kết quả tạo vùng phát tán bụi tại các điểm quan trắc ................................. 76
Hình 2. 19: Bảng dữ liệu excel tạo cho từng điểm quan trắc theo lần đo ...................... 76
Hình 2. 20: Đƣa các bảng dữ liệu vào ArcMap ............................................................. 77
Hình 2. 21: Tạo đồ thị lƣợng bụi trong môi trƣờng theo tháng ..................................... 77
Hình 2. 22: Chọn biểu đồ dạng cột ................................................................................ 78
Hình 2. 23: Biểu đồ các lần đo tại điểm quan trác N1, N2 ............................................ 79
Hình 2. 24: Biểu đồ các lần đo tại điểm quan trác N3, B1 ............................................ 79
Hình 2. 25: Biểu đồ các lần đo tại điểm quan trác B2, B3 ............................................. 79
Hình 2. 26: Biểu đồ các lần đo tại điểm quan trác D1, D2 ............................................ 80
Hình 2. 27: Bản đồ vị trí quan trắc bụi tại thị xã Bỉm Sơn tỉnh Thanh Hóa .................. 81
Hình 3. 1: Bán kính phát tán bụi 200m lƣợng bụi phát tán đều vƣợt mức QCVN 85


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
GIS: Geographic Information System (hệ thông tin địa lý)
AQI: Air Quality Index (chỉ số chất lƣợng không khí)
XMBS: Xi măng Bỉm Sơn
NMXM: Nhà máy xi măng
UBND: Ủy ban nhân dân
QCVN: Quy chuẩn Việt Nam
QL: Quốc lộ
TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
WHO: Tổ chức y tế thế giới



MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, vấn đề ô nhiễm môi trƣờng không khí, đặc biệt tại các đô thị không
còn là vấn đề riêng lẻ của một quốc gia hay một khu vực mà nó đã trở thành vấn đề
toàn cầu.Thực trạng phát triển kinh tế - xã hội của các quốc gia trên thế giới trong thời
gian qua đã có những tác động lớn đến môi trƣờng, và đã làm cho môi trƣờng sống của
con ngƣời bị thay đổi và ngày càng trở nên tồi tệ hơn. Những năm gần đây nhân loại đã
phải quan tâm nhiều đến vấn đề ô nhiễm môi trƣờng không khí đó là: sự biến đổi của
khí hậu – nóng lên toàn cầu, sự suy giảm tầng ôzôn và mƣa axít.
Ở Việt Nam ô nhiễm môi trƣờng không khí đang là một vấn đề bức xúc đối với
môi trƣờng đô thị, công nghiệp và các làng nghề. Ô nhiễm môi trƣờng không khí
không chỉ tác động xấu đối với sức khỏe con ngƣời(đặc biệt là gây ra các bệnh đƣờng
hô hấp)mà còn ảnh hƣởng đến các hệ sinh thái và biến đổi khí hậu nhƣ: hiệu ứng nhà
kính, mƣa axít và suy giảm tầng ôzôn,… Công nghiệp hóa càng mạnh, đô thị hóa càng
phát triển thì nguồn thải gây ô nhiễm môi trƣờng không khí càng nhiều, áp lực làm
biến đổi chất lƣợng không khí theo chiều hƣớng xấu càng lớn. Ở Việt Nam, tại các khu
công nghiệp, các trục đƣờng giao thông lớn đều bị ô nhiễm với các cấp độ khác nhau,
nồng độ các chất ô nhiễm đều vƣợt quá tiêu chuẩn cho phép. Và sự gia tăng dân số, gia
tăng đột biến của các phƣơng tiện giao trong khi cơ sở hạ tầng còn thấp làm cho tình
hình ô nhiễm trở nên trầm trọng.
Thị xã Bỉm Sơn nằm ở phía Bắc Thanh Hóa, là cửa ngõ của hoạt động vận tải
cũng nhƣ buôn bán giữa hai miền Bắc và miền Trung. Là một thị xã công nghiệp trẻ
với hoạt động sản xuất công nghiệp chủ đạo là xi măng, vật liệu xây dựng, khai thác
đá, sản xuất ôtô,… nên hoạt động của các phƣơng tiện vận tải diễn ra với nhịp độ nhiều
và rất dày, từ sáng tới đêm khuya. Nguồn lợi từ việc kinh doanh sản xuất công nghiệp
là rất lớn. Tuy nhiên, cũng bởi hoạt động sản xuất nhộn nhịp nhƣ vậy khiến cho môi
trƣờng chịu một lƣợng rất lớn những chất gây ô nhiễm môi trƣờng không khí. Đặc biệt
là ô nhiễm bụi. Tác động của việc ô nhiệm bụi tới sức khỏe của ngƣời dân sinh sống
trên địa bàn là rất lớn. Để giảm thiểu đƣợc ô nhiễm bụi ở khu vực thị xã cần giải quyết
đƣợc hai vấn đề là: mức độ ô nhiễm bụi ở thị xã Bỉm Sơn; nguyên nhân gây ra ô nhiễm
bụi và các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm. Có nhiều phƣơng pháp nghiên cứu, đánh giá
mức độ ô nhiễm bụi đƣợc thực hiện. Trong đó, việc ứng dụng công nghệ hệ thông tin
địa lý (GIS) là phƣơng pháp, là công cụ mạnh có khả năng phân tích không gian trong

1


thời gian ngắn. Với lý do nêu trên tác giả đã thực hiện đề tài “ Ứng dụng GIS nghiên
cứu ô nhiễm bụi ở thị xã Bỉm Sơn, tỉnh Thanh Hóa ”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu mức độ ô nhiễm bụi tại thị xã Bỉm Sơn và đƣa ra một số giải pháp
giúp cải thiện chất lƣợng môi trƣờng không khí.
Để đạt đƣợc mục đích trên, đề tài cần làm rõ những mục tiêu cụ thể sau:
- Thu thập tài liệu, tích lũy kiến thức về thành lập bản đồ dựa trên các ứng dụng
của GIS trên thế giới và nƣớc ta
- Thu thập tài liệu thống kê, bản đồ và các dữ liệu mô tả khác ở khu vực nghiên
cứu.
- Thu thập các dữ liệu về chất lƣợng môi trƣờng không khí thị xã Bỉm Sơn, từ
đó xây dựng bản đồ phân bố ô nhiễm bụi cho từng phƣờng nằm trong khu vực nghiên
cứu.
- Từ những kết quả nghiên cứu, đƣa ra một số giải pháp nhằm giảm thiểu ô
nhiễm bụi cho thị xã Bỉm Sơn.
3. Đặc điểm, đối tƣợng và nội dung nghiên cứu
3.1. Địa điểm nghiên cứu
Các khu vực sản xuất công nghiệp ở thị xã Bỉm sơn, tỉnh Thanh Hóa.
3.2. Đối tượng nghiên cứu
Các đối tƣợng chuyên đề về bản đồ và môi trƣờng không khí nhƣ các lớp sau:
Bản đồ thị xã, số liệu quan trắc môi trƣờng không khí đánh giá theo chỉ số chất lƣợng
không khí (AQI),..
3.3. Nội dung nghiên cứu
1. Nghiên cứu về vấn đề ô nhiễm bụi, tổng quan về GIS và ứng dụng của GIS
trong nghiên cứu ô nhiễm bụi
2. Nghiên cứu đặc điểm tự nhiên, kinh tế - xã hội và môi trƣờng khu vực nghiên
cứu.

2


3. Thu thập tài liệu thống kê, tài liệu bản đồ, số liệu đo đạc, dữ liệu ảnh chụp
4. Xây dựng bản đồ phân bố ô nhiễm bụi cho từng phƣờng thuộc đối tƣợng
nghiên cứu.
5. Đánh giá mức độ ô nhiễm và đƣa ra giải pháp giảm thiểu ô nhiễm bụi.
4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Về mặt khoa học, đề tài nghiên cứu giúp học viên nắm chắc đƣợc kiến thức cơ
bản ứng dụng GIS nghiên cứu vấn đề về môi trƣờng. Bên cạnh đó là hiểu rõ hơn về
phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng môi trƣờng không khí theo chỉ số AQI, qua đó kết
quả nghiên cứu của đề tài góp phần nhận biết hiện trạng môi trƣờng không khí khu vực
thị xã Bỉm Sơn.
Về thực tiễn, đề tài đƣợc hoàn thành sẽ là một tài liệu hữu ích cho công tác quản
lý môi trƣờng ở thị xã Bỉm Sơn.
5. Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm các phần chính sau
MỞ ĐẦU
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM BỤI VÀ GIS
CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU Ô NHIỄM BỤI Ở THỊ XÃ BỈM SƠN BẰNG GIS
CHƢƠNG 3: HIỆN TRẠNG VÀ GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM BỤI Ở
THỊ XÃ BỈM SƠN
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

3


CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM BỤI VÀ GIS
1.1. Ô nhiễm bụi
1.1.1.Định nghĩa
Bụi là một tập hợp nhiều hạt vật chất vô cơ hoặc hữu cơ có kích thƣớc nhỏ bé,
tồn tại trong không khí dƣới dạng bụi bay, bụi lắng và các hệ khí dung gồm hơi, khói
mù.
Bụi bay có kích thƣớc từ 0.001µm đến 10µm bao gồm tro, muội khói và những
hạt chất rắn đã nghiền nhỏ chuyển động hỗn loạn hoặc rơi xuống mặt đất với tốc độ
đều theo định luật Stokes. Loại bụi này thƣờng gây tổn thƣơng cao cho cơ quan hô hấp.
Bụi lắng có kích thƣớc hơn 10 µm, thƣờng rơi xuống đất theo định luật Newton
với tốc độ tăng dần. Loại bụi này thƣờng gây hại cho mắt, gây nhiễm trùng, gây dị ứng.
1.1.2. Phân loại bụi
Về phân loại bụi có nhiều cách:
1.1.2.1. Phân loại theo hệ ngưng tụ
Đó là sự hình thành do hai pha khí và hơi với các phản ứng hóa học xảy ra hoặc
biến đổi của hai pha có đƣờng kính từ 0.3 đến 3µm. Hệ ngƣng tụ có thể có hai loại:
khói chứa hạt rắn và sƣơng mù chứa hạt lỏng.
Hạt có đƣờng kính nhỏ hơn 0.3 µm là những nhân ngƣng tụ, có thể vận động
nhƣ những phần tử khí. Chúng xuất hiện nhờ quá trình ngƣng tụ và đƣợc tách khỏi các
hạt lớn nhờ hấp phụ.
Hạt có đƣờng kính 0.3 < dp < 3µm xuất hiện do quá trình kết hợp của những hạt
nhỏ hơn. Chúng chuyển động theo qui luật Brawn và đƣợc tách khỏi khí nhờ mƣa rơi
hoặc rửa nƣớc. Thời gian lƣu của chúng thƣờng nhỏ hơn thời gian hợp thành những hạt
lớn hơn.
Hạt có d > 3µm xuất hiện trƣớc hết do sự phân tán cơ học (phân ly nhỏ) của
những hạt lớn hơn và đƣợc thu hồi qua quá trình lắng
1.1.2.2. Phân loại theo nguồn gốc

4


- Bụi hữu cơ và bụi vô cơ
1.1.2.3. Theo nguồn phát
- Bụi tự nhiên và bụi nhân tạo
1.1.2.4. Theo kích thước
- Hạt có kích thƣớc nhỏ hơn 0.1µm đƣợc gọi là Khói
- Hạt có kích thƣớc từ 0.1 - 10µm đƣợc gọi là Sƣơng mù
- Hạt có kích thƣớc lớn hơn 10µm đƣợc gọi là Bụi
1.1.2.5. Theo tính xâm nhập vào đường hô hấp
- Bụi : + Nhỏ hơn 0.1 µm không ở lại trong phế nang
+ Từ 0.1 µm đến 5 µm ở lại phổi 80 – 90%
+ Từ 5 - 10 µm vào phổi nhƣng đƣợc phổi đào thải ra
+ Lớn hơn 10 µm thƣờng đọng lại ở mũi
1.1.2.6. Theo tác hại của bụi
- Bụi gây nhiễm độc chung (chì, thủy ngân, benzene,…)
- Bụi gây dị ứng viêm mũi, hen, nổi ban (bụi bông gai, phân hóa học,…)
- Bụi gây ung thƣ (bụi quặng, bụi phóng xạ, hợp chất crom,…)
- Bụi gây nhiễm trùng (long, tóc,…)
- Bụi gây xơ phổi (bụi amiang, bụi thạch anh,…)
1.1.3. Vai trò của bụi trong khí quyển
Liên kết với các trƣờng điện từ trong khí quyển, mây và các hạt sƣơng mù.
Đóng vai trò quan trọng trong việc xác định nhiệt của khí quyển Trái đất qua
phản chiếu ánh sáng.
Là hạt nhân cho quá trình ngƣng tụ, bang đá và giọt nƣớc (ngƣng tụ dị thể).

5


Tham gia vào một số phản ứng trong khí quyển nhƣ:
+ Phản ứng trung hòa trong giọt
+ Đóng vai trò xúc tác những hạt oxit kim loại trong phản ứng oxy hóa
+ Phản ứng oxy quang hóa
Nguyên nhân tạo vẩn đục trong khí quyển làm ảnh hƣởng thời tiết.
1.1.4. Ảnh hưởng của ô nhiễm không khí do bụi và các chất độc đến sức khỏe con
người và động thực vật
1.1.4.1. Đối với con người
Bụi trong không khí, nhất là các hạt dƣới 5 µm có thể vào tận phế nang của
ngƣời. Bụi gây nên một số bệnh nhƣ sau:
- Bệnh phổi nhiễm bụi:
Bệnh phổi nhiễm bụi là do ngƣời hít thở bầu không khí có bụi khoáng, bụi
amiang, bụi than và kim loại. Ngƣời sẽ bị xơ phổi, suy giảm chức năng hô hấp. Ở Mỹ
từ năm 1950 – 1955 phát hiện đƣợc 12.763 ngƣời nhiễm bụi đá (silicose). Ở Nam Phi
hàng năm có 30 – 40% thợ mỏ chết do bệnh phổi nhiễm bụi đá. Ở Tây Đức, hằng năm
có 1500 ngƣời chết do nhiễm bụi đá.
- Bệnh đƣờng hô hấp:
Tùy theo nguồn gốc các loại bụi gây ra bệnh viêm mũi, họng, phế quản.
Bụi hữu cơ nhƣ: bông, đay, gai dính vào viêm mạc gây viêm phù, tiết ra các
niêm dịch dẫn tới viêm loét.
Bụi vô cơ rắn có góc sắc nhọn đâm vào niêm mạc, gây viêm mũi. Lúc đầu
thƣờng gây ra viêm mũi làm cho niêm mạc dầy lên, tiết nhiều niêm dịch, hít thở khó.
Sau vài năm chuyển thành viêm mũi teo, giảm chức năng lọc giữ bụi của mũi, gây
bệnh phổi nhiễm bụi.
Bụi Crom, Asen gây viêm loét thủng vách mũi vùng trƣớc sụn lá mía.
Bụi len, bột kháng sinh gây ra dị ứng viêm mũi, viêm phế quản và hen.

6


Bụi mangan, photphat, bicromatkali, gỉ sắt gây ra bệnh viêm phổi, làm thay đổi
tính miễn dịch sinh hóa của phổi.
Một số bụi kim loại có tính phóng xạ gây ra bệnh ung thƣ phổi ví dụ nhƣ bụi
Uran, Coban, Crom, nhựa đƣờng.
- Bệnh ngoài da:
Bụi đồng gây ra nhiễm trùng da rất khó chữa trị. Bụi tác động vào các tuyến
nhờn làm cho da bị khô gây ra các bệnh ngoài da nhƣ: trứng cá, viêm da. Loại bệnh
này các thợ đốt lò hơi, thợ máy sản xuất xi măng, sành sứ hay bị mắc phải.
Bụi gây kích thích da, sinh mụn nhọt lở loét nhƣ bụi vôi, bụi dƣợc phẩm, thuốc
trừ sâu.
Bụi nhựa than dƣới tác dụng của ánh nắng làm cho da ngứa, sung tấy, bỏng, mắt
sƣng đỏ, chảy nƣớc mắt.
- Bệnh về mắt:
Bụi gây chấn thƣơng mắt, viêm mang tiếp hợp, viêm mi mắt,…
Bụi kiềm acid gây bỏng giác mạc, làm giảm thị lực, nặng hơn có thể mù.
- Bệnh đƣờng tiêu hóa:
Bụi kim loại, bụi khoáng to nhọn có cạnh sắc đi vào dạ dày gây viêm niêm mạc
dạ dày, rối loạn tiêu hóa.
Bụi chì gây bệnh thiếu máu, giảm hồng cầu, gây rối loạn thận.
Bụi vi sinh vật có nhiều tác hại tới sức khỏe con ngƣời, gây ra dịch bệnh, bệnh
đƣờng hô hấp, bệnh đau mắt và đƣờng tiêu hóa.
1.1.4.2. Đối với động thực vật
Bụi có tác hại rất lớn đến sự phát triển và tồn tại của động thực vật
Các hợp chất florua, asen, molipđen, chì và kẽm là những chất gây độc cho
những loài động vật ăn thực vật. Các loại thuốc trừ sâu bao gồm những loại có chứa
thủy ngân và chì đều gây thiệt hại lớn cho gia súc.

7


Bụi lò xi măng, bụi lò gạch, bụi amiang, bụi than, bụi natri clo,… làm cho cây
không phát triển đƣợc, bị vàng lá, rụng lá, giảm hoa quả, làm teo hạt, giảm năng suất.
Thậm chí có loài cây bị tiêu diệt.
1.1.5. Các nguồn gây ô nhiễm bụi
1.1.5.1. Căn cứ vào nguồn phát sinh
a. Nguồn tự nhiên
- Ô nhiễm do hoạt động của núi lửa: hoạt động của núi lửa phun ra một lƣợng
khổng lồ các chất ô nhiễm nhƣ tro bụi, khí SOx NOx, có tác hại nặng nề và lâu dài tới
môi trƣờng.
- Ô nhiễm do cháy rừng: cháy rừng do các nguyên nhân tự nhiện cũng nhƣ các
hoạt động thiếu ý thức của con ngƣời, chất ô nhiễm nhƣ khói, bụi, khí SOx NOx, CO,
THC.
- Ô nhiễm do bão cát: hiện tƣợng bão cát thƣờng xảy ra ở những vùng đất trơ và
khô không có lớp phủ thực vật ngoài việc gây ra ô nhiễm bụi, nó còn làm giảm tầm
nhìn.
- Ô nhiễm do đại dƣơng: Do quá trình bốc hơi nƣớc biển co kéo theo một lƣợng
muối (chủ yếu là NaCl) bị gió đƣa vào đất liền. không khí có nồng độ muối cao sẽ có
tác hại tới vật liệu kim loại.
- Ô nhiễm do phân hủy các chất hữu cơ trong tự nhiên: Do quá trình lên men các
chất hữu cơ khu vực bãi rác, đầm lầy sẽ tạo ra các khí nhƣ metan (CH4), các hợp chất
gây mùi hôi thối nhƣ hợp chất nitơ (ammoniac – NH3), hợp chất lƣu huỳnh (
hydrosunfua – H2S, mecaptan) và thậm chí có cả các vi sinh vật.
b. Các nguồn nhân tạo
Nguồn ô nhiễm do hoạt động của con ngƣời tạo nên bao gồm:
1. Ô nhiễm do sản xuất công nghiệp và tiểu thủ công nghiệp: ví dụ các nhà máy
sản xuất hóa chất, sản xuất giấy, luyện kim loại, nhà máy nhiệt điện (sử dụng các nhiên
liệu than, dầu …).
2. Hoạt động nông nghiệp: sử dụng phân bón, phun thuốc trừ sâu diệt cỏ.
3. Dịch vụ thƣơng mại: chợ buôn bán.

8


4. Sinh hoạt: nấu nƣớng phục vụ sinh hoạt hàng này của con ngƣời (gia đình,
công sở…).
5. Vui chơi, giải trí: khu du lịch, sân bóng … Các nguồn trên có thể coi là các
nguồn cố định.
Tùy vào các nguồn gây ô nhiễm mà trong quá trình hoạt động thải vào môi
trƣờng các tác nhân ô nhiễm không khí khác nhau về thành phần cũng nhƣ khối lƣợng.
1.1.5.2. Dựa vào tính chất hoạt động
Dựa vào tính chất hoạt động có thể chia thành 4 nhóm chính:
- Ô nhiễm do quá trình hoạt động sản xuất : công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp,
nông nghiệp.
- Ô nhiễm do giao thông : khí thải xe cộ, tàu thuyền, máy bay
- Ô nhiễm do sinh hoạt: do đốt nhiên liệu phục vụ sinh hoạt, phục vụ vui chơi
giải trí.
- Ô nhiễm do quá trình tự nhiên: bão, núi lửa, do sự phân hủy tự nhiên các chất
hữu cơ gây mùi hôi thối...bụi phấn hoa.
1.1.5.3. Dựa vào đặc tính hình học
- Điểm ô nhiễm : ống khói nhà máy.
- Đƣờng ô nhiễm: đƣờng giao thông.
- Vùng ô nhiễm: khu công nghiệp, khu tập trung các cơ sở sản xuất.
1.1.5.4. Dựa vào tính chất khuếch tán
- Nguồn thải thấp: gồm nguồn mặt, nguồn đƣờng, nguồn điểm (ống khói nằm
dƣới vùng bóng rợp khí động).
- Nguồn thải cao: ống khói nằm trên vùng bóng rợp khí động.
Các nguồn thải ra các chất ô nhiễm đặc trƣng
1.2. Hệ thông tin địa lý - GIS (Geographic Information System)
Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System – GIS) là một hệ
thống thông tin trên máy tính đƣợc sử dụng để số hóa các đối tƣợng địa lý thực cũng

9


nhƣ các sự kiện liên quan (các thuộc tính phi không gian liên kết với không gian địa lý)
tạo thành dữ liệu địa lý, từ đó cung cấp các công cụ cho phép phân tích, đánh giá và
khai thác các dữ liệu địa lý đó.
"Mọi đối tƣợng có mặt trên trái đất đều có thể biểu diễn trong hệ thống thông tin
địa lý", đây là chìa khóa căn bản liên kết bất kỳ cơ sở dữ liệu nào với hệ thống GIS.
Bắt đầu xuất hiện vào cuối những năm 1950, nhƣng phần mềm GIS đầu tiên chỉ xuất
hiện vào cuối những năm 1970 từ phòng thí nghiệm của Viện nghiên cứu môi trƣờng
Mỹ (ESRI). Lịch sử phát triển của GIS đã thay đổi cách mà các nhà quy hoạch, kỹ sƣ,
nhà quản lý… làm việc với cơ sở dữ liệu và phân tích dữ liệu.
1.2.1. Khái niệm cơ bản về hệ thông tin địa lý
Có nhiều quan niệm khác nhau khi định nghĩa hệ thống thông tin địa lý:
"Hệ thông tin địa lý là một hệ thống thông tin bao gồm một số hệ con
(subsystem) có khả năng biến đổi các dữ liệu địa lý thành những thông tin có ích" –
theo định nghĩa của Calkin và Tomlinson, 1977.
"Hệ thông tin địa lý là một hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu bằng máy tính để thu
thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị không gian" (theo định nghĩa của National Center
for Geographic Information and Analysis, 1988).
Theo định nghĩa của ESRI (Environmental System Research Institute) thì “Hệ
thông tin địa lý là một tập hợp có tổ chức bao gồm phần cứng, phần mềm máy tính, dữ
liệu địa lý và con người, được thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu trữ, cập nhật, điều
khiển, phân tích và kết xuất”.
Cho đến nay, định nghĩa đƣợc nhiều ngƣời sử dụng nhất là: hệ thống thông tin
địa lý là một hệ thống kết hợp giữa con ngƣời và hệ thống máy tính cùng các thiết bị
ngoại vi để lƣu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị các thông tin địa lý để phục vụ một mục
đích nghiên cứu nhất định.
1.2.2. Các thành phần của GIS
Một hệ thống GIS gồm có 5 thành phần cơ bản sau:
1. Phần cứng.
2. Phần mềm.
3. Con ngƣời.
4. Dữ liệu.
5. Các quy trình.
10


Hình 1. 1: Các thành phần cơ bản của GIS
1.2.3. Các chức năng của GIS
Bất kỳ một hệ thống thông tin địa lý nào cũng phải có sáu chức năng cơ bản để
giải quyết hiệu quả các vấn đề trong thế giới thực. Sáu chức năng đó là:
• Thu thập dữ liệu.
• Lƣu trữ dữ liệu.
• Truy vấn dữ liệu.
• Phân tích dữ liệu.
• Hiển thị dữ liệu.
• Xuất dữ liệu
Thu thập dữ liệu
Dữ liệu mô tả các đối tƣợng địa lý đƣợc lƣu trữ trong cơ sở dữ liệu địa lý. Cơ sở
dữ liệu địa lý là một thành phần có chi phí xây dựng cao và tồn trong một thời gian dài
cùng với hệ thống, vì vậy việc thu thập dữ liệu là một vấn đề hết sức quan trọng. Làm
thế nào để lấy dữ liệu chỉ tồn tại trên dạng giấy vào cơ sở dữ liệu? Dữ liệu này ở dạng
11


số nhƣng không thể sử dụng đƣợc, vậy nó ở định dạng nào? Một hệ thống thông tin địa
lý phải cung cấp các phƣơng pháp để nhập dữ liệu địa lý (tọa độ) và dữ liệu dạng bảng
(thuộc tính). Hệ thống càng có nhiều phƣơng pháp nhập dữ liệu thì càng mềm dẻo và
linh động.

Lƣu trữ dữ liệu
Có hai mô hình cơ bản đƣợc sử dụng để lƣu trữ dữ liệu địa lý: vector và raster.
Một hệ thống thông tin địa lý cần phải có khả năng lƣu trữ cả hai định dạng dữ liệu
này.
Trong mô hình dữ liệu vector, đối tƣợng địa lý đƣợc biểu diễn tƣơng tự nhƣ
cách chúng biểu diễn trên bản đồ (bằng các đối tƣợng điểm, đƣờng và vùng). Một hệ
thống tọa độ x,y đƣợc sử dụng để xác định vị trí của các đối tƣợng này trong thế giới
thực.
Mô hình dữ liệu raster biểu diễn các đối tƣợng bằng cách sử dụng một lƣới bao
gồm nhiều ô. Các giá trị của các ô sẽ mô tả vị trí của các đối tƣợng. Mức độ chi tiết của
đối tƣợng phụ thuộc vào kích thƣớc của các ô trong lƣới. Định dạng dữ liệu raster rất
phù hợp cho các bài toán phân tích không gian cũng nhƣ việc lƣu các dữ liệu dạng ảnh.
Dữ liệu dạng raster không thích hợp cho các ứng dụng nhƣ quản lý thửa đất vì ranh
giới của các đối tƣợng cần phải đƣợc phân biệt rõ ràng.
Truy vấn dữ liệu
Một hệ thống GIS phải có các công cụ để tìm ra các đối tƣợng cụ thể dựa trên vị
trí địa lý hoặc thuộc tính của nó. Các truy vấn, thƣờng đƣợc tạo ra bởi các câu lệnh
hoặc biểu thức logic, sẽ đƣợc sử dụng để chọn ra các đối tƣợng trên bản đồ và các bản
ghi của chúng trong cơ sở dữ liệu.
Một truy vấn của một hệ thống GIS thông thƣờng sẽ trả lời câu hỏi: Cái gì? Ở
đâu? Trong kiểu truy vấn này, ngƣời sử dụng biết đối tƣợng nằm ở vị trí nào, và muốn
biết các thuộc tính của nó. Điều này có thể đƣợc thực hiện trong hệ thống GIS bởi vì
đối tƣợng địa lý đƣợc thể hiện trên bản đồ sẽ có liên kết với thông tin thuộc tính của nó
lƣu trong cơ sở dữ liệu.
Một kiểu truy vấn khác của là tìm các vị trí thỏa mãn một số tính chất nào đó.
Trong trƣờng hợp này, ngƣời sử dụng biết rõ các tính chất quan trọng và muốn tìm
xem những đối tƣợng nào có thuộc tính đó.
Phân tích dữ liệu

12


Phân tích địa lý thƣờng liên quan đến nhiều tập dữ liệu khác nhau và yêu cầu
một quá trình nhiều bƣớc để cho ra kết quả cuối cùng. Một hệ thống GIS phải có khả
năng phân tích mối quan hệ không gian giữa các tập dữ liệu để trả lời câu hỏi và giải
quyết vấn đề mà ngƣời sử dụng đặt ra. Ba phƣơng pháp phân tích thông tin địa lý phổ
biến là:
• Phân tích gần kề xấp xỉ: Sử dụng thuật toán buffering để xác định mối quan
hệ gần kề giữ các đối tƣợng.
• Phân tích chồng xếp: Kết hợp các đối tƣợng của hai lớp dữ liệu để tạo ra một
lớp mới, lớp kết quả này sẽ chứa đựng các thuộc tính có trong cả hai lớp gốc. Lớp kết
quả có thể đƣợc phân tích để tìm ra những đối tƣợng chồng phủ, hoặc để tìm ra mức độ
một đối tƣợng nằm trong một vùng hoặc nhiều vùng nào đó là bao nhiêu.
• Phân tích mạng lƣới: Để giải quyết các bài toán nhƣ mạng lƣới giao thông,
mạng lƣới thủy văn...
Hiển thị dữ liệu
Hệ thống GIS cũng cần phải có các công cụ để hiển thị các đối tƣợng địa lý sử
dụng nhiều ký hiệu khác nhau. Đối với nhiều loại phép toán phân tích, kết quả cuối
cùng chính là bản đồ, đồ thị hoặc các báo cáo.
Xuất dữ liệu
Hiển thị kết quả là một yêu cầu bắt buộc của hệ thống GIS. Việc hiển thị đƣợc
thực hiện bằng nhiều cách khác nhau. Càng nhiều dạng đầu ra mà GIS có thể đƣa ra thì
khả năng tiếp cận thông tin và đối tƣợng chính xác càng cao.
1.3. Ứng dụng GIS nghiên cứu ô nhiễm bụi
Trên thế giới, việc ứng dụng GIS vào quản lý môi trƣờng đã đƣợc áp dụng
tƣơng đối sớm. Từ chƣơng trình kiểm kê nguồn tài nguyên thiên nhiên của Canada
trong những năm 1960, đến các chƣơng trình GIS cấp liên bang của Mỹ bắt đầu vào
cuối những năm 1970.
Tại Việt Nam công nghệ GIS cũng đƣợc thí điểm từ năm 1993 và đến nay đã
đƣợc ứng dụng trong khá nhiều ngành nhƣ quy hoạch nông lâm nghiệp, quản lý rừng,
lƣu trữ tƣ liệu địa chất, đo đạc bản đồ, địa chính, quản lý đô thị, đánh giá tác động môi
trƣờng ... Các ứng dụng của GIS trong đánh giá tác động môi trƣờng

13


- Xác định các tác động không gian của các tác nhân gây hại liên quan đến các
thực thể.
- Xác định vị trí để thiết lập một nhân tố hoặc một cơ sở hạ tầng nào đó
- Xác định đƣờng đi ngắn nhất của quá trình thải chất thải lỏng dọc kênh dẫn
nƣớc.
- Chồng xếp bản đồ lên bản đồ thực thể và đánh giá các tác động, thực thể nào
sẽ chịu tác động
- Giám sát và dự báo các sự cố môi trƣờng.

14


CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU Ô NHIỄM BỤI Ở THỊ XÃ BỈM SƠN BẰNG GIS
2.1. Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội thị xã Bỉm Sơn
2.1.1. Điều kiện tự nhiên
2.1.1.1. Vị trí địa lý
Thị xã Bỉm Sơn nằm ở phía bắc của tỉnh Thanh Hóa, cách thành phố Thanh
Hóa 35 km.
Phía Bắc giáp thị xã Tam Điệp - tỉnh Ninh Bình.
Phía Tây, Nam, Đông giáp huyện Hà Trung.
Thị xã Bỉm Sơn có quốc lộ 1A, tuyến đƣờng sắt Bắc Nam, tỉnh lộ 7 chạy qua,
là một trung tâm kinh tế đô thị phía Bắc của tỉnh, là đầu mối giao thông nội bộ, tạo
cho Bỉm Sơn có điều kiện giao lƣu kinh tế, văn hóa, lƣu thông hàng hóa thuận tiện
với các huyện trong tỉnh và các tỉnh bạn.
2.1.1.2. Địa hình
Bỉm Sơn có hai vùng rõ rệt. Vùng có địa hình đồi núi kéo dài từ Tây Bắc đến
Bắc Đông Bắc với diện tích tự nhiên 6688,59 ha, bao gồm các phƣờng Bắc Sơn, Lam
Sơn, Ngọc Trạo, Ba Đình, Đông Sơn, xã Hà Lan và xã Quang Trung.
Trong vùng có thung lũng khá bằng phẳng và đồi thấp, núi đá liên tiếp nhau,
chất lƣợng đất đai khá tốt, phần lớn là đất xám feralit (trên nền đá vôi, đá biến chất),
có tầng đất khá dày.
Tiềm năng đất đai của vùng về sản xuất nông lâm nghiệp thuận lợi cho việc
phát triển cây ăn quả, cây lâu năm, cây công nghiệp ngắn ngày và trồng rừng, phát
triển đồng cỏ chăn nuôi gia súc, có điều kiện thuận lợi phát triển công nghiệp sản
xuất vật liệu xây dựng, là vùng quy hoạch phát triển khu công nghiệp tập trung của
tỉnh.
Vùng có địa hình bằng phẳng diện tích 1581,98 ha gồm các xã Hà Lan, Quang
Trung, hiện tại sản suất nông nghiệp 1032,23 ha chiếm 62,27% diện tích vùng đồng
bằng, 78,60% diện tích đất nông nghiệp toàn thị xã. Đây là vùng đất có tiềm năng để
15


x

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×