Luận văn Nghiên cứu đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường không khí NO₂ ở một số khu vực điển hình của Thành phố Hà Nội

Nội dung tài liệu: Luận văn Nghiên cứu đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường không khí NO₂ ở một số khu vực điển hình của Thành phố Hà Nội

1. BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Đào Tuấn Anh NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ NO2 Ở MỘT SỐ KHU VỰC ĐIỂN HÌNH CỦA THÀNH PHỐ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ: KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG Hà Nội- 2021
2. BỘ GIÁO DỤC VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ ĐÀO TẠO VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ----------------------------- Đào Tuấn Anh NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ NO2 Ở MỘT SỐ KHU VỰC ĐIỂN HÌNH CỦA THÀNH PHỐ HÀ NỘI Chuyên ngành: Kỹ thuật Môi trường Mã số: 18812107 LUẬN VĂN THẠC SĨ : KỸ THUẬT MÔI TRƯỜNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC Hướng dẫn 1: TS. Lê Thanh Sơn Hà Nội- 2021
3. LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn về đề tài “Nghiên cứu đánh giá hiện trạng ô nhiễm môi trường không khí NO2 ở một số khu vực điển hình của thành phố Hà Nội” là quá trình nghiên cứu của tôi trong thời gian qua. Mọi số liệu và kết quả trong luận văn là do tôi tự làm dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Lê Thanh Sơn. Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm nếu có sự không trung thực trong thông tin sử dụng trong luận văn này. Học viên thực hiện Đào Tuấn Anh
4. LỜI CẢM ƠN Bài luận văn được hoàn thành tại Viện Công Nghệ Môi Trường, trong quá trình nghiên cứu thực hiện tôi đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ để hoàn tất luận văn. Trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến giáo viên hướng dẫn khoa học TS. Lê Thanh Sơn đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp này. Xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô Khoa Môi Trường, học viện Khoa Học Công Nghệ những người đã truyền đạt kiến thức quý báu cho em suốt trong thời gian học tập vừa qua cũng như đã giúp đỡ và hỗ trợ em thực hiện các thủ tục trong quá trình hoàn thành luận văn. Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn!
5. MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................... LỜI CẢM ƠN ............................................................................................ MỤC LỤC .................................................................................................. DANH MỤC BẢNG .................................................................................. DANH MỤC HÌNH ................................................................................... DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................ MỞ ĐẦU .................................................................................................. 1 1. Đặt vấn đề ........................................................................................... 1 2. Mục đích nghiên cứu .......................................................................... 2 3. Phạm vi và đối tượng nghiên cứu ...................................................... 2 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án ........................................ 3 5. Phương pháp nghiên cứu .................................................................... 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ................................................................... 4 1.1 Tổng quan về ô nhiễm khí NO2 ....................................................... 4 1.1.1 Tính chất, đặc điểm khí NO2 ...................................................... 4 1.1.2 Nguồn gốc phát sinh khí NO2 trong không khí .......................... 5 1.1.3 Hậu quả của ô nhiễm khí NOx đối với môi trường và sức khỏe con người ..................................................................................................... 7 1.2 Mô hình ô nhiễm không khí ........................................................... 10 1.2.1 Mô hình hồi quy đa biến .......................................................... 10 1.2.2 Mô hình mạng neuron nhân tạo ............................................... 14 1.3 Tình hình nghiên cứu về ô nhiễm NOx và tương quan với các yếu tố khí tượng ....................................................................................................... 19
6. 1.3.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới ........................................... 19 1.3.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ........................................... 22 CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .. 24 2.1 Số liệu nghiên cứu .......................................................................... 24 2.2 Phương pháp nghiên cứu ................................................................ 24 2.2.1 Phương pháp thu thập, kế thừa dữ liệu .................................... 24 2.2.2 Phương pháp thực nghiệm ....................................................... 24 2.2.3. Phương pháp phân tích, xử lý số liệu ...................................... 27 2.2.4. Phương pháp mô hình hóa ...................................................... 28 CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................... 31 3.1. Đánh giá hiện trạng ô nhiễm khí NO2 ở một số khu vực điển hình của TP. Hà Nội ............................................................................................. 31 3.2. Đánh giá sự phân bố nồng độ khí NO2 theo thời gian .................. 34 3.2.1. Quy luật biến thiên nồng độ khí NO2 trong ngày ................... 34 3.2.2. Quy luật biến thiên nồng độ NO2 trong ngày theo tháng ........ 39 3.2.3. Diễn biến nồng độ NO2 theo mùa ........................................... 41 3.3. Nghiên cứu sự ảnh hưởng của một số yếu tố khí tượng đến sự phân bố nồng độ NO2 ở TP. Hà Nội ..................................................................... 43 3.3.1. Ảnh hưởng của tốc độ gió ....................................................... 44 3.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ không khí ......................................... 46 3.3.3. Ảnh hưởng của độ ẩm không khí ............................................ 48 3.3.4. Ảnh hưởng của lượng mưa ...................................................... 49 3.3.5. Xây dựng quan hệ hồi quy giữa nồng độ NO2 và các biến khí tượng bằng mô hình ANN ......................................................................... 50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................. 53 1. Kết luận ............................................................................................ 53
7. 2. Kiến nghị .......................................................................................... 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................... 54 PHỤ LỤC ............................................................................................... 59
8. DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1. Tương quan Spearman giữa nồng độ NO2 và các yếu tố khí tượng DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Ô nhiễm không khí làm gia tăng mưa axit Hình 1.2. Lỗ thủng ozon lớn nhất ở Nam Cực từ trước đến nay (tháng 9 năm 2000) Hình 1.3. Minh họa mối quan hệ tuyến tính (phải) và phi tuyến tính (trái) Hình 1.4. Minh họa về phương sai thay đổi của dữ liệu Hình 1.5. Mô hình của một neuron nhân tạo với đầu ra k Hình 1.6. Đồ thị hàm logistic sigmoid Hình 1.7. Đồ thị hàm hyperbolic tangent Hình 2.1. Thiết bị đo NOx APNA-370 Horiba, Nhật Bản Hình 2.2. Bản đồ các vị trí lấy mẫu Hình 3.1. Kết quả đo NO2 tại một số khu vực của TP. Hà Nội tháng 3/2020 Hình 3.2. Diễn biến nồng độ NO2 trung bình giờ các ngày trong năm 2016 của TP. Hà Nội Hình 3.3. Diễn biến nồng độ NO2 trung bình giờ các ngày trong mùa xuân (a), mùa hè (b), mùa thu (c) và mùa đông (d) của TP. Hà Nội năm 2016 Hình 3.4. Diễn biến nồng độ NO2 trong ngày theo tháng năm 2016 của TP. Hà Nội Hình 3.5. Lượng mưa trung bình các tháng năm 2016 của TP. Hà Nội Hình 3.6. Diễn biến nồng độ NO2 các mùa năm 2016 của TP. Hà Nội Hình 3.7. Diễn biến tốc độ gió trung bình ngày của các tháng trong năm 2016 của TP. Hà Nội Hình 3.8. Diễn biến nhiệt độ trung bình ngày của các tháng trong năm 2016 của TP. Hà Nội
9. Hình 3.9. Diễn biến độ ẩm trung bình ngày của các tháng trong năm 2016 của TP. Hà Nội Hình 3.10. Sơ đồ mô phỏng mạng ANN sử dụng trong luận văn Hình 3.11. So sánh kết quả dự báo nồng độ NO2 và kết quả thực đo tính toán của tập số liệu huấn luyện (a) và kiểm định
10. DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Kí hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt Artificial Neural Mạng thần kinh nhân tạo ANN network BTNMT Bộ tài nguyên môi trường Phương pháp phát sáng hóa CLD học EC Cacbon nguyên tố GD Gradient descent Thuật toán tối ưu lặp KCN Khu công nghiệp Multiple Linear Hồi quy tuyến tính đa biến MLR Regression Mean square error Sai số bình phương trung MSE bình OC Cacbon hữu cơ ONKK Ô nhiễm không khí Principal Components Phép phân tích thành phần PCA Analysis chính QCVN Quy chuẩn Việt Nam Statistical Package for SPSS Social Sciences TSP Natri photphat