Sau khi đại dịch vi rut Corona xảy ra, một trong những biểu hiện môi trường rõ ràng và nhanh nhất đó là chất lượng không khí được cải thiện do lượng khí thải gây ô nhiễm giảm đi. Việc phong tỏa và đóng cửa các nhà máy trên toàn thế giới dẫn đến giảm tiêu thụ năng lượng, ít phương tiện giao thông hoạt động và nhu cầu về dầu mỏ cũng giảm theo. Ví dụ: Tại Trung Quốc theo một nghiên cứu được công bố vào tháng 5.2022 trên tạp chí đa ngành Chất lượng không khí, Khí quyển và Sức khỏe (Air Quality, Atmosphere, and Health), công bố lượng khí thải NO2 (nitơ điôxit) đã giảm đi 70% trong khoảng thời gian từ tháng 1 đến tháng 2 năm 2022; Tại Ấn Độ, ghi nhận lượng khí thải giảm được từ 20-30%.

Tại Israel, một nghiên cứu gần đây được công bố trên tạp chí khoa học Sinh thái và Môi trường (Ecology and the Environment) đã cho biết: sự suy giảm lượng khí thải gây ô nhiễm dao động từ 3-13% (chủ yếu là lưu huỳnh, oxit benzen) và phần lớn là do giảm số lượng ô tô, tàu hỏa và tàu thuyền hoạt động. Tại các trung tâm đô thị đông đúc như thành phố Tel Aviv, Haifa và Jerusalem, các trạm giám sát không khí được đặt tại chốt giao thông, các chuyên viên đo được ​​nồng độ khí thải NO2 giảm từ 49-61%.

Những con số này rất quan trọng đối với môi trường và sức khỏe cộng đồng, ngay cả khi dịch COVID-19 tiếp tục xảy ra.

Dữ liệu môi trường được thu thập như thế nào
Tại Israel, hệ thống Giám sát Không khí Quốc gia (National Air Monitoring Network) bao gồm hơn 140 trạm trải khắp đất nước và được điều hành bởi các hiệp hội môi trường khác nhau, như: chính quyền địa phương, công ty Điện lực Israel, các nhà máy công nghiệp và bộ Bảo vệ Môi trường. Các quy tắc quy định rằng các phép đo phải được thực hiện ở độ cao tối thiểu 12 mét so với mặt đất, đó là lý do tại sao các trạm giám sát thường được lắp đặt trên các mái nhà hoặc cột buồm tàu thủy.

Phó Giáo sư Barak Fishbain thuộc Khoa Kỹ thuật Xây dựng và Môi trường của trường đại học Technion (Israel), ông cho biết: Việc lắp đặt các trạm quan trắc cao hơn quy định hoặc gần mặt đất hơn (dưới 12m) sẽ khiến dữ liệu thu thập kém chính xác.

Giáo sư Barak Fishbain

Giáo sư Fishbain cho biết: “Chẳng hạn một chiếc ô tô, từ thời điểm một chất gây ô nhiễm được thải ra cho đến khi nó đạt đến độ cao này (độ cao không phù hợp), các chất thải đã thay đổi hoàn toàn thành phần của chất thải đó. Do đó, mối quan hệ giữa những gì chúng ta đo được và những gì chúng ta hít thở không còn rõ ràng để đưa ra kết luận về mối quan hệ giữa ô nhiễm không khí và bệnh tật”.

Theo Giáo sư Fishbain, một vấn đề khác nữa là hầu hết các trạm giám sát được đặt chủ yếu ở các khu dân cư. Do đó, hầu hết các chất gây ô nhiễm không được đo tại nguồn – nghĩa là tại các khu công nghiệp hoặc khu vực có các nhà máy và nhà máy điện. Nếu các trạm được đặt xa nguồn gây ô nhiễm, thì các phép đo thu được sẽ có kết quả thấp hơn.  

Giáo sư Fishbain nói thêm: “Hơn nữa, khi xuất hiện một chất gây ô nhiễm có hại thải ra môi trường, và bạn muốn xác định chính xác nơi rò rỉ đến từ đâu, thì không có cách nào làm được. Các trạm cảm biến không được đặt gần các nhà máy, vì vậy không thể truy tìm nguồn gốc rò rỉ”.

Ngoài ra, Giáo sư Fishbain nhấn mạnh: “Người ta thường xây dựng bản đồ ô nhiễm không khí dựa trên các mô hình.” 

Giáo sư Fishbain nói tiếp: “Những mô hình này chính xác khi lập bản đồ ở tỷ lệ lớn, chẳng hạn như toàn bộ đất nước Israel hoặc toàn bộ vịnh Haifa. Nhưng khi nói đến các khu vực nhỏ, chẳng hạn như một khu phố hoặc một con phố, thì các mô hình thông thường không còn phù hợp nữa. Trong trường hợp đó, các chuyên gia sử dụng phương pháp nội suy (một kỹ thuật cho phép tạo thông tin mới từ các tệp dữ liệu hiện có, thay vì các mô hình). Vấn đề là phép nội suy là một phương pháp toán học không tính đến tính chất vật lý và tính chất hóa học của chất gây ô nhiễm.”

Cảm biến nhỏ hơn và thuật toán được cập nhật
Để có được “bức tranh” rõ hơn về mức độ ô nhiễm không khí thực tế, Giáo sư Fishbain và nhóm nghiên cứu của ông đã phát triển một loại cảm biến không dây giá rẻ có thể dễ dàng phân phối trên quy mô lớn.

Giáo sư Fishbain nói rằng: “Đây là những cảm biến nhỏ, có kích thước bằng hộp thuốc lá, vì vậy chúng có thể được bỏ vào túi và vận chuyển một cách dễ dàng. Bất kỳ ai cũng có thể mang những cảm biến này đi bất cứ đâu và thực hiện các phép đo của riêng mình. Cảm biến phát hiện mức độ ô nhiễm tại vị trí mà người đó đang đứng, không chỉ cung cấp cho người dùng các phép đo ô nhiễm không khí xác thực hơn mà nó còn đánh giá mức độ phơi nhiễm tốt hơn”.

Trước khi phát triển các cảm biến di động, Giáo sư Fishbain cũng đã tạo ra một cơ sở hạ tầng cố định sử dụng công nghệ tương tự như một phần của cuộc nghiên cứu. Dự án này bao gồm việc triển khai một mạng lưới cảm biến nhỏ được lắp đặt ở khắp khu phố Neve Sha’anan (vịnh Haifa, Israel) để đo mức độ ô nhiễm không khí tại các đường phố trong khu vực. Bản thân nghiên cứu này là một phần của dự án lớn hơn tại châu Âu – có tên là CITI-SENSE, với mục đích chính là giúp công chúng nhận thức được chất lượng không khí trong thành phố của họ.

Nhưng Giáo sư Fishbain và nhóm nghiên cứu của ông đã quyết định không lắp đặt các cảm biến ở ngang tầm mắt người đi đường. Các nhà khoa học cũng đã phát triển một thuật toán kết hợp phương pháp mô hình với phương pháp nội suy, có thể áp dụng cho dữ liệu thu được từ các cảm biến.

 

Theo Giáo sư Fishbain, thuật toán mới giúp tạo ra các bản đồ ô nhiễm không khí chính xác hơn.

Giáo sư Fishbain giải thích: “Bạn lấy một mô hình và mối quan hệ giữa tính chất vật lý và hóa học của các chất gây ô nhiễm và kết nối với các phương pháp nội suy có khả năng phân tích dữ liệu thu được trên quy mô nhỏ, sự kết hợp này tạo ra một thuật toán cho phép xây dựng các bản đồ ô nhiễm không khí chính xác bao gồm các tính chất vật lý và hóa học rất phức tạp”.

Các bản đồ ô nhiễm không khí được tạo bằng phương pháp kết hợp này, sẽ rất có ích cho mục đích quản lý. Vì bản đồ cho phép phát hiện các nguồn gây ô nhiễm, từ đó làm cơ sở để quy trách nhiệm cho các nhà máy và những người chịu trách nhiệm, cũng như giúp đảm bảo chất lượng không khí tốt hơn, dễ dàng hơn.

Cuối cùng, thông tin từ các bản đồ ô nhiễm không khí sẽ giúp các nhà nghiên cứu nhận biết chính xác hơn về mối quan hệ giữa nồng độ một chất gây ô nhiễm và mức độ bệnh tật. Những phát hiện đó có thể thúc đẩy đáng kể lĩnh vực nghiên cứu về ô nhiễm không khí và sức khỏe cộng đồng.

Để xem các tin bài khác về “Ô nhiễm không khí”, vui lòng nhấn vào đây.

 

(Nguồn: Nocamels)