Thực tiễn ứng dụng công nghệ cảm biến trong giám sát chất lượng không khí

Thiếu thông tin về chất lượng không khí: Thách thức lớn đối với lĩnh vực môi trường

Ngày 22/9/2021, sau 15 năm, Tổ chức Y tế thế giới (WHO) đã cập nhật Hướng dẫn toàn cầu về chất lượng không khí (CLKK), trong đó thắt chặt các ngưỡng khuyến nghị đối với 6 chất ONKK chính, trong đó có bụi PM2.5. Hướng dẫn cũng nêu rõ ô nhiễm không khí (ONKK) hiện là một trong những mối đe dọa môi trường lớn nhất đối với sức khỏe con người, gây ra bảy triệu ca tử vong sớm mỗi năm. 

Theo WHO, ONKK hiện là một trong những mối đe dọa môi trường lớn nhất đối với sức khỏe con người, gây ra 7 triệu ca tử vong sớm mỗi năm. Nhiều nghiên cứu mới nhất cũng chỉ ra rằng dịch COVID-19 có xu hướng nghiêm trọng hơn ở những khu vực bị ô nhiễm không khí nặng hơn.

Tại Hà Nội, nghiên cứu mới đây về tác động của ô nhiễm bụi PM2.5 đến sức khỏe cộng đồng năm 2019 đã chỉ ra rằng nếu nồng độ bụi PM2.5 trên địa bàn Hà Nội được kiểm soát, kỳ vọng sống của người dân Hà Nội có thể tăng lên ít nhất từ 2 - 3 năm.

Để cải thiện CLKK, chúng ta cần phải biết được hiện trạng CLKK và phân tích được nguyên nhân gây ONKK để từ đó đưa ra được chiến lược và các chương trình hành động cụ thể. Tuy nhiên, theo tài liệu công bố gần đây của Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEP), 60% các quốc gia (tương đương 1,3 tỷ người hay 18% dân số thế giới) đang không được tiếp cận với thông tin liên tục hay báo cáo hàng năm về CLKK từ các trạm quan trắc PM2.5 mặt đất. Theo dõi CLKK không giúp làm giảm mức độ ô nhiễm, nhưng dữ liệu từ việc quan trắc giúp xây dựng thông tin rõ ràng về hiện trạng và kêu gọi hành động.

Nhìn chung, đã và đang có nhiều nỗ lực kiểm soát ONKK và đạt được một số cải thiện nhất định. Báo cáo Hiện trạng Không khí toàn cầu 2020 đã chỉ ra, phơi nhiễm với nồng độ PM2.5 trong một số khu vực như Đông Nam Á, Nam Á và châu Đại Dương đã giảm trong giai đoạn 2015-2019.

Ứng dụng công nghệ cảm biến: Thay đổi cách người dân giám sát CLKK

Để giúp người dân biết được sự hữu hình của vấn đề vô hình này, các cơ quan chính phủ, nhà khoa học và các công ty tại nhiều quốc gia trên thế giới đã có những nỗ lực để liên tục cung cấp thông tin theo thời gian thực về tình trạng CLKK. Dữ liệu quan trắc giúp nâng cao nhận thức của cộng đồng về ONKK, đồng thời hỗ trợ đánh giá xu hướng và tác động của , góp phần thực hiện và đánh giá hiệu quả của các giải pháp quản lý CLKK.

Mặc dù các trạm quan trắc truyền thống trên mặt đất vẫn là tiêu chuẩn vàng để đánh giá ONKK và sự phơi nhiễm của con người với các chất gây ô nhiễm mà họ hít thở, nhưng các công cụ này thường đắt đỏ và bị giới hạn về mặt không gian. Do vậy, nhiều quốc gia trên thế giới đang ứng dụng nhiều phương pháp và công nghệ mới để bổ sung dữ liệu từ những nơi không có trạm truyền thống, trong đó có công nghệ cảm biến và vệ tinh.

Các thiết bị cảm biến có kích thước nhỏ gọn, chi phí thấp, cách lắp đặt, vận hành và bảo trì tương đối đơn giản nên có thể được lắp đặt ở nhiều nơi và được nhiều người sử dụng. Còn công nghệ vệ tinh khai thác dữ liệu từ trên cao và sử dụng mô hình tính toán để ước tính nồng độ các chất ô nhiễm trên phạm vi rộng, thậm chí trên quy mô toàn cầu.

Cùng với các trạm quan trắc truyền thống, chúng đưa ra bức tranh đầy đủ hơn về CLKK xung quanh theo thời gian thực. Việc kết hợp phương pháp quan trắc truyền thống với tiến bộ của công nghệ mang đến cơ hội mới để hiểu và truyền đạt thông tin về CLKK. Sự tích hợp này có thể làm giảm chi phí vận hành mạng lưới và cho phép giám sát trên không gian rộng lớn hơn mà các công nghệ giám sát truyền thống khó đạt được.

Trong những năm qua, một loạt mạng lưới quan trắc sử dụng cảm biến chi phí thấp của tư nhân và dự án cộng đồng đã xuất hiện, cung cấp thông tin công khai về CLKK ở nhiều địa điểm mà trước đây không hề có. Những ứng dụng 'ngoại' theo dõi CLKK như AirVisual, Air Matters, Air Quality, Windy hay những ứng dụng 'nội' đang phát triển nhanh chóng như PAM Air, tMonitor,... khiến người dân trở nên quen thuộc hơn với việc theo dõi các chỉ số CLKK (AQI) hay các bảng xếp hạng về những thành phố ô nhiễm nhất thế giới. Nhờ đó, họ có thể hiểu và tham gia vào quá trình phản ảnh và tham gia cùng chính quyền trong việc xây dựng những giải pháp cải thiện tình trạng ONKK.

Chia sẻ tại hội thảo trực tuyến 'Từ vô hình tới hữu hình - Ứng dụng công nghệ cảm biến trong giám sát CLKK: Kinh nghiệm quốc tế và tiềm năng cho Việt Nam' diễn ra sáng 30/9, TS. Andrea Clements, Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US EPA), cho biết cảm biến thường cung cấp dữ liệu theo thời gian thực. Tại Hoa Kỳ, các cảm biến PurpleAir được người dân sử dụng rộng rãi, nhằm truyền tải dữ liệu từ cộng đồng và được sử dụng để thảo luận với các cơ quan giám sát CLKK địa phương. 

Các nguồn dữ liệu này thậm chí còn được tích hợp vào bản đồ các đám cháy trên AirNow. Sự tương đồng tốt hơn giữa dữ liệu cảm biến và trạm tiêu chuẩn giúp đưa ra bức tranh xuyên suốt hơn về CLKK, bản tích hợp các dữ liệu từ vệ tinh về khói cũng như các thông tin về đám cháy, từ đó cung cấp thông tin nhanh chóng cho các cộng đồng bị ảnh hưởng bởi các đám cháy.

Thực tiễn ứng dụng công nghệ cảm biến trong giám sát chất lượng không khí

Ông Sean Khan, Giám đốc Chương trình toàn cầu Hệ thống giám sát CLKK của UNEP,

Còn theo ông Sean Khan, Giám đốc Chương trình toàn cầu Hệ thống giám sát CLKK của UNEP, UNEP đang thúc đẩy rất nhiều nỗ lực cải thiện CLKK toàn cầu, trong đó đánh giá các mạng lưới LCS giám sát CLKK và kết hợp quan trắc vệ tinh và mặt đất tại các quốc gia đang phát triển mà đang thiếu hụt dữ liệu CLKK..

Tại Việt Nam, trong bối cảnh mạng lưới quan trắc không khí của nhà nước còn chưa thể đáp ứng nhu cầu nắm bắt thông tin về CLKK, một mạng lưới quan trắc phổ thông, tự phát do các nhóm nhỏ trong nước lắp đặt đã hình thành và phát triển với tốc độ nhanh chóng. Các mạng lưới này thu thập dữ liệu từ hàng ngàn thiết bị cảm biến chi phí thấp do các gia đình hay tòa nhà tự lắp đặt, các mạng lưới này chia sẻ công khai dữ liệu quan trắc CLKK theo thời gian thực lên các nền tảng công nghệ để tất cả mọi người dễ dàng theo dõi. 

Có thể kể đến các mạng lưới nổi bật như PAM Air của Công ty D&L; mạng lưới FairNet của trường Đại học (ĐH) Công nghệ, ĐH Quốc gia Hà Nội; dự án AirSENSE (Hệ thống quan trắc chất lượng không khí cho môi trường và giáo dục STEM) của ĐH Bách khoa Hà Nội, hay mạng lưới quan trắc chất lượng không khí (AirNet) tại Hà Nội của Trung tâm Công nghệ tích hợp liên ngành giám sát hiện trường, Trường ĐH Công nghệ - ĐH Quốc gia Hà Nội,... Đây là những nguồn cung cấp dữ liệu CLKK phong phú và phần nào bù đắp các vùng thông tin còn trống.

Dữ liệu mới đầy đủ hơn, dễ theo dõi hơn đã bắt đầu làm thay đổi nhận thức về ONKK, khiến chúng trở nên 'hữu hình' hơn với tất cả mọi người. Họ bắt đầu có thói quen kiểm tra tình hình CLKK mỗi khi ra khỏi nhà, và quan tâm đến những giải pháp giảm thiểu ONKK.

Theo TS. Lý Bích Thủy, ĐH Bách Khoa Hà Nội, hiện các cảm biến giá thành thấp này đang được ứng dụng rộng rãi trong phân tích xu hướng biến thiên nồng độ theo thời gian và không gian, trong giám sát CLKK gần nguồn phát thải và trong quan trắc tiếp xúc.


Chia sẻ thêm về vấn đề này, TS. Hoàng Dương Tùng, Chủ tịch Mạng lưới không khí sạch Việt Nam, nguyên Phó Tổng cục trưởng Tổng cục Môi trường, cho biết, tại Việt Nam, hệ thống quan trắc CLKK chưa được đầu tư nhiều cả về số lượng và chất lượng. Phần lớn các tỉnh, thành phố chưa có trạm quan trắc chuẩn tự động do chi phí đầu tư và vận hành lớn (khoảng 5 - 10 tỷ đồng đầu tư ban đầu và 1 tỷ đồng chi phí vận hành hằng năm). Chúng ta cũng gặp rất nhiều khó khăn trong phân tích nguyên nhân gây ô nhiễm không khí do không kiểm soát được nguồn thải đến từ phương tiện giao thông, công trình xây dựng, làng nghề, nhà máy hay các hoạt động dân sinh như đốt rác, đốt rơm rạ.

Để lấp đầy khoảng trống này, nhiều địa phương đã thực hiện quan trắc định kỳ với tần suất phụ thuộc vào kinh phí của từng địa phương. Thế nhưng, việc chia sẻ số liệu quan trắc thì gần như là không có. Do đó, theo ông Tùng, bên cạnh số liệu quan trắc thì việc đồng bộ, chia sẻ dữ liệu cũng như đảm bảo chất lượng dữ liệu cũng là những thách thức lớn. Do đó, cần thúc đẩy phát triển xây dựng mạng lưới quan trắc nhiều hơn để có thể chia sẻ số liệu đến người dân được nhiều hơn, bởi nếu chỉ trông chờ vào các trạm quan trắc có chi phí rất do nhà nước đầu tư thì sẽ không khả thi.

Tại Hội thảo, các chuyên gia cũng nhận định cần phải khẩn trương xây dựng khung chính sách để phối hợp đồng bộ các giải pháp kiểm soát ONKK trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là quan trắc CLKK./.

TIN LIÊN QUAN

Singapore phát triển mô hình máy tính dự đoán để giảm thiểu ca nhiễm, tử vong do COVID-19

Một nhóm các nhà khoa học từ Đại học Công nghệ Nanyang Singapore NTU đã phát triển một mô hình máy tính dự đoán. Kết quả thử nghiệm trên dữ liệu dịch COVID-19 thực tế tại 4 quốc gia cho thấy mô hình này đã góp phần làm giảm tỷ lệ ca nhiễm và tử

Hơn 50 robot làm việc tại bệnh viện công nghệ cao ở Singapore

Robot đang cách mạng hoá lĩnh vực chăm sóc sức khoẻ. Tại Bệnh viện Đa khoa Changi, hơn 50 nhân viên là robot, đảm nhận hàng loạt công việc từ dọn vệ sinh đến phẫu thuật.

Thủ tướng chỉ thị triển khai giải pháp tổ chức dạy học an toàn, bảo đảm chất lượng giáo dục, đào tạo ứng phó với đại dịch COVID-19

Thủ tướng Chính phủ Phạm Minh Chính vừa ký ban hành Chỉ thị số 24/CT-TTg về việc đẩy mạnh triển khai các nhiệm vụ, giải pháp tổ chức dạy học an toàn, bảo đảm chương trình và mục tiêu chất lượng giáo dục, đào tạo ứng phó với đại dịch COVID-19.

Doctor Anywhere kết thúc thành công vòng gọi vốn Series C

Với số tiền tương đương 65,7 triệu USD, đây là một trong những vòng tài trợ tư nhân lớn nhất từng được huy động bởi một công ty công nghệ y tế Đông Nam Á.

Ấn Độ chính thức triển khai dự án lưu trữ thông tin sức khỏe cho toàn dân

Thủ tướng Ấn Độ Narendra Modi cho biết nước này sẽ chính thức triển khai dự án lưu trữ thông tin sức khỏe cho toàn dân mang tên Sứ mệnh y tế kỹ thuật số quốc gia National Digital Health Mission, nhằm thu hẹp khoảng cách hiện có giữa các bên liên

Hệ thống đám mây giúp xác định các biến thể Covid-19 nhanh hơn

Cộng đồng nghiên cứu dùng nền tảng chuỗi gen, vận hành trên cơ sở hạ tầng đám mây Oracle OCI, để phát hiện và hành động nhanh với các đột biến Covid-19 mới.

Những động vật đem lại sức khỏe cho con người

GD&TĐ - Không phải sinh vật nào trên trái đất chúng ta cũng có thể yêu được ngay tắp lự, nhất là những con vật vừa mới nhìn thấy đã “sởn gai ốc”. Ví dụ, nhiều người trong số chúng ta sợ nhện, nhện nằm trong Top 10 loài ám ảnh của thế giới.

THỦ THUẬT HAY

7 phím tắt cần phải cực hữu ích khi sử dụng iPhone

iPhone, không cần phải nói nhiều! Một sản phẩm hoàn hảo từ cả phần cứng đến phần mềm. Sự mượt mà và tiện lợi của chiếc điện thoại này đem lại đã...

[Jailbreak] Ẩn thanh Navigation bar mới của Facebook trên ứng dụng dành cho iOS

Thời gian gần đây, Facebook thường xuyên cập nhật thêm nhiều tính năng và tiện ích mới. Mặc dù điều này có thể giúp chúng ta trải nghiệm dịch vụ tốt hơn, nhưng không hẳn là tất cả, đặc biệt là khung Navigation bar tích

Bạn đã biết VPN là gì và cách hoạt động của nó như nào chưa?

VPN (Virtual Private Network) hay còn được gọi là mạng riêng ảo cho phép bạn tạo ra kết nối an toàn đến một mạng khác qua internet. Bạn có thể sử dụng VPN để truy cập các trang web bị chặn (ví dụ như Facebook), bảo vệ

5 dịch vụ lưu trữ đám mây miễn phí tốt nhất năm 2018

Việc phát triển mạnh mẽ các dịch vụ đám mây mang đến cho người dùng nhiều sự lựa chọn hơn khi lưu trữ dữ liệu trực tuyến. Sau đây, TCN xin chia sẻ danh sách 5 dịch vụ lưu trữ đám mây miễn phí tốt nhất năm 2018 do trang

Tuyệt chiêu tải nhạc SoundCloud miễn phí với 4 cách dễ dàng nhất - Tham khảo ngay!

Bạn đang tìm kiếm cách tải nhạc trên SoundCloud mà không cần phải trả phí? Nếu vậy, bạn đến đúng nơi rồi đấy! SoundCloud đang là nền tảng phát nhạc trực tuyến rất phổ biến, cho phép người dùng tìm và phát nhạc miễn phí

ĐÁNH GIÁ NHANH

So sánh iPhone 8 Plus vs Galaxy Note8: Đâu là lợi thế của mỗi siêu phẩm?

Đã từ lâu, Apple và Samsung được thiết lập để trở thành các đối thủ của nhau trong cuộc đua điện thoại thông minh tốt nhất trên thế giới. Cả 2 đều có nhiều tín đồ hâm mộ vì các sản phẩm của họ đều sở hữu những lý do

Đánh giá Sony MDR-100AAP: Tai nghe Hi-Res thời trang

Sony MDR-100AAP được Sony giới thiệu trong sự kiện IFA năm 2015, với tổng cộng 5 màu sắc khác nhau. Phiên bản màu mình có cơ hội trên tay là màu xanh Viridian.

Đánh giá nhanh Galaxy S8 Plus: Màn hình 6,2 inch, chống nước IP68

Như vậy là Samsung Galaxy S8 đã trình làng đến người dùng vào tối ngày 29/03/2017 vừa qua. Bên cạnh phiên bản thường, S8 Plus sở hữu màn hình to hơn nhưng kích thước lại được tối ưu hóa rất tốt.