Luận văn Ứng dụng phương pháp chỉ thị sinh học đánh giá hiện trạng ô nhiễm không khí tại một số trục đường chính tp Hồ Chí Minh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA MÔI TRƯỜNG LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP CHỈ THỊ SINH HỌC ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ TẠI MỘT SỐ TRỤC ĐƯỜNG CHÍNH TP.HỒ CHÍ MINH SVTH : HUỲNH NGỌC TRÌNH MSSV : 90402788 GVHD : PGS.TSKH. BÙI TÁ LONG BỘ MÔN : QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG TP. Hồ Chí Minh, 12/2009 Đại Học Quốc Gia Tp.HCM. CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM. TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA. Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc. --------------- ------------- Số: ________/ BKĐT NHIỆM VỤ LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP KHOA: MÔI TRƯỜNG. BỘ MÔN: QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG. HỌ VÀ TÊN: HUỲNH NGỌC TRÌNH MSSV: 90402788 NGÀNH: QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG. LỚP: MO04QLMT. 1. Đầu đề luận án: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP CHỈ THỊ SINH HỌC ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ TẠI MỘT SỐ TRỤC ĐƯỜNG CHÍNH TP.HỒ CHÍ MINH. 2. Nhiệm vụ (yêu cầu về nội dung và số liệu ban đầu): - Tìm hiểu tình hình nghiên cứu của các nước trên thế giới . - Tìm hiểu tài liệu tổng quan về các loài rêu - Thu thập số liệu hiện trạng rêu một số tuyến đường trên địa bàn quận 1 và quận 5 của TP. Hồ Chí Minh. - Xây dựng CSDL và phần mềm LICHEN 2010 tính toán và vẽ bản đồ hiện trạng ô nhiễm không khí tại một số trục đường chính của TP.HCM 3. Ngày giao nhiệm vụ luận án: 10/9/2009. 4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 30/12/2009. 5. Họ tên người hướng dẫn: PGS.TSKH. Bùi Tá Long. Phần hướng dẫn : Toàn bộ. Nội dung và yêu cầu LATN đã được thông qua Bộ môn. Ngày 10 tháng 9 năm 2009 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN. NGƯỜI HƯỚNG DẪN CHÍNH. (Ký và ghi rõ họ tên) Bùi Tá Long PHẦN DÀNH CHO KHOA, BỘ MÔN: Người duyệt (chấm sơ bộ): Đơn vị: Ngày bảo vệ: Điểm tổng kết: Nơi lưu trữ luận án: NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN - - - - - & - - - - - Ngày tháng năm 2009 Giáo viên hướng dẫn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN - - - - - & - - - - - Ngày tháng năm 2009 Giáo viên phản biện i LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến tập thể thầy cô Khoa Môi Trường, Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc Gia Tp. HCM, đã tận tình dạy dỗ, truyền đạt kiến thức trong suốt năm năm học vừa qua. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình tới Thầy hướng dẫn PGS.TSKH Bùi Tá Long – Trưởng phòng T in họ c Mô i t rườn g , Viện Môi trường và Tài nguyên, Đại học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh, người đã đặ t ra đề bà i , luôn khuyến khích, quan tâm giúp đỡ, truyền đạt kiến thức và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp trong thời gian vừa qua. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các anh chị trong phòng T i n h ọ c M ô i t r ư ờ n g , Viện Môi trường và Tài Nguyên, Đại học Quốc gia Tp. HCM đã tận tình giúp đỡ trong suốt thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, những người thân yêu nhất, đã luôn yêu thương, khích lệ và giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập vừa qua. Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến tập thể các bạn K2004 khoa Môi trường – những người bạn đã luôn giúp đỡ và chia sẻ trong suốt năm năm học qua. Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn tất cả. Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2009 Sinh viên thực hiện Huỳnh Ngọc Trình ii TÓM TẮT LUẬN VĂN Ngày nay môi trường sống của chúng ta đang bị suy giảm nghiêm trọng. Trong những vấn đề về môi trường, thì ô nhiễm không khí ở các thành phố, các khu đô thị, khu công nghiệp đang diễn ra nhanh chóng. Từ những viễn cảnh về một hệ sinh thái bị ô nhiễm, độc hại không xa, chúng ta có thể thấy rằng tất cả những hợp chất hóa học- những chất ô nhiễm thải ra môi trường là kết quả của những hoạt động của con người và cũng chính điều này đã gây nguy hại đến hệ sinh thái và gây một sức ép về sự ô nhiễm môi trường. Và ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống sức khỏe của chúng ta. Công việc quan trắc, đo đạt chất lượng không khí ở các thành phố lớn, các khu công nghiệp, khu chế xuất…vv… đòi hỏi những máy móc thiết bị đo đạt đắt tiền, tốn kém. Bên cạnh đó công việc bảo trì những máy móc, thiết bị đo đạt này cũng mất nhiều công sức và tiền bạc. Việc dùng các thực vật chỉ thị sinh học trong các nghiên cứu, đánh giá chất lượng không khí là cần thiết, bởi vì chính những thực vật chỉ thị như vậy mới là công cụ chính xác trong việc đánh giá chất lượng của không khí thải ra từ những đối tượng khác nhau . Luận văn: ” Ứng dụng ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP CHỈ THỊ SINH HỌC ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ TẠI MỘT SỐ TRỤC ĐƯỜNG CHÍNH TP.HỒ CHÍ MINH”. Được thực hiện nhằm đánh giá chất lượng không khí tại một số trục đường của quận 1 và quận 5 của TP. Hồ Chí Minh. Đồng thời đề xuất một phương pháp mới trong công tác đo đạt kiểm soát ô nhiễm không khí hiệu quả và ít tốn kém. iii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN............................................................ Error! Bookmark not defined. TÓM TẮT LUẬN VĂN............................................. Error! Bookmark not defined. MỤC LỤC............................................................................................................. iii DANH MỤC CÁC BẢNG..................................................................................... v DANH MỤC CÁC HÌNH.......................................... Error! Bookmark not defined. DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT................................................................. viii NỘI DUNG ............................................................... iError! Bookmark not defined. MỞ ĐẦU.................................................................... Error! Bookmark not defined. CHƯƠNG 1 ........................................................................................................... 4 TỔNG QUAN TÀI LIỆU LIÊN QUAN............................................................ 4 1.1. Giới thiệu sơ lược ĐKTN-KTXH TP Hồ Chí Minh .................................... 4 1.1.1. Điều kiện tự nhiên................................................................................ 4 1.1.2. Kinh tế xã hội ...................................................................................... 7 1.2. Sơ lược ĐKTN-KTXH quận 1 và quậu 5................................................... 8 1.2.1. ĐKTN-KTXH Quận 1 ......................................................................... 8 1.2.2. ĐKTN-KTXH Quận 5 ....................................................................... 11 1.3. Ô nhiễm không khí tại TP Hồ Chí Minh.................................................. 12 1.3.1. Đặc điểm giao thông vận tải TP Hồ Chí Minh.................................... 12 1.3.2. Hiện trạng ô nhiễm không khí do giao thông đường bộ ở TP. Hồ Chí Minh .......................................................................................................... 16 1.4. Tổng quan về tình trạng cây xanh tại quận 1 và quận 5............................ 17 1.4.1. Các chủng loại cây được trồng ở TP Hồ Chí Minh............................. 17 1.4.2. Hiện trạng cây xanh trên địa bàn Quận 1 và quận 5............................ 18 1.4.3. Cây xanh trên đường phố ................................................................... 29 1.4.4. Cây xanh trong công viên .................................................................. 21 CHƯƠNG 2 ......................................................................................................... 22 iv CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN .................................................................. 22 2.1. Công nghệ hệ thống thông tin địa lý ........................................................ 22 2.1.1. Định nghĩa GIS.................................................................................. 24 2.1.2. Tiếp cận hệ thống thông tin địa lý ...................................................... 25 2.1.3. Chức năng của GIS............................................................................ 30 2.1.4. Các lĩnh vực ứng dụng của GIS.......................................................... 32 2.2. Giới thiệu ngành rêu................................................................................ 34 2.2.1. Đặc điểm chung................................................................................. 34 2.2.2. Phân loại rêu ...................................................................................... 36 2.3. Tình hình nghiên cứu ngoài nước ............................................................ 39 2.4. Phương pháp nghiên cứu......................................................................... 43 2.5. Thu thập số liệu....................................................................................... 44 2.5.1. Phương pháp lấy số liệu..................................................................... 44 CHƯƠNG 3 ......................................................................................................... 46 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................................. 46 3.1. Kết quả thu thập số liệu........................................................................... 46 3.2. Kết quả tính toán ..................................................................................... 54 3.2.1. Kết quả tính toán theo nhóm cây........................................................ 54 3.2.2. Kết quả tính toán theo đường ............................................................. 59 3.3. Ứng dụng công cụ tin học để mô tả ô nhiễm............................................ 60 3.3.1. Tổng quan về phần mềm LICHEN 2009 ............................................ 60 3.3.2. Mô tả cơ sở dữ liệu được quản lý bởi LICHEN 2009 ......................... 60 3.4. Kết quả.................................................................................................... 65 3.4.1. Bảng đồ rêu ....................................................................................... 65 3.4.2. Kết quả ô nhiễm................................................................................. 66 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ ................................................................................ 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 71 v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Dự báo GDB của TP. Hồ Chí Minh.............................................................. Bảng 1.2. Kích thước đường giao thông bộ tại TP.Hồ Chí Minh. ................................. Bảng 1.3. Một số chỉ tiêu hiện trạng và tiêu chuẩn phát triển mạng lưới giao thông đường bộ tại TP.Hồ Chí Minh. ...................................................................................... Bảng 1.4. Số lượng phương tiện và tỷ lệ sở hữu ở TP. Hồ Chí Minh. ........................... Bảng 1.5. Các loài cây đang được trồng trên đường phố và công viên .......................... Bảng 1.6. Các loài cây đang thực nghiệm có khả năng trồng trên đường phố. .............. Bảng 1.7. Cây xanh trong công viên theo loài. ............................................................. Bảng 2.1. Bảng giá trị IAP ........................................................................................... Bảng 3.1. Kết quả thu thập số liệu rêu ........................ Error! Bookmark not defined. Bảng 3.2. Kết quả tính toán theo nhóm cây. ................................................................. Bảng 3.3. Kết quả tinh toán theo đường. ...................................................................... DANH MỤC CÁC HÌNH vi Hình 1.1. Bảng đồ hành chính quận 1............................................................................ Hình 1.2. Bảng đồ hành chính quận 5............................................................................ Hình 1.3. Biểu đồ tỷ lệ cây giữa các quận...................................................................... Hình 1.4. Biểu đồ tỷ lệ các loại cây trồng trên đường. ................................................... Hình 2.1. Nền tảng của GIS........................................................................................... Hình 2.2. Các thành phần của hệ GIS.......................... Error! Bookmark not defined. Hình 2.3. Các phần mềm trong GIS............................................................................... Hình 2.4. Nhập dữ liệu.................................................................................................. Hình 2.5. Biến đổi dữ liệu ............................................................................................. Hình 2.6 Xuất và trình bày dữ liệu. .............................................................................. Hình 2.7. Sơ đồ tổ chức của GIS. .................................................................................. Hình 2.8. Quy trình xử lý dữ liệu của GIS..................................................................... Hình 2.9. Chức năng của GIS...................................... Error! Bookmark not defined. Hình 2.10. Rêu sừng Anthoceros levis .......................................................................... Hình 2.11. Rêu tản Marchantia.................................... Error! Bookmark not defined. Hình 2.12. Rêu tản Lunularia cruciata. ......................................................................... Hình 2.13. Rêu thật sự Calliergon giganteum................................................................ Hình 2.14. Phương pháp thu thập số liệu....................................................................... Hình 3.1. Màn hình chính của LICHEN 2009 ............................................................... Hình 3.2. Trục đường chính của quận 1 và quận 5 trên bản đồ ...................................... Hình 3.3. Thông tin đoạn đường.................................................................................... Hình 3.4. Thông tin cây xanh ........................................................................................ Hình 3.5. Thông tin sắp xếp nhóm cây .......................................................................... Hình 3.6. Thông tin nhóm cây tính toán ........................................................................ Hình 3.7. Bảng đồ rêu (1) tại một số trục đường quận 1 và quận 5 ................................ Hình 3.8. Bảng đồ rêu (2) tại một số trục đường quận 1 và quận 5. ............................... Hình 3.9. Bảng đồ rêu (3) tại một số trục đường quận 1 và quận 5. ............................... Hình 3.10. Bảng đồ ô nhiễm (1) tại một số trục đường quận 1 và quận 5....................... vii Hình 3.11 Bảng đồ ô nhiễm (2) tại một số trục đường quận 1 và quận 5........................ Hình 3.12. Bảng đồ ô nhiễm (3) tại một số trục đường quận 1 và quận 5....................... Hình 3.13. Bảng đồ ô nhiễm (4) tại một số trục đường quận 1 và quận 5....................... viii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT NỘI DUNG GVHD: PGS.TSKH. Bùi Tá Long 1 SVTH: Huỳnh Ngọc Trình MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Không khí – một trong những nguồn tài nguyên chính của trái đất. Trong thực tế, hầu hết các hoạt động sống của con người đều gắn liền với sự khai thác và sử dụng môi trường không khí. Đại đa số các chất phát thải từ hoạt động sản xuất đều độc hại cho sức khỏe của con người. Chính vì vậy trong khuôn khổ các vấn đề bảo vệ môi trường và phát triển bền vững bài toán giám sát chất lượng không khí có một vai trò hết sức quan trọng. Từ lâu, TP. Hồ Chí Minh, đô thị lớn nhất Việt Nam là nơi tập trung nhiều đầu mối kinh tế, giao thông quan trọng, nơi có mật độ dân cư, hoạt động sản xuất, hoạt động giao thông vận tải cao nhất nước. TP. Hồ Chí Minh là trung tâm công nghiệp lớn nhất nước, là trung tâm khoa học kỹ thuật, giao dịch thương mại, tài chính dịch vụ, là đầu mối giao thông thuận lợi để giao lưu ở khu vực phía Nam, trong và ngoài nước. Do đó, trong tương lai, Thành phố sẽ có nhu cầu đặc biệt lớn về giao thông vận tải và đồng thời cũng chịu áp lực lớn về nhiều vấn đề liên quan đến giao thông trong đó có vấn đề ô nhiễm không khí do giao thông vận tải đường bộ. Hoạt động giao thông vận tải nói chung cũng như việc đốt nhiên liệu trong động cơ nói riêng của hàng triệu phương tiện giao thông tập trung trong đô thị đã thải vào không khí một khối lượng lớn các khí độc hại như CO, N0x, S0x ... kèm theo bụi, tiếng ồn và các chất ô nhiễm khác. Bên cạnh đó việc xây dựng và phát triển các khu công nghiệp (KCN), khu chế xuất (KCX) tập trung đang là xu hướng chung của nhiều nước trên thế giới, đặc biệt là đối với các nước đang phát triển, nhằm tạo ra bước chuyển biến tích cực cho nền kinh tế của mỗi quốc gia. Tại Việt Nam, việc đầu tư phát triển các KCN, KCX để đẩy nhanh tiến trình công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước đang là mục tiêu chiến lược của quốc gia từ nay đến năm 2010 và 2020. Các KCN, KCX ở Việt Nam đã được hình thành và đang phát triển mạnh mẽ trong những năm qua khẳng định được vai trò quan trọng của mình trong quá trình GVHD: PGS.TSKH. Bùi Tá Long 2 SVTH: Huỳnh Ngọc Trình phát triển chung của đất nước. Song hành với những đóng góp tích cực và tăng trưởng kinh tế, các khu công nghiệp ngày càng làm tăng áp lực các vấn đề ô nhiễm đến môi trường. Mặc dù có sự nổ lực của các cấp quản lý nhưng hiện tại vẫn chưa đáp ứng được các nhu cầu phát triển và bảo vệ môi trường. Từ những viễn cảnh về một hệ sinh thái bị ô nhiễm, độc hại không xa, chúng ta có thể thấy rằng tất cả những hợp chất hóa học- những chất ô nhiễm thải ra môi trường là kết quả của những hoạt động của con người và cũng chính điều này đã gây nguy hại đến hệ sinh thái và gây một sức ép về sự ô nhiễm môi trường. Và ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống sức khỏe của chúng ta. Công việc quan trắc, đo đạt chất lượng không khí ở các thành phố lớn, các khu công nghiệp, khu chế xuất…vv đòi hỏi những máy móc thiết bị đo đạt đắt tiền, tốn kém. Bên cạnh đó công việc bảo trì những máy móc, thiết bị đo đạt này cũng mất nhiều công sức và tiền bạc. Việc dùng các thực vật chỉ thị sinh học trong các nghiên cứu, đánh giá chất lượng không khí là cần thiết, bởi vì chính những thực vật chỉ thị như vậy mới là công cụ chính xác trong việc đánh giá chất lượng của không khí thải ra từ những đối tượng khác nhau . MỤC TIÊU CỦA LUẬN VĂN Ứng dụng phương pháp chỉ thị sinh học đã được nghiên cứu để đánh giá mức độ ô nhiễm không khí trong một số trục đường quận 1 và quận 5 của TP. Hố Chí Minh. NỘI DUNG CÔNG VIỆC THỰC HIỆN o Tiềm hiểu và tổng hợp tài liệu nghiên cứu của các quốc gia khác trên thế giới. o Thu thập số liệu về rêu có trên cây xanh tại địa bàn quận 1 và quận 5 của TP. Hồ Chí Minh o Phân tích và xử lý kết quả o Xử lý bản đồ số TP. Hồ Chí Minh ( ứng dụng phần mềm GIS như MapInfo, GoogleEarth) o Nhập số liệu vào mô hình LICHEN 2009 o Ứng dụng phần mềm để tính toán GVHD: PGS.TSKH. Bùi Tá Long 3 SVTH: Huỳnh Ngọc Trình o Vẽ bảng đồ ô nhiễm o Đưa ra một số kết luận PHẠM VI THỰC HIỆN CỦA ĐỀ TÀI o Do địa bàn TP HCM rất rộng, thời gian hạn chế nên luận văn chỉ tập trung tại 2 quận trung tâm có mật độ cây xanh cao : quận 1, quận 5. o Phần mềm được sử dụng trong luận văn : MapInfo 9.5; GoogleEarth o Phần mềm mới xây dựng: LICHEN 2010. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI Đề xuất một phương pháp đánh giá ô nhiễm không khí nhanh chóng - hiệu quả và ít tốn kém. CHƯƠNG 1 GVHD: PGS.TSKH. Bùi Tá Long 4 SVTH: Huỳnh Ngọc Trình 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU LIÊN QUAN 1.1. SƠ LƯỢC ĐKTN-KTXH TP. Hồ CHÍ MINH 1.1.1. Điều Kiện Tự Nhiên X Vị trí địa lý : Thành phố Hồ Chí Minh nằm gần trung tâm Đồng Bằng Nam Bộ ,trên ranh giới giữa miền đất cao vùng Đông Nam Bộ và miền đất thấp Tây Nam Bộ, có phía Nam giáp biển Đông. Thành phố Hồ Chí Minh nằm ở giữa 10036’ – 110 vĩ độ Bắc và 106022’ – 106054’ kinh độ Đông. Phía Bắc giáp với hai tỉnh Tây Ninh và Bình Dương. Phía Đông giáp tỉnh Đồng Nai và biển Đông. Phía Nam giáp các tỉnh Long An và Tiền G