Kết quả chính của đề tài | - Về khoa học: + Đề tài đã thiết kế và chế tạo hoàn chỉnh thiết bị thu mẫu tham chiếu trọng lượng (PM10; PM2.5) (gọi tắt là ManPMS) theo tiêu chuẩn của EPA 40-CFR Part 50, làm chủ được công nghệ theo tiêu chuẩn của EPA 40-CFR Part 50 và nội địa hoá đến 80% trong việc thiết kế, chế tạo phần cứng, tích hợp hệ thống và phần mềm điều khiển như tự chế tạo thành công đầu thu mẫu bụi PM10, bộ tách hạt PM2,5; thiết bị đo chênh áp điều khiển lưu lượng, ống nối dài, giá đỡ cái lọc, vỏ hộp... Một số hạng mục còn phải nhập ngoại: Bơm hút mẫu, màn hình điều khiển và các cảm biến đo lường. + Phần mềm tích hợp và giao diện người dùng của hệ thống được thiết kế đơn giản, dễ học và đọc, thân thiện với người dùng, thực hiện thông qua việc kết hợp các thiết bị hỗ trợ nghiên cứu như "bộ thu thập dữ liệu đa kênh", "khung máy tích hợp bộ thu thập dữ liệu" và "máy tính công nghiệp", giúp thu thập dữ liệu từ các cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, lưu lượng, thể tích, vận tốc và thời gian. + Đầu thu mẫu PM10 (VAST-PM10L-1) và PM2,5 (VAST-PM2.5-WINS ) có khả năng thu mẫu PM10/ PM2,5 chính xác và đáng tin cậy. Điểm cắt của VAST-PM10L-1 VAST-PM2.5-WINS lần lượt là khoảng 9,5 µm; 2,48 µm. Kết quả đánh giá hiện trường cho thấy đầu lấy mẫu PM10 (VAST-PM10L-1) và FRM PM10 Dichotomous Partisol có mối tương quan tương đối tốt, R2 = 0,90 Kết quả thống kê thực nghiệm chỉ ra rằng, không có sự khác biệt đáng kể giữa VAST-PM2.5-WINS và các thiết bị thu mẫu khác trong việc thu gom mẫu bụi PM2.5. Độ dốc, hệ số chặn và hệ số tương quan (R2) của các đường hồi quy tuyến tính của các phép so sánh theo từng cặp cho thấy sự so sánh tốt giữa hiệu suất thu gom của VAST-PM2.5-WINS và của VSCC (R2 > 0,99), và TEOM-FDMS (R2 > 0,98). + ManPMS đáp ứng tiêu chuẩn thiết kế và hiệu suất của 40 CFR Phần 50, Phụ lục L, trong việc cung cấp dữ liệu chất lượng PM2.5. Thiết bị Partisol FRM và ManPMS cho kết quả tương đương, còn TEOM và Airborne 3900 có khối lượng hạt thấp hơn so với ManPMS. Nguyên nhân của sự khác biệt trong phép đo nồng độ khối lượng PM là do sự mất mát khối lượng bán bay hơi và độ ẩm của PM do dòng lấy mẫu TEOM làm nóng đến 30 oC, cũng như sự ngưng tụ, hút ẩm của các hạt PM đối với các máy đo quang học. + Các kết quả thử nghiệm đánh giá đặc tính đo lường của ManPMS hoàn toàn phù hợp với đặc tính kỹ thuật đo lường đề nghị công bố: - Thể tích hút: 01 m3/h; Lưu lượng: độ chính xác ± 2 %;
- Nhiệt độ: đến 45 oC; độ phân giải 0,1 oC; độ chính xác 2 %;
- Độ ẩm: đến 90 %RH; độ phân giải 0,1 %RH; độ chính xác 2 %RH;
- Áp suất khí quyển: (600 - 800) mmHg; độ phân giải 5 mmHg; độ chính xác ± 10 mmHg;
- Khả năng chịu tác động của nhiệt độ, độ ẩm đạt. Thiết bị hoạt động đúng tính năng.
+ Việc triển khai đề tài là rất cần thiết và mang lại nguồn lợi lớn cho lĩnh vực môi trường. Đề tài này không những khả thi về mặt tài chính, kinh tế mà nó còn mang lại công ăn việc làm, tăng thu nhập bình quân khu vực hưởng lợi; tạo điều kiện kiểm soát vấn đề ô nhiễm môi trường, phát triển y tế, giáo dục, nâng cao trình độ dân trí góp phần đảm bảo an ninh xã hội. + Hướng dẫn 01 học viên Nguyễn Đức Vũ bảo vệ thành công và được cấp bằng thạc sỹ vào ngày 23 tháng 02 năm 2022 với Đề tài “Nghiên cứu đặc tính đo lường và công bố độ không đảm bảo đo của phương tiện đo hàm lượng bụi” do TS. Dương Thành Nam hướng dẫn chính. - Về ứng dụng: + Đề tài có tính ứng dụng cao vào thực tiễn bằng 02 sản phẩm (tiêu chuẩn cơ sở và quy trình hiệu chuẩn) như Quyết định số 168/QĐ-NCCG ngày 18/09/2023 về việc công bố tiêu chuẩn cơ sở “TCCS 01:2023/ManPMS - Thiết bị thu mẫu khối lượng bụi (PM10, PM2,5) - Yêu cầu đặc tính kỹ thuật và quy trình vận hành” và Công văn số 300/NCCG-DVĐL ngày 30/9/2023 về việc đề nghị thẩm định và trình ban hành “Phương tiện đo hàm lượng bụi chuẩn (PM2.5; PM10) – Quy trình hiệu chuẩn từ việc chế tạo thiết bị ManPMS. + Đề tài này là kết quả của nghiên cứu khoa học, có ứng dụng cao trong thực tế. Nghiên cứu này cung cấp căn cứ khoa học và thực tế cho các cơ quan quản lý nhà nước, tổ chức và cá nhân tham khảo khi thiết kế và tích hợp giải pháp thu mẫu và phân tích bụi PM10 và PM2.5. + Đề tài cũng đóng góp vào việc cung cấp giải pháp lấy mẫu bụi (PM10 và PM2.5) trong điều kiện thực tế tại Việt Nam, nhằm hỗ trợ các sản phẩm trong nước, phát triển đất nước và giảm việc phụ thuộc vào nhập khẩu. Kết quả của nghiên cứu có thể được chia sẻ qua bài báo khoa học, hội nghị và các trang web để lan truyền thông tin đến cộng đồng khoa học và công chúng. + Các tổ chức liên quan, bao gồm các cơ quan chính phủ, tổ chức môi trường và các công ty, có thể hợp tác để triển khai thiết bị trong thực tế. Thông tin và kết quả từ nghiên cứu này có thể được tái sử dụng để phát triển các ứng dụng và giải pháp khác trong các lĩnh vực khác nhau như nghiên cứu môi trường, y tế và công nghệ. + Các ứng dụng của thiết bị này bao gồm giám sát chất lượng không khí trong các đô thị và khu công nghiệp, thu thập dữ liệu và mẫu vật cho nghiên cứu về chất lượng không khí và tác động của các tác nhân ô nhiễm đến sức khỏe và môi trường. Nó cũng được sử dụng để đo lường hiệu quả của các biện pháp kiểm soát ô nhiễm như giảm khí thải từ xe cộ, giảm khói bụi từ công nghiệp và giảm tiêu thụ năng lượng. |
Những đóng góp mới | Thiết bị thu mẫu tham chiếu trọng lượng (PM10; PM2.5) (ManPMS) có tính mới và tính sáng tạo: - Đã làm chủ được công nghệ theo tiêu chuẩn của EPA 40-CFR Part 50 và nội địa hoá đến 80% trong việc thiết kế, chế tạo phần cứng, tích hợp hệ thống và phần mềm điều khiển. Một số hạng mục còn phải nhập ngoại: Bơm hút mẫu, màn hình điều khiển và các cảm biến đo lường. - Kích thước và kiểu dáng phù hợp: thiết bị ManPMS đã được tối ưu về kích thước (tỷ lệ chiều dài/rộng/cao là 480 mm/ 258 mm/ 544 mm). Kiểu dáng bao gồm ba phần: phần thân hộp, phần gắn ngoài hộp và chân đế. Phần thân hộp là một khối hình hộp chữ nhật được làm bằng inox 304 dùng để chứa Mô-đun điều khiển, bơm chân không, quạt tản nhiệt và các phụ kiện lấy mẫu khác (giá đỡ cái lọc, cái lọc). Phần gắn ngoài hộp bao gồm đầu lấy mẫu PM10 và PM2.5; bộ thu gom nước; thiết bị khí tượng (cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, áp suất môi trường xung quanh) và tay cầm bằng nhựa cứng. - Phần mềm điều khiển ManPMS hướng tới người dùng với nhiều tính năng phù hợp với các quy định hiện hành như khối cài đặt cấu hình (lưu lượng, lấy mẫu, thời gian, độ kín, đơn vị, cảnh báo), khối vận hành (chạy/dừng, thông số, cảnh báo), khối hiệu chuẩn (lưu lượng, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất) và khối tính toán và lưu trữ dữ liệu. *** Sản phẩm cụ thể giao nộp: - Các bài báo đã công bố (liệt kê):  - Các bằng sáng chế, giải pháp hữu ích (liệt kê): + Kiểu dáng công nghiệp: Thiết bị thu mẫu khối lượng bụi mịn đã nộp Cục Sở hữu trí tuệ số đơn 3-2023-00997 ngày nộp đơn 08/05/2023; - Các sản phẩm cụ thể (mô tả sản phẩm, nơi lưu giữ):  - Các sản phẩm khác: Hướng dẫn học viên Nguyễn Đức Vũ - Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường bảo vệ thành công và được cấp bằng thạc sỹ vào ngày 23 tháng 02 năm 2022. |
Kiến nghị | Đề tài hiện tại chỉ mới ở giai đoạn nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thử nghiệm cho 01 thiết bị thu mẫu tham chiếu trọng lượng PM10/ PM2.5, giai đoạn tiếp đề tài kiến nghị một số vấn đề như sau: 1. Điều chỉnh và cải tiến thiết bị ManPMS để đáp ứng các yêu cầu chính quyền và quy định về môi trường, bao gồm việc tăng công suất thu mẫu bụi theo các yêu cầu cụ thể (2,3 m3/h; 2,7 m3/h; 3 m3/h). 2. Nghiên cứu, phát triển thiết bị thu mẫu bụi tiên tiến có thể đồng thời lấy mẫu PM2.5 và PM10 mà không làm sai lệch các tiêu chuẩn US EPA & CPCB giúp giảm thiểu thời gian thu mẫu bụi, tiết kiệm chi phí vật tư và nhân công. 3. Nghiên cứu và phát triển các phương pháp xử lý và phân tích dữ liệu thu thập từ thiết bị ManPMS, nhằm cung cấp thông tin chính xác và hiệu quả hơn trong việc đánh giá chất lượng không khí. Phát triển các mô hình dự báo chất lượng không khí dựa trên dữ liệu thu thập từ thiết bị ManPMS, nhằm hỗ trợ các cơ quan chức năng trong việc đưa ra các biện pháp phòng chống ô nhiễm không khí hiệu quả hơn. 4. Tiếp tục nghiên cứu và phát triển các thiết bị thu mẫu khác, đáp ứng các yêu cầu khác nhau trong việc quan trắc môi trường, đặc biệt là thu mẫu các chất gây ô nhiễm khác như SO2, NOx, CO, O3. |