Khảo sát sự phát thải của khí hiệu ứng nhà kính CO2 và CH4 bằng thiết bị lấy mẫu và đo khí tự động chế tạo tại Việt Nam

CH₄ là khí nhà kính đóng góp đáng kể vào sự ấm lên toàn cầu do tính chất bức xạ của nó trong việc hấp thụ và phát ra bức xạ trong phạm vi hồng ngoại nhiệt. CO₂ gần đây có sự gia tăng nhanh chóng trong khí quyển, và ảnh hưởng của nó đến sự biến đổi khí hậu trên toàn cầu ngày nay đã được chứng tỏ. Điều này dẫn đến nhu cầu nghiên cứu về khí hiệu ứng nhà kính trên thế giới và tại Việt Nam là rất lớn.

Hiện nay, tại TP.HCM nói riêng và cả nước nói chung, việc tính tổng lượng CO₂ thoát ra trong các lĩnh vực năng lượng, giao thông, công nghiệp, quản lý nước, quản lý chất thải, nông nghiệp, xây dựng, y tế, du lịch là rất cấp thiết. Do vậy, đề tài này sẽ góp phần vào việc đánh giá sự phát thải của các khí hiệu ứng nhà kính CO₂ và CH₄ trong hệ thống kênh rạch tại TP.HCM. Số liệu khảo sát thu được sẽ là tiền đề quan trọng cho những nghiên cứu về sau và làm cơ sở vững chắc cho việc đánh giá sự phát thải khí nhà kính CO₂ và CH₄ trong diễn biến của sự thay đổi khí hậu.

AFCIS được chế tạo thành công gồm các bản mạch điều khiển và PIC datalogger đáp ứng yêu cầu lấy mẫu khí tự động vào vial và thu nhận/lưu trữ tín hiệu từ cảm biến; cảm biến đo khí CO₂ và CH₄ được tích hợp vào hệ thống; buồng nổi hoạt động tốt không chỉ ở bề mặt nước yên tĩnh mà ngay cả bề mặt nước có tàu thuyền qua lại thường xuyên, phù hợp với hệ thống kênh rạch tại TP.HCM. Các thực nghiệm tiến hành trong phòng thí nghiệm và ngoài thực địa cho thấy, AFCIS có độ tin cậy tốt cho việc thu mẫu tự động, cảm biến CH4 hoạt động tốt trong điều kiện thời tiết, khí hậu nóng ẩm của TP.HCM. Tuy nhiên cảm biến CO2 lại không phù hợp, do vậy việc khảo sát sự phát thải của CO₂ tại các kênh rạch được thực hiện với hệ Licor-820.

Hệ thống được sử dụng cho việc khảo sát sự phát thải khí CH₄ và CO₂ liên tục trong một năm tại 4 điểm trên hệ thống kênh rạch của thành phố: OB (cầu Ông Bé thuộc Rạch Ông Lớn), CH (cầu Chánh Hưng thuộc Kênh Đôi), DBP (cầu Điện Biên Phủ thuộc Kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè) và CD (cầu Đỏ thuộc rạch Cầu Sơn). Bốn kênh rạch này thuộc về các khu dân cư khác nhau có các đặc điểm địa lý, tính chất hóa lý khác nhau. Nhóm nghiên cứu đã đo đạc các thông số hóa lý cần thiết tại thực địa, lấy mẫu nước và bùn rồi phân tích các thông số hóa lý khác tại phòng thí nghiệm. Từ toàn bộ dữ liệu thu được, nhóm đưa ra những đánh giá sơ bộ về sự tương quan giữa lượng phát thải khí CO₂/CH₄ trong kênh rạch với chất lượng nước và đặc tính của bùn lắng tại thành phố.

Hệ thống thu mẫu và đo khí tự động AFCIS do nhóm chế tạo có chi phí rẻ hơn từ 1/2 đến 1/5 so với các sản phẩm gần tương đương trên thị trường. Thiết bị được thiết kế để đo khí trên bề mặt không khí – nước, tự động hóa, đơn giản trong khâu thực hiện, đánh giá theo thời gian và không gian tốt, là công cụ ổn định trong đo khí bề mặt nước. Đây là nền tảng để phát triển các hệ thiết bị đo khí hiệu ứng nhà kính trên các đối tượng khác nhau không chỉ từ bề mặt nước – không khí.