Sự phát triển của nền kinh tế gắn liền với tốc độ phát triển nhanh chóng của các Khu công nghiệp. Nhưng điều đó cũng đã gây tác động nhất định đến môi trường xung quanh, đặc biệt là môi trường nước và môi trường không khí. Là một trong 5 nước trên thế giới dễ bị tổn thương nhất trước biến đổi khí hậu, việc tìm ra cách chủ động ứng phó và thích ứng phù hợp đang ngày càng cấp bách với Việt Nam. Vì vậy trong thời gian qua, đã có rất nhiều các trạm quan trắc trên khắp cả nước đi vào vận hành phục vụ các yêu cầu này: Trạm quan trắc khí tượng thủy văn, trạm dự báo thời tiết, trạm đo mực nước ngầm, trạm giám sát không khí, nước thải công nghiệp, khí thải sinh hoạt...

Gần đây nhất, theo Nghị định 40/2019/NĐ-CP ngày 13/5/2019 của Chính phủ về sửa đổi, bổ sung một số điều của các Nghị định quy định chi tiết, hướng dẫn thi hành Luật bảo vệ môi trường: tất cả các doanh nghiệp có có quy mô xả thải từ 500 m3 /ngày đêm trở lên tính theo công suất thiết kế của hệ thống xử lý nước thải đều phải lắp đặt hệ thống quan trắc nước thải tự động, liên tục (bao gồm thiết bị quan trắc tự động, liên tục và thiết bị lấy mẫu tự động), có camera theo dõi, truyền số liệu trực tiếp cho Sở Tài nguyên và Môi trường địa phương. Ngoài các đối tượng trên, nhiều cụm công nghiệp, làng nghề, hồ nuôi trồng thủy sản, trạm khí tượng, hệ thống đường sắt... cũng là đối tượng phải quan trắc phục vụ nhu cầu phát triển kinh tế và đảm bảo môi trường.

Trong thực tế, khi lắp đặt các trạm quan trắc, các số liệu quan trắc đều được trích xuất từ server máy tính của trạm. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình theo dõi, xử lý sự cố môi trường tại chỗ và báo cáo định kỳ của doanh nghiệp. Tuy nhiên, đây cũng chính là một trong nguyên nhân số liệu quan trắc có thể sẽ bị can thiệp và làm sai lệch số liệu. Vấn đề này đã đặt ra nhiệm vụ: cần phải chủ động thiết lập hệ thu thập dữ liệu trực tiếp từ cảm biến, để các số liệu này tự động truyền trung thực không qua các thiết bị trung gian về cơ quan quản lý môi trường.

Nguyên lý làm việc chung của các trạm quan trắc tự động là: Các cảm biến đo chất lượng nước, khí thải online được gắn sẵn trên Panel lắp đặt trong tủ quan trắc. Bên trong tủ quan trắc được tích hợp thiết bị thu thập dữ liệu (datalogger), hệ truyền thông không dây (Wireless - GSM/GPRS) có chức năng truyền các giá trị giám sát chất lượng nước, khí thải về trung tâm giám sát (Central Room - SCADA) hoặc các cơ quan chức năng (Sở Tài nguyên & Môi trường, Tổng cục Môi trường) với tần suất ít nhất 5 phút/lần và lưu trữ được liên tục ít nhất là 30 ngày số liệu gần nhất. Ngoài ra, hệ thống thu thập, truyền dữ liệu này còn phải có khả năng nhận tín hiệu điều khiển từ các cơ quan quản lý phục vụ việc lấy mẫu từ xa ở thời điểm bất kỳ.

Xuất phát từ thực tiễn trên, Cơ quan chủ trì Công ty Cổ phần công nghệ và phân tích chất lượng cao Hải Dương cũng phối hợp với Chủ nhiệm đề tài Trịnh Trọng Chưởng thực hiện nghiên cứu “Hoàn thiện thiết kế, công nghệ chế tạo, tích hợp hệ thống thu thập dữ liệu và giám sát thời gian thực chất lượng nước thải, khí thải ứng dụng cho khu công nghiệp và đô thị” với mục tiêu Xây dựng được hệ thống thu thập, cảnh báo tự động dữ liệu quan trắc chất lượng nước thải, khí thải đáp ứng được yêu cầu tiêu chuẩn môi trường theo các quy định hiện hành; Ứng dụng, thương mại hệ thống thu thập dữ liệu quan trắc chất lượng nước thải, khí thải tại khu công nghiệp và đô thị; Thành lập 1 doanh nghiệp KH&CN.

Qua 2 năm thực hiện, dự án đã hoàn thành các mục tiêu và nội dung theo hợp đồng đã ký. Nội dung chủ yếu của dự án đã đạt được bao gồm:

- Bộ thu thập, cảnh báo tự động dữ liệu quan trắc chất lượng nước thải, khí thải (phần cứng). Bao gồm: các module truyền thông, module xử lý trung tâm, module nguồn dự phòng bằng năng lượng mặt trời, với các chỉ tiêu:

Đo lường các tham số nước thải theo QCVN 40:2011 và các quy định hiện hành. Cụ thể: pH, nhiệt độ, TSS, COD, lưu lượng. Đo lường các tham số khí thải theo các quy định hiện hành. Cụ thể: lưu lượng, bụi tổng, nhiệt độ, NO2, CO, O2. Sản phẩm đã được cấp chứng nhận kiểm định/hiệu chuẩn của cơ quan có thẩm quyền.

- Phần mềm giám sát dữ liệu môi trường:

Các thiết bị hệ thống phần mềm bao gồm: phần mềm xử lý dữ liệu, phần mềm truyền thông có bảo mật, phần mềm giao diện người máy và phần mềm chạy trên đầu cuối hiển thị trên hệ điều hành Android, iOS, MS Windows, với tính năng cơ bản sau:

Cơ sở dữ liệu tích hợp dùng chung có giao diện lập trình ứng dụng API (Application Programming Interface) để truy nhập dữ liệu môi trường.

Hệ thống cảnh báo để điều khiển và kích hoạt lấy mẫu tự động.

Phân hệ bảo mật thông tin để đảm bảo an ninh và an toàn thông tin cho hệ thống bao gồm các chức năng: chống tấn công mạng bằng các phương pháp mã hóa đối xứng và bất đối xứng. Bảo mật bằng cách sử dụng chữ ký điện tử để xác thực thông tin và mã hóa dữ liệu theo thuật toán RSA. Xác định vết người truy cập.

Có cơ cấu bảo vệ mẫu dữ liệu và kết quả đo lường để tránh gian lận. Phần mềm này đã được Trung tâm Kiểm định sản phẩm Công nghệ thông tin (thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường) đánh giá độc lập và có hồ sơ xác nhận kết quả.

Đi kèm với hệ thống thu thập dữ liệu và phần mềm giám sát là

- Các bản thiết kế hệ thống thu thập dữ liệu, giám sát thời gian thực và cảnh báo chất lượng nước thải, khí thải tại khu công nghiệp và đô thị;

- Tài liệu hướng dẫn sử dụng hệ thống;

- Quy trình vận hành, bảo dưỡng; báo cáo đánh giá kết quả thử nghiệm,

- Các xác nhận của các đơn vị ứng dụng kết quả nghiên cứu.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 18718/2021) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Đ.T.V (NASATI)