Bộ thu thập, cảnh báo tự động dữ liệu quan trắc chất lượng nước thải, khí thải, phần mềm giám sát dữ liệu môi trường do nhóm nghiên cứu của PGS.TS Trịnh Trọng Chưởng (Đại học Công nghiệp Hà Nội) phát triển được kỳ vọng sẽ là công cụ hỗ trợ hiệu quả công tác quản lý chất lượng nước thải, khí thải trong các khu công nghiệp hiện nay.
Môi trường quanh khu công nghiệp bị ô nhiễm nghiêm trọng do các hoạt động xả thải của doanh nghiệp
Đến hết năm 2018, toàn quốc đã có 326 KCN được thành lập, thu hút hơn 15.000 dự án đầu tư trong nước và nước ngoài với số vốn đăng ký đạt 970 nghìn tỷ vốn đầu tư trong nước và hơn 145 tỷ USD vốn đầu tư nước ngoài.
Ngoài những đóng góp về phát triển kinh tế, thực trạng hệ thống các KCN còn tồn tại nhiều bất cập và gây tác động nhất định đến môi trường xung quanh, trong đó có môi trường nước và môi trường không khí. Vì vậy trong thời gian qua, đã có rất nhiều các trạm quan trắc trên khắp cả nước đi vào vận hành để giám sát các thông số môi trường.
Theo PGS.TS Trịnh Trọng Chưởng, hiện nay, tất cả các trạm quan trắc tự động, bao gồm cả các hạng mục thu thập dữ liệu, truyền dữ liệu, phần mềm,… ở nước ta đều do các hãng công nghệ của nước ngoài cung cấp. Đều này gây nhiều bất lợi như mỗi hãng có phần mềm đi kèm khác nhau, không đồng nhất, gây khó khăn trong công tác quản lý của các Sở TN&MT, Bộ TN&MT. Bên cạnh đó, các sản phẩm này có những vấn đề về bảo mật dữ liệu, về an ninh môi trường; chi phí vận hành, bảo dưỡng và thay thế cũng rất cao.
“Cần chủ động về công nghệ và thiết kế được một hệ thống tổng thể, bao gồm cả phần thu thập dữ liệu và phần mềm giám sát trực tuyến” – PGS. TS Chưởng nhận định. “Dự án của chúng tôi tập trung thiết kế một hệ thống tổng thể, nhằm xây dựng một sản phẩm mang thương hiệu trong nước, khắc phục các nhược điểm đã nêu ở trên”.
PGS.TS Trịnh Trọng Chưởng (Đại học Công nghiệp Hà Nội)
Cụ thể, về phần cứng, thiết bị thu thập dữ liệu tại hiện trường sẽ thực hiện thu thập dữ liệu từ đầu ra các cảm biến đặt trong quan trắc môi trường sau đó các dữ liệu trên đều được mã hóa. Để đảm bảo tính trung thực, an toàn cho hệ thống gốc và độ chính xác của dữ liệu thu được thiết bị này được thiết kế hoàn toàn độc lập với hệ thống gốc. Tốc độ lấy mẫu được cài đặt tùy ý theo yêu cầu của cơ quan quản lý nhà nước (có thể từ vài phút đến hàng chục phút).
Ngoài ra, thiết bị có khả năng nhận tín hiệu điều khiển từ máy lấy mẫu để lấy và lưu mẫu từ xa, sau đó truyền dữ liệu về cơ quan quản lý một cách chính xác và an toàn. Dữ liệu sẽ được truyền về liên tục với tần suất tối thiểu 5 phút/lần, có cảnh báo vượt ngưỡng, điều khiển máy lấy mẫu từ xa, truy vấn dữ liệu, gửi tin nhắn đến nhà quản lý khi có thông số bất kỳ vượt ngưỡng. Tất cả các dữ liệu đều được hiển thị dưới dạng bảng, file, đồ thị, bản đồ và được lưu trữ tại máy tính chủ.
Chia sẻ về tính mới và sáng tạo của phần mềm, PGS.TS Trịnh Trọng Chưởng cho biết, sự kết hợp giữa ngôn ngữ lập trình Java với hệ quản trị cơ sở dữ liệu mã nguồn mờ MySQL sẽ giúp phần mềm có thể có thể chạy trên tất cả các nền tảng phần cứng và các hệ điều hành. Cụ thể, sau khi nhận được dữ liệu đầu vào từ các cảm biến ở trạm quan trắc đặt tại các khu công nghiệp thông qua bộ thu phát dữ liệu sử dụng công nghệ GSM, phần mềm sẽ phép chuyên viên của cơ quan quản lý về môi trường có thể quan sát, lưu trữ dữ liệu tại các trạm quan trắc, xem chỉ số chất lượng không khí (AQI). Với tính năng này phần mềm cho phép người quản trị có thể thêm/sửa/xóa các trạm hoặc các tham số quan trắc mới phát sinh một cách dễ dàng.
Đặc biệt, phần mềm còn có các tính năng cơ bản khác như: 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.
Màn hình quản lý trạm quan trắc.
Sau 2 năm nghiên cứu, nhóm nghiên cứu đã chế tạo thành công 20 bộ thu thập dữ liệu quan trắc chất lượng nước thải, khí thải (datalogger) và phần mềm giám sát trực tuyến dữ liệu môi trường (bao gồm cả phần mềm cho cơ quan quản lý và phần mềm áp dụng cho doanh nghiệp). Sản phẩm đã được lắp đặt và vận hành thực tế tại 20 trạm quan trắc đặt tại doanh nghiệp – là các KCN, các nhà máy Xi măng, Công ty nhiệt điện trên địa bàn tỉnh Hải Dương và tỉnh Hà Nam.
Đáng chú ý, “hệ thống đã nhận biết được các diễn biến bất thường của trạm quan trắc, trong đó phát hiện được cả lỗi thiết kế của kênh đo lưu lượng ở các nhà máy xử lý nước thải” – PGS.TS Chưởng cho biết.
Ngoài phạm vi quan trắc trong đăng ký của Dự án, sản phẩm còn áp dụng rất hiệu quả cho các đối tượng khác, như: quan trắc nước mặt, nước ngầm, quan trắc khí tượng thủy văn, cảnh báo an toàn trong ngành giao thông vận tải,… góp phần giảm sự phụ thuộc vào công nghệ của nước ngoài trong lĩnh vực quan trắc môi trường ở Việt Nam.
Theo PGS.TS Trịnh Trọng Chưởng, trong thời gian tới, nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục nâng cấp, cập nhật nhằm nâng cao tính năng, hiệu quả, tính ổn định, độ chính xác của hệ thống, đồng thời tối ưu hóa quy trình sản xuất, thiết kế và chế tạo để giảm giá thành sản phẩm, góp phần nâng cao tính cạnh tranh trên thị trường.
"Đặc biệt, chúng tôi sẽ tập trung giải quyết triệt để hơn nữa ảnh hưởng của nhiễu điện từ, tăng tính bảo mật, mở rộng số lượng kênh đo, thực hiện bài toán tự hiệu chuẩn thiết bị tại hiện trường" – PGS.TS Chưởng cho biết.
Minh Sơn
