- 1 - MỞ ĐẦU 1. Tính cần thiết của luận án Số lượng các phương tiện giao thông tại thành phố Hồ Chí Minh (Tp HCM) ngày càng tăng đã làm gia tăng tải lượng ô nhiễm cũng như nồng độ các chất ô nhiễm trong không khí do nguồn này sinh ra. Vì vậy, việc tính toán tải lượng các chất ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông nhằm xây dựng bản đồ ô nhiễm phục vụ mô phỏng quá trình lan truyền chất ô nhiễm trong không khí tại Tp HCM là rất cần thiết. Tuy nhiên, một trong những hạn chế chính ở hầu hết các nghiên cứu mô phỏng chất lượng không khí đã thực hiện trong nước, đặc biệt ở Tp HCM đến nay là bộ dữ liệu về hệ số phát thải (EF) chất ô nhiễm do hoạt động giao thông được sử dụng từ kết quả nghiên cứu của Trung Quốc hoặc các nước bạn trong khu vực. Ngoài ra, do hoạt động giao thông là một trong những nguồn chính phát sinh ô nhiễm không khí tại Tp HCM, vì vậ y các kết quả mô phỏng chất lượng không khí trong các nghiên cứu này ít nhiều bị hạn chế về độ chính xác. Do đó, nghiên cứu xác định EF phục vụ tính toán tải lượng các chất ô nhiễm trong không khí do hoạt động giao thông tại Tp HCM là đáp ứng cho nhu cầu cấp thiết hiện nay.Trong khuôn khổ của luận án, tác giả đã nghiên cứu xây dựng EF chất ô nhiễm do hoạt động giao thông, đây là bộ dữ liệu EF được xác định trong đi ều kiện hoạt động giao thông ở Tp HCM, vì vậy kết quả mô phỏng chất lượng không khí sẽ có độ chính xác cao hơn. 2. Mục tiêu nghiên cứu Trên cơ sở xây dựng bộ dữ liệu hệ số phát thải chất ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông trong điều kiện thực tế tại Tp HCM, luận án sử dụng để tính toán tải lượng, mô phỏng chất lượng không khí và đề xuất các kịch bản nh ằm giảm thiểu ô nhiễm không khí ở Tp HCM. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu − Đối tượng nghiên cứu là các thông số ô nhiễm không khí chính (phát sinh chủ yếu từ hoạt động giao thông) bao gồm các chất ô nhiễm sơ cấp (SO 2 , NO x , CO và VOCs) và chất ô nhiễm thứ cấp (O 3 ). − Phạm vi nghiên cứu: nội thành Tp HCM, khu vực có kích thước 35 km x 35 km. 4. Nội dung nghiên cứu Gồm 04 nội dung chính: 1. Tổng quan ô nhiễm không khí tại các đô thị, các nghiên cứu về tính toán hệ số phát thải, mô phỏng chất lượng không khí và các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm; 2. Xác định hệ số phát thải chất ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông ở Tp HCM; 3. Ứng dụng bộ dữ liệu hệ số phát thải để tính toán tải lượng ô nhiễm do hoạt động giao thông và mô hình hóa chất lượng không khí tại Tp HCM; 4. Xây dựng các kịch bản và đề xuất các biện pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm không khí tại Tp HCM. 5. Phương pháp nghiên cứu − Phương pháp thu thập, tổng hợp tài liệu: Tổng hợp các tài liệu trong và ngoài nước về chất lượng không khí, các nghiên cứu xác định hệ số phát thải chất ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông, mô phỏng chất lượ ng không khí và giải pháp giảm thiểu ô nhiễm ở các thành phố lớn trên thế giới và trong nước; Thu thập các tài liệu giới thiệu cơ sở lý thuyết của các mô hình được sử dụng trong nghiên cứu; Thu thập các tài liệu làm cơ sở khoa học để xây dựng các kịch bản và biện pháp giảm thiểu ô nhiễm không khí; − Phương pháp khảo sát thực địa: Khảo sát thực địa nhằm chọn ra vị trí thích hợp tại hiệ n trường để tiến hành thí nghiệm với chất đánh dấu và đo đạc nồng độ các chất ô nhiễm, phù hợp với điều kiện của Tp HCM và có thể áp dụng cho các thành phố khác có điều kiện tương tự; − Phương pháp thực nghiệm: Thí nghiệm và đo đạc các thông số ô nhiễm không khí, khí tượng,…; − Phương pháp dùng công cụ GIS: Sử dụng công cụ GIS (Mapinfor 7.5) để phân bố tải lượng ch ất ô nhiễm từ các nguồn phát sinh lên bản đồ số làm dữ liệu đầu vào cho mô phỏng chất lượng không khí; − Phương pháp mô hình hóa: Mô hình hóa các điều kiện khí tượng và chất lượng không khí tại Tp HCM; - 2 - − Phương pháp thống kê và xử lý số liệu: Đánh giá hiện trạng chất lượng không khí ở các thành phố lớn đặc biệt là Tp HCM; Sử dụng công cụ SPSS-PCA (Phân tích nhân tố chính) để xác định nguồn phát sinh ô nhiễm; Sử dụng các phương pháp thống kê và phần mềm SPSS, Excel, Minitab…để xử lý số liệu và tính toán hệ số phát thải, so sánh, đánh giá kết quả mô phỏng và đo đạc thực tế. 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Ý nghĩa khoa học: Kết quả nghiên cứu của luận án đã xây dựng được phương pháp tính toán hệ số phát thải chất ô nhi ễm không khí do hoạt động giao thông phù hợp với điều kiện thực tế tại Tp HCM; Các kết quả mô phỏng chất lượng không khí trong luận án là tiền đề mở ra những hướng nghiên cứu sâu hơn nhằm đánh giá một cách chính xác quá trình vận chuyển và phân bố nồng độ chất ô nhiễm ở Tp HCM. Ý nghĩa thực tiễn: Đã đánh giá được hiện trạng ô nhiễm không khí, đặc biệt là ô nhiễm không khí từ hoạt động giao thông tại Tp HCM; Kết quả nghiên cứu xây dựng hệ số phát thải chất ô nhiễm do hoạt động giao thông có thể được triển khai và áp dụng cho các địa bàn tương tự trong điều kiện của Việt Nam; Kết quả mô phỏng chất lượng không khí tại Tp HCM và các kịch bản đề xuất nhằm giảm thiểu ô nhiễm không khí là phù hợp với tính khả thi cao, có thể triển khai trong thực tiễn để giải quyết v ấn đề nan giải do ô nhiễm không khí từ nguồn giao thông nói chung và ô nhiễm không khí nói chung tại Tp HCM. 7. Tính mới của luận án Về lý thuyết: + Đây là một trong những nghiên cứu chi tiết, cụ thể xây dựng được phương pháp luận và cơ sở lý thuyết để tính toán hệ số phát thải các chất ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông trong điều kiện thực tế của Tp HCM; Kết quả nghiên cứu có thể áp dụng cho các thành phố có đ iều kiện tương tự; + Một đóng góp khá quan trọng nữa về mặt lý thuyết đó là luận án đã ứng dụng được kết quả nghiên cứu trên thế giới và bổ sung các điều kiện thực tế của Tp HCM để mô phỏng quá trình lan truyền và phân bố nồng độ chất ô nhiễm trong không khí tại Tp HCM; + Từ các kết quả nghiên cứu trên luận án đã đề xuất được các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm không khí phù hợp với điều kiện Tp HCM, có tính khả thi cao và có thể áp dụng vào thực tế ở Tp HCM và các thành phố khác có điều kiện tương tự; Về mặt thực nghiệm: + Trên cơ sở phương pháp luận và lý thuyết đã xây dựng, luận án đã xây dựng được hệ số phát thải một số chất ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông; từ đó áp dụng để tính toán tải lượng của các chất ô nhiễm làm cơ sở xây dựng các kịch bản giảm thiểu ô nhiễm không khí ở Tp HCM; + Một trong các đóng góp quan trọng nữa là luận án đã đề xuất được một số kịch bản về ô nhiễm không khí có thể xảy ra làm tiền đề cho việc đề xuất các biện pháp giảm thiểu ô nhiễm, đồng thời giúp cho các cơ quan quản lý nhà nướ c có những định hướng, chiến lược phù hợp giảm thiểu ô nhiễm không khí. + Các kết quả nghiên cứu này đã được thực hiện dựa trên các thiết bị thí nghiệm hiện đại bao gồm: trạm quan trắc khí tự động, di động, thiết bị đo VOCs tự động, trạm quan trắc khí tượng tự động,…là minh chứng cho các kết quả trong nghiên cứu có độ chính xác cao. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU 1.1. Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ Ở CÁC ĐÔ THỊ 1.1.1. Ô nhiễm không khí ở các đô thị lớn trên thế giới Ngoài những tác động tích cực trong việc phát triển kinh tế, văn hóa và xã hội, quá trình đô thị hóa đã mang lại nhiều vấn đề nan giải trong đó có cả ô nhiễm không khí. Đô thị hóa gắn liền với công nghiệp hóa, là nơi tiêu thụ nhiều tài nguyên thiên nhiên, năng lượng và các sản phẩm của xã hội và cũng là nơi làm phát sinh nhiề u chất thải làm ô nhiễm môi trường đất, nước và khí đối với bản thân nó và vùng rộng lớn xung quanh. Ở các nước phát triển đã có nhiều nỗ lực trong việc cải thiện chất lượng không khí. Cùng lúc đó, ở những nước đang phát triển, một hiện tượng rất phổ biến là việc di dân từ vùng ngoại ô về đô thị, điều đó đồng - 3 - nghĩa với việc mang theo nhiều hơn chất thải vào khí quyển ở khu vực đô thị, chủ yếu là hậu quả của việc tăng số lượng các phương tiện giao thông, thêm vào đó các phương tiện giao thông cũ và bảo dưỡng kém. Các kết quả đo đạc chất lượng không khí ở các thành phố lớn trên thế giới thông qua các chỉ tiêu ô nhiễm như SO 2 , NO 2 , PM10, CO, Ozon,… cho thấy: Các thành phố ở những nước đang phát triển có nồng độ các chất ô nhiễm nhìn chung đều cao hơn Tiêu chuẩn cho phép (TCCP) của WHO. Ngược lại, ở các thành phố của những nước phát triển thì nồng độ các chất ô nhiễm thấp và hầu hết đều thấp hơn TCCP của WHO. Nền kinh tế phát triển ở các thành phố lớn trên thế giới kéo theo việc tiêu thụ nhiều năng lượng mà hoạt độ ng này phụ thuộc chủ yếu vào quá trình đốt nhiên liệu. Nhiều nghiên cứu ở qui mô địa phương và toàn cầu cho thấy hoạt động giao thông đường bộ là nguồn chính tạo nên ô nhiễm không khí ở các thành phố lớn. 1.2.1. Ô nhiễm không khí ở các thành phố lớn ở Việt Nam a. Các nguồn ô nhiễm chính Hoạt động giao thông vận tải, công nghiệp và sinh hoạt là những nguồn chính gây ô nhiễm không khí ở các đô thị lớn của Việt Nam. Ướ c tính cho thấy hoạt động giao thông đóng góp tới gần 85% lượng CO, 95% lượng VOCs. Trong khi đó hoạt động công nghiệp là nguồn đóng góp chính khí SO 2 . Đối với NO x , hoạt động giao thông và công nghiệp có tỷ lệ đóng góp xấp xỉ nhau [3]. Phát thải khí ô nhiễm từ hoạt động giao thông vận tải là nguồn gây ô nhiễm không khí lớn nhất ở các đô thị. Tỷ lệ phát thải các khí ô nhiễm của các phương tiện giao thông là khác nhau. Xe gắn máy là nguồn đóng góp chính các khí như CO, C x H y và VOCs, trong khi đó xe tải lại thải ra nhiều SO 2 và NO x . Đối với hoạt động công nghiệp, các khí thải phát sinh chủ yếu do quá trình đốt các nhiên liệu hóa thạch. Đặc biệt khi chất lượng nhiên liệu của nước ta chưa tốt so với các nước trong khu vực, cụ thể hàm lượng benzen trong xăng cao (2,5% so với ≤1%), hàm lượng S trong dầu diesel cao (500÷2.500 mg/kg so với 50÷350 mg/kg). Các hoạt động này đã thải ra một lượng lớn bụi, các khí SO 2 , CO và NO 2 . Ngoài ra, cũng phải kể đến nguồn gây ô nhiễm không khí từ hoạt động sinh hoạt và dịch vụ. Các hoạt động xây dựng và đun nấu bằng than, dầu, củi, LPG,… cũng góp phần gây ô nhiễm không khí. b. Đặc điểm hoạt động giao thông đô thị Theo số liệu của Ủy ban an toàn giao thông quốc gia, xe máy và ô tô là 2 phương tiện giao thông chủ đạo tại Việt Nam về số lượng cũng như khối lượng v ận chuyển hàng hóa trên toàn quốc, đặc biệt tại các khu đô thị phát triển, trong đó xe máy chiếm vị trí quan trọng nhất. Đến cuối năm 2009, Việt Nam có 29.967.000 xe máy và 1.535.087 xe ô tô đã đăng ký sử dụng. Nếu so sánh với năm 1990, số lượng xe máy tăng 10,5 lần và ô tô tăng 6,1 lần. Xe máy của Việt Nam tăng ngày càng nhanh và phần lớn có thời gian sử dụng dưới 7 năm. Sự gia tăng nhanh các phương tiện giao thông tập trung lớn tại các đ ô thị nhất là đối với Tp HCM và Hà Nội. Trung bình lượng ô tô hàng năm tăng 11%, xe máy tăng 15%. Tuy vậy, sự phát triển của xe máy ở Việt Nam là tất yếu do các phương tiện vận tải công cộng lớn chưa phát triển. Tình trạng gia tăng nhanh các phương tiện giao thông cá nhân trong khi phát triển cơ sở hạ tầng giao thông chưa theo kịp nhu cầu dẫn đến tắc nghẽn giao thông nghiêm trọng ở các thành phố lớn. c. Ô nhiễm không khí ở các đ ô thị lớn Tình hình ô nhiễm không khí tại Việt Nam thường tập trung ở một số thành phố lớn và các khu công nghiệp. Các thành phố lớn và khu công nghiệp của Việt Nam so với nhiều nước trên thế giới tuy quy mô và tầm cỡ chưa bằng, nhưng tình trạng ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm môi trường không khí nói riêng đang có nguy cơ ngày một tăng, có nơi đã ở mức trầm trọng. Khác với các quốc gia khác nơi có tỷ lệ xe ô tô cao, tại Việt Nam xe máy chiếm tỷ trọng lớn nhất trong số các phương tiện giao thông đường bộ. Số liệu quan trắc môi trường không khí ở các đô thị lớn như Tp HCM, Hà Nội, Cần Thơ và Đà Nẵng trong giai đoạn 2003-2009 cho thấy: Nồng độ Bụi tại khu vực giao thông luôn vượt TCCP (TCVN 5937:2005, trung bình 1h) tại các đô thị lớn, đây được xem là đặc điểm chung thường xảy ra ở các đô thị lớn đặc biệt là Tp HCM. Ở khu vực công nghiệp, nồng độ Bụi có thời điểm cũng vượt TCCP ở các đô thị. Ở Tp HCM, nồng độ NO 2 tại khu vực giao thông có nhiều thời điểm vượt TCCP, do tại đây lưu lượng các phương tiện giao thông là khá đông đúc. Nồng độ CO và SO 2 tại tất cả các khu vực quan trắc đều thấp hơn TCCP ở các đô thị. - 4 - 1.3.1. Đặc điểm hoạt động giao thông tại Tp HCM Tình hình hoạt động giao thông tại Tp HCM Đến nay, số lượng phương tiện giao thông mà thành phố quản lý đã đạt trên 4,4 triệu xe các loại, trong đó có 4 triệu xe máy, 404.000 ôtô; trung bình mỗi ngày lại có thêm 115 ôtô và 1.200 xe máy mới đổ xuống các con đường, cùng với khoảng 1 triệu xe máy và 60.000 ôtô ngoại tỉnh lưu thông trong thành phố. Mật độ giao thông trên các trục đường chính ở Tp HCM rất cao, thường xuyên gây ùn tắc ở nhiều trọng điể m, làm gia tăng đáng kể mức độ ô nhiễm không khí. Tp HCM hiện chỉ có 3.584 con đường với tổng chiều dài khoảng 3.670 km. Tổng diện tích mặt đường khoảng 36 triệu m 2 . So với tổng diện tích, thì hiện nay tỷ lệ đường chỉ đạt 1,8 km/km 2 . Đất dành cho giao thông rất thấp và phân bố không đều. Tại khu vực trung tâm mật độ đường trung bình đạt 10,9 km/km 2 tại các quận nội thành còn lại đạt 4,08 km/km 2 . Các quận mới và các huyện ngoại thành mật độ đường thấp, chỉ đạt 0,45 km/km 2 , còn tại các quận trước đây là vùng ven như Bình Thạnh, Gò Vấp, Phú Nhuận, Tân Bình rất thiếu đường. Việc đi lại ở khu vực này rất khó khăn. Phần lớn, các đường tại Tp HCM đều hẹp. Hiện nay, Tp HCM có 150 tuyến xe buýt với 3.225 xe, vận chuyển 1,3 triệu lượt khách/ngày, đáp ứng 7,3% nhu cầu đi lại của người dân. Xét về mặt cơ cấu phương tiện, thành phố có 4 nhóm phương tiện vận tả i công cộng chính: nhóm xe buýt nhỏ dưới 17 chỗ (chiếm 26%); số còn lại là xe buýt trung loại 40-55 chỗ, riêng loại xe buýt lớn 80 chỗ chiếm 40%. Tính đáp ứng nhu cầu cho đa số dân thì xe gắn máy có lợi thế hơn hẳn. Trong những năm gần đây, chính quyền thành phố tập trung đẩy mạnh phát triển giao thông công cộng bằng xe buýt, tăng tuyến, tăng chuyến. Một số luồng tuyến được tổ chức lại, cải thi ện tốt hơn tình hình giao thông tại một số khu vực. Ngoài ra, thành phố đã đưa ra những qui định nhằm hạn chế xe tải hoạt động trong giờ cao điểm và những chính sách rắn nhằm hạn chế việc đăng ký, sử dụng xe gắn máy. Thay đổi cơ cấu sử dụng phương tiện trong tương lai theo hướng tích cực (giao thông cá nhân giảm và giao thông công cộng tăng), phát triển và thu hút giao thông về các khu đô thị mớ i, hạn chế giao thông khu đô thị hiện hữu đang quá tải là những yếu tố có tính quyết định đến sự phát triển bền vững của Tp HCM. Hiện trạng ô nhiễm không khí ở Tp HCM Các nguồn gây ô nhiễm không khí chính ở Tp HCM là hoạt động công nghiệp, giao thông và sinh hoạt của con người, trong đó nguồn gây ô nhiễm do giao thông đóng vai trò đáng kể với các chất ô nhiễm đặc trưng như CO, NO x , C x H y . Các kết quả quan trắc (từ năm 2005 - 2009) cho thấy chất lượng không khí ven đường tại Tp HCM đã có dấu hiệu bị ô nhiễm, nồng độ Bụi tổng tại các vị trí quan trắc hầu hết đều vượt TCCP (TCVN 5937:2005), nồng độ của một số chỉ tiêu (NO 2 , CO và PM10) trong một vài thời điểm đã vượt TCCP, điều đó chứng tỏ hoạt động giao thông đã góp phần đáng kể gây ô nhiễm môi trường không khí tại Tp HCM. Nồng độ chất ô nhiễm thứ cấp – Ozon tại một số vị trí quan trắc ven đường, tại trạm quan trắc khí tự động DO, HB & BC, có thời điểm giá trị đo đạc đã vượt TCCP (TCCP: 120 μg/m 3 , trung bình 8h). Nhìn chung, trong những năm gần đây (từ năm 2006) nồng độ các chất ô nhiễm trong không khí ven đường tại các vị trí quan trắc trên có xu hướng tăng nhẹ. 1.2. TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN HỆ SỐ PHÁT THẢI 1.2.1. Nghiên cứu trên thế giới Hệ số phát thải được định nghĩa là khối lượng phát thải của chất ô nhiễm không khí (mg hoặc g) trên một đoạn đường (km) của từng loại phương tiện giao thông. Nhìn chung, theo các nghiên cứ u, hiện nay có 02 phương pháp để xác định hệ số phát thải các chất ô nhiễm do hoạt động giao thông: a. Phương pháp đo đạc trong PTN Phương pháp đo đạc trong PTN xác định EF bằng cách đo trực tiếp khí thải thoát ra từ các phương tiện giao thông thể hiện ở một số nghiên cứu của Heeb (2002 & 2003); Tsai (2003), …EF của các chất ô nhiễm không khí được xác định dựa trên nồng độ của chất ô nhiễm tại ống thải, thể tích khí thải, tổng chiều dài đoạn đường vận hành trong 1 chu trình thí nghiệm. Thí nghiệm bằng lực kế là một trong những phương pháp tiêu chuẩn nhằm xác định hệ số phát thải của các phương tiện giao thông. Tuy nhiên, các thí nghiệm bằng lực kế - 5 - không thể phản ánh một cách chính xác những yếu tố tiềm ẩn khách quan hiện diện trên đường lưu thông trong thực tế, chẳng hạn các điều kiện lái xe thực tế và phát thải từ sự bay hơi của bình chứa nhiên liệu. Bên cạnh đó, những thí nghiệm bằng lực kế lại mất nhiều thời gian và chi phí cũng như đối với kết quả, số lượng các phươ ng tiện giao thông trong các nghiên cứu chỉ ở giới hạn. b. Phương pháp đo đạc trực tiếp trên đường Phương pháp này dựa trên việc xác định gián tiếp EF, bao gồm: - Nghiên cứu trong đường hầm: Các nghiên cứu trong đường hầm được thực hiện ở nhiều nơi khác nhau trên thế giới như ở Thụy Sỹ, Thụy Điển,…. Tất cả các nghiên cứu trên đều có những đóng góp đáng kể vào việ c cải tiến trong việc phát triển các mô hình tính toán tải lượng ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông. Thêm vào đó, ở Đài Loan, nghiên cứu trong đường hầm lần đầu tiên cũng đã được thực hiện ở miền Nam Đài Loan, sau đó là các nghiên cứu trong đường hầm Taipei và Chung-Liao. Nghiên cứu trong đường hầm có một số ưu điểm như giá thành nghiên cứu thấp, phương pháp này không những xác định được phát thải từ động cơ mà còn xác đị nh phát thải từ sự bay hơi của nhiên liệu. Tuy nhiên, phương pháp này cũng gặp phải một số hạn chế như cần có đường hầm để thí nghiệm, việc phân loại các phương tiện giao thông không được chi tiết mà chỉ phân loại theo các nhóm chính và chỉ cho phép tính toán hệ số phát thải ở một số tốc độ giới hạn của các phương tiện tham gia giao thông. - Nghiên cứu bằng mô hình tính ngược: Một phương pháp khác là sử dụng mô hình tính ngược chất lượng không khí (gọi tắt là mô hình tính ngược), được áp dụng lần đầu tiên bởi Palmgren F. (1999). Phương pháp này sử dụng các điều kiện khí tượng, nồng độ của các chất ô nhiễm không khí đo đạc được và mô hình chất lượng không khí, đó là phương pháp miêu tả mối quan hệ giữa tải lượng ô nhiễm, sự phát tán chất ô nhiễm và nồng độ các chất ô nhiễm đo đạc được. Trong nhi ều trường hợp và ở qui mô nhỏ thì quá trình chuyển hóa các chất ô nhiễm thông qua các phản ứng hóa học có thể bỏ qua, khi đó nồng độ của chất ô nhiễm, tải lượng và hệ số phát tán sẽ có mối liên hệ thể hiện qua phương trình: backgroundhhhh CQFC , * + = (1.8) Trong đó : C h là nồng độ của chất ô nhiễm đo được, Q h là tải lượng của chất ô nhiễm, F h là hàm mô tả quá trình phát tán chất ô nhiễm và C h,background là nồng độ đóng góp vào của chất ô nhiễm từ các nguồn khác. Kỹ thuật sử dụng mô hình tính ngược đã được áp dụng để xác định EF ở Fusijawa, Nhật Bản; Brisbane, Australia; Copenhagen, Đan Mạch,… Ưu điểm của phương pháp này là có thể xác định được tải lượng ô nhiễm trong từng điều kiện thực tế của từng thành phố. Bên cạnh đó, bởi vì phương pháp này sử d ụng mô hình chất lượng không khí để tính toán hệ số phát tán, như vậy độ chính xác của việc tính toán tải lượng sẽ phụ thuộc nhiều vào khả năng mô phỏng của mô hình về quá trình phát tán của chất ô nhiễm. 1.2.2. Nghiên cứu trong nước Ở trong nước nói chung, nghiên cứu nhằm xác định EF chất ô nhiễm do hoạt động của các phương tiện giao thông đã được các nhà khoa học và quản lý môi trường quan tâm trong những năm gần đây. Các nghiên cứ u bước đầu được thực hiện tại Tp Hà Nội, cụ thể năm 2009 có đề tài NCKH cấp Bộ TNMT của TS Hoàng Dương Tùng [14] và cấp Sở KHCN của PGS. TS Lê Tuấn Anh [16]. Các nghiên cứu này được thực hiện để xác định EF theo phương pháp đo đạc trong PTN. Bên cạnh đó cũng đã xác định được lượng nhiên liệu tiêu thụ trên mỗi loại phương tiện giao thông. Ở Tp HCM, năm 2006 trong luận văn cao học của mình ThS Nguyễ n Trọng Văn bước đầu đã nghiên cứu xây dựng EF ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông bằng cách sử dụng mô hình Mobile của Cục Bảo vệ Môi trường Mỹ. Tuy nhiên, với những nghiên cứu bằng thực nghiệm để xây dựng EF cho đến nay vẫn chưa được thực hiện trong thực tế do phương pháp nghiên cứu chưa phù hợp với điều kiện của Tp HCM cũng như chưa có đủ phươ ng tiện phục vụ cho nghiên cứu. Đặc biệt với phương pháp sử dụng mô hình tính ngược để xác định EF chất ô nhiễm do hoạt động giao thông cho đến nay vẫn chưa được quan tâm và thực hiện.Vì vậy, việc nghiên cứu nhằm xây dựng EF chất ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông trong điều kiện thực tế tại Tp HCM là cần thiết nhằm đáp ứng nhu cầu hiện nay. - 6 - 1.3. TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ VÀ GIẢM THIỂU Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ 1.3.1. Nghiên cứu trên thế giới Các mô hình chất lượng không khí tính toán dựa trên các tập dữ liệu đầu vào gồm: dữ liệu về phát thải, dữ liệu khí tượng, dữ liệu địa hình và tạo ra các kết quả nồng độ chất ô nhiễm không khí để mô tả chất lượng không khí và hình thành bản đồ phân bố chất ô nhiễm cho vùng nghiên cứu. Mô hình khuế ch tán chất ô nhiễm không khí có thể được mô phỏng bằng các phương pháp số với nhiều kỹ thuật khác nhau, các kỹ thuật này có thể chia ra thành 2 nhóm chính: mô hình Euler và mô hình Largrang – dạng lưới hay 3D. Mô hình chất lượng không khí 3D là một công cụ tốt nhất để nghiên cứu quá trình hình thành chùm khói ô nhiễm, khả năng lan truyền, xây dựng bản đồ phân bố ô nhiễm phục vụ cho việc xác định vùng ô nhiễm không khí nặng cho các khu vực đô thị và vùng phát triển công nghiệp. Một số mô hình 3D đã và đang sử dụng trên thế giới gồm có: UAM-IV, CIT, CALGRID, CMAQ, SAQM, CHIMERE, TAPOM, Một trong những mô hình phổ biến được sử dụng trong các nghiên cứu hiện nay trên thế giới, đặc biệt là trong các dự án hợp tác và luận án Tiến sỹ là mô hình FVM (mô phỏng khí tượng) và TAPOM (mô phỏng chất lượng không khí), thể hiện ở một số nghiên cứu điển hình: Martilli A. (2003); Haurie A. (2004); Chaxel E. (2005); Brulfert G. (2005); Junier M. (2005); Zarate E. (2007),… Tuy nhiên, ở những nước đang phát triển, nghiên cứu mô phỏng chất lượng không khí ch ỉ mới được quan tâm trong những năm gần đây như nghiên cứu ở Bogota, Colombia; Bangkok,Thái Lan; Manila, Philippine; Jakarta, Indonesia,… Ngoài ra, việc nghiên cứu các giải pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm không khí được đặc biệt quan tâm ở những nước phát triển đặc biệt từ các nguồn phát thải ô nhiễm chính như hoạt động giao thông và công nghiệp. Nhiều nghiên cứu được thực hiện nhằm giảm thiểu ô nhiễm từ nguồn ô nhiễm do hoạt động giao thông nh ư việc chuyển đổi nhiên liệu sử dụng cho các phương tiện giao thông. Hiện nay, ngoài các nhiên liệu phổ biến (xăng, dầu diesel, ) đang được sử dụng thì ở một số nước phát triển như Mỹ, Canada,… cũng đã đưa vào sử dụng một số loại nhiên liệu sạch thân thiện với môi trường như CNG, LPG, biodiesel, ethanol, methanol, hydrogen,… hoặc thậm chí còn khuyến khích người dân sử dụng ô tô chạy bằng nă ng lượng mặt trời. Ngoài ra, đã áp dụng tiêu chuẩn phát thải cho các phương tiện ô tô như Euro 3 hoặc Euro 4. Đối với nguồn ô nhiễm từ công nghiệp thì đã từng bước sử dụng nhiên liệu ít gây ô nhiễm như xăng không pha chì, giảm hàm lượng lưu huỳnh trong dầu diesel, giảm hàm lượng benzen trong xăng hoặc pha methanol vào trong xăng,…Một số nghiên cứu điển hình: Nghiên cứu ở Los Angeles; ở Hong Kong,…Ở những nước đang phát tri ển như Thái Lan, Colombia, Trung Quốc,…các nghiên cứu nhằm giảm thiểu phát thải ô nhiễm từ khí thải cũng được quan tâm trong những năm gần đây đặc biệt là khí thải nguồn giao thông - được xem là nguồn gây ô nhiễm không khí chính ở các nước đang phát triển. Các nghiên cứu tập trung vào thay đổi loại nhiên liệu sạch phục vụ cho hoạt động giao thông như sử dụng dầu diesel có hàm lượng S thấp, sử dụng các nhiên liệu sạch như CNG, LPG, biodiesel, Một số nghiên cứu điển hình: Ihab H. Farag (2006); Ir. Henk Verbeek (2006),… 1.3.2. Nghiên cứu trong nước Bên cạnh chương trình quan trắc chất lượng không khí ven đường, hoạt động của các trạm quan trắc khí tự động cũng góp một phần đáng kể vào việc đánh giá hiện trạng chất lượng không khí chung tại Tp HCM. Các nghiên cứu mô phỏng chất lượng không khí ở phạm vi trong nước đến nay đã được thực hiện khá nhiều đặc biệt là ở Tp HCM và Hà Nội thông qua một số dự án được tài trợ bởi tổ chức quốc tế, điển hình ở Tp HCM có mô hình AirQuis, hợp tác giữa NILU và HEPA. Ngoài ra, trong đề tài của TS Dương Hồng Sơn (2003) đã nghiên cứu thử nghiệm áp dụng mô hình CMAQ cho Việt Nam và bước đầu cho thấy về cơ bản mô hình đã biểu diễn được diễn biến nồng độ của các chất ô nhiễm như: CO, SO 2 , NO 2 , O 3 , Một số đề tài nghiên cứu khoa học các cấp và luận văn cao học điển hình có liên quan: đề tài NCKH cấp thành phố của TS. Bùi Tá Long, năm 2004; TS. Nguyễn Kỳ Phùng, năm 2004; PGS.TS Nguyễn Đinh Tuấn và TS Lê Hoàng Nghiêm, năm 2008-2009; đề tài NCKH cấp ĐHQG do tác giả chủ trì đang thực hiện; luận văn cao học của ThS. Ngô Trần Hoàng Khuyên, năm 2004, Ngoài ra, còn có một số dự án hợp tác, … - 7 - Bên cạnh đó, cũng đã có một vài nghiên cứu tại Tp HCM sử dụng mô hình FVM và TAPOM để mô phỏng điều kiện khí tượng và chất lượng không khí, cụ thể có luận văn cao học của ThS Hồ Quốc Bằng (2005) thực hiện tại LPAS-EPFL (Thụy Sỹ), đề tài nghiên cứu cấp cơ sở của ThS Lương Văn Việt (2006) và một số bài báo liên quan Ho Q.B. (2006 & 2010); Lương Văn Việt (2007),… Song song các nghiên cứu về mô phỏ ng chất lượng không khí, ở Việt Nam hiện nay, đặc biệt là Tp HCM những nghiên cứu về các giải pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông chủ yếu là thay đổi loại nhiên liệu sử dụng như nghiên cứu của PGS.TS Phạm Xuân Mai cho xe buýt sử dụng CNG thay thế dầu diesel, nghiên cứu của GS.TS Bùi Văn Ga về việc chuyển đổi xe gắn máy và xe buýt chạy bằng xăng sang LPG và xe gắn máy hybrid điện – gas, và một số nghiên c ứu ở các dự án và luận văn cao học. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. XÁC ĐỊNH HỆ SỐ PHÁT THẢI CHẤT Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ 2.1.1. Lựa chọn phương pháp nghiên cứn Việc lựa chọn phương pháp xác định hệ số phát thải (EF) phù hợp với điều kiện thực tế ở Tp HCM cũng như ở Việt Nam là rất cần thiết. Trên cơ sở những phân tích những ưu và nhược điểm của từng phương pháp cho thấy việc sử dụng phươ ng pháp mô hình tính ngược kết hợp đo đạc trong đường kênh hở cao là hợp lý nhất. Bảng 2.1. So sánh các phương pháp xác định hệ số phát thải Phương pháp Ưu điểm Nhược điểm Dùng lực kế (Đo phát thải từ ống khí thải) - Đo đạc chính xác - Phân biệt được các loại xe - Qui trình chuẩn - Chi phí cao - Các điều kiện vận hành nhân tạo - Chỉ đánh giá được phát thải từ ống khí thải Trong đường hầm (Đo đạc không khí xung quanh) - Rẻ tiền - Điều kiện vận hành thực tế - Tính toán được các loại phát thải (ống khí thải, sự bay hơi, …) - Cần có đường hầm - Không phân biệt nhiều loại xe - Chỉ tính được trong khoảng tốc độ giới hạn Trong đường kênh hở cao (Đo đạc không khí xung quanh) - Rẻ tiền - Điều kiện vận hành thực tế - Tính toán được các loại phát thải (ống khí thải, sự bay hơi, …) - Khó khăn trong việc tính toán quá trình phát tán chất ô nhiễm - Không phân biệt nhiều loại xe - Chỉ tính được trong khoảng tốc độ giới hạn 2.1.2. Cơ sở lý thuyết xác định hệ số phát thải Nồng độ chất ô nhiễm không khí bên trong đường giao thông phụ thuộc vào 02 yếu tố chính là: điều kiện phát tán, pha loãng và tải lượng phát thải cục bộ. Mối quan hệ giữa nồng độ chất ô nhiễm không khí (C) với tải lượng ô nhiễm (Q) và hệ số phát tán, pha loãng (F) do hoạt động giao thông được thể hiện ở phương trình: C h = F h(model) * Q h + C h,background (2.1) Trong đó, C h : Nồng độ trung bình giờ của chất ô nhiễm (mg/m 3 ), Q h : Tổng tải lượng phát thải chất ô nhiễm sinh ra bởi các loại phương tiện giao thông trung bình giờ (mg/km/h); C h, background : Nồng độ nền trung bình giờ của chất ô nhiễm (mg/m 3 ); F h (model) : Hàm số mô tả quá trình phát tán, pha loãng của chất ô nhiễm, phụ thuộc vào các điều kiện khí tượng, yếu tố địa hình, lưu lượng giao thông, F còn gọi là hệ số phát tán. Trong nghiên cứu này, tác giả xác định hệ số phát tán, pha loãng (F) theo một hướng tiếp cận mới bằng cách sử dụng thí nghiệm với hợp chất đánh dấu kết hợp với đo đạc các thông số khí tượng (hướng gió, tốc độ gió,….) trong đường kênh hở cao. Ngoài ra, do quá trình pha loãng, khuếch tán và di chuyển của các chất ô nhiễm trong khí quyển cụ thể trong đường kênh hở cao là như nhau (Imhof D., 2005; Kohler M., 2005) vì vậy giá trị F tính toán được ở trên được sử dụng cho tất cả các chất ô nhiễm không khí khác, cụ thể trong nghiên cứu này là các hợp chất VOCs, CO và NO x , từ đó xác định tải lượng phát thải của các chất ô nhiễm không khí dựa trên cơ sở các kết quả đo đạc nồng độ của chúng tại cùng thời điểm thí nghiệm với hợp chất - 8 - đánh dấu. Lúc này hệ số phát thải trung bình của các phương tiện giao thông và hệ số phát thải của từng nhóm loại phương tiện giao thông được xác định theo phương trình sau: k k hkfh qNneQ ×=×= ∑ , (2.4) Trong đó, e f : EF trung bình chất ô nhiễm do giao thông (g/km/xe); n: Tổng số các phương tiện giao thông; N k,h : Số lượng phương tiện giao thông loại k trung bình giờ; q k : EF của nhóm loại phương tiện giao thông k. 2.1.3. Thiết lập mô hình thực hiện thí nghiệm a. Thiết lập mô hình thí nghiệm Mô hình thí nghiệm tại hiện trường bao gồm 02 bộ phận chính: Hệ thống phát thải hợp chất đánh dấu và các thiết bị đo đạc nồng độ chất ô nhiễm và chất đánh dấu. Hai bộ phận này được bố trí vào sát vỉa hè hai bên đường và đặt đối diện nhau trên đoạ n đường được chọn trong nghiên cứu. b. Lựa chọn chất đánh dấu và tính toán tải lượng phát thải - Lựa chọn hợp chất đánh dấu phù hợp: Theo các nghiên cứu trên thế giới thì SF 6 và các hợp chất CFCs là các chất đánh dấu thường được sử dụng. Tuy nhiên, dựa trên các yêu cầu đặt ra của các hợp chất đánh dấu kết hợp với điều kiện thực tế của Tp HCM, hợp chất đánh dấu được chọn cho nghiên cứu là n-propane trong LPG với lý do: Có thiết bị phân tích phù hợp (thiết bị dùng GC955 với đầu dò FID và PID); Giá thành rẻ, dễ đáp ứng so với các hợp chất như SF 6 , CFCs; Ít tác hại đối với môi trường: Chỉ số GWP và ODP của propane thấp hơn nhiều so với SF 6 , CFCs,… - Tính toán giá trị tải lượng phát thải: Hoạt động giao thông không phải là nguồn chính tạo ra propane. Kết quả đo đạc nồng độ của propane trong không khí ven đường ở Tp HCM vào khoảng 4 ppb. Để tránh ảnh hưởng nồng độ nền của propane trong nghiên cứu với chất đánh dấu chúng ta phải cố định tải lượng phát thải để có được nồng độ của propane cao hơn nhiều so với giá trị nền. Các tính toán cho thấy v ới tải lượng phát thải là 0,38 kg/h (tương đương 0,21m 3 /h) thì đủ để có thể đo đạc được nồng độ propane ở ven đường vào khoảng 150 ppb. Bởi vì tải lượng phát thải chất đánh dấu cần là 0,21 m 3 /h, và propane trong LPG chiếm 39,1% vì vậy mà lượng LPG cần tương ứng sẽ là 0,54 m 3 /h (tương đương với lưu lượng là 9 lít/phút). 2.1.4. Quá trình thí nghiệm a. Vị trí lựa chọn Hình 2.3. Vị trí đo đạc (Bên trái: trên bản đồ Tp HCM; Bên phải: trên đường 3/2) Vị trí được lựa chọn thực hiện đo đạc nồng độ các chất ô nhiễm không khí và thí nghiệm phát thải hợp chất đánh dấu là trên đường 3/2 thuộc Quận 10, Tp HCM – đoạn trước mặt Siêu thị Marximark. Đây là đoạn đường lưu thông hai chiều và tập trung chủ yếu các hoạt động dịch vụ, thương mại ở hai bên đường. Tại vị trí đo đạc và thí nghiệm chiều rộng của đoạn đường là 18 m, hai bên đường có vỉa hè, mỗi bên rộng 4 m. Chiều cao của các tòa nhà hai bên đường tương đối đồng đều và cao khoảng 14 m. Weather station Mobile station + GC 955 Camera N - 9 - b. Đo đạc và thí nghiệm - Đo đạc các thông số ô nhiễm: Các thông số ô nhiễm không khí (NO x , PM 2.5 , VOCs và CO) được lấy mẫu và phân tích liên tục, tự động trên các thiết bị chuyên dùng: Modul AC31M quan trắc thông số NO x (NO+NO 2 ), modul MP 101M quan trắc thông số bụi PM 2.5, modul CO11M quan trắc thông số CO và thiết bị sắc ký khí GC 955 với 02 detector FID và PID quan trắc các chỉ tiêu VOCs (C 2 -C 6 ). Các thiết bị phân tích được hiệu chuẩn hàng tuần trên các chất chuẩn hoặc hỗn hợp chất chuẩn tương ứng. - Thí nghiệm với hợp chất đánh dấu: Quá trình lắp đặt các thiết bị phục vụ cho thí nghiệm với hợp chất đánh dấu bao gồm 02 công đoạn chính: Lắp đặt hệ thống phát thải: Hỗn hợp LPG và không khí được dẫn vào bên trong đường ống plastic dài 100m. Đườ ng ống này được đặt sát mặt đất, nằm về hướng Tây giữa lối đi bộ và làn đường dành cho xe cơ giới, cách dải phân cách đường khoảng 9 m. Để việc phát thải chất đánh dấu dọc theo tuyến đường không đổi, các lỗ nhỏ có đường kính 3 mm được khoan với khoảng cách 1m trên suốt chiều dài của đoạn ống. Thí nghiệm với chất đánh dấu được thực hiện từ tháng 01 đến tháng 03 năm 2007 và phát thải từ 10h đến 22h mỗi ngày. Đo đạc nồng độ hợp chất đánh dấu: Thiết bị sắc ký khí đo liên tục Syntech Spectras 955 được sử dụng để đo đạc nồng độ chất đánh dấu được đặt bên kia đường. Thiết bị này được lắp đặt bên trong trạm quan trắc khí tự động, di động. Trạm quan trắc khí tự động được đặt sát vỉ a hè nằm về hướng Đông lối đi bộ và cách dải phân cách đường khoảng 9 m.Việc đo đạc được thực hiện liên tục mỗi 30 phút bằng máy GC 955. - Đo đạc các thông số khí tượng: Các thông số về khí tượng hướng gió, tốc độ gió, nhiệt độ, độ ẩm, bức xạ mặt trời, áp suất khí quyển,…được đo đạc liên tục bằng thiết bị đo tự động. Thiết bị này được đặt trên sân thượng của tòa nhà Trung tâm Nhiệt đới Việt Nga – Chi nhánh phía Nam, ở độ cao khoảng 24 m. Thiết bị đo khí tượng được đặt cách nơi thí nghiệm và đo đạc khoảng 200 m. Các dữ liệu được cập nhật liên tục mỗi 10 phút trên thiết bị điều khiển và sau đó được tính toán lại trung bình 30 phút. - Dữ liệu về phương tiện giao thông: Hoạt động giao thông tại vị trí tiến hành thí nghiệm được ghi hình trong suốt thời gian đo đạc. Các file ghi hình lưu trữ mỗi 30 phút và liên tục 24h/ngày. Các phương tiện giao thông được phân loại thành: Xe tải trọng nhẹ (LDVs), xe tải trọng nặng (HDVs) và xe gắn máy (MC). 2.2. THỐNG KÊ PHÁT THẢI CHẤT Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ 2.2.1. Các dữ liệu thống kê phát thải Phương pháp chung để thống kê phát thải gồm 03 bước chính: xác định nguồn, phân loại nguồn và tính toán tải lượng. Độ phân giải về thời gian được ch ọn là 1h và việc tính toán được thực hiện vào ngày 19/01/2006. Thống kê phát thải được tính toán trong khu vực 35 km x 35 km với diện tích ô lưới là 1 km 2 . Các tính toán tải lượng được thực hiện riêng theo nguồn và có giá trị thay đổi theo các ô lưới. Ba nguồn chính được đề cập đến trong việc tính toán thống kê phát thải bao gồm: hoạt động giao thông đường bộ, công nghiệp và sinh hoạt. Các tính toán tải lượng được thực hiện đối với các thông số ô nhiễm chính NO x , CO, VOCs và SO 2 . Đặc biệt, trong thống kê phát thải từ hoạt động giao thông sử dụng 02 nguồn EF, EF thường sử dụng trước đây (của Trung Quốc) và EF xác định được tại Tp HCM. 2.2.2. Phương pháp và dữ liệu đầu vào a. Hoạt động giao thông Tải lượng ô nhiễm do giao thông được tính toán dựa trên 03 nhóm dữ liệu chính: Mạng lưới đường, phân loại các phương tiện và sự thay đổi về không gian và thời gian lưu thông của phương tiện giao thông. T ải lượng ô nhiễm từ hoạt động giao thông được tính toán bằng tổng tải lượng của 2 nguồn riêng biệt là tải lượng từ phát thải và tải lượng từ bay hơi (bay hơi xăng). Tải lượng phát thải tại một thời điểm được chia làm các phần: động cơ hoạt động ổn định (hot engine) và lúc khởi động (cold start). Trong nghiên cứu này, sử dụng dữ liệu EF các chất ô nhiễm t ừ phương tiện giao thông do tác giả xây dựng được trong điều kiện thực tế ở Tp HCM. E total = E hot + E cold + E evaporation (2.6) - 10 - Trong đó, E total : Tổng tải lượng phát thải của chất ô nhiễm (g); E hot : Tải lượng phát thải trong quá trình động cơ vận hành ổn định (g); E cold : Tải lượng phát thải trong quá trình khởi động động cơ (g); E evaporation : Tải lượng phát thải từ sự bay hơi nhiên liệu (g). Sử dụng mô hình EMISENS (Ho Q.B., 2010) để tính toán phát thải ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông. Mô hình EMISENS được phát triển dựa trên sự kết hợp giữa hai phương pháp tính toán phát thải đang được sử dụng hiện nay là Bottom-up và Top-down. b. Hoạt động công nghiệp Đến nay, Tp HCM có 3 khu chế xuất và 12 khu công nghiệp với tổng diện tích là 2.354 ha. Hầu hết các khu này đều có tỷ lệ đất cho thuê từ 60% - 100% trên tổng diện tích đấ t. Hiện nay, Tp HCM có khoảng 1.000 nhà máy, xí nghiệp qui mô lớn và hàng chục ngàn (hơn 33.000) cơ sở sản xuất tiểu thủ công nghiệp. Ở Tp HCM, việc tính toán tải lượng ô nhiễm dựa trên hệ số ô nhiễm và dữ liệu về quá trình sản xuất của các ngành công nghiệp là có thể áp dụng được. Công thức cơ bản để xác định tải lượng ô nhiễm: G in = Σ K in * N jn (g/năm) (2.8) Trong đó, G in :Tải lượng chất ô nhiễm i đối với ngành n (g/năm); K in : Hệ số phát thải của chất i đối với ngành n (g/tấn nguyên liệu thô hoặc sản phẩm); N jn : Lượng nguyên liệu hoặc nhiên liệu của nhà máy j ngành n (tấn/năm). c. Nguồn sinh hoạt Thống kê phát thải từ nguồn sinh hoạt của con người đóng vai trò quan trọng trong việc mô hình hóa chất lượng không khí. Một số hoạt động chính từ nguồn sinh hoạt làm phát sinh chất ô nhiễm như đốt cháy nhiên liệu (dầu, khí hóa lỏng, than đá, củi…), xây dựng nhà cửa, văn phòng (sơn và các dung môi hữu cơ bay hơi). Với nguồn phát thả i từ hoạt động công nghiệp và sinh hoạt, tác giả sử dụng kết quả nghiên cứu năm 2006 của Trung tâm nghiên cứu môi trường khu vực và toàn cầu thuộc trường đại học Iowa, Mỹ thực hiện. 3.2.3. Phân bố tải lượng ô nhiễm theo nguồn và vùng Phân bố theo không gian: Thống kê và phân bố tải lượng ô nhiễm không khí từ các nguồn phát sinh ở Tp HCM theo không gian được thực hiện bằng công cụ GIS (MapInfor 7.5). Sử dụng miền tính có kích thước ô l ưới là 1 km 2 và có 35 điểm tính theo mỗi hướng x và y. Đối với nguồn giao thông, phân bố phát thải được tính toán dựa trên tổng kích thước đường trên mỗi ô lưới. Đối với nguồn sinh hoạt, phân bố phát thải dựa trên phân bố mật độ dân cư. Đối với nguồn công nghiệp, phân bố phát thải dựa trên vị trí phân bố các KCX/KCN và phân bố mật độ dân cư đối với các cơ sở công nghiệp nằm xen lẫn trong khu vực dân cư . Phân bố theo thời gian: Hệ số phân bố tải lượng ô nhiễm theo thời gian được tính theo công thức sau: E h = E a * f a * f w * f d /8760 (2.9) Trong đó, E h : Tải lượng phát thải cho mỗi giờ; E a : Tải lượng phát thải cả năm; f a : Hệ số phân bố phát thải cho mỗi tháng; f w : Hệ số phân bố phát thải cho mỗi tuần; f d : Hệ số phân bố phát thải cho mỗi giờ trong ngày; 8760: Tổng số giờ trong 1 năm. Đối với nguồn giao thông, hệ số phân bố phát thải (f d ) được xác định dựa vào số lượng trung bình xe lưu thông các giờ trong ngày. Đối với nguồn công nghiệp, các hệ số phân bố phát thải được xác định theo kết quả quan trắc chất lượng không khí kết hợp với nhu cầu sản xuất trong các tháng, tuần và giờ. Đối với nguồn sinh hoạt, các hệ số phân bố phát thải được xác định dựa vào kết quả quan trắc chất lượng không khí kết hợp v ới thói quen sinh hoạt nấu nướng của người dân trong tháng, tuần và giờ. 2.3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC MÔ HÌNH SỬ DỤNG 2.3.1. Cơ sở lý thuyết các mô hình a. Lựa chọn mô hình phục vụ cho nghiên cứu - Mô hình khí tượng: Một số mô hình khí tượng được sử dụng khá phổ biến trên thế giới hiện nay dùng để mô phỏng các điều kiện khí tượng có mô hình MM5 và FVM. Đây là những mô hình được ứng dụng để mô [...]... hệ số phát thải chất ô nhiễm do hoạt động giao thông trên một đoạn đường ở thành phố Hồ Chí Minh, đề tài NCKH cấp cơ sở, Viện Môi Trường và Tài Nguyên 2 Hồ Minh Dũng và nnk (2009), Nghiên cứu xây dựng hệ số phát thải chất ô nhiễm không khí từ phương tiện giao thông đường bộ phù hợp với điều kiện thành phố Hồ Chí Minh, đề tài NCKH cấp ĐHQG Tp HCM, Viện Môi Trường và Tài Nguyên 3 Hồ Minh Dũng, Đinh Xuân... thải chất ô nhiễm từ phương tiện giao thông đường bộ tại thành phố Hồ Chí Minh Tạp chí Bảo hộ Lao động, 170, tr 2529 4 Hồ Minh Dũng, Đinh Xuân Thắng (2010), Mô hình hóa chất lượng không khí tại thành phố Hồ Chí Minh và các kịch bản giảm thiểu ô nhiễm , Tạp chí Bảo hộ Lao động, 183, tr 48-53 5 Hồ Minh Dũng, Đinh Xuân Thắng và nnk (2008), Hàm lượng các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi C2-C6 ở không khí ven... thành phố là cấp thiết Chính vì vậy, việc xây dựng các kịch bản nhằm giảm thiểu ô nhiễm không khí nói chung và ô nhiễm không khí từ nguồn giao thông nói riêng được tập - 13 trung vào 02 loại phương tiện giao thông chính: xe gắn máy (phương tiện giao thông cá nhân) và xe buýt (phương tiện giao thông công cộng).Các kịch bản giảm thiểu ô nhiễm không khí được xây dựng dựa trên 02 tiêu chí chính: (a) thay đổi... nguồn giao thông Các kết quả chạy mô hình sẽ được biểu diễn theo 02 kịch bản tải lượng (EI-1 & EI-2) - Mô tả mô hình: Mô hình ô nhiễm không khí TAPOM và mô hình khí tượng FVM được xây dựng bởi PTN ô nhiễm không khí và đất thuộc Viện Công Nghệ Liên Bang Lausanne – Thụy Sỹ (LPAS – EPFL) Là các mô hình Eulerian không gian 3 chiều sử dụng độ phân giải địa hình theo ô lưới và giới hạn thể tích Các dữ liệu khí. .. của tác giả trên một số tuyến đường ở Tp HCM trong khoảng thời gian nghiên cứu cho thấy tốc độ lưu thông trung bình của các loại phương tiện giao thông đều tương đương với tốc độ lưu thông của các phương tiện giao thông tại địa điểm nghiên cứu Mặt khác, do EF chất ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông phụ thuộc nhiều vào tốc độ lưu thông của các phương tiện, do đó có thể kết luận rằng EF xác định... được áp dụng để tính toán tải lượng ô nhiễm không khí chung từ hoạt động giao thông tại Tp HCM 3.2 THỐNG KÊ PHÁT THẢI CHẤT Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ TẠI TP HCM 3.2.1 Các kết quả thống kê tải lượng Bảng 3.10 tổng hợp các kết quả thống kế tải lượng bởi các nguồn (giao thông, công nghiệp và sinh hoạt) ở Tp HCM Trong đó, đối với nguồn giao thông được chia làm 2 cột kết quả do sử dụng EF từ 02 nguồn dữ liệu khác... tắc giao thông vào các giờ cao điểm như hiện nay B KIẾN NGHỊ VỀ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Do đây là nghiên cứu đầu tiên tại Tp HCM xây dựng EF chất ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông vì vậy sẽ không tránh khỏi một số hạn chế trong quá trình thực hiện và cần tiếp tục nghiên cứu trong tương lai: 1 Cần có những nghiên cứu nhằm hoàn thiện bộ dữ liệu hệ số phát thải chất ô nhiễm không khí do hoạt động. .. cũng 1km 2.4.1 Cơ sở khoa học đề xuất các kịch bản Các nghiên cứu cho thấy, nguồn gây ô nhiễm không khí chủ yếu ở Tp HCM là do các hoạt động giao thông vận tải (chiếm đến 70%) và hoạt động công nghiệp (chiếm 20%).Với tiến độ quy hoạch giao thông như hiện nay, đến năm 2015, Tp HCM chỉ có 2 tuyến tàu điện ngầm và 1 tuyến xe điện mặt đất hoạt động, do vậy xe buýt vẫn là loại hình vận tải công cộng quan trọng... kịch bản nhằm giảm thiểu ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông tại Tp HCM chỉ ra rằng, nếu giảm số lượng các phương tiện giao thông cá nhân – xe gắn máy 50% và tăng lượng phương tiện giao thông công cộng – xe buýt 10 lần, bên cạnh đó thay thế loại xe buýt đang sử dụng (B55-B80) thành loại có kích thước nhỏ hơn (B30-B40) để phù hợp với kích thước đường thì chất lượng không khí sẽ có phần cải thiện... dấu và % của nồng độ chất ô nhiễm được phát thải trực tiếp từ hoạt động giao thông tại vị trí đo đạc so với tổng nồng độ trung bình của chúng Các chất ô nhiễm được phát thải trực tiếp từ giao thông dao động từ 21% đến 35% tổng nồng độ của chúng có mặt ở trên đường Vì vậy, nồng độ nền trên đường giao thông cao hơn so với nồng độ của chúng phát thải trực tiếp từ hoạt động giao thông Hơn nữa, dường như có . trạng ô nhiễm không khí ở Tp HCM Các nguồn gây ô nhiễm không khí chính ở Tp HCM là hoạt động công nghiệp, giao thông và sinh hoạt của con người, trong đó nguồn gây ô nhiễm do giao thông đóng. nghiên cứu ở qui mô địa phương và toàn cầu cho thấy hoạt động giao thông đường bộ là nguồn chính tạo nên ô nhiễm không khí ở các thành phố lớn. 1.2.1. Ô nhiễm không khí ở các thành phố lớn ở Việt. nguồn ô nhiễm chính Hoạt động giao thông vận tải, công nghiệp và sinh hoạt là những nguồn chính gây ô nhiễm không khí ở các ô thị lớn của Việt Nam. Ướ c tính cho thấy hoạt động giao thông đóng