Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤCLỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠNDANH MỰC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT4DANH MỰC CÁC BẢNG6DANH MỰC CÁC HÌNH7MỞ ĐÀU9CHƯƠNG 1. TỐNG QUAN TÀI LIỆU15ỉ. ỉ. Các vấn đề chung liên quan đến chất lượng không khỉ151.1.1.Chất lượng không khí và ô nhiễm không khí151.1.2.Các yếu tố ảnh hường đến chất lượng không khí171.1.3.Ảnh hưởng của các yếu tố cây xanh mặt nước đối với chất lượngkhông khí201.1.4.Quản lý chất lượng không khí23ỉ. 2. Tống quan về các phương pháp đảnh giả chắt luựng không khí251.2.1.Phương pháp thực nghiệm251.2.2.Phương pháp mô hình hóa251.2.3.Phương pháp đánh giá sử dụng chỉ số chất lượng không khí301.3.Tinh hình nghiên cứu chất lượng không khi trên thế giới và ởViệt Nam321.3.1.Tình hình nghiên cứu trên thế giới321.3.2.Tình hình nghiên cứu trong nước và ở Hà Nội411.4.Khái quát điêu kiện tự nhiên và hiện trạng chât lượng không khỉthành phổ Hà Nội491.4.1.Một số đặc điếm tự nhicn của thành phố Hà Nội491.4.2.Hộ sinh thái đô thị và cảnh quan cây xanh521.4.3.Hiện trạng chất lượng không khí thành phố Hà Nội54Tiểu kết luận chương 157CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu ĐÁNH GIÁ TỒNG HỢP CHÁT LƯỢNG KHÔNG KHÍ KHU vực HÀ NỘI592.1.Phương pháp mô hình hỏa trong đảnh giả chất lượng không khi592.1.1.Cơ sờ lý thuyết về lan truyền chất ô nhiễm trong môi trườngkhông khí592.1.2.Mô hình lan truyền chất ô nhiễm ISC3602.1.3.Mô hình phát tán chất ô nhiễm từ nguồn điếm liên tục củaSutton632.2.Phương pháp tỉnh tần suất vượt chuẩn642.2.1. Nội dung phương pháp642.2.2.Phương pháp tính TSVC để tính toán mức độ ô nhiễm TSPdo nhiều nguồn thải điểm công nghiệp và cơ sở số liệu662.3.Phương pháp tỉnh toán và xây chpìg hàn đô chuyên đê hăng công cụHệ thống thông tin địa lý (GIS)722.3.1.Sử dụng công cụ GIS trong xây dựng cơ sở dừ liệu đầu vào chomô hình lan truyền ô nhiễm TSP từ các nguồn thải đicm công nghiệp732.3.2.Sử dụng công cụ GIS trong xây dựng bàn đồ phân bố mức độ ônhiễm TSP từ các nguồn thải điếm công nghiệp742.3.3.Sừ dụng GIS trong xây dựng các bàn đả chuyên đề và đánh giátồng hợp chắt lượng không khí742.4.Phương pháp chập bản đô môi trường752.5.Phương pháp phân hạng CLKK theo tiêu chi và lượng hóa cáctiêu chi762.6.Phương pháp điêu tra kháo sát, thu thập số liệu và phân tích tônghợp tài liệu thứ câp76Tiểu két luận chương 277CHƯƠNG 3. KÉT QUÀ NGHIÊN cứu, ĐÁNH GIÁ TÔNG HỢP CHÁT LƯỢNG KHÔNG KHÍ KHU vực HÀ NỘI TÍNH VỚI TSP793. Ị. ứng dụng mô hình ISC3 để đánh giá chất lượng môi trường không khi khu vực Hà Nội (tinh với TSP)793.1.1.Các kịch bản tính toán793.1.2.Ket quả tính toán và nhận xét823.1.3.Khả năng ứng dụng của ISC3 trong đánh giá mức độ ô nhiễmkhu vực đô thị873.2.Nghiên cứu, đánh giá tỏng hợp chât lượng không khỉ có tỉnh đên yẩỉtô giảm nhẹ ỏ nhiễm TSP883.2.1.Phương pháp luận883.2.2.Xây dựng qui trình đánh giá tồng hợp chất lượng không khí cótính đến yếu tố giảm nhẹ ô nhiễm TSP923.2.3.ứng dụng qui trình đánh giá tồng hợp chất lượng không khí cótính đến yếu tố giảm thiểu ô nhiễm TSP cho khu vực thành phố Hà Nội963.2.4.Khả năng ứng dụng của phương pháp đánh giá tồng hợp CLKKcó tính đến yếu tố giảm nhẹ ô nhiễm TSP của cây xanh và mặt nước1253.3. Đê xuât các giải pháp nâng cao chât lượng không khỉ ờ Hà Nội1273.3.1.Xây dựng hộ thống hỗ trợ quyết định đc quản lý chất lượngkhông khí đô thị ở Hà Nội1273.3.2.Áp dụng “ Hệ thống kiểm soát phát thải cho các thành phố đangphát triển đối với Hà Nội”1273.3.3.Giải pháp liên quan đến cây xanh mặt nước130Tiểu kết luận chương 3132KẾT LUẬN134KI ÉN NGHỊ NHỬNG NGHIÊN cứu TIẾP THEO136DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CÙA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐÈN LUẬN ÁN137TÀI LIỆU THAM KHẢOỊ39PHỤ LỤC LUẬN ÁNí
I HC QUC GIA HÀ NI TRNG I HC KHOA HC T NHIểN _______________________ PHM TH VIT ANH NGHIểN CU, ỄNH GIỄ TNG HP CHT LNG MỌI TRNG KHỌNG KHệ KHU VC HÀ NI LUN ỄN TIN S KHOA HC MỌI TRNG HƠ Ni ậ 2014 I HC QUC GIA HÀ NI TRNG I HC KHOA HC T NHIểN _______________________ PHM TH VIT ANH NGHIểN CU, ỄNH GIỄ TNG HP CHT LNG MỌI TRNG KHỌNG KHệ KHU VC HÀ NI Chuyên ngành: Môi trng không khí Mư s: 62.85.02.10 LUN ỄN TIN S KHOA HC MỌI TRNG NGI HNG DN KHOA HC: PGS.TS. HOÀNG XUỂN C HƠ Ni ậ 2014 LI CAM OAN Tôi xin cam đoan đơy lƠ công trình nghiên cu ca riêng tôi. Các s liu, kt qu nghiên cu trong lun án là trung thc vƠ cha tng đc ai công b trong bt c công trình nào khác. Tác gi Phm Th Vit Anh LI CM N Tôi xin bày t lòng bit n sơu sc đi vi PGS.TS.NGT. HoƠng Xuơn C, Trng i hc Khoa hc T nhiên, i hc Quc gia Hà Ni - ngi đư tn tình hng dn, to mi điu kin thun li giúp tôi hoàn thành lun án. Tôi xin chân thành cm n Trung tâm Quan trc và Mô hình hóa môi trng; Khoa Môi trng - Trng i hc Khoa hc T nhiên, i hc Quc gia Hà Ni đư to mi điu kin thun li vƠ giúp đ tôi trong quá trình hc tp và t chc các ni dung nghiên cu khoa hc ca Lun án. Tôi xin chân thành cm n các thy, cô giáo Trung tâm Quan trc và Mô hình hóa môi trng, Khoa Môi trng, Khoa Khí Tng - Thy vn - Hi dng, Khoa a lỦ, Trng i hc Khoa hc T nhiên, i hc Quc gia Hà Ni đư đóng góp nhng ý kin quí báu giúp tôi hoàn thin lun án. Tôi xin gi li cm n đn bn bè, đng nghip, ngi thơn vƠ gia đình đư quan tơm, đng viên, giúp đ tôi trong sut quá trình làm lun án. Tác gi Phm Th Vit Anh 1 MC LC LI CAM OAN LI CM N DANH MC KÝ HIU VÀ CÁC CH VIT TT 4 DANH MC CÁC BNG 6 DANH MC CÁC HÌNH 7 M U 9 CHNG 1. TNG QUAN TÀI LIU 15 1.1. Các vn đ Ếhung liên Ọuan đn cht lng không khí 15 1.1.1. Cht lng không khí và ô nhim không khí 15 1.1.2. Các yu t nh hng đn cht lng không khí 17 1.1.3. nh hng ca các yu t cây xanh mt nc đi vi cht lng không khí 20 1.1.4. Qun lý cht lng không khí 23 1.2. Tng quan v ẾáẾ ịhng ịháị đánh giá Ếht lng không khí 25 1.2.1. Phng pháp thc nghim 25 1.2.2. Phng pháp mô hình hóa 25 1.2.3. Phng pháp đánh giá s dng ch s cht lng không khí 30 1.3. Tình hình nghiên cu cht lng không khí trên th gii và Vit Nam 32 1.3.1. Tình hình nghiên cu trên th gii 32 1.3.2. Tình hình nghiên cu trong nc và Hà Ni 41 1.4. Khái Ọuát điu kin t nhiên và hin trng cht lng không khí thành ph Hà Ni 49 1.4.1. Mt s đc đim t nhiên ca thành ph Hà Ni 49 1.4.2. H sinh thái đô th và cnh quan cây xanh 52 1.4.3. Hin trng cht lng không khí thành ph Hà Ni 54 Tiu kt lun chng 1 57 2 CHNG 2. PHNG PHỄP NGHIểN CU ỄNH GIỄ TNG HP CHT LNG KHÔNG KHÍ KHU VC HÀ NI 59 2.1. ẫhng ịháị mô hình hóa tọong đánh giá Ếht lng không khí 59 2.1.1. C s lý thuyt v lan truyn cht ô nhim trong môi trng không khí 59 2.1.2. Mô hình lan truyn cht ô nhim ISC3 60 2.1.3. Mô hình phát tán cht ô nhim t ngun đim liên tc ca Sutton 63 2.2. ẫhng ịháị tính tn sut vt chun 64 2.2.1. Ni dung phng pháp 64 2.2.2. Phng pháp tính TSVC đ tính toán mc đ ô nhim TSP do nhiu ngun thi đim công nghip vƠ c s s liu 66 2.3. ẫhng pháp tính toán và xây dng bn đ Ếhuyên đ bng công c H thng thông tin đa lý (GIS) 72 2.3.1. S dng công c GIS trong xây dng c s d liu đu vào cho mô hình lan truyn ô nhim TSP t các ngun thi đim công nghip 73 2.3.2. S dng công c GIS trong xây dng bn đ phân b mc đ ô nhim TSP t các ngun thi đim công nghip 74 2.3.3. S dng GIS trong xây dng các bn đ chuyên đ vƠ đánh giá tng hp cht lng không khí 74 2.4. ẫhng ịháị Ếhp bn đ môi tọng 75 2.5. ẫhng ịháị ịhợn hng CLKK theo tiêu Ếhí và lng hóa các tiêu chí 76 2.6. ẫhng ịháị điu tra kho sát, thu thp s liu và phân tích tng hp tài liu th cp 76 Tiu kt lun chng 2 77 CHNG 3. KT QU NGHIÊN CU, ỄNH GIỄ TNG HP CHT LNG KHÔNG KHÍ KHU VC HÀ NI TÍNH VI TSP 79 3 3.1. ng dng mô hình ISC3 đ đánh giá cht lng môi tọng không khí khu vc Hà Ni (tính vi TSP) 79 3.1.1. Các kch bn tính toán 79 3.1.2. Kt qu tính toán và nhn xét 82 3.1.3. Kh nng ng dng ca ISC3 trong đánh giá mc đ ô nhim khu vc đô th 87 3.2. Nghiên cu, đánh giá tng hp cht lng không khí Ếó tính đn yu t gim nh ô nhim TSP 88 3.2.1. Phng pháp lun 88 3.2.2. Xây dng qui trình đánh giá tng hp cht lng không khí có tính đn yu t gim nh ô nhim TSP 92 3.2.3. ng dng qui trình đánh giá tng hp cht lng không khí có tính đn yu t gim thiu ô nhim TSP cho khu vc thành ph Hà Ni 96 3.2.4. Kh nng ng dng ca phng pháp đánh giá tng hp CLKK có tính đn yu t gim nh ô nhim TSP ca cây xanh và mt nc 125 3.3. xut các gii pháp nâng cao cht lng không khí Hà Ni 127 3.3.1. Xây dng h thng h tr quyt đnh đ qun lý cht lng không khí đô th Hà Ni 127 3.3.2. Áp dng ắ H thng kim soát phát thi cho các thành ph đang phát trin đi vi Hà Ni” 127 3.3.3. Gii pháp liên quan đn cây xanh mt nc 130 Tiu kt lun chng 3 132 KT LUN 134 KIN NGH NHNG NGHIÊN CU TIP THEO 136 DANH MC CÔNG TRÌNH KHOA HC CA TÁC GI LIÊN QUAN N LUN ÁN 137 TÀI LIU THAM KảO 139 Pả LC LUN ÁN i 4 DANH MC KÝ HIU VÀ CÁC CH VIT TT AIRPET D án nâng cao cht lng không khí các nc đang phát trin châu Á API Ch s ô nhim không khí AQI Ch s cht lng không khi BNZ Benzene BVOCs Các cht hu c sinh hc d bay hi CMAQ Mô hình cht lng không khí đa qui mô CLMT Cht lng môi trng CLKK CLKK CSDL C s d liu DBCLKK D báo CLKK DANIDA C quan Phát trin Quc t an Mch EPA Cc Bo v Môi trng M GIS H thng thông tin đa lý (Geographic Information System) GPS H thng đnh v toàn cu (Global Position System) HAIDEP Chng trình Phát trin tng th đô th th đô HƠ Ni (The Comprehensive Urban Development Programme in Hanoi Capital City) ISC Mô hình khuch tán cht ô nhim t ngun công nghip phc hp (Industrial Source Complex Dispersion Models) JICA C quan Hp tác quc t Nht Bn (The Japan International Cooperation Agency) NOAA C quan Khí tng và Hi dng Hoa K (National Oceanic and Atmospheric Administration) Obs: K quan trc (Observation) PM 10 Bi có đng kính ≤ 10 µm 5 PM 2,5 Bi có đng kính ≤ 2,5 µm QCVN Qui chun Vit Nam QCCP Qui chun cho phép SMOKE Mô hình kim kê phát thi TCCP Tiêu chun cho phép TAPI Ch s ô nhim không khí tng cng TSVC Tn sut vt chun TSP Bi l lng tng s (Total suspended particulate) VOCs Các cht hu c d bay hi WHO T chc Y t th gii 6 DANH MC CỄC BNG Bng 1.1. Kh nng gi bi trung bình ca mt s cơy 22 Bng 2.1. Các giá tr n, C y , C z theo Suttonầầầầầầầầầầầầầầầ 65 Bng 2.2. Mc phơn tng kt nhit theo Pasquil 65 Bng 3.1. D báo lng thi cht ô nhim không khí nm 2020 theo phng pháp đc s dng trong d án JICA theo kch bn phát thi thp 81 Bng 3.2. D báo lng thi cht ô nhim không khí nm 2020 theo phng pháp đc s dng trong d án JICA theo kch bn phát thi cao 81 Bng 3.3. Ch tiêu đánh giá mc đ ô nhim TSP do các ngun thi công nghip 100 Bng 3.4. Ch tiêu đánh giá mt đ đng giao thông 108 Bng 3.5. Ch tiêu đánh giá t l din tích che ph ca cây xanh 109 Bng 3.6. Ch tiêu đánh giá t l din tích mt nc 112 Bng 3.7. Trng s tng đi ca các yu t nh hng đn 115 CLKK khu vc đô th HƠ Ni (tính cho TSP) 115 Bng 3.8. Bng phơn hng mc đ ô nhim TSP do tác đng tng hp ca ngun thi công nghip vƠ giao thông 116 Bng 3.9. Phơn cp đánh giá kh nng ci thin CLKK ca cơy xanh vƠ mt nc khu vc HƠ Ni 119 Bng 3.10. Phơn hng đánh giá CLKK tng hp khu vc HƠ Ni c - đa gii hƠnh chính trc 1/8/2008 (tính vi TSP) 121 [...]... ns it c n khu ch tán ch t ô nhi m Ngoài v n chuy n theo dòng khí, ch t ô nhi m còn khu ch tán trong không khí t, có hai quá trình khu ch tán x y ra trong ch t l ng và ch t khí, 18 ch tán phân t và khu ch tán lo khu ch tán lo u ki n khí quy n th c, i quá trình khu ch tán, ch t ô nhi m có th hoà vào không khí theo m ng Khu ch tán lo quy n, c th là s phân b theo chi u th thu c vào phân t ng khí ng c a... , [7, 27 không khí không khí) - 75% - Môi tr - Môi tr cho phép C Theo [32 15 - - lên i, CLKK Q CLKK (QCVN 05:2013/BTNMTCLKK xung quanh; QCVN 06:2009/BTNMT- 16/2009/TT-BTNMT ngày 07/10/2009 ) Theo QCVN 05:2013/BTNMT, CLKK 2, CO, NOx, O3, b 8 thông (TSP), b t 100 10 10, PM2,5, Pb [3] D 10 2,5 m [3] 2,5 PM10 2,5 [15, 24, 56] 16 1.1.2 Các ng và lo i ch t ô nhi m th vi nh m ô nhi m không khí m t khu v c... cacbon (CO) và b i C ch t ô nhi m không khí khác nhau ph thu c a th m th c v t Theo 1991, lo i b u ki c tính c a Nowalk David J., Chicago c kho ng 5575 t n ch t ô nhi m không khí, bao g m 223 t n CO, 706 t n SO2, 806 t n NO2, 1840 t n PM10 và 2000 t n O3 tr thành ti lên t i 9,2 tri u c tính giá l i ích lo i b ch t ô nhi m c a cây xanh trong thành ph [67] Trên t không khí CLKK 9 là (TSP) , CLKK phát ,... CLKK th i ti n th i, y u t a hình; các y u t , r i trong không khí, áp su t khí quy che ph c c tính hóa h c và v t lý c a ch t ô nhi m CLKK kém có th do t h p c a nhi u nhân t a ngu n th ng khu v c là hai y u t quan tr ng nh t u ki n khí n CLKK c a m t vùng [15, 24, 79, 87, 88, 98] 1.1.2.1 ng c n th i Các ch t ô nhi m trong không khí c chia thành hai d ng là ch t ô nhi c p và ch t ô nhi m th c p Ch... m trong khí a hình, v t c n có th mô tính toán khác nhau, mô nh , ng c ô nhi ng gió, song, ng v i t ng lo i quy ng này ph i v i tính toán a hình l i lõm c a v t c n ph quy n trong d báo ch các khu công nghi p th i ch t ô nhi m n CLKK [15, 24, 98] Các h tb ng trong không khí có th liên k t v i nhau t o thành các h t có kích cl c coi là h ng xu u ki m không khí l n Nh ng h t b i t giúp t o thành nh ng... c h t này l n có th tác d in id m còn có ch t gây ô nhi m do b d ng làm s ch không khí, các h s ch , tuy ó tác ng kéo theo các h t b i, hoà tan m t c h i trong không khí [15, 24] 1.1.3 khí 1.1.3.1 ng c a c i v i ch t ng không khí a) [67, 74] [67, 74] thông do 67, 69, 74 [15, 60, 67, 69] h do cành cây u ki phát tán l i vào khí quy n và t n t M ts h tb i i v t, có th ng khác nhau, 10 - 90% các h t l... và khu ch tán Trong khí quy n luôn t n t i các dòng khí làm nhi m v v n chuy n không khí cùng các thành ph v n chuy th n chuy n theo chi u ng Gió liên t c xu t hi lo i hình th i ti t nh Gió là y u t khí quy ng c xu t hi n trong m t s nh n n s lan truy n c a các ch t ô nhi m trong ng v n chuy n c v n chuy n c a dòng ch t ô nhi m S ic ng ng gió, t gió d phân b c a ch t ô nhi m theo không gian và th i... ng không khí theo ch tiêu t ng h p CLKK LKK CLKK) [24, 25] ý (c CLKK) P Cách tính [24 - - chung, 31 1.3 Tình hình nghiên Nam 1.3.1 Tình hình nghiên c Nhi u nghiên c u chuyên sâu v CLKK th gi i c th c hi n y u nhi c trên c s d ng thông qua s li u quan tr c, tính toán b ng mô hình hóa Nh các ch s s d ng t ng h p CLKK d a vào các s li và mô hình khu c t s li u quan tr c c công b r ng rãi M t s nghiên. .. CLKK CLKK , 10 là: - - không khí ( ) 3 - CLKK, CLKK CLKK - - CLKK - CLKK theo qui trình trên cho 1/8/2008) - CLKK CLKK (TSP) 11 PM10 N ng TSP các qu n i thành 5 - 6 l n, t chí có n i trên 10 l n [37] SO2, NO2, CO, Pb, CnHn thông l n h ên uv quá tiêu chu n cho phép mang tính c nh cá s n xu t có ra các nút giao t than, d u c nh n và NO2 có ch t l không b ô n và v i m c môi ng môi tr t TSP ng t O2 [4,... trung bình c a m t s cây 2 Cây ) trên lá cây (kg) 1 86 4 2 Du 66 18 3 157 38 4 Phong 171 20 5 267 34 6 195 30 7 11 1,6 C khí [67, 74] 10 - 35% [15] 1.1.3.2 ng c a di n tích m i v i ch 22 ng không khí không khí uá trình phát tán l , là khi c 1.1.4 Khi CLKK CLKK (Hình IPIECA (2004) [66] Khung này [56] t C vào các [35, 66] 23 S li u ki m kê phát th i: Ngu n i m Ngu n di n Ngu ng Các ngu n gây ô nhi m chính . 3. KT QU NGHIÊN CU, ỄNH GIỄ TNG HP CHT LNG KHÔNG KHÍ KHU VC HÀ NI TÍNH VI TSP 79 3 3.1. ng dng mô hình ISC3 đ đánh giá cht lng môi tọng không khí khu vc Hà Ni (tính. pháp đánh giá cht lng không khí nh đánh giá trc tip thông qua s liu quan trc, mô hình hóa, ch s CLKK hay đánh giá gián tip qua kim kê phát thi, ch th sinh hc, b ch th môi. ng nh môi trng không khí sch cha b ô nhim, không khí b ô nhim, không khí b ô nhim nghiêm trng. C s đ đánh giá CLKK thng là da vƠo Quy chun/Tiêu chun cht lng môi trng