Nghiên cứu, đánh giá tổng hợp chất lượng môi trường không khí khu vực hà nội

I HC QUC GIA HÀ NI TRNG I HC KHOA HC T NHIểN _______________________ PHM TH VIT ANH NGHIểN CU, ỄNH GIỄ TNG HP CHT LNG MỌI TRNG KHỌNG KHệ KHU VC HÀ NI LUN ỄN TIN S KHOA HC MỌI TRNG HƠ Ni ậ 2014 I HC QUC GIA HÀ NI TRNG I HC KHOA HC T NHIểN _______________________ PHM TH VIT ANH NGHIểN CU, ỄNH GIỄ TNG HP CHT LNG MỌI TRNG KHỌNG KHệ KHU VC HÀ NI Chuyên ngành: Môi trng không khí Mư s: 62.85.02.10 LUN ỄN TIN S KHOA HC MỌI TRNG NGI HNG DN KHOA HC: PGS.TS. HOÀNG XUỂN C HƠ Ni ậ 2014 LI CAM OAN Tôi xin cam đoan đơy lƠ công trình nghiên cu ca riêng tôi. Các s liu, kt qu nghiên cu trong lun án là trung thc vƠ cha tng đc ai công b trong bt c công trình nào khác. Tác gi Phm Th Vit Anh LI CM N Tôi xin bày t lòng bit n sơu sc đi vi PGS.TS.NGT. HoƠng Xuơn C, Trng i hc Khoa hc T nhiên, i hc Quc gia Hà Ni - ngi đư tn tình hng dn, to mi điu kin thun li giúp tôi hoàn thành lun án. Tôi xin chân thành cm n Trung tâm Quan trc và Mô hình hóa môi trng; Khoa Môi trng - Trng i hc Khoa hc T nhiên, i hc Quc gia Hà Ni đư to mi điu kin thun li vƠ giúp đ tôi trong quá trình hc tp và t chc các ni dung nghiên cu khoa hc ca Lun án. Tôi xin chân thành cm n các thy, cô giáo  Trung tâm Quan trc và Mô hình hóa môi trng, Khoa Môi trng, Khoa Khí Tng - Thy vn - Hi dng, Khoa a lỦ, Trng i hc Khoa hc T nhiên, i hc Quc gia Hà Ni đư đóng góp nhng ý kin quí báu giúp tôi hoàn thin lun án. Tôi xin gi li cm n đn bn bè, đng nghip, ngi thơn vƠ gia đình đư quan tơm, đng viên, giúp đ tôi trong sut quá trình làm lun án. Tác gi Phm Th Vit Anh 1 MC LC LI CAM OAN LI CM N DANH MC KÝ HIU VÀ CÁC CH VIT TT 4 DANH MC CÁC BNG 6 DANH MC CÁC HÌNH 7 M U 9 CHNG 1. TNG QUAN TÀI LIU 15 1.1. Các vn đ Ếhung liên Ọuan đn cht lng không khí 15 1.1.1. Cht lng không khí và ô nhim không khí 15 1.1.2. Các yu t nh hng đn cht lng không khí 17 1.1.3. nh hng ca các yu t cây xanh mt nc đi vi cht lng không khí 20 1.1.4. Qun lý cht lng không khí 23 1.2. Tng quan v ẾáẾ ịhng ịháị đánh giá Ếht lng không khí 25 1.2.1. Phng pháp thc nghim 25 1.2.2. Phng pháp mô hình hóa 25 1.2.3. Phng pháp đánh giá s dng ch s cht lng không khí 30 1.3. Tình hình nghiên cu cht lng không khí trên th gii và  Vit Nam 32 1.3.1. Tình hình nghiên cu trên th gii 32 1.3.2. Tình hình nghiên cu trong nc và  Hà Ni 41 1.4. Khái Ọuát điu kin t nhiên và hin trng cht lng không khí thành ph Hà Ni 49 1.4.1. Mt s đc đim t nhiên ca thành ph Hà Ni 49 1.4.2. H sinh thái đô th và cnh quan cây xanh 52 1.4.3. Hin trng cht lng không khí thành ph Hà Ni 54 Tiu kt lun chng 1 57 2 CHNG 2. PHNG PHỄP NGHIểN CU ỄNH GIỄ TNG HP CHT LNG KHÔNG KHÍ KHU VC HÀ NI 59 2.1. ẫhng ịháị mô hình hóa tọong đánh giá Ếht lng không khí 59 2.1.1. C s lý thuyt v lan truyn cht ô nhim trong môi trng không khí 59 2.1.2. Mô hình lan truyn cht ô nhim ISC3 60 2.1.3. Mô hình phát tán cht ô nhim t ngun đim liên tc ca Sutton 63 2.2. ẫhng ịháị tính tn sut vt chun 64 2.2.1. Ni dung phng pháp 64 2.2.2. Phng pháp tính TSVC đ tính toán mc đ ô nhim TSP do nhiu ngun thi đim công nghip vƠ c s s liu 66 2.3. ẫhng pháp tính toán và xây dng bn đ Ếhuyên đ bng công c H thng thông tin đa lý (GIS) 72 2.3.1. S dng công c GIS trong xây dng c s d liu đu vào cho mô hình lan truyn ô nhim TSP t các ngun thi đim công nghip 73 2.3.2. S dng công c GIS trong xây dng bn đ phân b mc đ ô nhim TSP t các ngun thi đim công nghip 74 2.3.3. S dng GIS trong xây dng các bn đ chuyên đ vƠ đánh giá tng hp cht lng không khí 74 2.4. ẫhng ịháị Ếhp bn đ môi tọng 75 2.5. ẫhng ịháị ịhợn hng CLKK theo tiêu Ếhí và lng hóa các tiêu chí 76 2.6. ẫhng ịháị điu tra kho sát, thu thp s liu và phân tích tng hp tài liu th cp 76 Tiu kt lun chng 2 77 CHNG 3. KT QU NGHIÊN CU, ỄNH GIỄ TNG HP CHT LNG KHÔNG KHÍ KHU VC HÀ NI TÍNH VI TSP 79 3 3.1. ng dng mô hình ISC3 đ đánh giá cht lng môi tọng không khí khu vc Hà Ni (tính vi TSP) 79 3.1.1. Các kch bn tính toán 79 3.1.2. Kt qu tính toán và nhn xét 82 3.1.3. Kh nng ng dng ca ISC3 trong đánh giá mc đ ô nhim khu vc đô th 87 3.2. Nghiên cu, đánh giá tng hp cht lng không khí Ếó tính đn yu t gim nh ô nhim TSP 88 3.2.1. Phng pháp lun 88 3.2.2. Xây dng qui trình đánh giá tng hp cht lng không khí có tính đn yu t gim nh ô nhim TSP 92 3.2.3. ng dng qui trình đánh giá tng hp cht lng không khí có tính đn yu t gim thiu ô nhim TSP cho khu vc thành ph Hà Ni 96 3.2.4. Kh nng ng dng ca phng pháp đánh giá tng hp CLKK có tính đn yu t gim nh ô nhim TSP ca cây xanh và mt nc 125 3.3.  xut các gii pháp nâng cao cht lng không khí  Hà Ni 127 3.3.1. Xây dng h thng h tr quyt đnh đ qun lý cht lng không khí đô th  Hà Ni 127 3.3.2. Áp dng ắ H thng kim soát phát thi cho các thành ph đang phát trin đi vi Hà Ni” 127 3.3.3. Gii pháp liên quan đn cây xanh mt nc 130 Tiu kt lun chng 3 132 KT LUN 134 KIN NGH NHNG NGHIÊN CU TIP THEO 136 DANH MC CÔNG TRÌNH KHOA HC CA TÁC GI LIÊN QUAN N LUN ÁN 137 TÀI LIU THAM KảO 139 Pả LC LUN ÁN i 4 DANH MC KÝ HIU VÀ CÁC CH VIT TT AIRPET D án nâng cao cht lng không khí  các nc đang phát trin châu Á API Ch s ô nhim không khí AQI Ch s cht lng không khi BNZ Benzene BVOCs Các cht hu c sinh hc d bay hi CMAQ Mô hình cht lng không khí đa qui mô CLMT Cht lng môi trng CLKK CLKK CSDL C s d liu DBCLKK D báo CLKK DANIDA C quan Phát trin Quc t an Mch EPA Cc Bo v Môi trng M GIS H thng thông tin đa lý (Geographic Information System) GPS H thng đnh v toàn cu (Global Position System) HAIDEP Chng trình Phát trin tng th đô th th đô HƠ Ni (The Comprehensive Urban Development Programme in Hanoi Capital City) ISC Mô hình khuch tán cht ô nhim t ngun công nghip phc hp (Industrial Source Complex Dispersion Models) JICA C quan Hp tác quc t Nht Bn (The Japan International Cooperation Agency) NOAA C quan Khí tng và Hi dng Hoa K (National Oceanic and Atmospheric Administration) Obs: K quan trc (Observation) PM 10 Bi có đng kính ≤ 10 µm 5 PM 2,5 Bi có đng kính ≤ 2,5 µm QCVN Qui chun Vit Nam QCCP Qui chun cho phép SMOKE Mô hình kim kê phát thi TCCP Tiêu chun cho phép TAPI Ch s ô nhim không khí tng cng TSVC Tn sut vt chun TSP Bi l lng tng s (Total suspended particulate) VOCs Các cht hu c d bay hi WHO T chc Y t th gii 6 DANH MC CỄC BNG Bng 1.1. Kh nng gi bi trung bình ca mt s cơy 22 Bng 2.1. Các giá tr n, C y , C z theo Suttonầầầầầầầầầầầầầầầ 65 Bng 2.2. Mc phơn tng kt nhit theo Pasquil 65 Bng 3.1. D báo lng thi cht ô nhim không khí nm 2020 theo phng pháp đc s dng trong d án JICA theo kch bn phát thi thp 81 Bng 3.2. D báo lng thi cht ô nhim không khí nm 2020 theo phng pháp đc s dng trong d án JICA theo kch bn phát thi cao 81 Bng 3.3. Ch tiêu đánh giá mc đ ô nhim TSP do các ngun thi công nghip 100 Bng 3.4. Ch tiêu đánh giá mt đ đng giao thông 108 Bng 3.5. Ch tiêu đánh giá t l din tích che ph ca cây xanh 109 Bng 3.6. Ch tiêu đánh giá t l din tích mt nc 112 Bng 3.7. Trng s tng đi ca các yu t nh hng đn 115 CLKK khu vc đô th HƠ Ni (tính cho TSP) 115 Bng 3.8. Bng phơn hng mc đ ô nhim TSP do tác đng tng hp ca ngun thi công nghip vƠ giao thông 116 Bng 3.9. Phơn cp đánh giá kh nng ci thin CLKK ca cơy xanh vƠ mt nc khu vc HƠ Ni 119 Bng 3.10. Phơn hng đánh giá CLKK tng hp khu vc HƠ Ni c - đa gii hƠnh chính trc 1/8/2008 (tính vi 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. KT QU NGHIÊN CU, ỄNH GIỄ TNG HP CHT LNG KHÔNG KHÍ KHU VC HÀ NI TÍNH VI TSP 79 3 3.1. ng dng mô hình ISC3 đ đánh giá cht lng môi tọng không khí khu vc Hà Ni (tính. pháp đánh giá cht lng không khí nh đánh giá trc tip thông qua s liu quan trc, mô hình hóa, ch s CLKK hay đánh giá gián tip qua kim kê phát thi, ch th sinh hc, b ch th môi. ng nh môi trng không khí sch cha b ô nhim, không khí b ô nhim, không khí b ô nhim nghiêm trng. C s đ đánh giá CLKK thng là da vƠo Quy chun/Tiêu chun cht lng môi trng