MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG, HÌNH ẢNH ........................................................................... 4 MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 5 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI .............. 6 1. Tổng quan về ô nhiễm môi trường không khí .................................................... 6 1.1. Khái niệm .................................................................................................... 6 1.2. Phân loại ...................................................................................................... 6 1.3. Các tác nhân gây ô nhiễm không khí .......................................................... 6 2. Tổng quan về mô hình hóa ................................................................................. 7 2.1. Khái niệm .................................................................................................... 7 2.2. Các mô hình tính toán tải lượng và lan truyền các chất ô nhiễm ................ 7 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XI MĂNG QUÁN TRIỀU TỈNH THÁI NGUYÊN ............................................................................................................ 8 2.1 Điều kiện tự nhiên ............................................................................................ 8 2.1.1.Vị trí địa lý ................................................................................................. 8 2.1.2. Điều kiện khí hậu ...................................................................................... 8 2.2 Hiện trạng chất lượng các thành phần môi trường ........................................... 9 2.2.1. Môi trường không khí xung quanh ........................................................... 9 2.2.2. Khu vực sản suất .................................................................................... 10 2.2.3. Tại vị trí ống khói ................................................................................... 11 CHƯƠNG III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................... 11 3.1. Nguồn gây ô nhiễm ....................................................................................... 11 3.2 Đánh giá sự lan truyền các chất ô nhiễm không khí trong giai đoạn hoạt động ................................................................................................................................... 12 3.2.1 Trong mùa hè ........................................................................................... 12 3.2.2 Trong mùa đông ...................................................................................... 15 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 19
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA MƠI TRƯỜNG ĐỒ ÁN MƠN MƠ HÌNH HĨA ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG MƠ HÌNH GAUSS MƠ PHỎNG SỰ LAN TRUYỀN CÁC CHẤT Ơ NHIỄM TRONG MƠI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ CỦA NHÀ MÁY XI MĂNG QUAN TRIỀU, THÁI NGUYÊN Nhóm sinh viên: Nguyễn Quốc Tuấn Trần Thị Thu Hương Nguyễn Thị Thu Hương Nguyễn Quang Thắng Nguyễn Minh Phương Vũ Thanh Hưng Nguyễn Thu Hương Nguyễn Lê Kim Ngân Lớp: ĐH6QM-Nhóm Giảng viên mơn: Phạm Thị Mai Thảo Hà Nội – 4/2019 Tên thành viên Đánh giá nhóm trưởng Tự đánh giá Nguyễn Quốc Tuấn 95% 95% Nguyễn Minh Phương 95% Đánh giá giáo viên 95% Nguyễn Thu Hương 95% 95% Trần Thị Thu Hương 95% 95% Nguyễn Lê Kim Ngân 95% 95% Nguyễn Quang Thắng 95% 95% Nguyễn Thị Thu Hương 95% 95% Vũ Thanh Hưng 96% 96% ĐÁNH GIÁ THÀNH VIÊN TRONG NHÓM MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG, HÌNH ẢNH MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI Tổng quan ô nhiễm môi trường không khí 1.1 Khái niệm 1.2 Phân loại 1.3 Các tác nhân gây nhiễm khơng khí Tổng quan mơ hình hóa 2.1 Khái niệm 2.2 Các mơ hình tính tốn tải lượng lan truyền chất ô nhiễm CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XI MĂNG QUÁN TRIỀU TỈNH THÁI NGUYÊN 2.1 Điều kiện tự nhiên 2.1.1.Vị trí địa lý 2.1.2 Điều kiện khí hậu 2.2 Hiện trạng chất lượng thành phần môi trường 2.2.1 Môi trường không khí xung quanh 2.2.2 Khu vực sản suất 10 2.2.3 Tại vị trí ống khói 11 CHƯƠNG III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 11 3.1 Nguồn gây ô nhiễm 11 3.2 Đánh giá lan truyền chất nhiễm khơng khí giai đoạn hoạt động 12 3.2.1 Trong mùa hè 12 3.2.2 Trong mùa đông 15 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO 19 DANH MỤC BẢNG, HÌNH ẢNH Bảng Các loại chất gây nhiễm khơng khí Bảng 2.1 Kết quan trắc mơi trường khơng khí xung quanh đợt năm 2014 Bảng 2.2 Kết quan trắc mơi trường khơng khí khu vực sản xuất đợt năm 2014 Bảng 2.3 Kết quan trắc khơng khí ống khói đợt năm 2014 Bảng 3.1 Đầu vào mơ hình lan truyền chất nhiễm mơi trường khơng khí vào mùa hè dự án nhà máy xi măng Quan Triều Bảng 3.2 Đầu vào mơ hình lan truyền chất nhiễm mơi trường khơng khí vào mùa hè dự án nhà máy xi măng Quan Triều Hình Sơ đồ mơ hình phân tán đám khói Gauss Hình Sơ đồ quy trình sản xuất xi măng MỞ ĐẦU 1.1.Sự cần thiết đề tài Đất nước ta thời kì cơng nghiệp hóa,hiện đại hóa đất nước Bên cạnh thành tựu mà ngành cơng nghiệp đạt ngành công nghiệp gây ảnh hưởng không nhỏ đến môi trường đất, nước đặc biệt mơi trường khơng khí Hiện nay, cơng nghệ thơng tin phần thiếu cho phát triển kinh tế - xã hội Nó ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác Môi trường ngành không ngoại lệ Việc ứng dụng công nghệ thông tin vào lĩnh vực môi trường ngày mang lại nhiều lợi ích, đặc biệt ứng dụng phần mềm mơ hình hóa mơi trường công tác quản lý dự báo ô nhiễm Ứng dụng mơ hình hóa để tính chất gây nhiễm giúp doanh nghiệp có sở dự báo đánh giá khía cạnh kinh tế nhiễm, xây dựng mơ hình tính tốn cho hệ thống kiểm sốt quản lý nhiễm, luận chứng để đưa phương pháp dự báo dài hạn công tác quy hoạch tổ chức, doanh nghiệp Ơ nhiễm mơi trường, cố mơi trường, suy thối mơi trường, thay đổi khí hậu tồn cầu hậu trực tiếp gián tiếp từ hoạt động sản xuất, sách phát triển khơng thân thiện môi trường gây nên Để đánh giá trạng, mức độ ô nhiễm môi trường, bên cạnh phương pháp quan trắc truyền thống, hướng nghiên cứu sử dụng mơ hình tính tốn dần thích hợp để phản ánh đầy đủ tượng lan truyền chất ô nhiễm từ nguồn thải môi trường xung quanh mơ hình Gauss Chính lan truyền chất ô nhiễm môi trường xung quanh nhạy cảm với điều kiện jhis mơ hình Gauss phản ánh yếu tố Chính thế, chúng tơi lựa chọn đề tài: “Ứng dụng mơ hình Gauss mơ lan truyền chất o nhiễm mơi trường khơng khí nhà máy xi măng Quan Triều, Thái Nguyên” tiền dề cho giải pháp quản lý kiểm soát chất lượng mơi trường khơng khí, góp phần xây dựng môi trường làm việc tốt nhà máy xi măng 1.2 Mục tiêu - Dự đoán lan truyền chất nhiễm mơi trường khơng khí nhà máy xí măng Quan Triều, Thái Nguyên - Đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm 1.3 Đối tượng, phạm vi nội dung nghiên cứu 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu : là: “Q trình lan truyền nhiêm nhà máy xi măng Quan Triều, Thái Nguyên” môi trường khơng khí 1.3.2.Phạm vi: Nhà máy xi măng Quan Triều, Thái Nguyên 1.3.3 Nội dung nghiên cứu Tìm hiểu điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội khu vực nhà máy; trạng mơi trường khơng khí nhà máy - Xác định nguồn thải Tìm hiểu yếu tố ảnh hưởng tới lan truyền nhiễm Tính tốn tải lượng nhiễm nhà máy gây nhà máy hoạt động Sự dụng mơ hình Gauss đánh giá lan truyền chất nhiễm mơi trường khơng khí Đề xuất giải pháp giảm ô nhiễm CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI Tổng quan ô nhiễm mơi trường khơng khí 1.1 Khái niệm Theo tài liệu Cơ sở Khoa học Môi Trường nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội, biên soạn PTS Lưu Đức Hải, khái niệm ô nhiễm môi trường khơng khí sau: “Ơ nhiễm khơng khí có mặt chất lạ biến đổi quan trọng thành phần khơng khí, làm cho khơng khí gây tỏa mùi, có mùi khó chịu, giảm tầm nhìn xa (do bụi)” 1.2 Phân loại Có nhiều nguồn gây nhiễm khơng khí hai nguồn gây tình trạng nhiễm khơng khí là: Ơ nhiễm từ tự nhiên nhiễm khơng khí người gây nên nhiễm khơng khí người tạo yếu tố dẫn đến tình trạng ô nhiễm nặng nề - Các nguồn gây ô nhiễm khơng khí tự nhiên: Bão, cháy rừng, núi lửa, Ngồi cịn số yếu tố khác chất phóng xạ tự nhiên, sóng biển… góp phần nhỏ ngun nhân vào tượng nhiễm khơng khí - Các nguồn gây nhiễm khơng khí người: Khói, bụi từ nhà máy, hoạt động giao thong, chiến tranh hay tập trận quân sự, sinh hoạt,… 1.3 Các tác nhân gây ô nhiễm không khí Loại Chất gây nhiễm sơ cấp Chất gây ô nhiễm thứ cấp Hợp chất lưu huỳnh SO2, H2S SO3, H2SO4,… Hợp chất chứa nito NO, NH3 NO2, HNO3,… Hợp chất chứa cacbon C1-C5 Các andehyde, xeton, axit hữu cơ,… Các oxit cacbon CO, CO2 Không Hợp chất halogen HF, HCl Không Bảng Các loại chất gây nhiễm khơng khí Tổng quan phương pháp mơ hình hóa 2.1 Khái niệm Mơ hình hóa môi trường phương pháp sử dụng kỹ thuật cơng cụ tính tốn để tính tốn, đánh giá dự báo biến đổi trình mơi trường theo thời gian khơng gian Ngồi mơ hình hóa mơi trường mơ hình hóa tượng vật lý, hóa học, sinh học, kinh tế - xã hội phục vụ cung cấp kiến thức chế q trình mơi trường tác động tương hỗ với người Mơ hình hóa mơi trường bao gồm mơ hình đơn giản tới mơ hình phức tạp bao hàm nhiều lĩnh vực 2.2 Các mơ hình tính tốn tải lượng lan truyền chất nhiễm - Mơ hình hóa cơng cụ quan trọng để quản lý mơi trường, cho dự báo tác động hoạt động người tới môi trường tự nhiên ảnh hưởng giải pháp xử lý, quản lý môi trường Một số mơ hình áp dụng phục choc ho cơng tác đánh giá tác động môi trường, quy hoạch bảo vệ mơi trường kể đến như: Mơ hình chất lượng mơi trường khơng khí, mơ hình chất lượng nước, mơ hình lan truyền dầu, mơ hình lan truyền độ ồn, mơ hình dung cho nguồn điểm, nguồn đường, - Hiện nay, mơ hình sử dụng rộng rãi giới Việt Nam để đánh giá, dự báo chất nhiễm khơng khí thải từ nguồn thải công nhiệp, đô thị khai khống mơ hình Berliard mơ hình phân tán đám khói Gauss Mơ hình áp dụng nhiều Việt Nam mơ hình phân tán đám khói Gauss số liệu đầu vào phù hợp với điều kiện nước Trong đề tài, nhóm chúng em sử dụng mơ hình Gauss dùng để đánh giá lan truyền chất nhiễm có khí - Mơ hình phân tán đám khói Gauss cho nguồn nhiễm điểm mơ hình đơn giản lan truyền chất ô nhiễm môi trường khơng khí Mơ hình áp dụng cho nguồn điểm cho nhiều nguồn điểm + Ưu điểm: * Rất đơn giản không cần thời gian tính tốn với máy tính điện tử có khả chạy phần mềm tính tốn khác * Có thể hỗ trợ cách hiệu trình định quản lý để ứng phó với nhiễm mơi trường khơng khí + Nhược điểm: * Chỉ ứng dụng trường hợp bề mặt tương đối phẳng * Rất khó lưu ý tới yếu tố cản * Các điều kiện khí tượng không đổi diện rộng * Chỉ ứng dụng tốt khí có mật độ gần với khơng khí * Chỉ áp dụng trường hợp vận tốc gió trung bình u > m/s + Phương trình mơ tả phân bố nồng độ chất nhiễm (đám khói) khơng khí mơ hình Gauss viết đây: C(x,y,z) = 𝐐 𝟐𝛑𝐮𝛔𝐳 𝛔 𝐲 −𝐲 𝟐 −(𝐳−𝐇)𝟐 𝟐𝛔 𝐲 𝟐𝛔𝟐 𝐳 exp 𝟐 exp( ) Trong đó: C(x,y,z) nồng độ chất nhiễm khơng khí điểm có tọa độ x,y,z, với x tính từ nguồn theo hướng gió, y khoảng cách từ trung tâm nguồn tính ngang gió z hướng từ lên H độ cao đường tâm đám khói (H=hs+h) với hs độ cao nguồn tính từ mặt đất, h khoảng cách chuyển động lên phía theo phương thẳng đứng ban đầu đám khói u tốc độ gió trung bình (m/s) σy,σzlà độ lệch chuẩn phân bố nồng độ chất ô nhiễm theo phương ngang thẳng đứng (m) Q lưu lượng chất ô nhiễm (mg/s) + Các thông tin cần thiết để xây dựng kịch bản: Hình Sơ đồ mơ hình phân tán đám khói Gauss CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ NHÀ MÁY XI MĂNG QUAN TRIỀU TỈNH THÁI NGUYÊN 2.1 Điều kiện tự nhiên 2.1.1.Vị trí địa lý Nhà máy xi măng Quan Triều xây dựng khu vực đất đồi ruộng thuộc xã An Khánh huyện Đại Từ phần thuộc xã Phúc Hà, thành phố TháiNguyên, cách khu vực khai thác than mỏ than Khánh Hoà khoảng km phía Tây Nam, cách quốc lộ khoảng km phía Tây cách trung tâm thành phố Thái Nguyên khoảng 10 km phía Tây 2.1.2 Điều kiện khí hậu - Tỉnh Thái Nguyên nằm vùng khí hậu cận nhiệt đới ẩm, - Nhiệt độ trung bình Thái Nguyên 25 °C; chênh lệch tháng nóng (tháng 6-28,9°C) với tháng lạnh (tháng 1-15,2°C) 13,7 °C Tại thành phố Thái Nguyên, nhiệt độ cao thấp ghi nhận 41,5°C 3°C - Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 2.000 đến 2.500 mm; cao vào tháng thấp vào tháng → Nhìn chung khí hậu tỉnh Thái Nguyên thuận lợi cho phát triển ngành nông, lâm nghiệp 2.2 Hiện trạng chất lượng thành phần môi trường 2.2.1 Mơi trường khơng khí xung quanh Bảng 2.1 Kết quan trắc mơi trường khơng khí xung quanh đợt năm 2014 Tên tiêu Tiếng ồn dBA Độ rung dB Tổng bụi lơ lửng mg/m3 NO2 mg/ m3 SO2 mg/ m3 CO mg/ m3 CO2 KK-2.08-22 55,2 KPH < 0,1 < 0,05 < 0,026