Nghiên cứu và ứng dụng mô hình ISC 3 để đánh giá và dự báo ô nhiễm môi trường không khí khu vực hà nội do các nguồn thải công nghiệp đề tài NCKH QT 09 53

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN Ì****:!'*:*** NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG MƠ HÌNH ISC ĐẺ ĐÁNH GIÁ VÀ D ự BÁO Ô NHIỄM MỒI TRƯỜNG KHÔNG KHỈ KHU V ự c HÀ NỘI DO CÁC NGN THẢI CƠNG NGHIỆP MÃ SỐ: QT - 09 - 53 CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI: THS.PHẠM THỊ V ỆT ANH CÁC CÁN BỘ THAM GIA: THS DUƠNG NGỌC BÁCH THS ĐÀM DUY ÂN THS KIM VĂN CHINH OẠI MỘC Q UỐ C GIA ' rcuivêJAM Th ô n g tin , HÀ NỘI - 2009 _ D ĩ / AOAtt / n ọ i thư v iê n -—- BẢO CÁO TÓM TẮT a Tên đề tài: Nghiên cứu ứng dụng mơ hình ISC3 để đánh giá dự báo nhiễm mơi trường khơng khí khu vực Hà Nội nguồn thải công nghiệp Mã số: QT - 09 - 53 b Chủ trì đề tài: ThS Phạm Thị Việt Anh c Các cán tham gia: ThS Dương Ngọc Bách ThS Đàm Duy Ân ThS Kim Văn Chinh d Mục tiêu nội dung nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu: Đề tài sử dụng mơ hình ISC để đánh giá dự báo mức độ nhiễm khơng khí khu vực Hà Nội cũ nguồn thải cơng nghiệp gây có tính đến độ phân tầng độ cao xáo trộn cùa khí theo thời gian Nội dung nghiên cứu: - Nghiên cứu sở lý thuyết mơ hình ISC3 khả ứng dụng đánh giá chất lượng mơi trường khơng khí Việt Nam - ứ ng dụng mơ hình ISC3 để tính tốn nồng độ chất nhiễm khơng khí khu vực Hà Nội đo nguồn thải cơng nghiệp gây có tính đến độ phân tầng độ cao xáo trộn khí theo thời gian - Lập sơ đồ phân vùng mức độ ô nhiễm cho môi trường không khí thành phố Hà Nội khu vực xung quanh - Dự báo chất lượng mơi trường khơng khí Hà Nội theo kịch khác e Các kết đạt - Kết khoa học: - Lập sơ đồ phân vùng mức độ ô nhiêm cho môi trường khơng khí thành phố Hà Nội khu vực xung quanh - Dự báo chất lượng môi trường không khí Hà Nội theo kịch khác - Kết ứng dụng thực tiễn Có thể ứng dụng nhiều lĩnh vực như: qui hoạch môi trường, bố trí vùng cách ly vệ sinh cơng nghiệp, bơ trí điêm quan trăc chât lượng mơi trường khơng khí cung cấp thông tin - Kết đào tạo: Luận án cừ nhân khoa học Luận án cử nhân khoa học Nguyễn Thị Phương Thanh “Đánh giá khả phát thải chất ô nhiễm không khí địa bàn Quận Tây Hồ, Hà Nội: Trương ĐHDL Phương Đông, Hà Nội, 2009 - Xuất bản: Gửi đăng báo Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội f Tinh hình kinh phí đề t i : toán hết K H O A Q U Ả N LÝ (Ký ghi rõ họ tên) C H Ủ TRÌ ĐÈ TÀI (K ý ghi rõ họ tên) T^í.tĩiayn ì T R Ư Ờ N G Đ Ạ I HỌC K H O A HỌ C T ự NH IÊN 7~~Ậ* i ì4í-(~ Jk Á / * SUMMARY a Title: Study on and application of ISC3 model for assessing and forecasting air pollution created from industrial sources for Hanoi area b C ode: QT - 09-53 c Coordinator: MSc Pham Thi Viet Anh d Key implementors: MSc Duong Ngoc Bach MSc Dam Duy An MSc Kim Van Chinh e Objectives and content The project applies ISC model for studying air pollution levels created by industrial sources for Ha Noi area In this ISC 3, atmospheric mixing heigh and classification have been taken into account with the time period f Obtained results s Having drawn the diarams of air pollution levels for Hanoi City and surroundings ■S Having forecasted the air quality o f Hanoi according to the different scenarios ■S The research results from the project can be widely used in the various fields as follows: o Contributing the scientific basics for designing the air quality monitoring networks in Hanoi o Contributing the scientific basics for environmental planning and management o f air quality in Hanoi MỤC LỤC dỞĐÀU :HƯƠNG KHÁI QUÁT VẺ KHU v ự c NGHIÊN c ứ u 1.ĐIỀU KIỆN T ự NHIÊN KHU v ự c NGHIÊN c ứ u 2.ĐIỀU KIỆN KINH TẾ XÃ HỘI 3.ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN THẢI CÔNG NGHIỆP ĐẾN CHÁT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ THÀNH PHỐ HÀ NỘI IHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 10 10 10 1.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN c ứ u 1.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u Ỉ.3 MƠ HÌNH KHUẾCH TÁN ISC3 j1 :HƯƠNG ỨNG DỤNG MƠ HÌNH ISC3 ĐẺ ĐÁNH GIÁ VÀ D ự BÁO Ô NHIỄM MÔI rRƯỜNG KHƠNG l ị l í KHU v ự c HÀ NỘI DO NGUỒN THẢI CÔNG NGHIỆP 19 Cơ SỞ DỮ LIỆU 19 KIỂM NGHIỆM MƠ HÌNH 19 - KẾT QUẢ TÍNH TỐN VÀ NHẬN XÉT 21 * ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẮT LƯỢNG MƠI TRƯỜNG LHƠNG KHÍ Ở HÀ NỘI 23 IÉT LUẬN 24 ÀI LIỆU THAM KHẢO 3J MỤC LỤC MỞĐ Au CHƯƠNG KHÁI QUÁT VẺ KHU v ự c NGHIÊN c ứ u 1.1 ĐIÊU KIỆN T ự NHIÊN KHU v ự c NGHIÊN c ứ u 1.2.ĐIỀU KIỆN KINH TẾ XẢ HỘI 1.3.ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỔN THẢI CÔNG NGHIỆP ĐẾN CHÁT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ THÀNH PHỐ HÀ NỘI CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 10 2.1 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN c ứ u 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 2.3 MƠ HÌNH KHUẾCH TÁN ISC3 10 10 Ị1 CHƯƠNG ỨNG DỤNG MƠ HÌNH ISC3 ĐẺ ĐẢNH GIÁ VÀ D ự BÁO Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ KHU v ự c HÀ NỘI DO NGUỒN THẢI CÔNG NGHIỆP 19 3.1 Cơ SỞ DỮ LIỆU 19 3.2 KIỂM NGHIỆM MƠ HÌNH > 3.3 KẾT QUẢ TÍNH TỐN VÀ NHẬN XÉT 19 21 3.4 ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHÁT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ Ờ HÀ NỘI 23 KÉT LUẬN 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO 3J D A N H MỤC BẢNG BIẺƯ V À HỈNH Bảng 1.1 Một sô thông sô khí tượng trung bình khu vực Hà Nội Bảng 2.1: Giá trị hệ số p Bảng 2.2 Hệ số c d 15 Bảng 2.3 : Hệ số a b ^ Bàng 2.4 : Các công thức Briggs sử dụng để tính Sy (Mc.Elroy-Pooler) 18 Bảng 2.5 : Các cơng thức Briggs sử dụng để tính ỏz (Mc.Elroy-Pooler) 18 Hình 1.1 Hoa gió khu vực Hà Nội Hình 1.2 Biểu đồ: Diễn biến nồng độ bụi KCN Thượng Đình từ 1998-2005 Hình 1.3 Diễn biến nồng độ khí c o KCN Pháp Vân từ 1998-2005 Hình 1.4 Nồng độ SƠ Bụi lơ lửng số cụm công nghiệp vừa nhỏ đo 10/2005 10 Hình 3.1 Sơ đồ vị trí nguồn thải điểm cơng nghiệp khu vực Hà Nội cũ 22 Hình 3.2 -1 Sơ đồ phân bố nồng độ TSP trung bình cao ảnh hường bời nguồn thải công nghiệp Hà Nội, tính theo mơ hình ISC3 với số liệu khí tượng NOOA - Năm 2007 26 Hình 3.2-2 Sơ đồ phân bố nồng độ TSP trung bình cao vượt qui chuẩn cho phép ảnh hưởng nguồn thải cơng nghiệp Hà Nội, tính theo mơ hình ISC3 với số liệu khí tượng NOOA - Năm 2007 27 Hình 3.3-1 Sơ đồ phân bố nồng độ TSP trung bình cao ảnh hưởng nguồn thải công nghiệp Hà Nội, tính theo mơ hình ISC3 với số liệu khí tượng NOOA - năm 2010 - Kịch 1: Các nhà máy giám lượng thải 50% 28 Hình 3.3-2 Sơ đồ phân bố nồng độ TSP trung bình cao vượt qui chuẩn cho phép ảnh hưởng nguồn thải cơng nghiệp Hà Nội, tính theo mơ hình ISC3 với số liệu khí tượng NOOA - năm 2010 - Kịch bàn ỉ: Các nhà máy giảm lượng thải 50% Hình 3.4-1 Sơ đồ phân bố nồng độ TSP trung bình cao ảnh hường “' nguồn thải công nghiệp Hà Nội, tính theo mơ hình ISC3 với số liệu khí tượng NOOA 30 - năm 2010 -Kịch 2: Các nhà máy giảm lượng thải 50% ;Di chuyến tồn sở cơng nghiêp gây nhiễm nghiêm trọng khỏi thành phổ Hà Nội Hình 3.4-2 Sơ đồ phân bố nồng độ TSP trung bình cao vượt qui chuẩn cho phép ảnh hưởng nguồn thải cơng nghiệp Hà Nội, tính theo mơ hình ISC3 với số liệu khí tượng NOOA - năm 2010-Kịch 2: Các nhà máy giảm lượng thải 50% ;Di chuyển toàn sở công nghiệp gãy ô nhiễm nghiêm trọng khỏi thành phó Hà Nội MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, với phát triển kinh tế thị trường, tổc độ thị hố ngày gia tăng, mật độ dân số đô thị tăng đáng kể Hà Nội thành phố thuộc thị nói trờ thành noi có mật độ giao thơng hoạt động cơng nghiệp mức độ cao Chính phát triển làm mơi trường khơng khí Hà Nội bị ô nhiễm, đặc biệt số khu vực nút giao thông, khu công nghiệp ô nhiễm cục xảy Thiệt hại nhiễm khơng khí có biểu cụ thể rõ nét Các chất ô nhiễm mơi trường khơng khí Hà Nội chủ yếu bụi, khí độc hại S 2, C 2, NOx, NH3, số chất khác Tuỳ theo đặc điểm phân bố công nghiệp, mật độ giao thông, khu phân bố dân cư địa bàn có ti lệ khác nồng độ chất gây ô nhiễm môi trường khơng khí Giống nhiều nơi nước, Hà Nội trải qua q trình cơng nghiệp hố thị hố nhanh Do vậy, khơng có qui hoạch phát triển hợp lý dẫn đến hậu quả, sai lầm đáng tiếc mơi trường nói chung mơi trường khơng khí nói riêng xảy số nước khu vực Thế giới Để quy hoạch phát triển hợp lý, tránh tác động xấu tới môi trường, cần nắm vững trạng môi trường, hướng phát triển quy hoạch phát triển thành phố Rất tiếc Việt Nam nói chung Hà Nội nói riêng, chưa có hệ thống kiểm sốt, đo đạc mơi trường hoạt động có hiệu Vì vậy, số liệu khảo sát thường thiếu đồng bộ, không liên tục, chưa theo tiêu chuẩn rõ ràng Đây tình trạng chung nhiều thành phố phát triển thuộc nước giới thứ ba Vì vậy, việc tìm phương pháp đánh giá nguồn gây ô nhiễm mức độ ô nhiễm phù hợp với điều kiện có cần thiết hữu ích Một phương hướng giải dùng rộng rãi kết họp sử dụng kết tính tốn theo mơ hình với kết khảo sát đo đạc thực địa Ngay có số liệu từ mạng lưới đo đạc (thường với số trạm đo hữu hạn) số liệu tính tốn theo mơ hình hữu ích Hà Nội có Quy hoạch phát triển tổng thể rõ hướng phát triển mặt Thủ Đô tương lai ( công nghiệp, giao thông, hạ tầng sở ) Dân số Hà Nội tiếp tục tăng, tăng tự nhiên tăng học di dân tị vùng nơng thơn lân cận Tổng hợp phát triển dẫn đến việc tài ngun bị tiêu thụ nhiều ngồi ra, cịn tạo tác động môi trường cần phải đánh giá theo quy định Luật Bảo vệ Môi trường Tính tốn khả lan truyền chất nhiễm khơng khí kết hợp với số liệu khảo sát thực địa, số liệu phân tích phịng thí nghiệm khơng góp phần vào việc đánh giá tác động dự án phát triển mà cịn kiến nghị chọn địa điểm đặt dự án, chọn công nghệ thích hợp, thiết kế hệ thống xử lý khí thải, xác định thơng số, kích thước nguồn thải nhàm giảm thiểu tác động có hại Từ điểm phân tích cho thấy, việc tiến hành nghiên cửu, đánh giá nguồn thải chất nhiễm khơng khí mức độ ô nhiễm, tiến tới đánh giá quản lý chất lượng khơng khí Hà Nội cơng việc càn làm có ý nghía thực tế rõ rệt Mặc dù có nhiều cơng trình nghiên cứu mơi trường khơng khí Hà Nội thực trước với nhiều phuơng pháp đánh giá khác nhau, song mơi trường có tỉnh chất biến động liên tục đòi hỏi vẩn đề cần phải tiếp tục nghiên cứu, bổ xung đưa phương pháp đánh giá có khả ứng dụng cao tương lai Đề tài nghiên cứu, ứng dụng mơ hình ISC3 - hướng phát triển bắt đầu áp dụng nước ta - đánh giá chất lượng mơi trường khơng khí Hà Nội Mơ hình tỉnh tới độ phân tầng độ cao xảo trộn khí độ phát thải chất ô nhiễm theo ngày Các kết thu thông qua việc tính tốn từ mơ hình lựa chọn với số liệu thực tế theo kịch khác cho phép tranh tổng thể khả áp dụng hiệu phương pháp đánh giá chất lượng môi trường không khí nói chung Hà Nội nói riêng Các kết thu từ đề tài đóng góp vào việc xây dựng sở khoa học vấn đề quản lý chất lượng khơng khí qui hoạch mơi trường, phát triển bền vững Hà Nội TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Ngọc Đăng,1997, Môi trường không k h ỉ, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Hà Nội Hoàng Xuân Cơ - Phạm Thị Việt Anh, 1999, Áp dụng phương pháp tần suất vượt chuẩn đế xác định mức độ nhiễm khơng khí nguồn cơng nghiệp gây Tạp chí khoa học, Đại học Quốc Gia Hà Nội tập XV, N°4, Tr -8 Hoàng Xuân Cơ - Phạm Ngọc Hồ, 1997, Những vấn đề đặt Đánh giá tác động mơi trịmg quy hoạch thành phổ (lấy Hà Nội làm ví dụ) Tuyển tập báo cáo Hội thảo lần thứ đánh giá tác động môi trờng Trung tâm Khoa học tự nhiên Công nghệ Quốc gia , Tr 86 - 96 Hoàng Xuân Cơ ( chủ biên) ( 2004), Báo cáo tổng kết giai đoạn I dự án Nâng cao chất lượng không khí Việt Nam (2001 -2004), Hà Nội Báo cáo Hiện trạng môi trường Việt Nam 2007 Chương trình phát triển tổng thể thị Thủ Hà Nội, nướcCHXHCN Việt Nam Howard E Hesketh, 1991, Air Pollution Control, Traditional and Hazardous Pollutants, Technomic J G Kretzschmar, 1996, Some Physical Aspects o f Air Pollution Monitoring and Modelling, E&M RA9601, VITO, Belgium Turner, D.Bruce, 1994, Workbook o f Atmospheric dispersion estimates: An introduction o f dispersion modeling, RCR Press, Inc 32 SCIENTIFIC PROJECT BRANCH: ENVIRONMENT SCIENCES PROJECT CATEGORY: NATIONAL LEVEL Title: Study on and application of ISC3 model for assessing and forecasting air pollution created from industrial sources for Hanoi area Code : QT - 09- 53 M anaging Institution: V ietnam N ational U niversity Im plem enting Institution: Hanoi University o f Science C ollaborating Institutions C oordinator: MSc Pham Thi Viet Anh Key implementors: MSc Duong Ngoc Bach MSc Dam Duy An MSc Kim Van Chinh D uration: year Budget: 25.000.000 VND 10 M ain results: • Results in science and technology s Having drawn the diarams of air pollution levels for Hanoi City and surroundings s Having forecasted the air quality of Hanoi according to the different scenarios • Results in practical application The research results from the project can be widely used in the various fields as follows: s Contributing the scientific basics for designing the air quality monitoring networks in Hanoi s Contributing the scientific basics for environmental planning and management of air quality in Hanoi • Results in training “Assessment o f potential o f air pollutant emission for Tay Ho district, Hanoi “o f BSc Nguyen Thi Phuong Thanh ( Hanoi - 2009) • Publications scientific article has been sent to the Scientific Journalist of Vietnam National University, Hanoi 11 E valuation grade: TRƯỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP PHƯƠNG ĐÔNG K H O A C Ô N G N G H Ệ SINH HỌC VÀ M ỒI TRƯỜNG ***** ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG PHÁT THẢI CHẤT Ơ NHIỄM KHỒNG KHÍ TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN TÂY HỊ, HÀ NỘI Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Phương Thanh Lớp: CNMT 505306 Giáo viên hướng dẫn: ThS Phạm Thị Việt Anh Hà Nội, 6-2009 TĨM TĂT CÁC CƠNG TRÌNH NGHIÊN u KHOA HỌC CỦA CÁ NHÂN NGÀNH MÔI TRƯỜNG PHẠM THỊ VIỆT ANH Nghiên cứu sử dụng mô hình ISC3 đánh giá nhiễm mơi trường khơng khí Hà Nơi nguồn thải cơng nghiệp Study on and application o f ISC3 model for assessing and forecasting air pollution created from industrial sources fo r Hanoi area (Đã gửi đăng Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội.) Tóm tắt Bài báo giới thiệu kết nghiên cứu ban đầu đánh giá dự báo mức độ ô nhiêm không khí nguồn thải cơng nghiệp gây cho khu vực thành phố Hà Nội ( cũ) theo sô liệu năm 2007 theo kịch khác Kết tính tốn cho thấy, số khu vực Hà Nội bị ô nhiễm TSP, đặc biệt vùng xung quanh khu cơng nghiệp Thượng Đình, Vĩnh Tuy - Mai Động Giá trị cực đại TSP trung bình lgiờ khu vực tương đối cao , >2-4 lần Qui chuẩn cho phép Ô nhiễm buị chi giảm rõ rệt giá trị phạm vi ảnh hưởng nhà máy có biện pháp giảm thiểu rõ rệt Các kết nghiên cứu đóng góp vào việc xây dựng sở khoa học vấn đề quản lý chất lượng mơi trường khơng khí Hà Nội Summary The article presents some of the initial results of assessment of air pollution levels created from industrial emission sources for Hanoi area according to the database in 2007 and different scenarios The calculated results shows that some areas of Hanoi city were polluted by TSP, especially Thuong Dinh, Vinh Tuy- Mai Dong industrial areas The maximum 1houraverage values o f TSP are rather high in these areas, up to > 2-4 times in the comprision with permissible standard TSP pollution will be diminished only when the plants have pollution diminishable measurements The research results can contribute scientific basics to the management of air quality in Hanoi TẠP c>¥)^ịỄÀỌC QUỐC GIA HÀ NỘI HG' / , I Tạp chí Khoa học Á y CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM _ĐỘC lập - Tự - Hạnh phúc ĐT: 84-4-37547902 Hà Nội, ngày 29 tháng năm 2010 GIẤY NHẬN BÀI Kính gửi Quý tác giả: Phạm Thị Việt Anh Thay m ặt Ban Biên tập, XÚI thơng báo để q tác giả biết Tịa soạn nhận gửi phản biện thảo báo: Nghiên cứu sử dụng mơ hình ISC3 đánh giá nhiễm mơi trường khơng khí Hà Nội nguồn thải công nghiệp Mọi thông tin liên quan đến việc đăng tải báo sớm thông báo cho Quý tác giả Xin chân thành cảm ơn mong hợp tác tiếp tục tương lai TẠP CHÍ KHOA HỌC Nghiên cứu sử dụng mơ hình ISC3 đánh giá nhiễm mơi trireme khơns khí » Hà Nơi nguôn thải công nghiệp Study on and application o f ISC3 model fo r assessing and forecasting air pollution created from industrial sources fo r Hanoi area Phạm Thị Việt Anh Khoa Môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Đại học Quốc gia Hà Nội Tóm tát Bài báo giới thiệu kết nghiên cứu ban đầu đánh giá dự báo mức độ ô nhiêm không khí nguôn thải công nghiệp gây cho khu vực thành phố Hà Nội ( cũ) theo số liệu năm 2007 theo kịch khác Kết tính tốn cho thấy, số khu vực Hà Nội bị ô nhiễm TSP, đặc biệt vùng xung quanh khu công nghiệp Thượng Đình, Vĩnh Tuy - Mai Động Giá trị cực đại TSP trung bình lgiờ khu vực tương đối cao , >2-4 lần Qui chuẩn cho phép, ô nhiễm buị giảm rõ rệt vê giá trị phạm vi ảnh hưởng nhà máy có biện pháp giảm thiểu rõ rệt Các kết nghiên cứu đóng góp vào việc xây dựng sở khoa học vấn đề quản lý chất lượng mơi trường khơng khí Hà Nội Summary The article presents some o f the initial results of assessment of air pollution levels created from industrial emission sources for Hanoi area according to the database in 2007 and different scenarios The calculated results shows that some areas of Hanoi city were polluted by TSP, especially Thuong Dinh, Vinh Tuy- Mai Dong industrial areas The maximum lhour- average values of TSP are rather high in these areas, up to > 2-4 times in the comprision with permissible standard TSP pollution will be diminished only when the plants have pollution diminishable measurements The research results can contribute scientific basics to the management of air quality in Hanoi ĐẶT VÁN ĐỀ Giông nhiêu nơi nước Hà Nội trài qua q trình cơng nghiệp hố thị hố nhanh Do vậy, nêu khơng có qui hoạch phát triển họp lý dẫn đến hậu quả, sai lâm đáng tiêc vê mơi trường nói chung mơi trường khơng khí nói riêng xảy số nước khu vực Thế giới Để quy hoạch phát triển hợp lý, tránh tác động xấu tới môi trường, cần nắm vững trạng môi trường, hướng phát triển quy hoạch phát triển cùa thành phố Rất tiếc Việt Nam nói chung Hà Nội nói riêng, chưa có hệ thống kiểm sốt, đo đạc mơi trường hoạt động có hiệu Vì vậy, số liệu khảo sát thường thiếu đồng bộ, không liên tục, chưa theo tiêu chuẩn rõ ràng Đây tình trạne chung nhiều thành phố phát triển thuộc nước giới thứ ba Vì vậy, việc tìm phương pháp đánh giá nguồn gây nhiễm mức độ ô nhiễm phù hợp với điều kiện có cần thiết hữu ích Một phương hướng giải dùng rộng rãi kết hợp sử dụng kết tính tốn theo mơ hình với kết khảo sát đo đạc thực địa Ngay có số liệu từ mạng lưới đo đạc (thường với số trạm đo hữu hạn) số liệu tính tốn theo mơ hình hữu ích Đề tài nghiên cứu, ứng dụng mơ hình ISC3 - hướng phát triển bắt đầu áp dụng nước ta - đánh giá chất lượng môi trường khơng khí Hà Nội Mơ hình tính tới độ phân tầng độ cao xảo trộn khí độ phát thài chất ỏ nhiễm theo ngày Các kết thu thơng qua việc tính tốn từ mơ hình lựa chọn với số liệu thực tế theo kịch khác cho phép tranh tổng nâng áp dụng hiệu phương pháp đánh giá chắt lượng mơi trường khơng khí nói chung Hà Nội nói riêng Các kết thu từ đề tài đóng góp vào việc xây dựng sở khoa học vấn đề quản lý chất lượng khơng khí qui hoạch môi trường, phát triển bền vững Hà Nội ĐỐI TƯ ỢN G VÀ PH Ư Ơ N G PHÁP N G H IÊN c ứ u 2.1 Đối tượng nghiên cứu • Đề tài sử dụng mơ hình ISC 32 để nghiên cứu mức độ nhiễm không khu vực Hà Nội nguồn thài cơng nehiệp gày có tính đến độ phân tâng độ cao xáo trộn khí theo thời đoạn khác • Chất nhiễm lựa chọn để tính tốn TSP 2.2 Phuơng pháp nghiên cirú 2.2.1 t Cơ sở số liệu ác nguồn sổ liệu s dụng đề tài Sô liệu khí tương: Gió ( tơc độ gió hướng gió), nhiệt độ, áp suất khí quyến, độ ổn định khí quyên, độ cao xáo trộn Tuy nhiên, thơng số độ ổn đinh, phân tầng khí qun độ cao xáo trộn khí qun số liệu Việt Nam chưa đáp ứng đươc Vì số liệu sử dụng cho tính tốn bọ số liệu NOAA (Mỹ) dự án AIRPET cung cap I Các sở công nghiệp gây ảnh hưởng địa bàn Hà Nội (2004) Các số liệu nguồn thải thu thập từ Bộ Công thương, Trung tâm Kỹ thuật môi trường khu công nghiệp đô thị, Sở tài nguyên môi trường Hà Nội, bổ xung cập nhật số liêu thông qua khảo sát thực địa I Các file đồ số hóa: Bản đồ hành chính, địa hình cung cấp từ Cục Khoa học Công nghệ Môi trường, Bộ Quốc phịng Sổ liệu đầu vào cho mơ hình a) Số liệu nguồn thải: Bao gồm nguồn thải công nghiệp có lượng thải lớn khu vực Hà Nội có khả ảnh hường đến mơi trường khơng khí thành phố Hà Nội cụ thể : Các thông số đặc trimg cho nguồn thải: Vị trí nguồn thải, Lượng thải miệng ống khói Q(g/s); Nhiệt độ cùa khí thải miệng ống khói Tr(°C ); Độ cao ống khói h(m); Đường kính miệng ống khói d(m); Tốc độ miệng ống khói v s(m/s) b) Số liệu kh í tượng: Gió ( tốc độ gió hướng gió), nhiệt độ, áp suất khí quyển, độ ổn định khí quyển, độ cao xáo trộn c) Tiêu chuẩn mso sánh Chất nhiễm dùng để tính tốn bụi lơ lửng (TSP) nên tiêu chuẩn sử dụng để đánh giá mức độ nhiễm khơng khí Qui chuẩn Việt Nam 5937-2005 Theo tiêu chuẩn tiêu cho phép đổi với lượng bụi lơ lửng trung b 0,3 mg/m3 Dừ liệu đồ / Bản đồ Hà Nội tỉ lệ 1: 20.000 có chứa lớp thơng tin ranh giới địa 2.2.2 Phương pháp m hình hóa Trong nghiên cứu này, đề tài sử dụng mơ hình ISC để tính tốn mức độ ị nhiễm :ác nguồn thải cơng nghiệp sinh cho mơi trường khơng khí thành phị Hà Nội Ngun mơ hình ISC mơ hình ISC 32 Đây phần mềm sử dụng để ậấnh giâ nong đọ chãt o nhiem cho nguôn phức, đanh giá nông độ cực đại xuôi chiều gió từ Ign thải Mo hình ISC32 Cục bảo vệ môi trường Mỹ sử dụng phần mềm chuẩn Irong đánh giá môi trường khu vực đô thị nông thôn ISC3.2 cơng ty Trinity phát triển có tên gọi ISC Breeze Mơ hình lan trun chât nhiễm ISC Breeze mơ hình dạng Gauss Bản chất mơ tinh tơ hợp thuật tốn mở rộng để tính tốn phân bố chất nhiễm cùa chất vùng tính tốn nhât định, kêt thu hình ảnh trực quan (khơng gian bàn đồ máy tính) Mơ hình ISC Breeze khác với mơ hình khác tính tốn lan truyền chất ô nhiễm GIS Các file số liệu đầu vào ISC định dạng ASCII bao gồm file chính: - File khởi động: gồm thơng số vị trí nguồn thài, vị trí tiếp nhận, lượng thài - File khí tượng Các loại nguồn thải mơ hình hố mơ hình IS C Breeze: + Nguồn điểm: Nguồn điểm dùng để mơ hình hố ống khói nhà máy ống thơng khí Các thơng số cần xác định bao gồm: chiều cao ống khói, lưu lượng phát thải, n h iệt độ p h t thải đ ng kính ống khói + Nguồn vùng: Nguồn vùng dùng để mô tả diện tích phát thải có cao độ thấp Các thông số cần xác định bao gồm: chiều rộng, chiều dài góc so với phương Bấc khu phát thải, mật độ phát thải (g/giây/m2) + Nguồn khối: Nguồn khối dùng để mơ hình hố khối khí nhiễm từ mái nhà máy, tổ họp nhiều ống thông gió nhiều băng chuyền Các thơng sơ cân xác định bao gồm: chiều cao, chiều rộng, chiều dài khối phát thải, lưu lượng phát thài (g/giây) Một sổ tham số đầu vào chính: - Lưu lượng phát thải cùa chất ô nhiễm nguôn điêm nguôn vùng ngn Jioi (g/m2.s) Dạng hình học nguồn: vị trí ống khỏi, chiều cao, đườne kính lưu lượng ia nguon điem; chiêu dài, chiêu rộng, vị trí góc nguồn vùng; độ cao phát thải nh dạng nguồn khối - Vị trí tiếp nhận chất nhiễm - Sơ liệu khí tượng: tơc độ gió, hướng gió, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất khơng khí độ ổn Ịnh khí quyển, chiều cao xáo trộn, - Hệ sô phân rã, phân huỷ hố học, tốc độ lắng chất nhiễm cần tính tốn - Các file số hóa: kiện mặt đệm, vật chắn, địa hình khai ío trực tiếp đồ số hóa hương trình mơ hình IC S tính cho nguồn điểm mặt đất Gauss Trong mơ hình ngắn hạn ISC, phương trình vệt khói ổn định Gauss sử dụng tính 10 phát thải nguồn điểm cao liên tục Đối với nguồn giờ, gốc tọa độ nguồn lải đặt vị trí ống khói mặt đất Trục X đặt xi theo hướng gió, trục Y vng 3C với chiều gió, trụ c z đặt th e o chiều thẳng đứng Trong phần mềm này, phương trình Gausssian sử dụng tính cho phát thải nguồn ểm Nồng độ X (m) xuôi theo chiều gió y (m) vng góc với chiều gió nh theo phương trình cột khói ổn định Gausssian: ( \ QKVD ỵ_ ỵ = —— exp -0,5 2nuó.ổys z 2“ ( 1) Trong đó: Q: lưu lượng phát thải chất ô nhiễm ( khối lượng/đơn vị thời gian - m/s) K: hệ số chuyển đổi nồng độ sang đơn vị mong muôn ( mặc định giá trị 1x106 cho Q tính theo g/s nồng độ tính theo mg/m3) V: Thành phần thẳng đứng ( số hạng đặc trưng cho phân bố chất ô nhiềm theo iương thẳng đứng) Hệ số có tính đến ảnh hưởng độ cao cùa nguôn thài, độ cao điêm :p nhận, độ nâng vệt khói, giới hạn xáo trộn thẳng đứng lăng (rơi) lực hâp dân lãng >ng khô chất ô nhiễm (với đường kính lớn o.lịim Tính tốn V phụ thuọc vao ông sổ khuếch tán theo phương thẳng đứng ( ô ) D: (decay term : sô hạng đặc trưng biến đổi chất ô nhiễm trình vật lý hệ sơ phân huỷ chât ô nhiễm ( thời gian phân rã chất ô nhiễm) ôy,õz :Độ lêch chuân phân bố nồng độ chất ô nhiễm theo phươns nằm ngang phương thẳng đứng Uj.: tơc độ gió trung bình (m/s) độ cao phát thải Kêt tính tốn nhận xét nh chi sơ ngn thài khu vực Hà Nội Một số khu vực công nghiệp lớn có ánh cmg đến chât lượng mơi trường khơng khí khu cơng nghiệp Thượng Đình, Vĩnh Tuy - Mai Động, o Điển lình Nồng độ TSP trung bình cao Hình Nồng độ TSP trung bình cao lo ảnh hưởng nguồn thài công nghiệp ảnh hường nguồn thải cơng nghiệp Hà Nội, tính theo mơ hình ISC3 với Hà Nội, tính theo mơ hình ISC3 -năm 2010 số liệu khí tượng NOOA - Năm 2007 Kịch bản: Các nhà máy giàm lượng thài 50% Di chuyến tồn sở cơng nghiệp gây ô nhiễm nghiêm trọng khỏi thành phố Hà Nội Li i1 =ụ _a 4-’ :::! *r Ế ' L2 r~r~ 1' ■ -»65E -o: ■»930EHŨ ■>««'0: ■ -03St* U i ■ >>1M t *12 ■ »7 9CEHQ BB *7 55C*02 ■ /x e ltt E3 -4 30Ễ-C2 Jp- □ »fllíE»(n □ ULC-Oi □ *«49*03 □ -5 ice*02 □ -4JX2- lân Qui chuân cho phép Đặc biẹt, IUvực Thượng Đình giá trị nồng độ cực đại > 800 ng/m3 Kêt quà phu hợp f(hgia tn quan trăc va tinh tốn theo mơ hình khác từ cơng trình nghiên cứu khác thất lượng mơi trường khơng khí Hà Nội Ịỉinh chi bưc tranh o nhiêm TSP cho năm 2010 theo kịch cho trước Theo kich bàn |ậy, toan bọ sở gây ô nhiêm môi trường nghiêm trọng diện di dời chuyển Ìgồi thành phơ sở lại đảm bảo giảm thiểu 50% lượng thải vùng nhiễm thu ìẹp cịn lại khu vực xung quanh khu cơng nghiệp Thượng Đình, với diện tích mức độ ìhiễm giảm gần nửa so với trường hợp năm 2007 KÉT LUẬN VÀ KHUYÉN NGHỊ |l Đe tài tiến hành nghiên cứu ứng dụng mơ hình ISC3 - hướng phát triển bắt đầu áp dụng nước ta - đánh giá chất lượng môi trường khơng khí Hà Nội Mơ hình tính tới độ phân tầng độ cao xáo trộn khí độ phát thải chất nhiễm theo ngày Kết tính tốn cho thấy, số khu vực Hà Nội bị ô nhiễm TSP, đặc biệt vùng xung quanh khu cơng nghiệp Thượng Đình, Vĩnh Tuy - Mai Động Giá trị cực đại TSP khu vực tương đối cao , >300 -500 Hg/m3 Đặc biệt, khu vực Thượng Đình giá trị nồng độ cực đại > 800 Ịig/m3 Kết quà thu từ mơ hình phù hợp với số liệu quan trắc thực tế kết tính tốn từ số mơ hình khác phạm vi ảnh hưởng mức độ ô nhiễm Các kết thu từ đề tài đóng góp vào việc xây dựng sở khoa học vấn đề quản lý chất lượng khơng khí qui hoạch mơi trường, phát triển bền vững Hà Nội TÀI LIỆU THAM KHẢO I Hoàng Xuân C - Phạm Ngọc Hồ, 1997, Những vấn đề đặt Đánh giá tác động môi trờng quy hoạch thành phố (lấy Hà Nội làm VI dụ) Tuyên tập báo cáo Hội thảo lân thứ đánh giá tác động môi trờng Trung tâm Khoa học tự nhiên Công nghệ Quôc gia , Tr 86 - 96 I Hoàng Xuân C ( chủ biên) ( 2004), Báo cáo tổng kết giai đoạn I dự án Nâng cao chất lượng khơng khí Việt Nam ( 2001 -2004), Hà Nội I, Howard E Hesketh, 1991, Air Pollution Control, Traditional and Hazardous Pollutants Technomic || T urner, D.Bruce, 1994, Workbook o f Atmospheric dispersion estimates: An introduction o f dispersion modeling, RCR Press, Inc B ài báo thực hỗ trợ đề tài Q T - 09 - 53 PHIẾU ĐĂNG KÝ KỂT QUẢ NGHIÊN cứu KH-CN Tên đe tai : Nghien cứu ứng dụng mô hình ISC3 để đánh giá dự báo nhiễm môi trương khong khu vực Hà Nội nguôn thài công nghiệp Mã số: QT - 09- 53 Cơ quan chủ trì đề tài (hoặc dự án): Đại học quốc gia Hà Nội Địa chỉ: Tel: Cơ quan quản lý đề tài (hoặc dự án): Khoa Môi trường, trường Đại học khoa học Tự nhiên Địa chỉ: 334 Nguyễn trãi, Thanh Xuân , Hà Nội Tel: 8584995 Tống kinh phí thực chi: 25.000.000đ Trong đó: - Từ ngân sách Nhà nước: - Kinh phí trường: - Vay tín dụng: - Vốn tự có: - Thu hồi: Thời gian nghiên cứu: Thời gian bất đầu: 4/2009 Thời gian kết thúc: 4/2010 Tên cán phối hợp nghiên cứu: 25.000.000đ THS DUƠNG NGỌC BÁCH THS ĐÀM DUY ÂN THS KIM VĂN CHINH Số đăng ký đề tài Ngày: _ Số chứng nhận đăng ký kết nghiên cứu: Bảo mật: a Phổ biến rộng rãi: b Phổ biến hạn chế: c Bảo mât: X Tóm tát kết nghiên cứu: *~ n g d ụ n g m o hình IS C đ ê tín h tốn n n g độ c h ấ t ộ n h iễm khơng khí khu vực Hà N ội n g u o n th c o n g n g h iệ p g ây có tính đên độ p h ân tầng độ cao xáo trộn cua khí theo th i gian L ập sơ đô p h â n v ù n g m ứ c độ ô nhiễm cho m ôi trư ng không khí thành phố H Nội khu vực xung quanh - D ự b áo c h â t lư ợ ng m ô i trư n g k h n g khí H N ội theo kịch khác Kêt tính tốn cho thây, số khu vực Hà Nội bị ô nhiễm TSP, đặc biệt vùng xung quanh khu công nghiệp Thượng Đỉnh, Vĩnh Tuy - Mai Động Giá trị cực đại cua TSP trung binh 1h khu vực tương đối cao , > 2-4 lần Q ui ch u ẩn cho phép o n h iê m bụi g iảm rõ rệt vê giá trị p h ạm vi ản h hưởng nhà m áy có biện p h áp g iảm th iê u rõ rệt v th ự c h iện m ột c ách triệ t đê việc di dời nhà m áy gâv ô nhiễm m ôi trư n g n g h iêm trọ n g khỏi thành phố Khuyên nghị số giải pháp quản lý chất lượng mỏi trường khơng khí cho Hà Nội Kiến nghị quy mô đối tượng áp dụng nghiên cứu: Các kết đề tài áp dụng sô' lĩnh vực đánh giá quản lý chát lượng mơi trường khơng khí, qui hoạch môi trường Qui mô áp dụng: Cho thành phố Hà Nội Chủ nhiệm đề tài Họ tên Phạm Thị Việt Anh Học hàm hoc vi Thạc sỹ Thủ trưởng quan chủ trì đề tài Chủ tịch Hội dồng đánh giá thức Thủ trưởng quan quản lý dề tài íu (jj\ G TLGIẢM o ổ c /frs' TRUÔNG BAN KHOAHỌC * CỒNG I GHỆ » hÓ Hiệu TI ỉ£ v i - c y r a í & y m J Í ^ ... Tên đề tài: Nghiên cứu ứng dụng mơ hình ISC3 để đánh giá dự báo nhiễm mơi trường khơng khí khu vực Hà Nội nguồn thải công nghiệp Mã số: QT - 09 - 53 b Chủ trì đề tài: ThS Phạm Thị Việt Anh c Các. .. ISC3 10 10 Ị1 CHƯƠNG ỨNG DỤNG MƠ HÌNH ISC3 ĐẺ ĐẢNH GIÁ VÀ D ự BÁO Ô NHIỄM MÔI TRƯỜNG KHƠNG KHÍ KHU v ự c HÀ NỘI DO NGUỒN THẢI CÔNG NGHIỆP 19 3. 1 Cơ SỞ DỮ LIỆU 19 3. 2 KIỂM NGHIỆM MƠ HÌNH > 3. 3... ** 90,6 73 98,4 83 109 ,30 0 61,141 34 ,459 32 ,0 93 32,0 93 33, 504 36 ,650 44,0 53 24,260 23, 331 21,628 21,628 22, 534 24,7 03 26,970 35 ,420 47,618 15, 209 14,457 13, 9 53 13, 5 93 14,8 23 16,187 17,8 63 22,615