Nghiên cứu xây dựng hệ số phát thải chất ô nhiễm từ phương tiện giao thông đường bộ phù hợp với điều kiện của thành phố Hồ Chí Minh

Nghiên cứu xây dựng hệ số phát thải chất ô nhiễm từ phương tiện giao thông đường bộ phù hợp với điều kiện của thành phố Hồ Chí Minh.

T P CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S NGHIÊN C U XÂY D NG H S TI N GIAO THÔNG ĐƯ NG B PHÁT TH I CH T Ô NHI M T M2 - 2010 PHƯƠNG PHÙ H P V I ĐI U KI N C A THÀNH PH H CHÍ MINH H Minh Dũng, Đinh Xuân Th ng Vi n Môi trư ng Tài nguyên, ĐHQG-HCM (Bài nh n ngày 11 tháng 08 năm 2010, hoàn ch nh s a ch a ngày 09 tháng 11 năm 2010) TĨM T T: Vi c tính tốn t i lư ng ch t ô nhi m không khí ho t đ ng giao thơng ph thu c nhi u vào đ xác c a h s phát th i s d ng Nghiên c u nh m xây d ng h s phát th i t phương ti n giao thông phù h p v i ñi u ki n c a Thành ph H Chí Minh (Tp HCM) ph c v tính tốn t i lư ng ch t ô nhi m khơng khí giao thơng t i Tp HCM nh m ñáp ng nhu c u c p thi t hi n Qua nghiên c u, ñã l a ch n phương pháp h p ch t ñánh d u phù h p; k t h p v i vi c ño ñ c th c nghi m t i hi n trư ng nh m tính toán, xây d ng h s phát th i c a 15 h p ch t h u VOCs (C2 – C6), NOx CO t ho t ñ ng c a phương ti n giao thông t i Tp HCM Nghiên c u ñư c th c hi n ñư ng 3/2, Qu n10, Tp HCM 02 tháng (01/2007-03/2007) t 10h00 ñ n 22h00 m i ngày Các k t qu tính tốn cho th y ba h p ch t VOCs có h s phát th i trung bình cao nh t nhexane (59,7 ± 9,2 mg/km.xe), i-pentane (52,7 ± 7,4 mg/km.xe) 3-methylpentane (36,1 ± 3,6 mg/km.xe) H s phát th i trung bình c a NOx CO l n lư t 0,20 ± 0,03 g/km.xe 23,37 ± 6,61 g/km.xe Ngoài ra, h s phát th i ch t nhi m khơng khí c a lo i phương ti n giao thông xe g n máy, xe t i tr ng nh xe t i tr ng n ng đư c tính tốn d a phương pháp h i qui n tính T khóa: H s phát th i, đo đ c th c nghi m, ch t ñánh d u, VOCs, NOx, CO, Tp HCM M Đ U v cho vi c tính tốn t i lư ng ch t ô S lư ng phương ti n giao thơng t i nhi m khơng khí ho t đ ng giao thơng Tp HCM ngày tăng ñã làm gia tăng t i t i Tp HCM c n thi t ñáp ng ñư c nhu c u lư ng n ng ñ c p thi t hi n ch t ô nhi m khơng khí ngu n sinh Vi c Có hai phương pháp đ xác đ nh h tính tốn t i lư ng ch t nhi m khơng khí s phát th i ch t ô nhi m ho t ñ ng giao ho t ñ ng giao thông ph c v cho vi c mô thông: Phương pháp truy n th ng - ño ñ c tr c ph ng trình lan truy n ch t ô nhi m ti p khí th i t ng lo i phương ti n giao khơng khí r t c n thi t Chính v y, thông b ng l c k phương pháp hi n ñ i - nghiên c u nh m xác ñ nh h s phát th i ph c xác ñ nh h s phát th i ñi u ki n ho t B n quy n thu c ĐHQG-HCM Trang Science & Technology Development, Vol 13, No.M2- 2010 đ ng giao thơng th c t Thí nghi m b ng l c phát tán ch t nhi m n ng đ ch t ô k m t nh ng phương pháp tiêu chu n nhi m ño ñ c ñư c nh m xác ñ nh h s phát th i c a phương Phương pháp ñã ñư c s d ng đ xác ti n giao thơng [3],[18] Tuy nhiên, thí đ nh h s phát th i nghi m b ng l c k không th ph n ánh gi i Fusijawa, Nh t B n [8]; Brisbane, ñi u ki n lái xe th c t phát th i t s Australia [2]; bay nhiên li u t bình ch a Ngồi ra, thí [9],[14],…Ưu m c a phương pháp có nghi m b ng l c k m t nhi u th i gian chi th xác ñ nh ñư c t i lư ng nhi m t ng phí; ñ i v i k t qu s lư ng ñi u ki n th c t c a t ng thành ph Bên c nh phương ti n giao thơng nghiên c u đó, phương pháp s d ng mơ hình ch t ch lư ng khơng khí đ tính tốn h s phát tán, m c gi i h n Trong nh ng năm g n ñây, m t phương nhi u thành ph th Copenhagen, Đan M ch nên đ xác c a vi c tính tốn t i lư ng s pháp m i ñã ñư c phát tri n Phương pháp ph thu c nhi u vào kh mô ph ng c a d a vi c xác ñ nh gián ti p h s phát th i mơ hình q trình phát tán c a ch t nhi m Có nhi u cách ti p c n có th đư c xem k Cho ñ n nay, Vi t Nam nói chung Tp thu t hi n đ i bao g m: nghiên c u HCM nói riêng, vi c nghiên c u xác ñ nh h s đư ng h m, dùng mơ hình đ o ngư c qui mô phát th i ch t ô nhi m ho t đ ng giao thơng nh Các nghiên c u ñư ng h m ñư c ñã ñư c nhà khoa h c nhà qu n lý môi th c hi n Th y trư ng bư c ñ u quan tâm Tuy nhiên, [16], Th y Đi n [10], Đài Loan [5], phương pháp nghiên c u chưa phù h p chưa S nhi u nơi th gi i [6], Nghiên c u ñư ng h m có m t s có đ phương ti n ph c v cho nghiên c u nên ưu ñi m: chi phí th p, khơng nh ng xác đ nh ñ n v n chưa ñư c th c hi n, ñ c bi t ñư c phát th i t đ ng mà cịn xác ñ nh phát phương pháp s d ng thí nghi m v i h p ch t th i t s bay c a nhiên li u Tuy nhiên, ñánh d u ñ xác ñ nh h s phát th i ch t phương pháp có m t s h n ch : C n nhi m ho t đ ng giao thơng gây có đư ng h m đ thí nghi m; vi c phân lo i L A CH N PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN theo phương ti n giao thông không chi ti t C U ch phân lo i ñư c theo nhóm ch cho phép tính toán h s phát th i m ts t c ñ gi i h n c a phương ti n giao thông Vi c l a ch n phương pháp xác ñ nh h s phát th i phù h p v i ñi u ki n Tp HCM Vi t Nam c n thi t Trên s M t cách ti p c n khác k thu t hi n phân tích nh ng ưu c ñi m c a đ i s d ng mơ hình đ o ngư c ch t lư ng phương pháp xác ñ nh h s phát th i ch t ô không khí, đư c áp d ng l n đ u tiên b i nhi m hi n ñang ñư c nghiên c u Palmgren, (1999) [14] Đó phương pháp nư c th gi i k t h p v i ñi u ki n th c miêu t m i quan h gi a t i lư ng ô nhi m, s t t i Tp HCM cho th y vi c s d ng phương Trang nhi u B n quy n thu c ĐHQG-HCM T P CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S M2 - 2010 Qh = e f × n = ∑ N k , h × q k pháp mơ hình tính ngư c k t h p đo ñ c h p lý c k M i quan h gi a n ng ñ ch t ô nhi m (C) v i t i lư ng ô nhi m (Q) h s phát tán, (2.3) Trong đó: ef: H s phát th i trung bình pha lỗng (F) ho t đ ng giao thơng đư c th ch t nhi m m i phương ti n (g/km/xe); hi n n: T ng s phương ti n giao thông; Nk,h: S phương trình b n sau: lư ng phương ti n giao thơng lo i k trung bình Ch= Fh (model) Qh + Ch background gi ; qk: H s phát th i c a lo i phương ti n (2.1) Trong đó: Ch background: N ng đ n n trung 3 bình gi c a ch t nhi m (g/m ho c mg/m ); Fh (model): Hàm s (h s ) mơ t q trình phát tán, pha lỗng c a ch t nhi m, ph thu c vào giao thơng k (g/km) Q TRÌNH TH C NGHI M 3.1 Thi t l p mô hình thí nghi m Mơ hình thí nghi m t i hi n trư ng bao ñi u ki n khí tư ng (hư ng gió, t c đ g m 02 b ph n chính: H th ng phát th i h p gió,…), y u t đ a hình,… ch t đánh d u thi t b ño ñ c n ng ñ Trong nghiên c u này, chúng tơi xác đ nh ch t ô nhi m ch t ñánh d u Hai b ph n đư c b trí vào sát v a hè hai bên ñư ng h s phát tán, pha loãng F b ng cách s d ng ñ t ñ i di n ño n đư ng đư c ch n thí nghi m v i h p ch t ñánh d u k t h p v i nghiên c u ño đ c thơng s khí tư ng đ t ñó xác ñ nh t i lư ng phát th i c a ch t ô nhi m M t mơ hình h p đơn gi n c a Olcese L E (2001) [13] ñư c s d ng tính tốn t i lư ng phát th i ch t đánh d u đ có đư c giá tr n ng khơng khí d a s k t qu ño ñ c ñ mong mu n Các tính tốn cho th y v i t i n ng ñ lư ng phát th i 0,38 kg/h (tương ñương c a chúng t i th i m thí nghi m v i h p ch t ñánh d u H s F ñư c propane xác đ nh d a theo phương trình (2.1): Fh = ven ñư ng vào kho ng 150 ppb Do propane LPG chi m 39,1% nên lư ng C h − C h,background Qh 0,21m3/h) đ đ có th đo đ c đư c n ng đ LPG c n tương (2.2) H s phát th i trung bình c a phương ng s 0,54 m3/h (tương đương lít/phút) 3.2 L a ch n v trí nghiên c u ti n giao thơng h s phát th i c a t ng nhóm lo i phương ti n giao thơng đư c xác ñ nh theo phương trình (2.3) sau: B n quy n thu c ĐHQG-HCM Trang Science & Technology Development, Vol 13, No.M2- 2010 N Weather station Mobile station + GC 955 Camera Hình 3.1 V trí đo đ c (Bên trái: b n ñ Tp HCM; Bên ph i: đư ng 3/2) V trí th c hi n thí nghi m đư c l a ch n phát tán di chuy n c a ch t ô nhi m không d a m t s ñ c ñi m: Trên ño n ñư ng khí đư ng giao thơng, đ c bi t ph i có đ y đ lo i phương ti n giao thơng đư ng kênh h cao; (d) Dùng ñ xác ñ nh lưu qua l i; Các tịa nhà hai bên đư ng ph i cao lư ng dịng khí bên đư ng h m tương ñ i ñ ng ñ u; Tránh nh hư ng ho t D a yêu c u ñ t k t h p v i ñi u ki n c a Tp HCM, h p ch t ñánh d u ñ ng cơng nghi p sinh ho t V trí đư c l a ch n nghiên c u ñư c ch n cho nghiên c u propane v i lý ñư ng 3/2, Qu n 10, Tp HCM – ño n trư c do: Là ch t khí trơ, khơng màu b n v ng đo n mơi trư ng; Có thi t b phân tích phù h p đư ng tương đ i cao, trung bình kho ng GC 955; Giá thành r , propane thành ph n 325.000 xe/ngày, vào gi cao m thư ng hay LPG v i giá thành r ; Ít tác h i đ i x y tình tr ng k t xe có lúc lưu lư ng xe lên v i mơi trư ng, ch s GWP ODP c a ñ n 24.000 xe/gi propane r t th p m t Siêu th Marximark Lưu lư ng xe 3.3 L a ch n h p ch t ñánh d u Trên th gi i, h p ch t ñánh d u ñư c s 3.4 Nghiên c u th c nghi m t i hi n trư ng d ng ph bi n cho nhi u m c đích nghiên c u a Đo đ c thơng s ô nhi m khác nhau: (a) Mô ph ng trình phát tán c a Các thơng s nhi m khơng khí đư c l y ch t nhi m khơng khí khu v c m u phân tích liên t c, t đ ng thi t th ñư ng di chuy n c a gió bên b chuyên dùng: Modul AC 31M quan tr c NOx ñư ng kênh h cao; (b) Đánh giá mơ hình (NO+NO2), modul CO 11M quan tr c CO, mô ph ng trình di chuy n phát tán module MP 101M quan tr c b i PM2.5 thi t đư ng dài ch t nhi m khí quy n; (c) b s c ký khí GC 955 v i 02 detector FID Ki m ch ng mơ hình mơ ph ng q trình PID quan tr c ch tiêu VOCs (C2-C6) Các Trang B n quy n thu c ĐHQG-HCM T P CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S M2 - 2010 thi t b ñ u ñư c hi u chu n hàng tu n %, sau HDVs, dao ñ ng 0,2 – 2,7 %, b ng h n h p ch t chu n tương ng trung bình 1,2 % b Thí nghi m v i h p ch t đánh d u Q trình l p ñ t thi t b ph c v cho T c đ trung bình phương ti n giao thơng thay đ i theo t ng th i ñi m ngày thí nghi m v i h p ch t ñánh d u bao g m 02 T c đ cơng đo n chính: L p đ t h th ng phát th i km/h; c a ô tô 42,4 km/h; c a xe t i nh h p ch t ñánh d u ño ñ c n ng ñ h p ch t 41,8 km/h; c a xe t i n ng 35,7 km/h c a ñánh d u xe buýt 39,7 km/h trung bình c a xe g n máy 40,5 c Đo đ c thơng t khí tư ng 4.2 N ng đ ch t ô nhi m Các thông s v khí tư ng như: hư ng gió, N ng đ t c đ gió, nhi t đ , đ h p ch t VOCs cao nh t m, b c x m t tr i, áp nghiên c u hexane, ti p đ n iso- su t khí quy n,…ñư c ño ñ c liên t c b ng pentane 3-methylpentane Ba h p ch t thi t b ño t ñ ng ñ t sân thư ng c a chi m kho ng 60% t ng n ng ñ h p Trung tâm Nhi t ñ i Vi t Nga – CN phía Nam ch t VOCs đo đ c đư c Hàm lư ng benzene (S ñư ng 3/2, Qu n 10), v trí cao nh t cao so v i QCVN 05:2009/BTNMT g n khu v c nghiên c u (TCCP 22 µg/m3, trung bình 1h), cao g p 2,1 d D li u v phương ti n giao thơng l n N ng đ Ho t đ ng giao thơng t i v trí nghiên c u 06:2009/BTNMT (TCCP c a NOx 200 ñư c ghi hình b ng camera lưu l i vào đĩa µg/m3 CO 30 mg/m3, trung bình 1h), DVD su t th i gian ño ñ c Các phương nhiên có m t vài th i ñi m n ng ñ NOx ti n giao thơng đư c phân lo i thành 03 nhóm vư t TCCP Các ch tiêu nhi m cịn l i như: chính: Xe t i tr ng nh (LDHs) bao g m B i PM2.5, NO, NO2 h p ch t VOCs lo i xe khách xe t i nh ña s s d ng xăng, khác khơng có tiêu chu n đ ñánh giá xe t i tr ng n ng (HDVs) bao g m lo i xe 4.3 N ng ñ ch t ñánh d u CO NOx ñ t QCVN t i xe buýt s d ng d u diesel xe g n máy (MC) h u h t ñ u s d ng xăng K T QU VÀ TH O LU N 4.1 Phương ti n giao thông Các s li u th ng kê cho th y MC chi m ña s , dao đ ng 91,3 – 97,3 %, trung bình 94,6 %, LDVs, dao ñ ng 2,1 – 6,5 %, trung bình 4,2 B n quy n thu c ĐHQG-HCM Trang Science & Technology Development, Vol 13, No.M2- 2010 300 50% N 30% Propane concentration (ppbv) 250 50% N 30% 50% N 30% Wind speed (m/s) >4 2-4 0-2 200 Street axis 150 Normal levels Tracer levels 100 → Confidence intervals 50 0 10 12 14 16 18 20 22 24 time (h) Hình 4.1.N ng đ propane ngày có khơng có phát th i N ng ñ Propane nh ng ngày có gió cao hư ng gió vng góc v i tr c phát th i cao nhi u so v i n ng ñ propane ñư ng n ng đ ch t nhi m tăng cao ngày bình thư ng t i v trí Có trí n m v phía ngư c hư ng gió c a đư ng nhi u y u t liên quan ñ n s phát tán ch t ô nhi m ñư ng kênh h cao Các y u t v 4.4 Xác ñ nh ngu n phát sinh ch t nhi m ñ c ñi m ño n ñư ng, chi u cao c a Mơ hình phân tích nhân t (PCA) dãy nhà bên ñư ng, t c ñ gió, hư ng gió đư c s d ng ñ xác ñ nh ngu n phát sinh s chuy n đ ng r i c a dịng khơng khí t o ch t nhi m khơng khí PCA mơ hình dùng ho t đ ng giao thơng đ thu nh tóm t t d li u, t o Trong kho ng 10h00-14h00 gió th i theo nhân t đ c l p t nhi u d li u khác nhau, m i nhi u hư ng khác không nh n bi t nhân t ñ i di n cho m t ngu n ho c nhóm đư c hư ng gió ch đ o N ng đ ch t đánh ngu n mà có liên quan ñ n ch t ô d u kho ng th i gian th p nh t nhi m D li u đ u vào cho mơ hình PCA ngày T 14h00-18h00, hư ng gió ch ch di n bi n n ng ñ ch t nhi m đo đ c góc 45 so v i tr c c a ñư ng v n t c gió đư c s lư ng lo i phương ti n giao lúc cao so v i bu i sáng Trong thơng t i v trí th i m ño ñ c kho ng th i gian này, n ng ñ ch t ñánh d u cao so v i bu i sáng T B ng 4.1 K t qu PCA c a ch t khí 18h00- nhi m 22h00 hư ng gió vng góc v i tr c đư ng Tên h p ch t t c đ gió cao N ng ñ ch t ñánh d u kho ng th i gian t 18h00-22h00 ño Nhân t F1 Propene 0,960 ñư c cao nh t Các nghiên c u khác th Trans-2-butene 0,961 gi i v lĩnh v c cho th y 1-butene F2 0,980 Trang 10 v nt c B n quy n thu c ĐHQG-HCM T P CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S M2 - 2010 Cis-2-butene 0,785 Iso-pentane 0,970 n-pentane 0,956 1,3 butadien 0,961 quy n B i Trans-2-pentene 0,954 ngu n khác nhi u t ho t ñ ng giao thông 1-pentene 0,968 10 2-methyl-2-butene 0,963 11 Cis-2-pentence 0,978 ñư c r ng phát th i ho t đ ng giao thơng 12 2,3-dimethylbutane 0,947 khơng ph i ngu n quan tr ng t o PM2.5 13 2-methylpentane 0,858 14 3-methylpentane 0,979 15 Hexane 0,934 16 Isoprene 17 Benzene 18 PM2.5 19 NO 0,537 20 CO 0,935 21 NO2 có liên quan đ n F2 NO2 có liên quan ch y u đ n ph n ng hóa h c khí Tp HCM đư c phát sinh t [4] Mơ hình PCA giúp xác nh n Như v y, F2 m t nhóm c a ngu n sau: sinh h c, s n ph m hóa h c ngu n khác 0,635 4.5 Tính toán h s phát th i 4.5.1 H s phát th i trung bình cho 0,911 -0,764 lo i phương ti n giao thơng a Tính tốn h s phát th i trung bình Vi c xác đ nh t ng t i lư ng phát th i ch t -0,636 nhi m đư c th c hi n d a phương trình (2.1) Trong h s phát tán, pha loãng F V i nhân t (F1) có s đóng góp nhi u c a h u h t h p ch t VOCs ngo i tr isoprene Các h p ch t VOCs iso-pentane, n-pentane benzene có liên quan đ n khí th i đư c xác đ nh d a vào thí nghi m v i h p ch t ñánh d u: T phương trình (2.1) suy ra: – Ct,i background Fi = Ct, i/Et (4.1) t phương ti n giao thông s d ng xăng Do Ct,i background bé r t nhi u so v i Ct,i, q trình bay c a xăng Ngồi ra, CO v y có th b qua Ct,i background (4.1).Ct,i NO có đóng góp nhi u vào nhân t F1, CO NO ñư c xem phát th i c a phương ti n giao thông s d ng xăng d u diesel Như v y, F1 ñư c xem ñ i di n phát th i t ho t đ ng giao thơng V i nhân t (F2) có s đóng góp nhi u c a isoprene Isoprene đư c xem có liên quan đ n phát th i c a ngu n sinh h c, h p ch t có liên quan ñ n phát th i n ng ñ c a ch t ñánh d u ño ñ c ñư c th i ñi m i, Et = 1.912.582 mg/km.½ h t i lư ng phát th i c a propane d c theo 100m ñư ng ng th i gian 30 phút Thay Qh t (2.3) vào (2.1) s ñư c: Ci = Fi.n.ef + Ci, bachground (4.2) Trong đó: Ci n ng đ ch t nhi m khơng khí; n t ng s lư ng phương ti n giao thông th i ñi m i, ef h s phát th i ho t đ ng giao thơng Ngồi ra, PM2.5 NO2 B n quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 11 Science & Technology Development, Vol 13, No.M2- 2010 trung bình (mg/km.xe) Ci, n ng background VOCs gi a nghiên c u v i nghiên c u Đài Loan, ch có h đ n n c a ch t nhi m t i th i m i H s góc c a đư ng th ng n tính bi u s phát th i c a 3- methylpentane n-hexane cao (cao g p di n m i tương quan gi a n.Fi v i Ci s cho giá 6,4 – 10,5 l n) V i nghiên c u tr h s phát th i trung bình ef tương ng cho s khác bi t không nhi u, h s phát th i c a t ng ch t ô nhi m c th H s Fi không ph m t s h p ch t 3-methylpentane, i-pentane, n- thu c lo i ch t nhi m v y có th s d ng F hexane cao (cao g p 1,9 – 4,6 l n) Ngư c ñ tính tốn h s phát th i trung bình cho b t l i, có h s phát th i c a m t s h p ch t kỳ ch t nhi m đư c đo ñ c Cũng t th p trans-2-butene, cis-2-butene, phương trình ta xác đ nh Cbackground benzene,….So sánh v i k t qu nghiên c u c a ch t ô nhi m Ba h p ch t VOCs có h s Pháp cho th y h s phát th i c a propene i- phát th i cao nh t n-hexane, i-pentane 3- pentane th p (b ng 32,4% 34,4%), methylpentane H s phát th i trung bình c a ngư c l i, h s phát th i c a 3-methylpentane NOx 0,20 ± 0,03 g/km.xe c a CO 23,37 n-hexane l i cao (cao g p 3,9 10,5 ± 6,61 g/km.xe l n) Nh ng s khác bi t nhìn chung di n b So sánh v i k t qu Hàn Qu c bi n khơng theo m t qui lu t H s phát nghiên c u th i c a h p ch t VOCs cịn l i khơng khác khác So sánh h s phát th i trung bình c a bi t nhi u Đi u trùng h p nghiên h p ch t VOCs ñ t ñư c nghiên c u c u h s phát th i c a isopentane cao nh t Nh t B n, Đài t t c h s phát th i c a h p ch t Loan, Hàn Qu c Pháp th hi n b ng VOCs kho ng C2-C6 Như v y, có th nói 4.2 cho th y: Nhìn chung, khơng có s khác xăng lo i nhiên li u ñư c s d ng ph bi n bi t nhi u v h s phát th i c a h p ch t nư c th gi i v i m t s k t qu nghiên c u B ng 4.2 H s phát th i trung bình c a h p ch t VOCs, CO NOx (mg/km.xe) CI a Cb b N/c N/c N/c N/c N/c ef (%) (ppb) (1) (2) (3) (4) (5) Propene 19,8 19,1 - 11,61 - 61,2 10,36 Trans-2-Butene 3,8 17 6,0 - 1,61 10,4 7,7 0,81 1-Butene 3,8 11 4,3 - 8,27 19,3 10,7 10,67 Cis-2-butene 3,6 17 5,7 - 1,84 6,3 5,7 1,56 i-Pentane 52,7 14 97,2 11,0 12,50 21,9 153,0 40,07 n-Pentane 16,4 11 25,8 5,0 9,52 19,6 12,6 19,28 Trans-2-Pentene 9,9 15 18,9 - 2,76 1,2 6,5 4,08 1-Pentene 3,5 12 4,3 - 1,61 3,0 3,3 0,97 Tên h p ch t Trang 12 B n quy n thu c ĐHQG-HCM T P CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S M2 - 2010 2-methyl-2-butene 2,6 14 4,4 - - - - - 10 Cis-2-Pentene 3,3 12 4,0 - 1,59 6,7 3,4 1,57 11 2,3-Dimethylbutane 7,7 11 9,5 - 1,33 15,1 - 12,70 12 2-Methylpentane 7,3 12 9,1 - 5,27 18,6 15,4 12,56 13 3-Methylpentane 36,1 10 47,5 5,9 6,39 19,1 9,1 5,62 14 n-Hexane 59,7 16 106,2 - 4,18 13,0 5,5 5,70 15 Benzene 10,7 13 14,9 5,2 12,21 20,6 - 5,87 16 NOx 0,20 (*) 15 39,3 - 0,90 (*) - - 1,89 (*) 17 CO 23,37 (*) 28 0,5 (**) - 3,64 (*) - 12,97 (*) 0,73 (*) Ghi chú: aCI: Kho ng tin c y (95%); bCb: N ng ñ (2) (4) n n; (1) Kawashima H et al.,2006; Hwa M Y.et al.,2002; (3) Touaty M et al., 2000; ñơn v g/km.xe; phát th i cho t ng lo i phương ti n giao thơng a Tính tốn h s phát th i (5) H Hung-Lung C et s phát th i c a ch t ô nhi m khơng khí đ i v i MC, LDVs HDVs ñư c (**) xác ñ nh theo phương trình: : n ng đ mg/m K t qu so sánh cho th y h s phát th i trung bình c a NOx nghiên c u c u khác th gi i Đi u có th đư c gi i thích d a s khác bi t v t l lo i HDVs (lo i phương ti n s d ng nhiên li u d u phương ti n giao thông, NOx ch t ô nhi m phát sinh t ho t ñ ng c a phương ti n giao thông s d ng d u diesel nhi u so v i phương ti n s d ng xăng C th k t qu nghiên c u Tp HCM HDVs ch kho ng 0,5% t ng s lo i phương ti n giao thông theo k t qu nghiên c u c a Hung-Lung C (2007) HDVs kho ng 15% Tương t nghiên c u c a Hwa M Y (2002) HDVs kho ng 7%, cịn nghiên c u c a John C (1999) HDVs kho ng 12% B n quy n thu c ĐHQG-HCM Qh, i = ef x n = NMC x qMC, i + NLDVs x Tp HCM ñ u th p so v i k t qu nghiên diesel) t ng s s Na K et al., 2002; al.,2007 [8,6,12,17,5] (*): 4.5.2 H qLDvs, i + NHDVs x qHDVs, i (4.3) Trong đó: Qh: T ng t i lư ng phát th i c a ch t nhi m khơng khí trung bình gi ; NMC, NLDVs, NHDVs,: S lư ng c a t ng lo i phương ti n giao thơng trung bình gi ; qMC, qLHVs, qHDVs,: H s phát th i c a t ng nhóm lo i phương ti n giao thơng; i: Th i ñi m xác ñ nh h s phát th i Gi i phương trình (4.3) b ng phương pháp h i qui n tính s d ng ph n m m SPSS 15.0 H s phát th i c a 15 h p ch t VOCs ñ i v i MC dao ñ ng 5,3 – 149,9 mg/km.xe, ñ i v i LDVs dao ñ ng 0,04 – 1,97 g/km.xe ñ i v i HDVs dao ñ ng 0,21 – 5,71 g/km.xe Trong h p ch t VOCs h s phát th i c a iso-pentane cao nh t 149,9 ± 46,4 mg/km.xe ñ i v i MC; 1,97 ± 0,61 g/km.xe ñ i Trang 13 Science & Technology Development, Vol 13, No.M2- 2010 v i LDVs 5,71 ± 1,60 g/km.xe ñ i v i đư c tính tốn l n lư t 0,05 ± 0,02 HDVs Nhìn chung, giá tr h s phát th i c a g/km.xe; 1,9 ± iso-pentane cao iso-pentane m t g/km.xe ñ i v i NOx 21,85 ± 8,67 g/km.xe; nh ng h p ch t h u ch y u phát sinh t 34,8 ± 15,5 g/km.xe 11,1 ± 5,3 g/km.xe ñ i phát th i c a đ ng q trình bay c a v i CO nhiên li u t bình ch a Ngoài ra, h s phát b So sánh v i k t qu nghiên c u khác 0,9 g/km.xe 19,7 ± 5,2 th i c a CO NOx t MC, LDVs HDVs B ng 4.3 So sánh h s phát th i c a NOx lo i phương ti n giao thông (g/km.xe) TT Tên tác gi / MC (g/km.xe) LDVs HDVs (g/km.xe) (g/km.xe) 0,05 ± 0,02 1,9 ± 0,9 19,7 ± 5,2 0,46 ± 0,04 - - M i 0,25 ± 0,13 - - Đang s d ng 0,15 ± 0,06 - - Xe thì, m i 0,18 ± 0,07 - - Xe nghiên c u Nghiên c u Tsai J nnk, 2000 Tp HCM Tsai J nnk, 2003 Ghi - John C và nnk, 1999 - 1,05 ± 0,09 15,59 ± 0,79 - Zarate E nnk, 2007 - 0,11 ± 0,02 18,9 ± 0,37 - Leong S.T nnk, 2001 0,03 - - Ngu n: Tsai J., 2000 & 2003; John C., 1999; Zarate E., 2007; Leong S.T., 2001 [18,7,11] So sánh k t qu ñ t ñư c nghiên c u v h s phát th i c a h p ch t VOCs phương ti n tham gia giao thông gi a Tp HCM thành ph khác nghiên c u Nh t Bên c nh đó, vi c so sánh h s phát th i M [15] cho th y có s khác bi t c a NOx t nhóm phương ti n giao thơng đáng k v giá tr h s phát th i c a t ng nghiên c u v i nghiên c u khác nhóm phương ti n giao thơng LDVs HDVs th gi i ñư c t ng h p b ng 4.3 K t H s phát th i tính tốn đư c nghiên c u qu so sánh cho th y h s phát th i c a NOx ñ u cao so v i k t qu nghiên c u ñ i v i MC nghiên c u th p so Ch có h s phát th i c a MC không v i nghiên c u khác bi t nhi u so v i k t qu nghiên c u không khác bi t nhi u so v i k t qu nghiên Nh t B n Đi u có th đư c gi i thích c u s khác bi t v thành ph n, ch t lư ng nhiên c a NOx ñ i v i LDVs HDVs nghiên v i m t s k t qu khác nghiên c u B n [8], li u s d ng tu i ñ i ñ ng c a Đài Loan [18], l i Thái Lan [11] Trái l i, h s phát th i c u nhìn chung cao so v i k t qu nghiên c u khác th gi i, m c ñ Trang 14 B n quy n thu c ĐHQG-HCM T P CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S M2 - 2010 khác bi t không l n, c th cao g p g n xe t i tr ng n ng v i t l trung bình 1,7 l n ñ i v i LDVs 1,1 l n đ i v i HDVs 1,2% Ngồi ra, v i h s phát th i c a CO t MC, Ba h p ch t VOCs có h s phát th i trung LDVs HDVs nghiên c u nhìn bình cao nh t n-hexane, i-pentane chung ñ u cao so v i nghiên c u methylpentane, h s phát th i trung bình c a Thái Lan, Đài NOx 0,20 ± 0,03 g/km.xe CO 23,37 ± khác bi t không 6,61 g/km.xe Đ c bi t, nghiên c u th gi i nghiên c u Loan,… m c ñ 3- nhi u ñã xác ñ nh ñư c h s phát th i c a h p K T LU N ch t VOCs, CO NOx t ho t đ ng c a xe Vi c tính tốn t i lư ng nhi m khơng khí ho t đ ng giao thơng ph thu c nhi u g n máy, lo i phương ti n giao thông ph bi n t i Tp HCM vào ñ xác c a h s phát th i s d ng So sánh k t qu ñ t đư c nghiên Vì v y, xác đ nh xác t i lư ng nhi m c u v i nghiên c u khác th gi i ho t ñ ng giao thông nh ng trư ng cho th y s khác bi t đáng k h s h p c th r t quan tr ng phát th i trung bình c a h p ch t VOCs, D a vi c so sánh nh ng ưu h s phát th i trung bình c a NOx c m phương pháp xác đ nh h s CO th p so v i k t qu nghiên c u phát th i hi n có th gi i k t h p v i ñi u khác Tuy nhiên, h s phát th i c a h p ki n th c t c a Tp HCM, nhóm tác gi ch t VOCs t ng nhóm lo i phương ti n ñ n l a ch n s d ng phương pháp mơ hình giao thơng MC, LDVs HDVs nghiên tính ngư c k t h p thí nghi m v i h p ch t c u cao so v i nghiên c u ñánh d u ño ñ c ñư ng kênh h cao khác, v i NOx CO khơng có s khác bi t đ xác đ nh h s phát th i ch t ô nhi m nhi u Nguyên nhân c a s khác bi t có th khơng khí ho t đ ng c a phương ti n ñư c gi i thích thành ph n lo i nhiên li u giao thông t i Tp HCM H p ch t ñánh d u s d ng (nhiên li u ñang s d ng nư c ñư c l a ch n cho nghiên c u propane có hàm lư ng ch t h u cao so v i L n ñ u tiên vi c ño ñ c th c nghi m nhiên li u c a nư c tiên ti n khu v c t i hi n trư ng ñã ñư c th c hi n t i Vi t Nam th gi i), t l gi a lo i phương ti n nh m tính tốn, xây d ng h s phát th i c a giao thông (xe g n máy chi m ưu th 15 h p ch t VOCs kho ng C2 – C6, xe t i tr ng n ng l i chi m m t lư ng r t bé), NOx CO ho t ñ ng c a phương ti n lo i tu i ñ i c a phương ti n giao thông giao thông t i Tp HCM (tu i th th i gian s d ng c a phương K t qu nghiên c u cho th y lư ng xe g n máy chi m t l trung bình 94,6%, ti p đ n xe ti n giao thông nư c ta lâu so v i th gi i nư c ta khơng có tiêu chu n áp t i tr ng nh v i t l trung bình 4,2% sau B n quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 15 Science & Technology Development, Vol 13, No.M2- 2010 d ng cho tu i ñ i c a phương ti n giao phương pháp h s phát th i áp d ng u thơng) y u t đ a hình,… ki n Tp HCM nói riêng Vi t Nam nói Các k t qu ti n ñ ñ m cho chung hư ng nghiên c u sâu nh m hoàn thi n ESTIMATION OF AIR POLLUTANTS EMISSION FACTORS FOR VEHICLES ON ROAD TRAFFIC SUITABLE WITH HOCHIMINH CITY CONDITION Ho Minh Dzung, Dinh Xuan Thang Institute for Environment &Natural Resources, VNU-HCM ABSTRACT: The estimation of emissions depends strongly on the quality of the emission factors used for the calculations It is necessary to find method for estimation of emission factors from road traffic to calculate the emissions of air pollutants from transportation activity in Hochiminh City (HCMC) From the research results, suitable method and tracer were selected Emission factors of 15 VOCs from C2-C6, NOx, and CO from road traffic in HCMC were estimated The measurement campaign was carried out in 3/2 street., distrist 10, HCMC from 10h00 to 22h00 per day Three VOCs compounds with high average emission factors were hexane (59,7 ± 9,2 mg/km.veh.), i-pentane (52,7 ± 7,4 mg/km.veh.) and 3-methylpentane (36,1 ± 3,6 mg/km.veh.) The average emission factor of NOx and CO were 0,20 ± 0,03 g/km.veh and 23,37 ± 6,61 g/km.veh, respectively Besides, the emission factors of air pollutants for motorcycles, light duty vehicles and heavy duty vehicles were caculated by regression linear method Keywords: Emission factors, measurement campaign, tracer, VOCs, NOx, CO, HCMC road, Atmospheric Environment 37, pp TÀI LI U THAM KH O 465 - 474 (2003) [1] Ghenu A., Rosant J.-M., Sini J.,-F., Dispersion of pollutants and estimation of emissions in street canyon in Rouen, France Environmental Modelling & Software 23, pp.314 - 321 (2008) [2] Gramotnev G., Brown R , Ristovski Z., Hitchins J., Determination of average [3] Heeb N.V., A comparison of benzene, toluene and C2-benzenes mixing ratios in automotive exhaust and in the suburban atmosphere during the introduction of catalytic converter technology to the Swiss Car Fleet, Atmospheric Environment 34, pp.3103-3116 (2000) emission factors for vehicles on a busy Trang 16 B n quy n thu c ĐHQG-HCM T P CHÍ PHÁT TRI N KH&CN, T P 13, S M2 - 2010 [4] Hien P., Binh N., Truong Y., Ngo N., Sieu U., Real-world traffic emission factors of L., Comparative receptor modelling study gases and particles measured in a road of TSP, PM2 and PM2-10 in Ho Chi Minh tunnel in Stockholm, Sweden, Atmospheric City, Atmospheric Environment 35, pp Environment 38, pp 657 - 673 (2004) 2669 - 2678 (2001) [11] Leong S T, Muttamara S., Evaluation of [5] Hung-Lung C., Ching-Shyung H., Shih-Yu air pollution burden from contribution of C., Ming-Ching W., Ma Sen-Yi M., motorcycle emission in Bangkok, Water, Emission factors and characteristics of Air and Soil Pollution 131, pp 41-60 criteria pollutants and volatile organic (2001) compounds (VOCs) in a freeway tunnel [12] Na K., Determination of non-methane study, Science of the Total Environment hydrocarbon 381, pp 200 - 211 (2007) vehicles in a Tunnel in Seoul in May [6] Hwa M.Y., Hsieh C.C., Wu T.C., Realworld vehicle emissions and VOCs profile emission factors from 2000, Korean J Chem Eng 19(3), pp 434 - 438 (2002) in the Taipei tunnel located at Taiwan [13] Olcese L.E, Gustavo G Palancar, Beatriz Taipei area, Atmospheric Environment 36, M Toselli, An inexpensive method to pp 1993 - 2002 (2002) estimate CO and NOx emissions from [7] John C., Comparison of emission factors for road traffic from a tunnel study (Gubrist tunnel, Swizerland) and from emission modeling, Atmospheric mobile sources, Atmospheric Environment 35, pp.6213 - 6218 (2001) [14] Palmgren F., Actual car fleet emissions estimated from urban air quality Environment 33, pp.3367-3376 (1999) measurements and street pollution models, [8] Kawashima H., Minami S , Hanai Y., The Science of the Total Environment 235, Fushimi A., Volatile organic compound emission factors from pp 101 - 109 (1999) roadside [15] Sagebiel J C., Zielinska B., Real-world measurements, Atmospheric Environment emissions and calculated reactivities of 40, pp 2301 - 2312 (2006) organic species from motor vehicles, [9] Ketzel M., Wahlin P., Berkowicz R., Palmgren F., Particle and trace gas emission factors under urban driving Atmospheric Environment 30 (12), pp 2287 - 2296 (1996) [16] Staehelin J., Keller C., Stahel W., conditions in Copenhagen based on street Emission factors from road traffic from a and roof-level observations, Atmospheric tunnel study (Gubrist tunnel, Switzerland) Environment 37, pp 2735 - 2749 (2003) Part III: results of organic compounds, [10] Kristensson A., Johnsson C., Westerholm SO2 and speciation of organic exhaust R., Swietlicki E., Gidhagen L., Wideqvist B n quy n thu c ĐHQG-HCM Trang 17 Science & Technology Development, Vol 13, No.M2- 2010 emission, Atmospheric Environment 32 motorcycle engine exhaust at different (6), pp 999 - 1009 (1998) driving modes, Atmospheric Environment [17] Touaty M., Bonsang B., Hydrocarbon 37, pp 2485 - 2496 (2003) emissions in a highway tunnel in the Paris [19] Zarate E., Air quality modelling over area, Atmospheric Environment 34, pp Bogota, Colombia: Combined techniques 985 - 996 (2000) to [18] Tsai J H., The speciation of volatile organic Trang 18 compounds (VOCs) from estimate and evaluate emission inventories, Atmospheric Environment 41, pp 6302 - 6318 (2007) B n quy n thu c ĐHQG-HCM ... h s phát th i ch t ô phương pháp có m t s h n ch : C n nhi m ho t đ ng giao thơng gây có đư ng h m đ thí nghi m; vi c phân lo i L A CH N PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN theo phương ti n giao thông không chi... NOx t nhóm phương ti n giao thơng đáng k v giá tr h s phát th i c a t ng nghiên c u v i nghiên c u khác nhóm phương ti n giao thông LDVs HDVs th gi i ñư c t ng h p b ng 4.3 K t H s phát th i tính... t đ ng giao thông ph thu c nhi u g n máy, lo i phương ti n giao thông ph bi n t i Tp HCM vào đ xác c a h s phát th i s d ng So sánh k t qu ñ t ñư c nghiên Vì v y, xác đ nh xác t i lư ng ô nhi