Bài viết tiến hành tính toán phát thải mùi từ các trang trại chăn nuôi heo được khảo sát và mô phỏng lan truyền mùi từ đó xây dựng khoảng cách cách ly mùi an toàn cho các trang trại chăn nuôi heo trên địa bàn TP. Hồ Chí Minh.
Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Science of The Earth & Environment, 5(1):xxx-xxx Bài nghiên cứu Open Access Full Text Article Nghiên cứu mô mùi từ đề xuất khoảng cách cách ly mùi cho số chất nhiễm (NH3; H2S; CH3HS) cho sở chăn nuôi heo: Áp dụng Thành phố Hồ Chí Minh Nguyễn Thoại Tâm* , Hồ Quốc Bằng, Vũ Hồng Ngọc Kh, Nguyễn Thị Thu Thuỷ TĨM TẮT Thành phố Hồ Chí Minh thành phố lớn Việt Nam, có tốc độ tăng trưởng kinh tế cao tập trung đông dân Việt Nam Tính đến năm 2019, TP HCM có 8,99 triệu dân với 24 quận, huyện Theo số liệu thống kê, năm 2018, TP HCM có tổng đàn heo 290.152 Do đặc thù là địa phương mạnh hoạt động công nghiệp dịch vụ nên TP HCM trọng phát triển trang trại chăn nuôi tập trung với số lượng cá thể đàn lớn hạn chế hộ chăn nuôi nhỏ lẻ Các trang trại chăn nuôi chủ yếu tập trung quận, huyện Củ Chi, Hóc Mơn, Bình Chánh, Cần Giờ, Nhà Bè Đặc thù trang trại chăn nuôi heo TP HCM hệ thống xử lý chất thải chưa hiệu nằm xen kẽ khu dân cư nên vấn đề môi trường thách thức lớn cho quyền thành phố mùi từ trang trại theo hướng gió gây ảnh hưởng lớn đến môi trường xung quanh Mục đích nghiên cứu tính tốn phát thải mùi từ trang trại chăn ni heo khảo sát mô lan truyền mùi từ xây dựng khoảng cách cách ly mùi an tồn cho trang trại chăn ni heo địa bàn TP HCM Kết nghiên cứu cho thấy rằng, nồng độ chất H2S, CH3SH, NH3 từ sở chăn ni có quy mơ từ 50 đến 200 từ 200 đến 500 thấp ngưỡng cho phép quy định QCVN 06:2009 BTNMT chất độc hại khơng khí xung quanh Đối với sở chăn ni có quy mơ từ 500 đến 1.000 quy mô từ 1.000 có khoảng cách cách ly tối thiểu 230m 650m Từ kết nghiên cứu trên, quy trình tính tốn khoảng cách cách ly vệ sinh mùi xây dựng để áp dụng cho địa phương khác Từ khố: Mơ chất lượng khơng khí, Hệ mơ hình TAMP-AERMOD, Thành phố Hồ Chí Minh, Mùi, Chăn ni heo Liên hệ Nguyễn Thoại Tâm, Viện Môi trường Tài nguyên – ĐHQG-HCM, Việt Nam Lịch sử U Email: thoaitam@hcmier.edu.vn • Ngày nhận: 09-12-2020 • Ngày chấp nhận: 07-6-2021 • Ngày đăng: xx-6-2021 10 DOI : 11 12 13 14 Bản quyền Là thành phố lớn nước, TP HCM đầu tàu nước tốc độ phát triển kinh tế - dịch vụ, văn hoá - xã hội khoa học - kỹ thuật Tốc độ tăng trưởng tổng sản phẩm địa bàn (GRDP) Thành phố Hồ Chí Minh năm 2018 đạt 8,3% Trong tốc độ tăng trưởng trung bình năm 2017 ngành dịch vụ, công nghiệp - xây dựng nông nghiệp 7,38%, 7,17% 5,93% Cùng với việc phát triển vượt bậc kinh tế, TP HCM phải đối mặt với vấn đề ô nhiễm môi trường trầm trọng Đó vấn đề nhiễm mơi trường từ nhà máy, khu công nghiệp sử dụng công nghệ lạc hậu, ô nhiễm giao thông mật độ giao thông cao, phương tiện niên hạn sử dụng hệ thống đường sá chưa phát triển Ngoài ra, ngành nông nghiệp, đặc biệt ngành chăn nuôi heo địa bàn TP HCM gây vấn đề mơi trường nghiêm trọng ô nhiễm mùi sở chăn nuôi nằm xen kẽ khu dân cư, hệ thống xử lý chất thải chăn ni nc ĐẶT VẤN ĐỀ or Viện Môi trường Tài nguyên – ĐHQG-HCM, Việt Nam re ct io n pr oo f Use your smartphone to scan this QR code and download this article 15 © ĐHQG Tp.HCM Đây báo công bố 16 mở phát hành theo điều khoản 17 the Creative Commons Attribution 4.0 International license 18 19 20 hợp vệ sinh Theo số liệu từ tổng cục thống kê, năm 2018 Việt Nam có tổng số 28.151.948 heo, tăng 2,7% so với kỳ năm 2017 Trong TP HCM tổng đàn heo 290.152 nuôi 1.145 sở chăn nuôi với quy mô từ 50 trở lên, với số lượng heo thịt 244.680 con, heo nái 40.863, heo đực giống 4.609 Ngày 17 tháng 02 năm 2020, Ủy ban nhân dân thành phố ban hành Quyết định số 545/QĐ-UBND thực đề án Tái cấu lại chăn nuôi heo địa bàn thành phố giai đoạn 2020-2025 Theo mục tiêu cụ thể đến năm 2025 trì tổng đàn heo 200.000 với quy mô trung bình 200 con/hộ, tập trung địa bàn huyện Củ Chi, Hóc Mơn, Bình Chánh, Cần Giờ, Nhà Bè Trong chăn nuôi heo, mùi phát sinh chủ yếu từ q trình tiêu hố thức ăn từ chất thải heo gồm phân nước tiểu Các khí H2 S, NH3 , CH3 SH từ hoạt động chăn nuôi heo chất gây ô nhiễm mùi mơi trường khơng khí xung quanh Hiện nay, sở chăn nuôi heo TP HCM chủ Trích dẫn báo này: Tâm N T, Bằng H Q, Khuê V H N, Thuỷ N T T Nghiên cứu mơ mùi từ đề xuất khoảng cách cách ly mùi cho số chất ô nhiễm (NH3 ; H2 S; CH3 HS) cho sở chăn nuôi heo: Áp dụng Thành phố Hồ Chí Minh Sci Tech Dev J - Sci Earth Environ.; 5(1):xxx-xxx 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Science of The Earth & Environment, 5(1):xxx-xxx PHƯƠNG PHÁP VÀ SỐ LIỆU 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 nc 74 Thống kê phát thải U 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 E = AR × EF Trong đó: E: Mức độ phát thải (g/ngày); EF: Hệ số phát thải (g/con.ngày); AR: Số lượng heo sở chăn nuôi, (con) Để phương pháp đạt độ tin cậy cao cần thu thập thơng tin đầy đủ phiếu vấn trực tiếp từ sở chăn ni, bao gồm yếu tố sau: Vị trí địa lý (tọa độ), Số lượng cá thể heo sở chăn nuôi; Hệ thống xử lý mùi, Khoảng cách từ sở chăn nuôi đến khu vực xung quanh Vì hạn chế kinh phí thời gian nhân lực, thực điều tra tất sở chăn ni, nhóm nghiên cứu sử dụng công thức Taro Yamane (1973) để tính tốn số lượng mẫu cần điều tra: Hiện nay, giới có nhiều phương pháp khác để tiến hành kiểm kê phát thải cho nguồn Tuy nhiên phương pháp phụ thuộc thời gian thực hiện, khả tài lực khác Chẳng hạn nguồn điểm, phương pháp giám sát phát thải liên tục đòi hỏi liên đo đạc liên tục từ nguồn thải Đây phương pháp tốt để kiểm kê phát thải, nhiên hạn chế nguồn nhân lực tài nên khó thực Trong đó, phương pháp kiểm kê khác địi hỏi liệu đầu vào Vì vậy, phương pháp thay đổi tùy theo liệu có Trong nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu sử dụng cách tiếp cận hợp lý để thực tính tốn phát thải cho sở chăn ni, phương pháp sử dụng hệ số phát thải N ) n= ( + N × e2 93 94 95 96 97 98 99 100 101 (1) pr 49 n 48 io 47 ct 46 re 45 or 44 f 76 43 Đối với sở chăn ni, nhóm nghiên cứu sử dụng hướng dẫn kiểm kê khí thải US EPAAP 42, EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook-2019 Do khác trọng lượng cá thể heo nên hệ số phát thải nghiên cứu tham khảo từ kết nghiên cứu Hồ Minh Dũng cộng sự, 2018 Bảng Thải lượng phát thải nguồn điểm tính cơng thức: oo 75 yếu tập trung huyện Bình Chánh, Hóc Mơn, Củ Chi nằm xen kẽ khu dân cư đa số lại khơng có hệ thống xử lý chất thải chăn nuôi đạt yêu cầu nên mùi phát sinh từ sở chăn nuôi thách thức quan quản lý môi trường Cục chăn nuôi Việt Nam ban hành Quyết định số 397/QĐ-CN-MTCN “Ban hành hướng dẫn phương án bảo vệ môi trường khu chăn nuôi tập trung” , quy định cụ thể vị trí, địa điểm xây dựng chuồng trại Quy định rõ: sở chăn nuôi thương phẩm phải xây dựng cách biệt, cách xa bệnh viện, trường học, chợ, công sở khu dân cư đông người đường giao thơng tiên tỉnh, liên huyện 100m Tuy nhiên, định quy định khoảng cách tối thiểu mà không quy định số lượng cá thể đàn tải lượng phát thải đàn heo có số lượng 100 khác so với đàn heo 1.000 Do khoảng cách 100m an tồn mơi trường sở chăn ni 100 khơng cịn an tồn mơi trường sở chăn nuôi 1.000 Tại Việt Nam có nghiên cứu đánh giá đề xuất giải pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm nước thải chất thải rắn phát sinh từ hoạt động chăn nuôi Tuy nhiên, nghiên cứu đánh giá khả lan truyền ô nhiễm mùi từ hoạt động chăn nuôi nhằm xây dựng khoảng cách cách ly mùi khu vực xung quanh chưa quan tâm nghiên cứu, tính nghiên cứu Vì vậy, mục đích nghiên cứu (i) Tính tốn lượng phát thải H2 S, NH3 , CH3 SH từ sở chăn nuôi heo; (ii) Sau đó, mơ lan truyền H2 S, NH3 , CH3 SH hoạt động chăn nuôi heo mơ hình TAMP - AERMOD (iii), xây dựng khoảng cách cách ly mùi cho sở chăn nuôi heo 42 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 (2) Trong đó: n: số lượng mẫu cần điều tra; N: tổng số hộ chăn nuôi heo; e: sai số cho phép Từ công thức (2), tính tốn số lượng mẫu cần thực khảo sát 12 phiếu với độ xác 97% Theo nghiên cứu Trương Thanh Cảnh (2010) 6,7 , có loại sở chăn ni chia theo quy mô từ 10 đầu lợn đến 200 đầu lợn sở Tuy nhiên dựa vào tình hình thực tế TP HCM từ số liệu thống kê Phịng tài ngun & Mơi trường quận huyện Quyết định số 545/QĐ-UBND Đề án tái cấu ngành chăn nuôi heo địa bàn TP HCM giai đoạn 2020 – 2025 mục tiêu đến năm 2025 quy mơ chăn ni bình qn đạt 200 con/hộ, giảm dần hoạt động chăn nuôi nhỏ lẻ Do đó, nghiên cứu nhóm thực khảo sát, tính tốn phát cho loại sở chăn ni Bảng Mơ hình khí tượng TAMP Mơ hình TAPM, mơ hình dự báo khí tượng lan truyền nhiễm khơng khí ba chiều, phát triển Tổ chức nghiên cứu khoa học khối thịnh vượng chung (CSIRO) Úc để sử dụng nghiên cứu chất lượng khơng khí quy mô địa phương, khu vực liên khu vực Gần đây, phiên nâng cao TAPM có tên TAPM-CTM CSIRO 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Science of The Earth & Environment, 5(1):xxx-xxx Bảng 1: Hệ số phát thải H2 S, NH3 , CH3 SH từ hoạt động chăn nuôi heo (g/con.ngày) 4,5 Loại vật nuôi H2 S NH3 CH3 SH Heo 0,149 0,800 0,086 Bảng 2: Quy mô sở chăn nuôi số phiếu khảo sát Quy mô sở chăn nuôi Tổng đàn Số hộ Số phiếu khảo sát Từ 50 đến 200 186.205 1.145 Từ 200 đến 500 3 Từ trên500 đến 1.000 Từ 1.000 đến 10.000 Từ 1.000 U nc or re ct io n pr oo f STT Hình 1: Miền tính khu vực nghiên cứu từ mơ hình TAPM Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Science of The Earth & Environment, 5(1):xxx-xxx 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 Mơ hình mơ lan truyền nhiễm khơng khí AERMOD Mơ hình AERMOD - The AMS/EPA Regulatory Model (AERMOD) thiết kế để hỗ trợ cho chương trình quản lý Cục Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US-EPA) Mơ hình gồm thành phần: AERMOD (Mơ hình phân tán AERMIC), AERMAP (Cơng cụ địa hình AERMOD) AERMET (Cơng cụ khí tượng AERMOD) Từ năm 1991, mơ hình AERMOD phát triển Cơ quan Khí tượng Cục Bảo vệ Mơi trường Hoa Kỳ Một nhóm nhà khoa học (gọi tắt AERMIC) hợp tác xây dựng mơ hình AERMOD AERMOD sử dụng thức vào 9/12/2005 sau 14 năm nghiên cứu hồn thiện Mơ hình AERMOD gồm loạt lựa chọn cho việc mô chất lượng không khí tác động nguồn thải, xây dựng lựa chọn phổ biến cho nhiều ứng dụng AERMET xử lý liệu khí tượng bề mặt tầng khác nhau, cho phép tính tham số đặc trưng khí theo mơ hình Monin – Obukhov File khí tượng gồm hai loại file sau: surface met data file (*.sam) số liệu quan trắc ghi nhận sau bao gồm loại liệu sau: hướng gió, vận tốc gió, nhiệt độ khơng khí, độ ẩm, áp suất khí quyển, lượng mưa, độ che phủ mây, xạ mặt trời; file upper air met data file (*.ua) liệu quan trắc lần ngày vào lúc GMT (7:00 LST) 12 GMT (19:00 LST) bao gồm liệu độ cao xáo trộn AERMAP tích hợp mô nc 171 172 U 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 Tính tốn khoảng cách cách ly mùi Sau chạy mơ hình mơ chất lượng khơng khí (mơ hình hiệu chỉnh, kiểm định), kết mô so sánh với Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia số chất độc hại khơng khí xung quanh QCVN 06:2009/BTNMT 11 Bảng Nếu kết vượt quy chuẩn cho phép, tiến hành tính tốn khoảng cách cách ly mùi an tồn từ sở chăn ni đến khu vực xung quanh Theo Quyết định số 3733/2002/QĐ-BYT việc ban hành 21 tiêu chuẩn vệ sinh lao động, 05 nguyên tắc 07 thông số vệ sinh lao động Bộ trưởng Bộ Y tế vào năm 2002 định nghĩa khoảng cách bảo vệ vệ sinh khoảng cách tối thiểu tính mốc từ nguồn phát thải nhà, xưởng sản xuất dây chuyền công nghệ tới khu dân cư Vì vậy, để xác định khoảng cách cách ly mùi an toàn, nghiên cứu đo khoảng cách lớn từ mép sở chăn nuôi đến đường ranh giới vùng vượt quy chuẩn vùng đạt chuẩn Hình f 146 oo 145 hình có liên quan tới địa hình, ảnh hưởng vệt khói tiếp xúc với bề mặt đồi núi AERMET kết hợp liệu từ WebGIS để tạo file địa hình cho mơ hình Từ liệu trên, AERMOD đưa kết mô dạng hình ảnh khơng gian chiều, chiều xuất thông qua Google Earth, giúp người dùng dễ dàng nhận thấy tác động khí thải lên khu vực khảo sát 10 Hình thể điều kiện địa hình khu vực nghiên cứu, điều kiện địa hình mơ hình AERMOD lấy trực tiếp từ Google Earth làm đầu vào cho mơ hình AERMOD, khu vực mơ có kích thước 50km x 50km chia làm 100 lưới có kích thước 500m x 500m, bao trùm trang trại chăn nuôi khảo sát pr 144 n 143 io 142 ct 141 re 140 phát triển để bao gồm tùy chọn sử dụng chế quang hóa Lurman, Carter Coyner (LCC) Carbon Bond (CB4, CB5) TAPM ban đầu có thành phần quang hóa Bộ phản ứng chung (GRS) đơn giản hóa, dựa nghiên cứu buồng khói Thành phần khí tượng TAPM mơ hình phương trình khơng thể nén, tùy ý không thủy tĩnh, với tọa độ dọc theo địa hình cho mơ ba chiều Các q trình vi vật lý đám mây / mưa / tuyết, đóng cửa hỗn loạn, tán đất thị đất, thông lượng xạ mơ hình hóa tham số hóa phương trình Giải pháp mơ hình cho gió, nhiệt độ ảo tiềm độ ẩm cụ thể, bị ảnh hưởng cách yếu ớt với thời gian gấp điện tử 24 giá trị đầu vào quy mô khái quát biến Dữ liệu máy chủ khí tượng phân tích lại tồn cầu ERA-tạm thời NCEP (Trung tâm dự báo môi trường quốc gia) điều chỉnh để sử dụng với TAPM Hình miền tính khu vực nghiên cứu sử dụng cho mơ hình TAPM, kích thước miền tính 100km x 100km, chia làm 40 ô lưới với kích thước ô lưới 2,5km x 2,5km or 139 Kiểm định hiệu chỉnh mơ hình TAMP – AERMOD Dữ liệu khí tượng dùng để hiệu chỉnh kiểm định mơ hình TAMP thu thập từ trạm khí tượng Tân Sơn Hịa cho năm 2017 Tương tự, liệu khí tượng đầu vào cho mơ hình TAPM tải xuống thời gian từ trang web CSIRO, khí tượng quan trắc toàn cầu cung cấp Cơ quan khí tượng Úc Sau mơ hình TAMP hiệu chỉnh với thơng số phù hợp nhất, nhóm nghiên cứu tiến hành chạy mơ khí tượng cho khu vực nghiên cứu, kết từ mơ hình TAMP để làm đầu vào cho mơ hình AERMOD, kết mơ kiểm định lại để đảm bảo tính xác mơ hình TAMP Các cơng thức thống kê sử dụng để đánh giá độ xác mơ hình (chỉ số RMSE, MAPE 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 oo f Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Science of The Earth & Environment, 5(1):xxx-xxx pr Hình 2: Điều kiện địa hình khu vực nghiên cứu sử dụng mơ hình AERMOD 241 Amoniac Hydrosunfua Methyl mecarptan 244 245 Thời gian trung bình Nồng độ cho phép (µ g/m3 ) 200 H2 S 42 CH3 SH 50 re ct NH3 R2 ) với Pi giá trị mô phỏng, Oi giá trị quan trắc N (n) số lượng chuỗi số liệu: Công thức RMSE tính biên độ trung bình sai số mơ phỏng: U 243 Cơng thức hóa học io Thơng số nc 242 TT or 240 n Bảng 3: Quy chuẩn kỹ thuật Quốc Gia số chất độc hại khơng khí xung quanh √ RMSE = N N ∑ (Pi − Oi)2 i=1 Cơng thức MA E tính sai số phần trăm tuyệt đối trung bình: ) ( n |Pi = Oi| MAGE = ∑ × 100 n i=1 Oi 246 247 (3) (4) Hệ số R để đánh giá tương quan giá trị mô quan trắc: ( _) _ )( Σ Pi − Pi Oi − Oi R= √ ( _ )2 _ )2 ( Σ Pi − Pi Σ Oi − Oi (5) KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 248 Tính tốn phát thải từ sở chăn nuôi 249 Sau tiến hành phân loại quy mô sở chăn ni, tính tốn số lượng mẫu cần điều tra, khảo sát thực tế tiến hành tính tốn phát thải sở chăn ni Kết tính tốn tải lượng phát thải sở chăn nuôi Bảng 4, Kết tính tốn phát thải làm đầu vào cho mơ hình AERMOD, phục vụ mơ lan truyền mùi nghiên cứu tính tốn khoảng cách cách ly mùi 250 251 252 253 254 255 256 257 Kết hiệu chỉnh kiểm định mô hình 258 Mơ hình TAPM 259 Kết mơ khí tượng từ mơ hình TAPM so sánh với kết quan trắc trạm Tân Sơn Hoà Kết kiểm định nhiệt độ từ mơ hình TAPM thể Hình Kết mơ nhiệt độ vận tốc gió từ mơ hình TAPM cho thấy giá trị mô tốt so với kết quan trắc, với tốc độ gió nhỏ gần không, 260 261 262 263 264 265 266 pr oo f Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Science of The Earth & Environment, 5(1):xxx-xxx ct io n Hình 3: Tính tốn khoảng cách cách ly mùi Bảng 4: Thống kê phát thải sở chăn nuôi thực khảo sát Qui mô or re STT Ký hiệu TT1 TT2 Từ 50 đến 200 nc TT3 TT4 U Từ 200 đến 500 Diện tích (m2 ) Số lượng heo (con) Phát thải Phát thải H2 S NH3 (g/ngày/m2 ) (g/ngày/m2 ) Phát thải CH3 SH (g/ngày/m2 ) 4500 155 0,028 0,005 0,003 113 100 0,708 0,132 0,076 137 103 0,601 0,112 0,065 173 231 1,068 0,199 0,115 TT5 252 210 0,667 0,124 0,072 TT6 200 200 0,800 0,149 0,086 TT7 1982 991 0,400 0,075 0,043 TT8 1680 1.000 0,533 0,099 0,057 TT9 1035 1.150 0,889 0,166 0,096 10 TT10 2206 2.251 0,816 0,152 0,088 11 TT11 3840 2.954 0,615 0,115 0,066 12 TT12 0,058 0,011 0,006 Từ 500 đến 1.000 Từ 1.000 đến 10.000 Từ 10.000 250.000 18.000 oo f Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Science of The Earth & Environment, 5(1):xxx-xxx pr Hình 4: Tương quan nhiệt độ giá trị mơ mơ hình TAPM quan trắc trạm Tân Sơn Hoà 273 Mơ hình AERMOD 274 275 276 Kết mơ từ mơ hình AERMOD so sánh với giá trị quan trắc Xí nghiệp Chăn ni Đồng Hiệp, huyện Củ Chi hộ chăn nuôi heo Huỳnh Phụng Nga, xã Phạm Văn Hai, Bình Chánh theo Bảng Tất giá trị MAPE cho H2 S, NH3 , CH3 SH nằm khoảng ± 15% mơ hình AERMOD có đủ khả mơ mùi khu cho vực nghiên cứu nc 277 io 271 ct 270 re 269 or 268 n 272 tốc độ gió trung bình cho tháng vào khoảng m/s, liệu nhiệt độ với độ tương quan cao, giá trị R2 theo 0,82, nhiệt độ quan trắc mơ có giá trị trung bình, độ lệch chuẩn, nhiệt độ cao nhiệt độ thấp gần giống với sai số vào khoảng ± 10 C 267 278 279 U 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 Kết mơ lan truyền tính tốn khoảng cách cách ly mùi Nghiên cứu tiến hành mô lan truyền chất gây mùi cho quy mô trang trại từ đánh giá nồng độ chất theo QCVN 06:20009/BTNMT Các trường hợp có nồng độ mơ cao so với QCVN tính tốn xác định đề xuất khoảng cách ly mùi chất H2 S, NH3 , CH3 SH Do ảnh hưởng điều kiện khí tượng khu vực nghiên cứu, chất nhiễm có xu hướng lan truyền heo hướng Tây Bắc hướng gió hướng Đông Nam Kết mô lan truyền nồng độ chất gây mùi nội dung sau: Kết mơ lan truyền H2 S 295 Hình thể kết mô lan truyền nồng độ H2 S cho quy mô trang trại, trang trại có quy mơ từ 50 đến 200 từ 200 đến 500 (I) kết mơ lan truyền H2 S trung bình cao 12,2 µ g/m3 7,22 µ g/m3 thấp ngưỡng cho phép theo QCVN 06:2009/BTNNMT trung bình 42 µ g/m3 , nhiên trang trại có quy mơ từ 50 đến 200 giá trị ngang với ngưỡng gây mùi Hoa Kỳ (12,15 ug/m3 ) Đối với trang trại có quy mơ từ 500 đến 1.000 (II); từ 1.000 đến 10.000 (III); 10.000 (IV) kết mơ lan truyền H2 S trung bình cao 52,8 µ g/m3 , 98,98 µ g/m3 106,0 µ g/m3 vượt ngưỡng cho phép theo quy QCVN 06:2009/BTNNMT từ 1,24 đến 2,5 lần vượt từ 4,29 đến 8,7 lần so sánh với ngưỡng gây mùi Hoa Kỳ Kết mô lan truyền CH3 SH 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 Hình thể kết mô lan truyền nồng độ CH3 SH cho quy mơ trang trại, trang trại có quy mô từ 50 đến 200 từ 200 đến 500 (I) kết mơ lan truyền CH3 SH trung bình cao 7,04 µ g/m3 4,16 µ g/m3 thấp ngưỡng cho phép theo QCVN 06:2009/BTNNMT trung bình 50 µ g/m3 , nhiên so sánh với ngưỡng gây mùi Hoa Kỳ (3,15 ug/m3 ) trang trại vượt từ 1,3 đến 2,2 lần Đối với trang trại có quy mô từ 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Science of The Earth & Environment, 5(1):xxx-xxx Bảng 5: Kết kiểm định mơ hình AERMOD Chỉ tiêu Cơ sở chăn nuôi NH3 H2 S CH3 SH Yêu cầu TT1 -8,30 12,04 9,75 ≤± 15% TT12 12,30 11,10 10,00 ct io n pr oo f MAPE Hệ số kiểm định MAPE (%) U nc or re Hình 5: Kết mơ lan truyền nồng độ H2 S cho quy mơ trang trại Hình 6: Kết mô lan truyền nồng độ CH3 SH cho quy mơ trang trại Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Science of The Earth & Environment, 5(1):xxx-xxx 333 Kết mô lan truyền NH3 326 327 328 329 330 331 362 Kết tính tốn khoảng cách cách ly mùi 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 nc 357 358 U 359 360 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 Xây dựng quy trình tốn tốn khoảng cách cách ly mùi sở chăn nuôi pr 341 n 340 io 338 339 ct 337 re 336 or 335 oo 361 Hình thể kết mô lan truyền nồng độ chất NH3 cho quy mô trang trại, trang trại có quy mơ từ 50 đến 200 từ 200 đến 500 (I) kết mơ lan truyền NH3 trung bình cao 65,5 µ g/m3 38,7 µ g/m3 thấp ngưỡng cho phép theo QCVN 06:2009/BTNNMT trung bình 200 µ g/m3 Đối với trang trại có quy mơ từ 500 đến 1.000 (II); từ 1.000 đến 10.000 (III); 10.000 (IV) kết mơ lan truyền NH3 trung bình cao 42,8 µ g/m3 , 531 µ g/m3 287 µ g/m3 trang trại có quy mơ từ 1.000 đến 10.000 10.000 vượt ngưỡng cho phép theo quy QCVN 06:2009/BTNNMT từ 1,4 đến 2,6 lần Như vậy, trang trại có quy mô chăn nuôi từ 50 đến 200 từ 200 đến 500 có kết mơ lan truyền chất H2 S, NH3 , CH3 SH thấp ngưỡng cho phép QCVN 06:2009/BTNTM, trang trại có quy mơ cần áp dụng Quyết định số 397/QĐ-CN-MTCN (khoảng cách tối thiểu 100m), trang trại có quy mơ chăn nuôi từ 500 đến 1.000 (H2 S vượt ngưỡng), từ 1.000 đến 10.000 ( H2 S, CH3 SH, NH3 vượt ngưỡng) trang trại có quy mơ 10.000 (H2 S, NH3 vượt ngưỡng) nghiên cứu tiến hành tính tốn xác định khoảng cách cách ly mùi 334 trí trang trại đến khu vực có nồng độ QCVN 06:2009/BTNMT CH3 SH (II) NH3 (III) 510m 650m Đối với trang trại có quy mơ từ 10.000 con, nồng độ H2 S cao trung bình mơ 106,0 ug/m3 , từ xác định khoảng cách xa từ vị trí trang trại đến khu vực có nồng độ QCVN 06:2009/BTNMT (42 ug/m3 ) 650m, tương tự khoảng cách xa từ vị trí trang trại đến khu vực có nồng độ QCVN 06:2009/BTNMT NH3 (IV) 400m Từ kết mơ lan truyền tính tốn khoảng cách cách ly, thấy nồng độ chất gây mùi khoảng cách cách ly trang trại không phụ thuộc vào quy mô (số lượng heo đàn) mà phụ thuộc vào diện tích chuồng trại chăn ni heo Ngồi điều kiện địa hình khí tượng yếu tố ảnh hưởng đến nồng độ hướng lan truyền chất ô nhiễm f 332 500 đến 1.000 (II); từ 1.000 đến 10.000 (III); 10.000 (IV) kết mơ lan truyền CH3 SH trung bình cao 30,4 µ g/m3 , 57,1 µ g/m3 30,8 µ g/m3 có trang trại có quy mơ từ 1.000 đến 10.000 vượt ngưỡng cho phép theo quy QCVN 06:2009/BTNNMT, nhiên so sánh với ngưỡng gây mùi Hoa Kỳ trang trại vượt từ 9,6 đến 18 lần 325 Theo kết mơ lan truyền chất từ Hình 8, trang trại chăn ni có quy mơ từ 500 đến 1.000 con, nồng độ H2 S cao trung bình mơ 52,8 ug/m3 , từ xác định khoảng cách xa từ vị trí trang trại đến khu vực có nồng độ QCVN 06:2009/BTNMT (42ug/m3 ) 230m Đối với trang trại có quy mơ từ 1.000 đến 10.000 con, nồng độ H2 S (I) cao trung bình mô 98,98 ug/m3 , từ xác định khoảng cách xa từ vị trí trang trại đến khu vực có nồng độ QCVN 06:2009/BTNMT (42 ug/m3 ) 600m, tương tự khoảng cách xa từ vị Khoảng cách cách ly tối thiểu sở chăn nuôi Từ kết mô lan truyền nồng độ chất H2 S, NH3 , CH3 SH cho quy mô sở chăn ni kết tính tốn khoảng cách cách ly mùi theo QCVN 06:2009/BTNMT Mục III.3, nghiên cứu tổng hợp khoảng cách cách ly mùi phù hợp với quy mô sở chăn nuôi Bảng Quy trình tính tốn khoảng cách cách ly mùi trang trại chăn nuôi heo Từ kết mơ tính tốn khoảng cách cách ly mùi tối thiểu sở chăn nuôi heo khu dân cư xung quanh áp dụng cho khu vực TP.HCM, nghiên cứu xây dựng quy trình tính tốn khoảng cách cách ly mùi sở chăn ni heo Hình 9, địa phương khác (đặc biệt địa phương mạnh ngành chăn ni gia súc, gia cầm) áp dụng để tính tốn khoảng cách cách ly mùi KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 Nghiên cứu tính tốn phát thải sở chăn nuôi TP HCM mô lan truyền chất gây mùi mơ hình TAPM-AERMOD Kết mơ lan truyền mùi sau sử dụng để tính tốn khoảng cách cách ly mùi sở chăn nuôi khu vực xung quanh Kết mô lan truyền nồng độ H2 S, CH3 SH, NH3 cho thấy sở chăn ni có quy mơ từ 50 đến 200 từ 200 đến 500 thấp ngưỡng cho phép quy định QCVN 06:2009/BTNMT chất độc hại khơng khí 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 oo f Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Science of The Earth & Environment, 5(1):xxx-xxx U nc or re ct io n pr Hình 7: Kết mơ lan truyền nồng độ NH3 cho quy mô trang trại Hình 8: Kết tính tốn khoảng cách cách ly chất gây mùi quy mô trang trại 424 425 426 427 428 429 430 431 432 xung quanh Cơ sở chăn ni có quy mơ từ 500 đến 1.000 có nồng độ H2 S mô cao ngưỡng cho phép QCVN 06:2009/BTNMT, khoảng cách cách ly tối thiểu từ sở chăn nuôi đến khu vực xung quanh 230m Cơ sở chăn ni có quy mơ từ 1.000 đến 10.000 có nồng độ H2 S, CH3 SH, NH3 mô cao ngưỡng cho phép QCVN 06:2009/BTNMT, khoảng cách cách ly tối thiểu từ sở chăn nuôi 10 đến khu vực xung quanh 650m Cơ sở chăn ni có quy mơ từ 10.000 có nồng độ H2 S, NH3 mô cao ngưỡng cho phép QCVN 06:2009/BTNMT, khoảng cách cách ly tối thiểu từ sở chăn nuôi đến khu vực xung quanh 650m Từ kết nghiên cứu trên, quy trình tính tốn khoảng cách cách ly vệ sinh mùi xây dựng để áp dụng cho địa phương khác 433 434 435 436 437 438 439 440 441 Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ – Science of The Earth & Environment, 5(1):xxx-xxx Quy mô trang trại Thông số Thời gian trung bình Giá trị (µ g/m3 ) QCVN Khoảng cách 06:2009/BT- cách ly tối thiểu NMT với thông số Từ 50 đến 200 NH3 1h 0,7 – 65,6 Đạt chuẩn H2 S 1h 0,1 – 12,2 Đạt chuẩn CH3 SH 1h 0,07 – 7,04 Đạt chuẩn NH3 1h 0,4 – 38,7 Đạt chuẩn H2 S 1h 0,07 – 7,22 Đạt chuẩn CH3 SH 1h 0,04 – 4,16 Đạt chuẩn NH3 1h 0,4 – 42,8 Đạt chuẩn H2 S 1h 0,5 – 52,8 f CH3 SH 1h 0,5 – 30,4 Đạt chuẩn NH3 1h pr Bảng 6: Khoảng cách cách ly mùi phù hợp với quy mô sở chăn nuôi H2 S 1h Vượt chuẩn 650 0,99 – 98,98 Vượt chuẩn 600m 0,6 – 57,1 Vượt chuẩn 510m 1h 3,0 – 287,0 Vượt chuẩn 400m H2 S 1h 1,0 – 106,0 Vượt chuẩn 650m 1h 0,3 – 30,8 Đạt chuẩn n 5,0 – 531,0 NH3 re Từ 10.000 1h ct CH3 SH nc CH3 SH 442 LỜI CẢM ƠN 450 Nghiên cứu tài trợ Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh (ĐHQG-HCM) khuôn khổ Đề tài mã số C2019-24-05 Tập thể tác giả xin cảm ơn đến Viện Môi trường Tài nguyên hỗ trợ, tạo điều kiện thuận lợi để nhóm thực hồn thành nghiên cứu, xin cảm ơn Đại học Quốc gia TP HCM cấp kinh phí thực đề tài 451 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT U 443 444 445 446 447 448 449 452 453 454 455 456 457 458 230m io Từ 1.000 đến 10.000 Vượt chuẩn 230m or Từ 500 đến 1.000 oo Từ 200 đến 500 TP HCM: Thành phố Hồ Chí Minh TAPM: The Air Pollution Model AERMOD: Atmospheric dispersion modeling system MAPE: Mean absolute percentage error RMSE: Mean squared error CRISO: Commonwealth Scientific and Research Organisation Khoảng cách cách ly phù hợp với trang trại 650m 650m AERMET: A meteorological data preprocessor AERMAP: A terrain preprocessor US-EPA: United States - Environmental Protection Agency NCEP: National Centers for Environmental Prediction ERA: A global reanalysis LCC: Lurman, Carter and Coyner QCVN: Quy chuẩn Việt Nam BTNMT: Bộ Tài nguyên môi trường QĐ: Quyết định BYT: Bộ y tế XUNG ĐỘT LỢI ÍCH 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 Nhóm tác giả cam đoan khơng có xung đột lợi ích cơng bố báo “Nghiên cứu mơ mùi từ đề xuất khoảng cách cách ly mùi cho số chất nhiễm (NH3; H2S; CH3HS) cho sở 11 472 473 474 475 io n pr oo f Tạp chí Phát triển Khoa học Cơng nghệ – Science of The Earth & Environment, 5(1):xxx-xxx 477 ĐÓNG GĨP CỦA TÁC GIẢ nc 478 chăn ni heo: Áp dụng Thành phố Hồ Chí Minh” or 476 re ct Hình 9: Quy trình bước thực tính toán khoảng cách cách ly mùi hoạt động chăn ni heo 479 480 U 481 Nhóm tác giả Nguyễn Thoại Tâm, Hồ Quốc Bằng, Vũ Hoàng Ngọc Khuê, Nguyễn Thị Thu Thuỷ thực bước khảo sát, tính tốn, mơ lan truyền chất gây mùi tính tốn khoảng cách cách ly mùi nghiên cứu 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tổng cục thống kê Thống kê số hộ chăn nuôi heo Việt Nam 2019; Uỷ ban Nhân dân TP HCM Quyết định số 545/QĐ-UBND Đề án Tái cấu ngành chăn nuôi heo địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh giai đoạn 2020 - 2025 2020; Cục Chăn nuôi Quyết định số 397/QĐ-CN-MTCN ”Ban hành hướng dẫn phương án bảo vệ môi trường khu chăn nuôi tập trung 2017; Dũng HM, Khuê VHN, Bằng HQ Mô lan truyền nhiễm khơng khí từ hoạt động chăn nuôi đề xuất giải pháp giảm thiểu: trường hợp huyện Châu Đức, tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, Việt Nam 2018; Wen XKZ, Xuejun L, Lingmin M Atmospheric NH3 dynamics at a typical pig farm in China and their Implications Atmospheric Pollution Research 2014;5(3):455-63;Available from: https://doi.org/10.5094/APR.2014.053 12 Canh TT, Đình Xn Vinh P Thực trạng nhiễm môi trường hoạt động chăn nuôi, giải pháp hạn chế ô nhiễm môi trường nâng cao hiệu sử dụng phân bón Dong Nai Environment science and technology journal 1998; Cảnh TT, Đình Xuân Vinh P Kiểm sốt nhiễm mơi trường sử dụng kinh tế chất thải chăn nuôi Scientific and Technical book 2010; Hurley P The Air Pollution Model (TAPM) Version Part 1: Technical description CSIRO Marine and Atmospheric Research 2008;25 Cope M, Lee S Chemical Transport Model User Manual The Centre for Australian Weather and Climate Research 2009; 10 Lakesenvironmental AERMOD model information 2013;Available from: http://wwwweblakescom 11 MONRE Decision No QCVN 06 : 2009/BTNMT National technical regulation on hazardous substances in ambient air 2009; 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 515 516 Science & Technology Development Journal – Science of The Earth & Environment, 5(1):xxx-xxx Research Article Open Access Full Text Article Study of odor simulation and proposed odor isolation distance for some main pollutants (H2S, NH3, CH3SH ) for livestock activities: Applied in Ho Chi Minh City Nguyen Thoai Tam* , Bang Quoc Ho, Vu Hoang Ngoc Khue, Nguyen Thi Thu Thuy ABSTRACT Nguyen Thoai Tam, Institute for Environment and Resources (IER)VNU-HCM, Vietnam History • Received: 09-12-2020 • Accepted: 07-6-2021 • Published: xx-6-2021 U Email: thoaitam@hcmier.edu.vn or Correspondence nc Institute for Environment and Resources (IER)- VNU-HCM, Vietnam re ct io n pr oo f Use your smartphone to scan this QR code and download this article Ho Chi Minh City (HCMC) is the largest city in Vietnam, with the highest economic growth rate and the most populous density in the country By the year 2019, HCMC currently has 8.99 million people with 24 districts Ho Chi Minh city has robust industrial and service development; therefore, HCMC focuses on developing large-scale livestock facilities with a large number of pigs and limiting small livestock facilities According to statistic data, HCMC has a total of 290.152 pigs in 2018 These livestock facilities are mainly built in Cu Chi, Hoc Mon, Binh Chanh, Can Gio, and Nha Be districts These livestock facilities in HCMC have inefficient waste treatment systems located interleaved with residential areas So that, environmental issues are also a big challenge for the city's government because of the great influence of odor on the surrounding environment causing by the wind direction.The main purposes of this study are (i) calculation of odor emissions from livestock facilities, (ii) simulation of the odor from livestock facilities , and (iii) development of the safe distance of odor for livestock facilities in HCMC The study results show that, the concertrations from livestock facilitties with capacity from from 50 to 200 pigs and 200 to 500 pigs are lower than QCVN 06:2009/BTNMT The minimum distance for the livestock facility with capacity from over 500 to 1,000 pigs and over 1,000 pigs to the residential area are 230m and 650m, respectively The procedure for calculating the odor isolation distance developing in this study could apply for other livestock facilities in other provinces, cities Key words: Livestock, Atmospheric pollution, TAPM model, AERMOD model, Ho Chi Minh city DOI : Copyright © VNU-HCM Press This is an openaccess article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International license Cite this article : Tam N T, Ho B Q, Khue V H N, Thuy N T T Study of odor simulation and proposed odor isolation distance for some main pollutants (H2 S, NH3 , CH3 SH ) for livestock activities: Applied in Ho Chi Minh City Sci Tech Dev J - Sci Earth Environ.; 5(1):xxx-xxx ... III.3, nghiên cứu tổng hợp khoảng cách cách ly mùi phù hợp với quy mô sở chăn nuôi Bảng Quy trình tính tốn khoảng cách cách ly mùi trang trại chăn nuôi heo Từ kết mô tính tốn khoảng cách cách ly mùi. .. tương tự khoảng cách xa từ vị Khoảng cách cách ly tối thiểu sở chăn nuôi Từ kết mô lan truyền nồng độ chất H2 S, NH3 , CH3 SH cho quy mô sở chăn ni kết tính tốn khoảng cách cách ly mùi theo QCVN... đột lợi ích cơng bố báo ? ?Nghiên cứu mơ mùi từ đề xuất khoảng cách cách ly mùi cho số chất ô nhiễm (NH3; H2S; CH3HS) cho sở 11 472 473 474 475 io n pr oo f Tạp chí Phát triển Khoa học Công nghệ –