Ứng dụng công cụ lập bản đồ thiết kế hệ thống thu gom chất thải rắn và mô hình hóa chất ô nhiễm trong môi trường không khí cho khu vực tỉnh bình phước

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA MÔI TRƯỜNG KỲ THI KẾT THÚC HỌC PHẦN HỌC KỲ NĂM HỌC 2020 - 2021 Đề tài tập lớn: Ứng dụng công cụ lập đồ thiết kế hệ thống thu gom chất thải rắn mô hình hóa chất nhiễm mơi trường khơng khí cho khu vực tỉnh Bình Phước Họ tên học viên/sinh viên: Vũ Công Nguyên Mã học viên/sinh viên: 1811070981 Lớp: ĐH8M1 Tên học phần: Tin học ứng dụng môi trường Giáo viên hướng dẫn: ThS Lương Thanh Tâm Hà Nội, ngày 24 tháng năm 2021 MỤC LỤC Đặt vấn đề Nội dung tập .2 2.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu 2.1.1 Điều kiện tự nhiên 2.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 2.1.3 Hiện trạng môi trường .4 2.2 Phương pháp nghiên cứu .5 2.2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 2.2.2 Phần mềm QGIS thành lập đồ thu gom CTRSH địa tỉnh Bình Phước 2.2.3 Phần mềm ENVIM xây dựng mơ hình phát thải chất nhiễm mơi trường khơng khí khu cơng nghiệp Minh Thành .6 2.3 Kết thành lập đồ mơ hình 2.3.1 Xây dựng đồ thu gom chất thải rắn tỉnh Bình Phước .7 2.3.2 Tính tốn phát thải ô nhiễm không khí cho nguồn thải điểm khu công nghiệp 10 Kết luận 17 DANH MỤC BẢNG Bảng 1:Khối lượng rác thải sinh hoạt phát sinh trung bình Bảng 2: Thống kê phương tiện thu gom rác tỉnh Bình Dương .9 Bảng 3: Kết tính tốn nồng độ phát thải mặt đất trung bình 1h 24h 17 DANH MỤC HÌNH Hình 1:Bản đồ tỉnh Bình Phước Hình 2:Vị trí điểm hẹn tập kết rác Hình 3: Bản đồ chuyên đề quản lý CTRSH tỉnh Bình Phước .10 Hình Mơ hình lan truyền phát tán bụi trước xử lý 12 Hình Mơ hình lan truyền phát tán bụi sau xử lý .13 Hình Mơ hình lan truyền phát tán SO2 trước xử lý 15 Hình Mơ hình lan truyền phát tán SO2 sau xử lý 16 Đặt vấn đề Q trình cơng nghiệp hóa – đại hóa Việt Nam diễn mạnh mẽ, với hình thành, phát triển ngành nghề sản xuất, khu công nghiệp, khu đô thị, làng nghề, nhu cầu xã hội ngày gia tăng làm động lực thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội đất nước Cùng với phát triển khoa học công nghệ giúp cho đạt thành tựu to lớn lĩnh vực đời sống xã hội Tuy nhiên, kèm với nỗi lo mơi trường, đặc biệt vấn đề chất thải rắn sinh hoạt Chất thải rắn (CTR) phát sinh từ hoạt động sống người ngày gia tăng với phát triển dân số kinh tế, đặc biệt xã hội công nghiệp, việc quản lý CTR không cịn vấn đề cấp bách riêng thị thành phố lớn mà trở thành vấn đề đáng báo động tất vùng toàn quốc Sự gia tăng dân số làm cho áp lực từ CTR gia tăng thành phần, tính độc hại tải lượng Để vượt qua thách thức này, cần có mơ hình, giải pháp phù hợp cho công tác quản lý CTR nhằm giảm thiểu nhiễm phát sinh Tỉnh Bình Phước tỉnh thuộc vùng Đông Nam Bộ Việt Nam Do ảnh ảnh hưởng tình hình dịch bệnh Covid-19 mà việc sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp, thủy sản cơng nghiệp gặp nhiều khó khăn Tuy nhiên, nhờ có sách phù hợp mà lãnh đạo địa phương mà ngành nông nghiệp, lâm nghiệp trì mức ổn định Sản xuất cơng nghiệp tăng 15,31% so với năm trước, phát triển mở rộng thêm nhiều ngành công nghiệp phục vụ nhu cầu nước nước Tuy nhiên với phát triển kéo theo số lượng lớn CTR phát sinh, đặc biệt chất thải rắn sinh hoạt Năm 2020, chất thải rắn sinh hoạt phát sinh với 182.765 tấn/năm Khối lượng chất thải ngày tăng lên trở thành mối quan tâm lớn cho tồn tỉnh Bình Phước Ngồi ra, để dự báo mức độ nhiễm cho việc xây dựng khu công nghiệp địa bàn huyện, việc ứng dụng phần mềm mơ hình hóa để xử lý liệu liên quan đến ống khói nhà máy có hoạt động sản xuất gắn với việc sử dụng nhiên liệu phát thải qua ống khói thực cần thiết Trên sở thực tế nhận thức tầm quan trọng vấn đề, việc thực đề tài “Ứng dụng công cụ lập đồ thiết kế hệ thống thu gom chất thải rắn mơ hình hóa chất nhiễm mơi trường khơng khí cho khu vực tỉnh Bình Phước” cấp thiết mang ý nghĩa thực tiễn lớn 2 Nội dung tập 2.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu 2.1.1 Điều kiện tự nhiên  Vị trí địa lý Bình phước tỉnh khu vực miền Đông Nam Bộ, nằm vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, có 260.433km đường biên giới giáp với vương quốc Campuchia Tỉnh cửa ngõ, cầu nối vùng Đông Nam Bộ với Tây Nguyên Campuchia - Phía Đơng giáp tỉnh Lâm Đồng Đồng Nai; - Phía Tây giáp tỉnh Tây Ninh Campuchia; - Phía Nam giáp tỉnh Bình Dương; - Phía Tây giáp tỉnh Đắk Lắk Camphuchia Tỉnh có diện tích 6.871,5 km2, gồm nhóm đất với 13 loại đất, diện tích đất nơng nghiệp chiếm 51,3% tổng diện tích tồn tỉnh Dân số 1.011.100 người, mật độ đạt 140 người/km2  Địa hình Bình Phước vùng chuyển tiếp từ cao nguyên Nam Trung xuống đồng Tây Nam bộ, nhìn chung địa hình Bình Phước tương đối phẳng phía nam tây nam, phía bắc đơng bắc có địa hình dốc Bình Phước tỉnh trung du miền núi địa hình thấp khơng phức tạp so với tỉnh trung du miền núi khác, phía nam tây nam tỉnh đất hình thành phù sa cổ với địa hình tương đối phẳng, tiếp đến vùng đồi thấp chủ yếu hình thành Bazan có địa hình lượn sóng nối tiếp nhau, phía bắc tây bắc vùng đất tiếp giáp Tây Nguyên có độ cao dốc mạnh Núi cao tỉnh Bình Phước núi cao thứ Nam Bộ núi Bà Rá với độ cao 736m  Đặc điểm khí hậu, thời tiết Nằm vùng mang đặc trưng khí hậu nhiệt đới gió mùa với mùa mùa mưa mùa khô, Vào mùa mưa, thời tiết thường mát mẻ, lượng mưa lớn, ngược lại vào mùa khô, lượng mưa ít, độ ẩm khơng khí giảm, thời tiết thường se lạnh vào đầu mùa khô đến mùa khơ đến cuối mùa khơ thời tiết khơ nóng khó chịu, Nhiệt độ bình qn năm cao ổn định từ 25,8 ⁰C - 26,2 °C Và thấp kỷ lục 10⁰C cao kỷ lục 38⁰C 2.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội  Về kinh tế a Sản xuất nông, lâm nghiệp thủy sản - Nông nghiệp: tiến độ gieo trồng vụ Đơng Xn năm 2020-2021 tồn tỉnh ước tính thực 7.040 ha, giảm 0,21% so với kỳ năm trước - Chăn ni: tình hình chăn ni q I/2021 nhìn chung ổn định - Lâm nghiệp: ước tính khai thác 3.124 m3 gỗ, tăng m3 kì - Thủy sản: sản lượng ước tính thực đạt 1.228 so với kì tăng 0,57% b Sản xuất công nghiệp Quý I/2021, số phát triển sản xuất công nghiệp tăng 15,31% so với quý I/2020 Trong đó: Cơng nghiệp khai khống đạt 94,88% so với kỳ năm trước; tương ứng: Công nghiệp chế biến, chế tạo tăng 16,27%; Công nghiệp sản xuất phân phối điện, khí đốt, nước nóng, nước điều hịa khơng khí tăng 4,43%; Cơng nghiệp cung cấp nước, hoạt động quản lý xử lý rác thải, nước thải tăng 5,93%  Về xã hội - Dân số Hiện tỉnh Bình Phước có 11 đơn vị hành cấp huyện, bao gồm thành phố, thị xã huyện, chia thành 111 đơn vị hành gồm 15 phường, thị trấn 90 xã - Giáo dục Do ảnh hưởng tình hình dịch Covid-19, nên ngành Giáo dục chủ động theo dõi, bám sát, tập trung đạo trường, phịng Giáo dục - Đào tạo hồn thành nhiệm vụ năm học 2019-2020 triển khai nhiệm vụ năm học 2020-2021 theo kế hoạch thời gian năm học Tỷ lệ thi đỗ tốt nghiệp hệ THPT đạt 99,78%, hệ giáo dục thường xuyên đạt 87,16%, tính hệ THPT giáo dục thường xuyên, tỷ lệ tốt nghiệp tỉnh năm 2020 đạt 98,85%, xếp hạng 29/63 tỉnh thành; cơng tác phổ cập giáo dục, xố mù chữ địa phương tiếp tục trì hiệu quả: 11/11 huyện,thị xã, thành phố 111/111 xã, phường, thị trấn đạt chuẩn quốc gia phổ cập giáo dục mầm non cho trẻ em tuổi; 111/111 xã, phường, thị trấn đạt chuẩn phổ cập giáo dục tiểu học mức độ 3; trì 111/111 xã, phường, thị trấn đạt phổ cập giáo dục trung học sở; 15/111 xã, phường, thị trấn đạt phổ cập THPT; tính đến cuối năm 2020 có 144/388 trường cơng lập đạt chuẩn quốc gia, chiếm 37,1% so với tổng số trường, vượt tiêu HĐND tỉnh giao 33,3% - Về y tế: Công tác mạng lưới y tế, biên chế, đào tạo cán bộ, đầu tư sở vật chất, trang thiết bị tiếp tục thực theo quy định Các sở khám chữa bệnh đảm bảo tốt việc trực điều trị bệnh; triển khai biện pháp phòng chống dịch bệnh, giám sát dịch bệnh; đặc biệt trước diễn biến phức tạp dịch bệnh Covid-19, ngành Y tế tỉnh triển khai liệt giải pháp phòng, chống dịch bệnh, đến địa bàn tỉnh Bình Phước chưa phát ca bệnh dương tính với Covid-19 Các loại dịch bệnh khác kiểm sốt tốt - Về văn hóa: Cơng tác tun truyền: Thực 14 cụm mơ hình, cổng chào, 39.600m băng rôn; 41.887m  panô; 51.164m panơ; treo 43.000 lượt cờ loại; 2  870 xe tuyên truyền; trưng bày triển lãm 640 hình ảnh, 200 vật, dụng cụ; Bảo vệ phát huy di sản văn hóa dân tộc: Trong năm, bảo tàng, di tích, nhà truyền thống đón tiếp 90.250 lượt khách tham quan (trong đó, Di tích quốc gia đặc biệt Căn Bộ Chỉ huy quân giải phóng miền Nam Việt Nam đón 135 đồn, với khoảng 16.660 lượt khách tham quan) - Vệ sinh môi trường Công tác vệ sinh môi trường thường xuyên quan tâm Tỷ lệ rác thải sinh hoạt thu gom ngày đạt 100% địa bàn tỉnh Xây dựng kế hoạch bảo vệ môi trường làng nghề; xây dựng phương án thu gom, xử lý bao bì thuốc bảo vệ thực vật; tuyên truyền vận động nhân dân thu gom rác thải, nước thải theo quy định 2.1.3 Hiện trạng môi trường  Hiện trạng thu gom CTR Theo Quyết định số 1122/QĐ-UBND ngày 29-5-2012 UBND tỉnh đến năm 2020, địa bàn tỉnh có 10 khu xử lý chất thải rắn (trung bình huyện có khu xử lý chất thải rắn) nhằm phục vụ mục tiêu phát triển bền vững Tuy nhiên, có TP Đồng Xồi có nhà máy xử lý chất thải Cịn lại, rác thải sinh hoạt chủ yếu thu gom chôn tạm hầu hết bãi rác lộ thiên, gây ô nhiễm môi trường ảnh hưởng sức khỏe cụm dân cư lân cận Mặc dù đến có nhiều xã địa bàn tỉnh thành lập tổ thu gom chất thải sinh hoạt việc thu gom, vận chuyển chất thải sinh hoạt có số cơng ty dịch vụ mơi trường thực Còn lại phần lớn hợp tác xã, tổ, đội tự quản thu gom đảm nhiệm với chi phí thu gom thỏa thuận mức thấp, khoảng 10.000-20.000 đồng/hộ/tháng Số tiền chi trả phần cho hoạt động thu gom chất thải, không đủ để chi trả trì hoạt động vận chuyển Ở Lộc Thạnh - xã vùng biên huyện Lộc Ninh, dù quyền xã nhiều lần tổ chức họp dân đến nay, xã chưa thể thành lập đội thu gom rác thải hống kê cho thấy, lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh địa bàn tỉnh năm 2020 khu vực đô thị 64.724,4 khu vực nông thôn 118.040,4 Tuy nhiên, việc thu gom, vận chuyển xử lý chất thải khu vực đô thị đạt 90% vùng nơng thơn lại thấp, khoảng 20% Giải toán rác thải sinh hoạt nông thôn sớm chiều mà địi hỏi phải có thay đổi từ nhiều phía, theo hướng chuyên nghiệp, việc thu gom, xử lý rác thải Đồng thời, cần vận động tham gia cộng đồng, tổ chức trị - xã hội tuyên truyền phân loại rác nguồn Có vậy, việc xử lý rác đạt hiệu lâu dài rác khơng cịn gánh nặng môi trường vùng nông thôn 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu - Khu vực nghiên cứu: địa bàn tỉnh Bình Phước 2.2.2 Phần mềm QGIS thành lập đồ thu gom CTRSH địa tỉnh Bình Phước Các bước sử dụng phần mềm QGIS để xây dựng sở liệu bao gồm sở liệu không gian sở liệu thuộc tính cho đồ hệ thống quy hoạch, quản lý CTRSH thể đây: Bước 1: Dữ liệu ảnh vệ tinh - Download Google road, Google Satellite máy Mở file phần mềm QGIS Sau mở ảnh vệ tinh đồ, tiến hành phóng đồ đến tỉnh Bình Phước Bước 2: Số hóa đồ QGIS - Tiến hành tạo lớp layer đồ: lớp ranh giới, khu dân cư, đất nông nghiệp, thủy hệ, - Click chuột vào lớp cần vẽ bật bút chì lên để vẽ, sau vẽ xong click chuột phải để đặt tên cho vùng vừa vẽ, sau tiến hành lưu lại Bước 3: Nhập liệu vào QGIS - Tạo file excel với liệu cần hiển thị đồ: dân số, mật độ, số lượng xe đẩy tay, - Tiến hành add file excel vào phần mềm QGIS - Thêm trường liệu mới: Mở bảng thuộc tính Open Attribute Table, tiến hành thêm trường Create a new field cập nhật liệu update existing field, nhập liệu vào trường thuộc tính vừa tạo - Số liệu đầu vào khu vực: (Mật độ dân số…, tỷ lệ phát sinh CTR…) Bước 4: Tiến hành hiển thị điểm tập kết vẽ tuyến thu gom - Hiển thị điểm tập kết đồ Tính tốn tuyến thu gom hợp lý tiến hành vạch tuyến Bước 5: Thành lập đồ; Truy vấn thông tin đồ - Chọn kiểu hiển thị Graduated Add Map, App Item ta hiển thị kết đồ 2.2.3 Phần mềm ENVIM xây dựng mơ hình phát thải chất nhiễm mơi trường khơng khí khu cơng nghiệp Minh Thành  Các thơng số liệu ống khói: Chiều cao ống: Hống = 30m Nhiệt độ xung quanh: Txq = 250C Nhiệt độ khí thải: Tkt = 70 0C Lưu lượng L = 45000 m3/ngày.đêm = 12,5 m3/s Đường kính ống D = 1m  Hiệu xuất xử lý khí thải: STT Thơng số tính tốn Nồng độ Nồng độ sau trước xử Hiệu xuất xử lý lý (%) Cmax C25 oC xử lý mg/Nm3 (mg/Nm3) Bụi 11510 98,26 200 SO2 1398,9 67,83 450  Thông số khí tượng: * Các phương án lựa chọn tính tốn (tra theo điều kiện khí tượng địa phương): STT Phương án Ghi Dự báo nồng đồ bụi, SO trung Hướng gió Đơng, Đơng Bắc bình 1h mùa Đông chiếm tần suất lớn tháng Dự báo nồng đồ bụi, SO2 trung Hướng gió Đơng Tây bình 1h mùa Hè Nam Dự báo nồng đồ bụi, SO trung Hướng gió Đơng, Đơng Bắc bình 24h mùa Đơng chiếm tần suất lớn tháng Dự báo nồng đồ bụi, SO trung Hướng gió Đơng Tây bình 24h mùa Hè Nam 2.3 Kết thành lập đồ mơ hình 2.3.1 Xây dựng đồ thu gom chất thải rắn tỉnh Bình Phước a) Bản đồ sản phẩm chồng xếp lớp: ranh giới hành chính, khu dân cư, thủy hệ, thực vật Hình 1:Bản đồ tỉnh Bình Phước b) Xây dựng sở liệu chất thải rắn sinh hoạt Khối lượng rác thải sinh hoạt trung bình theo ngày thể bảng 2.1 Bảng 1:Khối lượng rác thải sinh hoạt phát sinh trung bình STT Tỉnh Khối lượng trung bình (tấn/ngày) Số điểm hẹn Bình Phước 500,73 42 c) Quản lý vị trí điểm hẹn thu gom CTRSH Hình 2:Vị trí điểm hẹn tập kết rác Qua số liệu tính tốn thu kết quả: Bảng 2: Thống kê phương tiện thu gom rác tỉnh Bình Phước STT Tỉnh Số phương tiện (xe đẩy tay) Bình Phước 420 d) Bản đồ chuyên đề quản lý CTRSH Bản đồ chuyên đề quản lý CTRSH tỉnh Bình Phước tỷ lệ 1:650000 kết thể sở liệu rác thải sinh hoạt đồ Hình 3: Bản đồ chuyên đề quản lý CTRSH tỉnh Bình Phước 10 2.3.2 Tính tốn phát thải nhiễm khơng khí cho nguồn thải điểm khu cơng nghiệp a) Nồng độ cực đại Cơng thức tính tốn tải lượng: M = C x L Trong đó: C: Là nồng độ chất nhiễm L: Lưu lượng khí thải, m3/s L = 12,5 m3/s * Tính tốn tải lượng phát thải bụi: - Trước xử lý: Mtxl = - Sau xử lý: Msxl = 11510 x 12,5=143,87 (g/s) 1000 200 x 12,5=2,5 (g/s) 1000 * Tính tốn tải lượng phát thải SO2 : - Trước xử lý: Mtxl = - Sau xử lý: Msxl = 1398,9 x 12,5=17,49 (g/s) 1000 450 x 12,5=5,625 (g/s) 1000 Mô cho thấy khoảng cách 1000 km cách chân ống khói nồng độ chất nhiễm khơng khí đạt cực đại  Đối với bụi:  Các bước xây dựng mơ hình lan truyền phát thải bụi trước xử lý: 11  Mô lan truyền phát thải bụi trước xử lý: Hình Mơ hình lan truyền phát tán bụi trước xử lý  Các bước xây dựng mơ hình lan truyền phát thải bụi sau xử lý: 12  Mô lan truyền phát thải bụi sau xử lý: Hình Mơ hình lan truyền phát tán bụi sau xử lý  Đối với SO2: - Trước xử lý:  Các bước xây dựng mơ hình lan truyền phát thải SO2 trước xử lý: 13  Mô lan truyền phát thải SO2 trước xử lý: Hình Mơ hình lan truyền phát tán SO2 trước xử lý - Sau xử lý:  Các bước xây dựng mơ hình lan truyền phát thải SO2 sau xử lý: 14  Mơ hình lan truyền phát thải SO2 sau xử lý Hình Mơ hình lan truyền phát tán SO2 sau xử lý b) Giá trị nồng độ chất ô nhiễm Giá trị nồng đồ chất ô nhiễm đưa bảng đây, nồng độ trung bình 1h nồng độ bình qn suốt giai đoạn tính tốn Bảng 3: Kết tính tốn nồng độ phát thải mặt đất trung bình 1h 24h Phát thải TB 1h mùa Đông TB 1h mù a Hè TB TB 24h 24h mùa mùa Hè Đông QCVN 05:2013/BTNM T QCVN 05:2013/BTNMT TB 24h TB 1h Phát thải SO2 (µg/m3) – trước xử lý 148 78 78 41,4 350 125 Phát thải 47 25 25 13 350 125 15 SO2 (µg/m3) – sau xử lý Phát tán Bụi trước xử lý (µg/m3) 1210 644 645 341 - 150 Phát tán Bụi sau xử lý(µg/m3) 21 11 11 5,9 - 150 Kết luận Sau q trình nghiên cứu, tính toán hệ thống quản lý chất thải rắn sinh hoạt địa bàn tỉnh Bình Phước tơi rút kết luận sau: Vấn đề CTR sinh hoạt tỉnh Bình Phước lớn, nên có phương án thu gom, vận chuyển xử lý cho thu gom, vận chuyển tối đa lượng chất thải rắn phát sinh Từ đó, tơi đề xuất tính tốn phương án thu gom chất thải rắn sinh hoạt địa bàn tỉnh Bình Phước cụ thể: Tiến hành thu gom chất thải rắn không phân loại xe đẩy tay 500 lít với 420 xe sử dụng xe ép rác 15 m tương ứng với 10 xe để thu gom Kết tính tốn, chạy mơ hình phát thải nhiễm khơng khí khu công nghiệp Minh Thành thực cho chất ô nhiễm bụi SO2 với kịch khác nhau: trước xử lý sau xử lý Vì vậy, việc “Ứng dụng công cụ lập đồ thiết kế hệ thống thu gom chất thải rắn mơ hình hóa chất nhiễm mơi trường khơng khí cho khu vực tỉnh Bình Phước” vơ quan trọng có ý nghĩa thực tiễn to lớn mơi trường tỉnh nói riêng Việt Nam nói chung 16 17 ... lớn hợp tác xã, tổ, đội tự quản thu gom đảm nhiệm với chi phí thu gom thỏa thu? ??n mức thấp, khoảng 10.000-20.000 đồng/hộ/tháng Số tiền chi trả phần cho hoạt động thu gom chất thải, khơng đủ để chi... hoạt thu gom ngày đạt 100% địa bàn tỉnh Xây dựng kế hoạch bảo vệ môi trường làng nghề; xây dựng phương án thu gom, xử lý bao bì thu? ??c bảo vệ thực vật; tuyên truyền vận động nhân dân thu gom rác... thành lập đội thu gom rác thải hống kê cho thấy, lượng chất thải rắn sinh hoạt phát sinh địa bàn tỉnh năm 2020 khu vực đô thị 64.724,4 khu vực nông thôn 118.040,4 Tuy nhiên, việc thu gom, vận chuyển