Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trong điểm tại việt nam

BTNMT
VKTTVMT

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ MÔI TRƯỜNG
5/62 Nguyễn Chí Thanh, Đống Đa, Hà Nội
********





BÁO CÁO
TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ



ĐỀ TÀI:
XÂY DỰNG BẢN TIN DỰ BÁO CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ
CHO CÁC VÙNG KINH TẾ TRỌNG ĐIỂM TẠI VIỆT NAM



Chủ nhiệm Đề tài: TS. Dương Hồng Sơn

7429
25/6/2009



HÀ NỘI, 08-2008


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
VIỆN KHOA HỌC KHÍ TƯỢNG THỦY VĂN VÀ MÔI TRƯỜNG
5/62 Nguyễn Chí Thanh, Đống Đa, Hà Nội
********


BÁO CÁO
TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP BỘ

ĐỀ TÀI:
XÂY DỰNG BẢN TIN DỰ BÁO CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ
CHO CÁC VÙNG KINH TẾ TRỌNG ĐIỂM TẠI VIỆT NAM

Chỉ số đăng ký:
Chỉ số phân loại:

Chỉ số lưu trữ:
Cộng tác viên chính:
CN. Trương Anh Sơn Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường
CN. Phạm Văn Sỹ Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường
ThS. Phan Ban Mai Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường
ThS. Trần Thị Diệu Hằng Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường
CN. Nguyễn Hằ
ng Nga Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường
CN. Đoàn Mạnh Hùng Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường

ngày…tháng…năm 2008 ngày…tháng…năm2008 ngày…tháng…năm2008
CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI




TS. Dương Hồng Sơn
ĐƠN VỊ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI





CƠ QUAN CHỦ TRÌ ĐỀ TÀI


Hà Nội, ngày…tháng…năm… Hà Nội, ngày…tháng…năm…
HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ CHÍNH THỨC
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

CƠ QUAN QUẢN LÝ ĐỀ TÀI
TL. BỘ TRƯỞNG
KT. VỤ TRƯỞNG
VỤ KHOA HỌC - CÔNG NGHỆ
PHÓ VỤ TRƯỞNG





Nguyễn Lê Tâm
HÀ NỘI, 08-2008

Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường i
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG I TỔNG QUAN 3
I.1 TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ NƯỚC NGOÀI 3
I.1.1 Tình hình nghiên cứu ở ngoài nước 3
I.1.2 Tình hình nghiên cứu ở trong nước 8
I.2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 9
CHƯƠNG II CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ VIỆT NAM VÀ CÁC YẾU TỐ TÁC
ĐỘNG 11
II.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI CỦA VIỆT NAM 11
II.1.1 Điều kiện tự nhiên 11
II.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 13
II.2 ÁP LỰC CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ DO PHÁT TRIỂN KINH TẾ 15
II.2.1 Đô thị hóa và sự gia tăng dân số 16
II.2.2 Các hoạt động sản xuất công nghiệp 17

II.2.3 Các hoạt động giao thông vận tải 17
II.3 HIỆN TRẠNG Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ 18
II.3.1 Nguồn tự nhiên 19
II.3.2 Nguồn nhân tạo 19
II.4 DỰ BÁO TẢI LƯỢNG CÁC CHẤT Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ NĂM 2010 VÀ 2020.25
II.4.1 Tải lượng các chất ô nhiễm do giao thông 25
II.4.2 Tải lượng các chất ô nhiễm do hoạt động công nghiệp 27
II.4.3 Tải lượng các chất ô nhiễm do hoạt động sinh hoạt 28
CHƯƠNG III PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN 31
III.1 HỆ THỐNG MÔ HÌNH 31
III.1.1 Hệ thống mô hình khí tượng – mô hình WRF 32
III.1.2 Hệ thống mô hình phát thải - SMOKE 38
III.1.3 Hệ thống mô hình lan truyên ô nhiễm 44
III.2 CƠ SỞ DỮ LIỆU 52
III.2.1 Cơ sở dữ liệu nguồn giao thông 52
III.2.2 Cơ sở dữ liệu nguồn điểm 65
III.2.3 Cơ sở dữ liệu nguồn diện 66
III.2.4 Cơ sở dữ liệu nguồn sinh học 67
III.3 XÂY DỰNG BẢN TIN 71
III.3.1 Ô nhiễm không khí và tác hại của chúng 71
III.3.2 Chỉ số chất lượng không khí - AQI 73
III.3.3 Bản tin dự báo chất lượng không khí 76
CHƯƠNG IVKIỂM ĐỊNH KẾT QUẢ 78
IV.1 DỰ BÁO THỜI TIẾT 78
IV.1.1 Miền dự báo 78
IV.1.2 Phát triển các chương trình xử lí kết quả 79
Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường ii
IV.1.3 Kết quả dự báo và kiểm nghiệm mô hình WRF 79
IV.1.4 Kết Luận 94

IV.2 KIỂM KÊ PHÁT THẢI 95
IV.2.1 Kiểm kê phát thải giao thông 96
IV.2.2 Kiểm kê phát thải nguồn diện 104
IV.2.3 Kiểm kê phát thải nguồn điểm 113
IV.3 DỰ BÁO CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ 117
IV.3.1 Số liệu đầu vào 117
IV.3.2 Kết quả dự báo và kiểm nghiệm mô hình MCAQ 118
IV.3.3 Kết quả dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm 129
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 135
TÀI LIỆU THAM KHẢO 137
Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường iii
MỤC LỤC HÌNH
Hình I-1 Trang web dự báo chất lượng không khí hàng ngày của Mỹ 3
Hình I-2 Trang web dự báo chất lượng không khí hàng ngày của Anh 4
Hình I-3 Trang web dự báo chất lượng không khí hàng ngày của Úc 4
Hình I-4 Ảnh vệ tinh cho thấy ảnh hưởng bụi khí quyển của Trung Quốc ảnh hưởng tới
Việt Nam và lan truyền sang Bắc Mỹ trong vòng 7 ngày. 7
Hình II-1 Đối tượng của các mô hình hoá khí quyển 15
Hình II-2 Diễn biến nồng độ bụi trung bình 24 giờ tại nút giao thông Kim Liên - Giải Phóng
từ năm 2002 – 2006 [3] 22
Hình II-3 Diễn biến nồng độ bụi trung bình năm trong không khí ven đường tại các trục
giao thông Tp. Hồ Chí Minh từ năm 2000 – 2006 [2] 22
Hình II-4 Diện tích nhà ở xây dựng mới của Hà Nội qua các năm [5] 23
Hình II-5 Nồng độ TSP trên các tuyến nội đô năm 2004 và 2020 26
Hình II-6 Nồng độ CO trên các tuyến đường nội đô năm 2004 và 2020 26
Hình II-7 Dự báo tải lượng Bụi trong không khí ven đường tại Tp.HCM 26
Hình II-8 Dự báo tải lượng CO tại Tp.HCM 27
Hình II-9 Dự báo dân số TP. Hồ Chí Minh phân theo khu vực thành thị và nông thôn vào
năm 2010 và 2020 [1] 29

Hình II-10 Dự báo lượng thải CO
2
(Hình trên) và SO
2
(Hình dưới) từ nguồn sinh hoạt của
TP. Hồ Chí Minh vào năm 2010 và 2020 [1] 30
Hình II-11 Dự báo tải lượng bụi (TSP) phát sinh do các hoạt động sinh hoạt tại Tp. Hồ Chí
Minh đến năm 2010 [2] 30
Hình III-1 Hợp tác nghiên cứu Dự báo chất lượng không khí tại Mỹ 31
Hình III-2 Mối quan hệ các mô hình khí tượng (WRF, MM5), mô hình phát thải (SMOKE)
và mô hình lan truyền (CMAQ) 32
Hình III-3 Mối quan hệ dữ liệu của SMOKE 39
Hình III-5 Hệ thông mã phân chia các loại nguồn điểm, nguồn diện và nguồn di động 39
Hình III-6 Các bước xử lý nguồn diện 40
Hình III-7 Các bước xử lý nguồn di động bằng phương pháp VMT cho năm cơ sở 41
Hình III-8 Các bước xử lý nguồn điểm theo cách của CMAQ cho năm cơ sở 42
Hình III-9 Các bước xử lý nguồn sinh học và các file trung gian 44
Hình III-10 Quan hệ giữa hệ thống mô hình CMAQ với các mô hình phát thải 45
và khí tượng 45
Hình III-11 Hệ thống CMAQ 48
Hình III-12 Hệ thống mã (SCCs) cho nguồn đường 52
Hình III-13 Bản đồ phân loại cấp đường của Việt Nam 53
Hình III-14 Một số hình ảnh trong đợt khảo sát 54
Hình III-15 Lưu lượng xe tại Giảng Võ 54
Hình III-16 Lưu lượng xe tại dường Ngọc Khánh 55
Hình III-17 Biến trình lưu lượng xe tại đường Đại Cổ Việt 55
Hình III-18 Biến trình lưu lượng xe tại Quốc lộ 1, Văn Điển 55
Hình III-19 Vị trí các điểm khảo sát, điều tra lưu lượng giao thông, Vĩnh Phúc 56
Hình III-20 Biến trình lưu luợng xe tại vị trí 1 (Tam Dương), Vĩnh Phúc 56
Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam

Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường iv
Hình III-21 Biến trình lưu lượng xe tại vị trí 2 (tỉnh lộ 305), Vĩnh Phúc 57
Hình III-22 Biến trình lưu lượng xe tại vị trí 3 (quốc lộ 2), Vĩnh Phúc 57
Hình III-23 Biến trình lưu lượng xe tại vị trí 4 (xã lộ), Vĩnh Phúc 57
Hình III-24 Vị trí các điểm khảo sát, điều tra lưu lượng giao thông, Đà Nẵng 58
Hình III-25 Biến trình lưu lượng xe tại vị trí 1 (tỉnh lộ 604), Đà Nẵng 58
Hình III-26 Biến trình lưu lượng xe tại vị trí 2 (quốc lộ 14B), Đà Nẵng 59
Hình III-27 Biến trình lưu lượng xe tại vị trí 3 (tỉnh lộ 605), Đà Nẵng 59
Hình III-28 Biến trình lưu lượng xe tại vị trí 4 (quốc lộ 1), Đà Nẵng 59
Hình III-29 Vị trí các điểm khảo sát, điều tra lưu lượng giao thông, Hồ Chí Minh 60
Hình III-30 Lưu lượng xe tại vị trí 1 (đường Phan Đình Phùng), Hồ Chí Minh 60
Hình III-31 Lưu lượng xe tại vị trí 2 (đường 79), Hồ Chí Minh 61
Hình III-32 Lưu lượng xe tại vị trí 3 (tỉnh lộ 14), Hồ Chí Minh 61
Hình III-33 Lưu lượng xe tại vị trí 4 (quốc lộ 1), Hồ Chí Minh 61
Hình III-34 Vị trí các điểm khảo sát, điều tra lưu lượng giao thông, Bình Dương 62
Hình III-35 Lưu lượng xe tại vị trí 1 (quốc lộ 14), Bình Phước 62
Hình III-36 Lưu lượng xe tại vị trí 2 (tỉnh lộ 741), Bình Phước 63
Hình III-37 Lưu lượng xe tại vị trí 3 (quốc lộ 741), Bình Phước 63
Hình III-38 Hệ thống điều tra số lượng và tốc độ của phương tiện bằng sóng siêu âm và từ
tính trái đất 64
Hình III-39 Vị trí các khu công nghiệp của 3 vùng KTTĐ, Việt Nam 66
Hình III-40 Bản đồ lớp phủ Việt nam năm 2002 – kết quả phân loại tư liệu 69
MODIS đa thời gian 69
Hình IV-1: Miền tính của mô hình dược sử dụng trong đề tài 78
Hình IV-2: Bản đồ dự báo (hình trái) và quan trắc (hình phải) lượng mưa tích lũy 82
(tương ứng từ trên xuống dưới) trong khoảng thời 6 giờ, 12 giờ từ ngày 8/10/2005) 82
Hình IV-3: Bản đồ dự báo (hình trái) và quan trắc (hình phải) lượng mưa tích lũy 83
(tương ứng từ trên xuống dưới) trong khoảng thời 18 giờ, 24 giờ từ ngày 8/10/2005) 83
Hình IV-4 Chỉ số CSI của các ngưỡng mưa ứng với lượng mưa tích lũy 6 giờ, 12 giờ, 18 giờ
và 24 giờ 85

Hình IV-5 Chỉ số POD của các ngưỡng mưa ứng với lượng mưa tích lũy 6 giờ, 12 giờ, 18
giờ và 24 giờ 85
Hình IV-6 Chỉ số FAR của các ngưỡng mưa ứng với lượng mưa tích lũy 6 giờ, 12 giờ, 18
giờ và 24 giờ 86
Hình IV-7 Chỉ số PEC của các ngưỡng mưa ứng với lượng mưa tích lũy 6 giờ, 12 giờ, 18
giờ và 24 giờ 86
Hình IV-8 Chỉ số sai số (BE bên trái) và chỉ số sai số bình phương trung bình (RMSE bên
phai) đối với độ ẩm 88
Hình IV-9 Bản đồ dự báo (hình trái) và quan trắc (hình phải) độ ẩm (tương ứng từ trên
xuống dưới) trong khoảng thời gian 6 giờ, 12giờ từ ngày 8/10/2005 89
Hình IV-10 Bản đồ dự báo (hình trái) và quan trắc (hình phải) độ ẩm (tương ứng từ trên
xuống dưới) trong khoảng thời gian 18 giờ và 24 giờ từ ngày 8/10/2005 90
Hình IV-11 Chỉ số sai số (BE bên trái) và chỉ số sai số bình phương trung bình (RMSE bên
phai) đối với nhiệt độ 91
Hình IV-12 Bản đồ dự báo (hình trái) và quan trắc (hình phải) nhiệt độ (tương ứng từ trên
xuống dưới) là ) trong khoảng thời gian 6 giờ và 12giờ từ ngày 8/10/2005 92
Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường v
Hình IV-13 Bản đồ dự báo (hình trái) và quan trắc (hình phải) độ ẩm (tương ứng từ trên
xuống dưới) trong khoảng thời gian 18 giờ và 24 giờ từ ngày 8/10/2005 93
Hình IV-14 Phân bô phát thải CO giao thông theo không gian (hình a) và Biến trình phát
thải CO theo Thời gian (hình b), ngày 11/7/2008 97
Hình IV-15 Phân bố phát thải SO
2
giao thông theo không gian (hình b) và Biến trình phát
thải SO
2
thời gian (hình a), ngày 11/7/2008 98
Hình IV-16 Phân bố phát thải CO của nguồn Diện theo không gian ngày 11/7/2008 105
Hình IV-17 Phân bố phát thải Bụi của nguồn Diện theo không gian ngày 11/7/2008 106

Hình IV-18 Phân bố phát thải CO của nguồn điểm theo không gian tại vùng KTTĐ Miền
Bắc (hình a) và KTTĐ Miền Nam (hình b) ngày 11/7/2008 114
Hình IV-19 Phân bố phát thải NOx của nguồn điểm theo không gian tại vùng KTTĐ Bắc
Bộ (hình a) và KTTĐ Trung Bộ (hình b) 115
Hình IV-20 So sánh nồng độ SO
2
(µg/m3) với số liệu thực đo tại trạm Láng 123
Hình IV-21 Kết quả so sánh nồng độ SO2 (µg/m3) với số liệu thực đo tại trạm Đà Nẵng124
Hình IV-22 Kết quả so sánh nồng độ SO
2
(µg/m3) với số liệu thực đo tại trạm Nhà Bè 124
Hình IV-23 Kết quả so sánh nồng độ NO
2
(µg/m3) với số liệu thực đo tại trạm Láng 125
Hình IV-24 Kết quả so sánh nồng độ CO (µg/m3) với số liệu thực đo tại trạm Láng 126
Hình IV-25 Kết quả so sánh nồng độ CO (µg/m3) với số liệu thực đo tại trạm Đà Nẵng.126
Hình IV-26 Kết quả so sánh nồng độ CO (µg/m3) với số liệu thực đo tại trạm Nhà Bè 127
Hình IV-27 Kết quả so sánh nồng độ O3 (µg/m3) với số liệu thực đo tại trạm Láng 127
Hình IV-28 Mối quan hệ giữa số liệu tính toán và quan trắc (µg/m
3
) 128
Hình IV-29 Phân bố nồng độ CO theo không gian vào ngày 7/7/2008 129
Hình IV-30 Phân bố nồng độ NO
2
theo không gian vào ngày 7/7/2008 130
Hình IV-31 Phân bố nồng độ SO
2
theo không gian vào ngày 7/7/2008 132
Hình IV-32 Phân bố nồng độ O
3

theo không gian vào ngày 7/7/2008 133
Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường vi
MỤC LỤC BẢNG
Bảng II-1 Ước tính tải lượng các chất ô nhiễm không khí từ các nguồn phát thải chính 19
của Việt Nam, 2005 [1] 19
Bảng II-2 Ước tính tải lượng các chất ô nhiễm không khí chủ yếu của một số cơ sở sản
xuất công nghiệp chính trên địa bàn Tp. Hải Phòng năm 2004 [1] 20
Bảng II-3 Nồng độ các khí độc trong trường hợp tắc nghẽn giao thông tại Hà Nội, 21
năm 2004 [8] 21
Bảng II-4 Lượng ô tô và xe máy ước tính đến năm 2010 và 2020 25
Bảng II-5 Giá trị công nghiệp phân theo nhóm ngành năm 2010 [7] 27
Bảng II-6 Dự báo các chất ô nhiễm phát thải khi đốt chát nhiên liệu trong ngành công
nhiệp của Hà Nội (tấn/năm)[1] 28
Bảng II-7 Số dân thành thị và nông thôn Hà Nội ước tính đến năm 2010 và 2020 (người)
28
Bảng II-8 Ước tính tải lượng các chất ô nhiễm không khí từ việc đun bếp than của hộ gia
đình các khu vực của Hà Nội (tấn/năm) [1] 28
Bảng III-1 Chú giải về các dạng lớp phủ Việt Nam theo hệ thống phân loại USGS dựa trên
kết quả phân loại từ dữ liệu ảnh MODIS cho năm 2002 70
Bảng III-2 Các cấp độ của chỉ số chất lượng không khí AQI 74
Bảng III-3. Các ngưỡng nồng độ tương đương với AQI (theo TCVN 2005) 76
Bảng IV-1 Kiểm kê phát thải nguồn giao thông cho các Quận, Huyện của 99
Việt Nam, 2007 99
Bảng IV-2 Kiểm kê phát nguồn diện cho các tỉnh của Việt Nam, 2007 107
Bảng IV-3 Kiểm kê phát thải nguồn điểm cho các Quận, Huyện của 116
Việt Nam, 2007 116
Bảng IV-4 Chỉ số đánh giá sai số thống kê cho nồng độ các chất ô nhiễm không khí từng
giờ 120
Bảng IV-5 Chỉ số đánh giá sai số dự báo chất lượng không khí giữa các mô hình sử dụng

trong MICS-ASIA và trong đề tài (pppv) 121
Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường vii
KÝ HIỆU và VIẾT TẮT
ADORC Trung tâm nghiên cứu lắng đọng axít
AQI Chỉ số chất lượng không khí
AQM Mô hình chất lượng không khí
BE Sai số độ lệch
BEIS Hệ thống kiểm kê phát thải sinh học
BIOME Mô hình phát thải sinh học
BVMT Bảo vệ Môi trường
CGREM Trung tâm Nghiên cứu Môi trường Khu vực và Toàn cầu
CMAQ Mô hình chất lượng không khí đa quy mô
CO Cacbon mônô - ôxit
CSI Chỉ số thành công
CRIEPI Viện nghiên cứu công nghiệp nhiệt điện quốc gia
CEREA Trung tâm Công nghệ và NC Môi trường Khí quyển
DBCLKK Dự báo chất lượng không khí
EGU Nhà máy phát điện
EPA Cục Bảo vệ Môi trường
EPS2 Hệ thống xử lý phát thải
FAR Tỷ lệ báo động sai
GDP Tổng sản phẩm quốc nội
GIS Hệ thống thông tin địa lý
KTTĐ Kinh tế trọng điểm
KCN Khu công nghiệp
KCX Khu chế xuất
KHCN&MT Khoa học Công nghệ và Môi trường
MATCH Mô hình lan truyền hoá học khí quyển đa quy mô
MOBILE6 Mô hình tính toán hệ số phát thải

MSSP Hệ thống mô hình cho các hạt aerosol
MODIS Ảnh viễn thám
NOAA Cục Khí quyển và Đại dương Quốc gia
NN&PTNT Nông nghiệp và phát triển nông thôn
PEC Phần trăm chính xác
POD Khả năng phát hiện sự cố
Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường viii
RAQM Mô hình chất lượng không khí khu vực
STEM Mô hình lan truyền sulfur Euler
SMOKE Mô hình kiểm kê phát thải
TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam
TCCP Tiêu chuẩn cho phép
TCKK Tiêu chuẩn chất lượng không khí
TN&MT Tài nguyên và Môi trường
USEPA Cục Bảo vệ môi trường Mĩ
UAM Mô hình không khí đô thị
WHO Tổ chức y tế thế giới
WRF Mô hình dự báo thời tiết
VMT Lượng xe chạy trên một quãng đường nhất định
MM5 Mô hình khí tượng quy mô vữa
TSP Bụi lở lửng tổng số
SCCs Hệ thống mã phân loại đường
VOCs Các chất hữu cơ dễ bay hơi
CCTM Mô hình chuyển tải hóa học trong CMAQ
MCIP Chương trình giao diện hóa - khí tượng
Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường 1
MỞ ĐẦU
Ô nhiễm môi trường đang là một vấn đề toàn cầu, được nhiều nước trên thế giới

quân tâm và lo ngại, đặc biệt là ô nhiễm không khí, ô nhiễm không khí không có biên
giới vì quy mô tác động của chúng đã vượt ra khỏi phạm vi kiểm soát của mỗi quốc
gia. Nhiều quốc gia kém hoặc đang phát triển đang phải gánh chịu những hậu quả của
các nước phát triển đem lại. hiện tượng mưa axit, hiệu ứng nhà kính, sự suy thoái tầng
ô zôn đang là vấn đề cấp bách, được đặt lên hàng đầu mà ô nhiễm không khí gây ra.
Hiện nay, chính phủ và nhiều tổ chức của các quốc gia đã và đang thảo luận và bàn
bạc để đưa ra những giải pháp nhằm giảm thiểu và kiểm soát lượng không khí thải vào
bầu khí quyển.
Ở nhiều nước trên thế giới, vấn đề ô nhiễm không khí đã được quan tâm từ rất
lâu, nhiều chương trình, dự án đã được triển khai để đánh giá chất lượng ô nhiễm
không khí, tìm ra các nguồn gây ô nhiễm cũng như những tác động vô hình mà nguy
hiểm đối với môi trường sống đặc biệt là sức khỏe con người thông qua việc thiết lập
các mạng lưới quan trắc, phát triển các hệ thống mô hình dự báo chất lượng không khí.
Ở Việt Nam, việc nghiên cứu môi trường nói chung và ô nhiễm không khí nói
riêng mới được triển khai trong vài thập kỷ gần đây. Nhiều chương trình, dự án nghiên
cứu và hệ thống các trạm quan trắc đã bước đầu đưa ra được những cơ sở khoa học
cũng như những thông tin đáng giá về hiện trạng chất lượng không khí tại Việt Nam.
Tuy nhiên, những thông tin đáng giá trên còn rất hạn chế trong việc phổ biến và chia
sẻ thông tin tới công chúng tới công chúng nói chung và các nhà khoa học nói riêng do
rất nhiều các nguyên nhân khác nhau.
Vùng kinh tế trọng điểm Bắc, Trung, Nam là ba đầu tàu về kinh tế, có ý nghĩa
chiến lược trong công cuộc phát triển đất nước, nơi đây tập trung phần lớn các công
trình trọng điểm, các cảng sông, biển, các sân bay và các khu công nghiệp lớn, tầm cỡ
phân bố đều tại các tỉnh trong vùng…, nên các hoạt động kinh tế nơi đây luôn diễn ra
nhộn nhịp và sôi động. Nhưng đồng nghĩa với sự phát triển nhanh về kinh tế, các khu
công nghiệp và tốc độ đô thị hóa đang ảnh hưởng lớn tới chất lượng không khí trong
vùng. Một số nghiên cứu gần đây đã cho thấy một số khu vực trong ba vùng đã bị ô
nhiễm nặng, một vài chất ô nhiễm đã vượt quá giới hạn tiêu chuẩn cho phép và chất
lượng không khí đang có biểu hiện suy giảm do nhiều nguyên nhân khác nhau, gây ra
những tác động tiêu cực đối với môi trường sống và đặc biệt là sức khỏe của người

dân trong vùng.
Với mong muốn tính toán phát thải, mô phỏng sự lan truyền của các chất ô
nhiễm từ các nguồn chính gây ô nhiễm (nguồn điểm, diện, giao thông và sinh học) dựa
trên phương pháp được kế thừa từ những nghiên cứu của NOAA, NCEP, NCAR (Mỹ)
cho ba vùng kinh tế trọng điểm. Công nghệ dự báo CLKK sẽ được áp dụng để đưa các
Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường 2
kết quả lên bản tin dự báo CLKK 72 giờ cho các đô thị nằm trong vùng nhằm giúp cho
người dân có được những thông tin cần thiết về tình hình chất lượng không khí trong
khu vực. Trong bối cảnh như vậy Đề tài “Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không
khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt nam” cấp Bộ đã được xây dựng và thực hiện
từ 5/2006 đến 5/2008.
Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường 3
Chương I TỔNG QUAN
I.1 TỔNG QUAN TÌNHHÌNH NGHIÊN CỨU TRONG NƯỚC VÀ NƯỚC NGOÀI
I.1.1 Tình hình nghiên cứu ở ngoài nước
1. Bản tin dự báo CLKK
a. DBCLKK tại Mỹ
Hình I-1 Trang web dự báo chất lượng không khí hàng ngày của Mỹ
Trang web AIRNOW (http:airnow.gov/) do Cục Bảo vệ Môi trường và Cục Khí
tượng và Đại dương Quốc gia (NOAA), các bang và các cơ quan liên quan của Mỹ xây
dựng để cộng đồng dễ dàng truy cập được các thông tin CLKK của quốc gia. Trang
web cung cấp các hiện trạng thời gian thực cũng như dự báo chỉ số CLKK (Air
Quality Index – AQI) cho hơn 300 thành phố trên lãnh thổ nước Mỹ. AQI là chỉ số cho
CLKK hàng ngày thể hiện mức độ trong lành của không khí và mức độ ảnh hưởng tới
sức khỏe khi con người hít thờ trong vòng một vài giờ hay một vài ngày. AQI dựa trên
5 chất quy định bởi Luật Khí Sạch: Ozon mặt đất, bụi, CO, SO2, NO2.
Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường 4

b. DBCLKK tại Anh
Hình I-2 Trang web dự báo chất lượng không khí hàng ngày của Anh
Tại Anh, dự báo ô nhiễm hàng ngày cho Ozon, NOx, SO2 đã được bắt đầu từ
1990. Từ tháng 11/1997, CO2 và bụi PM10 được thêm vào thông tin dự báo. Hiện nay,
đã có các dự báo riêng biệt về mức ô nhiễm cho nông thô, thành thị hay các xa lộ vì tại
mỗi thời điểm chúng có những mức độ ô nhiễm khác nhau. Thông tin dự báo được dựa
trên TV, đài, báo và Internet
( />c. DBCLKK tại Úc
Hình I-3 Trang web dự báo chất lượng không khí hàng ngày của Úc
Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường 5
Tại Úc, hệ thống DBCLKK (AAQFS) vào tháng 5/1988 nhằm mục đích trước
mắt là phát triển, hiệu chỉnh và đánh giá độ chính xác của dự báo số trị (24 – 36 giờ)
CLKK. Về lâu dài, hệ thống sẽ có khả năng dự báo các tham số ô nhiễm hoặc các chỉ
số liên quan tới sức khỏe của người dân cho các thành phố chính. Các mục tiêu cụ thể là:
- Đưa ra bản tin dự báo CLKK (24 – 36 giờ) hai lần trong ngày: 9 giờ sáng và 3
giờ chiều
- Dự báo NOx, Ozon, SO2, benzen, formaldehyde, và bụi PM10, PM2,5
- Độ phân dải của dự báo nhỏ để phân biệt sự khác nhau trong các quận của
thành phố
- Dự báo theo hai kịch bản: thông thường và phát thải sạch
d. DBCLKK tại Trung Quốc
Trung Quốc đã đưa ra thông báo CLKK hàng tuần từ năm 2000 và dự báo chất
lượng môi trường không khí hàng ngày từ 5/6/2001 cho 47 thành phố lớn. Thông tin
dự báo đưa trên TV các buổi tối bao gồm chỉ số ô nhiễm, các chất ô nhiễm và mức ô
nhiễm. Hiện nay, tất cả các thành phố chính trong 32 tỉnh và khu tự trị, các thành phố
ven biển và khu du lịch đang được giám sát chặt chẽ về môi trường. Các chương trình
này nhằm nâng cao nhận thức của người dân về bảo vệ môi trường.
e. DBCLKK tại Đài Loan
Hiện nay, Đài Loan đang phải đối mặt với các suy thoái môi trường do sự tác

động của nhiều yếu tố: mật độ dân số, phương tiện giao thông, nhà máy xí nghiệp
được xếp vào hàng cao nhất thế giới. Cục Bảo vệ Môi trường Đài Loan đã nghiên cứu,
cung cấp bản tin DBCLKK từ năm 1992 nhằm nâng cao nhận thức cộng đồng về
CLKK. Năm 1996 có bản tin dự báo M10,Ozon, chỉ số ô nhiễm. Bản tin DBCLKK
được phát báo hàng ngày từ năm 1997.
2. Những nghiên cứu ở khu vực Bắc Mỹ
Để giải quyết các vấn đề về ô nhiễm không khí cũng như chia sẻ và trao đổi
thông tin, Mỹ và Canada đã cùng nhau ký kết Thỏa thuận quản lý chất lượng không
khí (Air Quality Agreement) vào năm 1991. Trong khuôn khổ của Thỏa thuận này, Mỹ
và Canada cùng kiểm soát các nguồn mới hay sự thay đổi của các nguồn đang tồn tại
mà có khả năng gây ra ô nhiễm nghiêm trọng cho môi trường. Ngoài ra, họ cũng quan
tâm đến các nguồn có khả năng gây ra ô nhiễm xuyên biên giới. Một loạt các trạm
giám sát sự thay đổi chất lượng không khí cũng đã được lắp đặt dọc đường biên để
đánh giá, nhận định về chất lượng không khí trong khu vực hai nước.
3. Những nghiên cứu ở Châu Âu
Các nước trong liên minh Châu Âu là những quốc gia đều tiên trên thế giới ký
kết các công ước, các nghị định thư về ô nhiễm không khí và một chương trình giám
Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường 6
sát và đánh giá các chất ô nhiễm không khí có cự ly dài (EMEP) đã được thành lập.
Mục tiêu của chương trình này là: cung cấp cho các Chính phủ Châu Âu thông tin về
lắng đọng, nồng độ các chất ô nhiễm
Bằng cả phương pháp đo đạc và mô hình, trong các nghiên cứu năm 2003, các
nhà khoa học của EMEP đã chỉ ra rằng sự thay đổi của các yếu tố khí hậu có liên quan
chặt chẽ đến sự biến đổi về nồng độ của các chất trong khí quyển, ví dụ như tại một số
vùng Châu Âu như Pháp, bắc Tây Ban Nha, Thụy Sỹ và bắc Italia nhiệt độ mùa hè
năm 2003 đã tăng lên 4 độ so với năm 2002 kèm theo đó là lượng mưa giảm đi. Kết
quả là nồng độ của ozone và các hạt vô cơ thứ cấp đã tăng lên đáng kể, như ở Thụy Sỹ
nồng độ các hạt vô cơ thứ cấp đã tăng lên 60-80% so với năm trước.
Trong nghiên cứu của Hilde Fagerli (2003), tác giả đã sử dụng phương pháp mô

hình, cụ thể là mô hình EMEP Unified Model 2.0, để xác định xu hướng biến đổi của
SO2 và NOx tại các quốc gia Châu Âu. Giá trị nồng độ của SO2 và NOx tăng lên
trong những tháng mùa đông và giảm đi trong các tháng mùa hè, các giá trị này ở các
nước Đông Âu lớn hơn so với các nước Bắc Âu. Hay theo Svetlana Tsyro (2003), các
điều kiện địa hình ảnh hưởng đến nồng độ bụi dựa vào các phân tích hiện trạng ô
nhiễm không khí, đặc biệt tại Tây, Trung và Nam Âu. Dựa vào kết quả tính toán của
mô hình EMEP photo-oxidant model phiên bản 2.3, có một xu hướng biến đổi rõ ràng
của nồng độ ozone trong phạm vị hẹp, đặc biệt liên quan đến các nguồn đô thị và giao
thông phát thải nhiều chất NOx (David Simpson, Jan Eiof Jonson và Hilde Fagerli,
2003). Còn theo Leonor Tarrasonsón và các cộng sự (2003) thì sự vận chuyển các chất
ô nhiễm từ vùng này đến vùng khác, từ nước này đến nước khác phụ thuộc vào các
điều kiện khí tượng và có sự thay đổi đáng kể từ năm này qua năm khác. Tác giả đã
chỉ ra sự ảnh hưởng của điều kiện khí tượng đến sự tồn tại của các chất ô nhiễm trong
khí quyển, từ nguồn phát thải được vận chuyển vào không khí, biến đổi hóa học và rơi
xuống bởi mưa hoặc lắng đọng khô.
Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường 7
4. Những nghiên cứu ở Châu Á
Hình I-4 Ảnh vệ tinh cho thấy sụ biến đổi và lan truyền của bụi trong khu vực châu Á trong
vòng 7 ngày.
Nhật Bản là quốc gia có rất nhiều những nghiên cứu, đánh giá về vấn đề ô
nhiễm và lan truyền không khí. Trong nghiên cứu của Atsushi Ishii (2002) về Cơ sở
khoa học và chính sách về ô nhiễm không khí khu vực Đông Á, tác giả đã sử dụng
phương pháp mô hình (RAMS) để đánh giá và chỉ ra cơ chế vận chuyển, lan truyền
của SO2/SO4
2
.
Trong năm 2000, Ngân hàng Phát triển Châu Á ADB đã thực hiện một nghiên
cứu liên quan đến ô nhiễm không khí trong khu vực Đống bắc Á, nhằm hỗ trợ các
nước trong khu vực giải quyết vấn đề này. Nghiên cứu này đặc biệt chú ý đến nguồn

phát thải từ các nhà máy nhiệt điện sử dụng than đá.
Theo thống kê, Trung Quốc là quốc gia khai thác và sử dụng nhiều than nhất
trên thế giới. Hậu quả là, vấn đề ô nhiễm không khí ngày càng gia tăng về quy mô và
mức độ. Không chỉ Trung Quốc phải hứng chịu bầu không khí ô nhiễm do các quá
trình đốt loại nhiên liệu hóa thạch này mà cả các nước lân cận cũng bị ảnh hưởng.
Trong một nghiên cứu của L.Y.Chan và C.Y.Chan (2005) về các chất ô nhiễm và
ozone tầng đối lưu ở Trung Quốc, tác giả đã xác định sự phân bố của ozone theo chiều
thẳng đứng trong khí quyển để hiểu được bản chất của quá trình, từ đó đưa ra biện
Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường 8
pháp kiểm soát hiệu quả đổi với ô nhiễm ozone. Bên cạnh đó, quá trình lan truyền các
chất ô nhiễm, sự phát thải vào tầng đối lưu, các quá trình hóa học cũng được nghiên cứu.
Trong một nghiên cứu khác của nhóm tác giả David D. Cohen, David Garton,
Tao Wang, Jiyoung Kim và nnk (2002) về các đặc trưng của ô nhiễm bụi PM2,5 và
PM10 tại một số nước Châu Á, trong đó có Việt Nam, các khu vực lân cận Tây Bắc
Trung Quốc và sa mạc Gobi bị ảnh hưởng rất nhiều. Nồng độ bụi PM 2,5 đặc biệt cao
vào các tháng 4, 9, 10.
I.1.2 Tình hình nghiên cứu ở trong nước
Việt Nam đã có nhiều nghiên cứu về ô nhiễm không khí song nghiên cứu nhằm
mục địch dự báo chất lượng không khí còn chưa có do những khó khăn chưa giải
quyết được về mặt kỹ thuật.
- Dự án nâng cao chất lượng không khí tại các nước đang phát triển Châu Á
(AIRPET)" do trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên chủ trì. Đề tài này đã
nghiên cứa đến việc xác định mức độ đóng góp ô nhiễm của các nguồn thải
nhưng chưa làm rõ được cơ chế lan truyền.
- Đề tài nghiên cứu độc lập cấp Nhà nước, 2000 - 2002 của TS. Nguyễn Hồng
khánh "Nghiên cứu, đánh giá hiện trạng dự báo xu thế diễn biến và đề xuất các
giải pháp kiểm soát mưa axit ở miền Bắc Việt Nam". Công trình nghiên cứu
khoa học này đã đi sâu tìm hiểu nguyên nhân, nguồn gốc gây mưa axit. Chưa đi
sâu vào việc đánh giá mức độ ảnh hưởng và tần suất do ô nhiễm xuyên biên giới

gây ra;
- Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt nhân sử dụng Mô hình tiếp nhận PMF để nghiên
cứu phân bố bụi mịn và thô trong khối không khí ảnh hưởng đến các điều kiện
gió mùa ở Hà Nội, Bắc Việt Nam. Kết quả nghiên cứu đã đề cập đến các vấn đề
các mẫu bụi ô nhiễm trong môi trường không khí. Các mẫu PM10 mịn và thô
thu thập ở Hà Nội từ năm 1991 đến 2001 được phân tích về bụi than (BC) và
ion hoà tan trong nước (WSI) và dữ liệu đo không được tổng hợp theo 3 loại
hướng đi ngược lại là (1) về phía Bắc, bao trùm nội địa Trung Quốc, (2) Đông
Bắc, bao trùm Biển Đông, (3) Tây Nam, bao trùm bán đảo Đông Dương. Hướng
thứ nhất phổ biến trong tháng 9/10 đến tháng 12, Hướng 2 phổ biến trong tháng
2, 3 đến tháng 4 và hướng 3 phổ biến vào tháng 5 đến tháng 8. Mô hình tiếp
nhận nguồn được thực hiện cho mỗi loại hướng đi riêng lẻ mà đang sử dụng
phương pháp kỹ thuật PMF ( Positive Matrix Factorization). Sáu hoặc bảy
nguồn được phát tán từ mỗi loại hướng đi bao gồm bụi đất, nguồn phát thải sơ
cấp và thứ cấp từ các nguồn đốt cháy cục bộ (LB), bụi đường, muối biển và bụi
do các phương tiện vận chuyển đường dài.
- Đề tài “ Áp dụng mô hình toán nghiên cứu chất lượng không khí vùng Đồng
bằng sông Hồng” (PGS.TS.Trần Thục, 1999, Viện Khoa học Khí tượng Thủy
Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường 9
văn và Môi trường). Đã đưa ra được bức tranh tổng quan cũng như cơ chế lan
truyền ô nhiễm của các chất ô nhiễm thoát ra từ ống khói của các nhà máy trong
vùng Đồng bằng sông Hồng cho hai mùa khô và mùa mưa.
- Đề tài "Nghiên cứu thử nghiệm dự báo thời hạn ngắn CLKK vùng Đồng Bằng
Bắc Bộ” do Viện Khí tượng Thuỷ văn thực hiện trong giai đoạn 2002-2005 kết
hợp mô hình dự báo thời tiết với mô hình lan truyền ô nhiễm. Kết quả của để tài
nghiên cứu cho thấy: Việc xây dựng quy trình DBCLKH cho toàn Việt Nam là
khả thi (đã áp dụng cho vùng Đồng Bằng Bắc Bộ); Sai số giữa các kết quả dự
báo và số liệu thu thập từ các trạm tự động (hệ số tương quan khoảng 0.5) lớn
hơn so với các nghiên cứu tương tự tại Mỹ (hệ số tương quan khoảng 0.62); Các

CSDL kiểm kê phát thải cho châu Á hoặc Đông Á chỉ phù hợp cho các nghiên
cứu lan truyền ô nhiễm quy mô khu vực hoặc toàn cầu; Việc xây dựng bản tin
dự báo cho các độ thị của Việt Nam cần có CSDL kiểm kê phát thải không khí
từ các nguồn nhân tạo và tự nhiên. Tuy nhiên, nghiên cứu này chưa xem xét tới
ảnh hưởng của các quá trình lan truyền xuyên biên giới tới kết quả dự báo (đây
là điều kiện biên giúp cho các mô hình dự báo chất lượng không khí có được
kết quả tốt hơn).
- Đề tài Khoa học và Công nghệ cấp thành phố, Sở Khoa học và Công nghệ Hà
Nội do PGS. TS. Hoàng Xuân Cơ làm chủ nhiệm, 2004 “ Nghiên cứu hiện trạng
ô nhiễm bụi ở thành phố Hà Nội và dề xuất các giải pháp khắc phục” đã khái
quát tương đối đầy đủ các kết quả nghiên cứu bụi ở Hà Nội, từ đó khẳng định ô
nhiễm bụi đã xẩy ra ở mức độ nghiêm trọng trên diện rộng thuộc địa bàn Hà
Nội, Kết quả của đề tài cũng đã nêu ra các kế hoạch giảm thiều bụi đến năm
2010, trên cơ sở xem xét đến các dự án trước mắt mang tính cục bộ và các dự
án mang tính chiến lược và lâu dài.
- Chuyên đề “ Kiểm kê phát thải thí điểm ở Hà Nội” thuộc hợp phần của chương
trình không khí sạch Việt Nam – Thụy Sỹ do Trung tâm quan trắc và phân tích
tài nguyên môi trường Hà Nội kết hợp với trung tâm Nghiên cứu Quan trắc và
Mô hình hóa Môi trường thực hiện 3/2008. Chuyên để đã tiến hành kiểm kê
phát thải và xây dựng quy trình quản lý dữ liệu (HEIDARS) một cách chi tiết
cho các nguồn phát thải chính ở Quận Thanh Xuân: nguồn diện (đun nấu của
các hộ dân cư, hoạt động xây dựng); nguồn điểm (các nhà máy, xí nghiệp) và
nguồn giao thông.
I.2 MỤC TIÊU, NỘI DUNG, PHƯƠNGPHÁPVÀ PHẠM VI NGHIÊNCỨU
Mục tiêu của đề tài:
1. Xây dựng CSDL kiểm kê phát thải không khí cho ba vùng kinh tế trọng điểm
của Việt Nam theo chuẩn của Cục Bảo vệ Môi trường Mỹ.
Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường 10
2. Tính toán phát thải điểm, diện, giao thông và sinh học có độ phân dải ngang

6km x 6km
3. Sử dụng công nghệ dự báo CLKK để ra bản tin dự báo CLKK 72 giờ cho các
đô thị (thành phố, thị xã) nằm trong vùng kinh tế trọng điểm.
Nội dung nghiên cứu chính của đề tài bao gồm:
1. Thu thập các thông tin, xử lý số liệu vào máy tính,…
 Thu thập số liệu sử dụng đất và lớp phủ thực vật toàn quốc
 Thu thập và đo đạc số liệu phục vụ nghiên cứu phát thải giao thông
 Thu thập và đo đạc số liệu phục vụ nghiên cứu phát thải điểm.
2. Hoạt động nghiên cứu
 Nghiên cứu phát thải sinh học
 Nghiên cứu phát thải giao thông
 Nghiên cứu phát thải nguồn điểm
 Nghiên cứu phát thải sinh học nguồn vùng
 Nghiên cứu xây dựng các file đặc trưng các loại phát thải
 Dự báo cho các đô thị tại các vùng KTTĐ bằng công nghệ đã thử
nghiệm thành công
3. Xây dựng trang web để cung cấp bản tin
 Kiến trúc kỹ thuật
 Thiết kế tổng thể
 Thiết kế chi tiết, lập trình
 Lập tài liệu
 Kiểm tra
 Chuyển giao
Phương pháp nghiên cứu:
 Mô hình: Đây là phương pháp chính được sử dụng trong nghiên cứu.
Các mã nguồn kế thừa từ công trình nghiên cứu của NOAA, NCEP,
NCAR (Mỹ) được xây dựng mới và được hợp nhất để chạy trên hệ
điều hành LINUX cho PC và PC Cluster
 Thống kê: được sử dụng để tìm ra quy luật phân bố lượng phát thải
chất ô nhiễm không khí ở các đô thị cũng như so sánh kết quả dự báo

và thực đo.
Phạm vi nghiên cứu: Khu vực ba vùng kinh tế trọng điểm Bắc, Trung, Nam
Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường 11
Chương II CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ VIỆT NAM VÀ
CÁC YẾU TỐ TÁC ĐỘNG
II.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀKINHTẾ XÃ HỘI CỦA VIỆT NAM
II.1.1 Điều kiện tự nhiên
Vị trí địa lý và địa hình
Việt Nam là quốc gia nằm trên bán đảo Đông Dương từ vĩ tuyến 8
0
27
’
đến
23
0
15
’
Bắc và từ kinh độ 100 đến 120 Đông, có diện tích 329.600 km2 đất liền, có
đường biên giới trên đất liền dài 4.550 km tiếp giáp với Trung Quốc ở phía Bắc, với
Thái Lan ở phía Tây Nam, biên giới với Lào và Căm-pu-chia ở phía Tây và phía Đông
giáp biển Đông.
Dải đất liền Việt Nam có hình chữ S trải dài khoảng 1.665 km theo hướng Bắc-
Nam từ Lũng Cú (Hà Giang) đến mũi Cà Mau (Cà Mau), với đặc điểm hai đầu phình
ra (Bắc Bộ và Nam Bộ) ở giữa thu hẹp và kéo dài đến Trung Bộ nơi hẹp nhất chỉ rộng
gần 50 km (Quảng Bình). Địa hình miền Bắc tương đối phức tạp. Rừng núi trải dài từ
biên giới Việt Trung cho đến tây Thanh Hóa với nhiều núi cao như Phanxipăng
(3.142m), nhiều khu rừng nhiệt đới, và nhiều dãy núi đá vôi như Cao Bằng, Bắc Sơn,
Hòa Bình, Ninh Bình, Phong Nha - Kẻ Bàng với hàng loạt hang động, mái đá. Cùng
với nhiều loại thực vật khác nhau, rừng Việt Nam còn có hàng trăm giống thú vật quý

hiếm; nhiều loại đá, quặng, tạo điều kiện đặc biệt thuận lợi cho sự sinh sống và phát
triển con người. Địa hình Trung Bộ với dải Trường Sơn trải dọc phía tây về giải đồng
bằng hẹp ven biển. Vùng đất đỏ Tây Nguyên, vùng ven biển Trung bộ và cực nam
Trung bộ, nơi cư trú của đồng bào nhiều dân tộc trong đại gia đình dân tộc Việt Nam
là khu vực nông nghiệp trù phú. Địa hình Nam Bộ bằng phẳng, thoải dần từ đông sang
tây là vựa lúa của cả nước, hàng năm đang tiếp tục lấn ra biển hàng trăm mét.
Việt Nam có nhiều sông ngòi. Hai con sông lớn Hồng Hà và Cửu Long bắt
nguồn từ cao nguyên Vân Nam (Trung Quốc) bồi đắp lên hai châu thổ lớn là đồng
bằng Bắc Bộ và đồng bằng sông Cửu Long. Việt Nam còn có hệ thống sông ngòi phân
bổ đều khắp từ bắc tới nam với lưu vực lớn, nguồn thuỷ sản phong phú, tiềm năng
thuỷ điện dồi dào thuận lợi cho phát triển nông nghiệp và tụ cư của con người, hình
thành nền văn minh lúa nước lâu đời của người Việt bản địa.
Việt Nam có khoảng 3.200 km bờ biển, 700.000 km2 thềm lục địa với nhiều
đảo, quần đảo như: Hoàng Sa, Trường Sa, Phú Quốc, Côn Sơn. Biển Đông là một phần
của Thái Bình Dương với diện tích 3.447.000 km2, là biển lớn hàng thứ ba trong số
các biển có trên bề mặt Trái Đất. Bờ phía bắc và phía tây của Biển Đông bao gồm: một
phần lãnh thổ phía nam Trung Quốc, Việt Nam, Campuchia, Thái Lan, Malaixia,
Inđônêxia. Bờ phía đông là vòng cung đảo kéo đài từ Đài Loan qua quần đảo Philippin
đến Calimantan, khiến cho Biển Đông gần như khép kín.
Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường 12
Đặc điểm khí hậu
Toàn bộ lãnh thổ Việt Nam có chế độ bức xạ nội chí tuyến: độ cao mặt trời khá
lớn, thời gian chiếu sáng đồng đều, tổng lượng bức xạ mặt trời phong phú. Tổng số giờ
nắng hàng năm đạt 4.300 – 4,500 giờ, khá đồng đều trên các vĩ độ, nhưng số giờ nắng
không phân phối đề cho các tháng. Do ảnh hưởng của mây, lượng bức xạ tổng cộng
tương đối thấp ở miền Bắc và tương đối cao ở miền Nam.
Hoàn lưu gió mùa ở Việt nam chịu ảnh hưởng của hệ thống gió mùa Nam Á và
hệ thống gió mùa Đông Bắc Á với nhiều sắc thái hình thành hai mùa chủ yếu: mùa
Đông (tháng 11 – tháng 3 năm sau), mùa Hè (tháng 5 -9) và hai mùa chuyển tiếp: Xuân

(tháng 4) và Thu (tháng 10). Chế độ hoàn lưu gió mùa nước ta rất không đồng nhất theo
không gian và thời gian.
Thêm vào đó, Việt Nam có điều kiện địa hình ven biển; hướng của đường bờ so
với hướng hoàn lưu tại các khu vực cũng rất khác nhau (có nơi đường bờ song song, lại
có nơi đường bờ đối lập với hướng của hoàn lưu).
Ba yếu tố trên là những nguyên nhân tương tác chú yếu dẫn đến sự phân hóa
nhiều chế độ khí hậu khác nhau trên lãnh thổ Việt Nam. Khí hậu Việt Nam có thể được
chia ra làm hai đới khí hậu lớn: Miền Bắc (từ đèo Hải Vân trở ra) là khí hậu nhiệt đới
mùa biến tính với 4 mùa rõ rệt (Xuân – Hạ - Thu – Đông), chịu ảnh hưởng của gió mùa
Đông Bắc và gió mùa Đông Nam, có mùa đông lạnh; Miền Nam (từ đèo Hải Vân trở
vào) do ít chịu ảnh hưởng của gió mùa lanh nên khí hâu nhiệt đới khá điều hòa, nóng
quanh năm và chia thành hai mùa rõ rệt (mùa khô và mùa mưa).
Nhiệt độ
Tổng nhiệt độ trung bình ngày của nước ta vào khoảng 3.000 – 10.000
0
C trong cả
năm, đạt 1.400 – 4.400
0
C trong 6 tháng mùa Đông, mùa Xuân và 1.600 – 5.600
0
C trong
6 tháng mùa hè, mùa Thu. Nhiệt độ trung bình năm cao nhất đạt 27,7
0
C, thấp nhất là
12,8
0
C ở Hoàng Liên Sơn, nhiệt độ trung bình năm thường tăng dần từ Bắc vào Nam.
Do chịu sự tác động mạnh của gió mùa Đông Bắc nên nhiệt độ trung bình năm nhiều
quốc gia có cùng vĩ độ ở Châu Á. So với các quốc gia này, nước ta có nhiệt độ về mùa
Đông lạnh hơn và mùa Hè ít nóng hơn. Mùa nóng, nhiệt độ trung bình cả nước trên

25
0
C; mùa lạnh, nhiệt độ trung bình ổn định dưới 20
0
C. Vào mùa Đông ở miền Bắc,
nhiệt độ xuống thấp nhất vào các tháng 12 và tháng 1. Vùng núi phía Bắc như dãy
Hoàng Liện Sơn, có lúc nhiệt độ xuống tới 0
0
C, có băng giá và tuyết rơi.
Lượng mưa và độ ẩm
Lượng mưa năm trung bình ở nước ta vào khoảng 700 – 500 mm; giá trị phổ biến
trong khoảng 1.400 – 2.400 mm. Nhìn chung, lượng mưa năm ở miền Bắc lớn hơn miền
Nam cả về giá trị phổ biến cũng như giá trị tại các trung tâm mưa do vai trò chia cắt địa
hình của các hệ thống núi lớn. Số ngày mưa lớn (lớn hơn 50mm.ngày) phổ biến là 5- 15
ngày/năm, nơi nhiều nhất không quá 30 ngày và nơi ít nhất không dưới 2 ngày. Độ ẩm
Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường 13
tương đối trung bình năm phổ biến trong khoảng 80 – 85%; diễn biến của độ ẩm tương
đối chịu ảnh hưởng sâu sắc của chế độ mưa. Thêm vào đó, do ảnh hưởng của gió mùa
và sự phức tạp về địa hình nên Việt Nam thường gặp bất lợi về thời tiết như bão và áp
thấp nhiệt đới (trung bình một năm có 10 – 11 cơn bão đổ vào nước ta), ngoài ra còn
chịu ảnh hưởng của lũ lụt, hạn hán.
II.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội
Tốc độ tăng trưởng kinh tế của nước ta từ năm 2002 trở lại đây luôn đạt trên 7%,
đặc biệt từ năm 2005 đến nay đều đạt trên 8%. Giá trị GDP bình quân đầu người không
ngừng tăng cao, năm 2006 cao xấp xỉ 2 lần so với năm 2002 và đạt 11,57 triệu đồng.
Quá trình tăng trưởng cao về kinh tế trong thời gian qua đã tạo thêm nhiều việc làm cho
người dân, tăng thu nhập, nâng cao mức sống kéo theo các nhu cầu nhằm đáp ứng cho
cuộc sống người dân như tiêu dùng hàng hoá, sử dụng dịch vụ, giao thông vận
tải,…Trong năm 2007, nền kinh tế nước ta đạt mức tăng trưởng cao nhất trong vòng 10

năm qua, đạt 8,5%. Mức tăng trưởng này tạo khả năng hoàn thành nhiều chỉ tiêu chủ
yếu của kế hoạch 5 năm 2006-2010 ngay trong năm 2008. Cơ cấu kinh tế tiếp tục
chuyển dịch theo hướng tăng tỷ trọng khu công nghiệp và thuỷ sản. Nghành công
nghiệp đạt tốc độ tăng trưởng khá cao và tăng thêm tỷ trọng công nghiệp chế biến.
Nghành nông nghiệp tuy gặp nhiều khó khăn do thiên tai, dịch bệnh nhưng vẫn vươn lên
đạt được kế hoạch [1].
Mạng lưới giao thông đường bộ cả nước có tổng chiều dài 210.006 km, gồm
đường quốc lộ 14.935 km, chiếm 7.1%; đường tỉnh 17.450 km, chiếm 8.3%; đường
huyện 36.905 km, chiếm 17.6%; đường xã 132.054 km, chiếm 62.9%; đường đô thị
3.211 km, chiếm 1.5%; đường chuyên dụng 5.451 km, chiếm 2.6. Ðường có tiêu chuẩn
kỹ thuật cao chiếm tỷ lệ thấp. Hiện còn 663 xã chưa có đường ô tô vào trung tâm.
Ðường có bề rộng mặt đường 2 làn xe còn ít, ngay trên hệ thống quốc lộ cũng chỉ chiếm
26.2%. Chỉ có 15.5% chiều dài toàn mạng được rải mặt nhựa. Các cầu trên tuyến có tải
trọng thấp, khổ hẹp chiếm 20%, trong đó có 6.1% là cầu tạm. Hành lang bảo vệ an toàn
giao thông chưa đảm bảo đúng tiêu chuẩn, hai bên quốc lộ, tỉnh lộ có nhiều nhà dân ở [13].
Mạng lưới đô thị nước ta được hình thành và phát triển trên cơ sở các đô thị trung
tâm, bao gồm: 6 thành phố trung tâm quốc gia như: Thủ đô Hà Nội, Tp. Hồ Chí Minh,
Hải Phòng, Đà Nẵng, Huế và Cần Thơ; các thành phố trung tâm cấp vùng như: Hạ
Long, Việt Trì, Thái Nguyên, Vinh, Nam Định, Thanh Hóa, Quy Nhơn, Đà Lạt, Nha
Trang, Buôn Mê Thuột, Biên Hòa, Vũng Tàu và Mỹ Tho; các thành phố, thị xã, trung
tâm cấp tỉnh; các đô thị trung tâm cấp huyện và các thị xã là trung tâm chuyên ngành
của tỉnh; các đô thị trung tâm cấp tiểu vùng, bao gồm các thị trấn là trung tâm các cụm
khu dân cư nông thôn hoặc các đô thị vệ tinh trong vùng ảnh hưởng của đô thị lớn.
Tính đến nay, cả nước có khoảng 715 đô thị, trong đó có 2 đô thị loại đặc biệt,
4 đô thị loại I, 14 đô thị loại II, 22 đô thị loại II, 52 đô thị loại IV và 612 đô thị loại V.
Trong đó 6 đô thị trực thuộc trung ương, 82 thành phố, thị xã thuộc tỉnh và 612 thị trấn
Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường 14
được phân bố hợp lý trên 10 vùng đô thị hoá đặc trưng của cả nước là: vùng KTTĐ
Bắc Bộ và đồng bằng sông Hồng; vùng KTTĐ Nam Bộ và Đông Nam Bộ; vùng

KTTĐ Miền Trung và Trung Trung Bộ;vùng Tây Nguyên; vùng đồng bằng sông Cửu
Long; vùng Nam Trung Bộ; vùng Bắc Trung Bộ; vùng Tây Bắc [1].
Với vai trò là một tam giác kinh tế phát triển, tạo động lực cho khu vực và cả
nước, ba vùng kinh tế trọng điểm Bắc, Trung, Nam đang có những đóng góp rất lớn
trong sự phát triển kinh tế Việt Nam.
Vùng kinh tế trọng điểm miền Bắc: vùng kinh tế trọng điểm miền Bắc bao gồm
8 tỉnh và thành phố: Hà Nội, Hải Dương, Hải Phòng, Hưng Yên, Hà Tây, Bắc Ninh,
Vĩnh Phúc, Quảng Ninh. Toàn vùng có diện tích đất tự nhiên là 14.974 ha, chiếm
4,46% diện tích đất của cả nước với gần 100 quận, 2 huyện, 2 thành phố trực thuộc
Trung ương, 6 thị xã, thành phố thuộc tỉnh, 82 thị trấn và 2.128 phường xã.
Vùng Đồng bằng Bắc Bộ có điều kiện tự nhiên phong phú và đa dạng về các hệ
sinh thái, các loại tài nguyên, có nhịp độ phát triển cao về kinh tế, có nhiều truyền
thống và di sản văn hóa. Phía Bắc và Tây Bắc Đồng bằng Bắc Bộ giáp với khu vực
trung du và miền núi, giàu tài nguyên khoáng sản và rừng. Nguồn nhân lực chiếm
khoảng 16,34% dân số cả nước, trong đó Hà Nội là thành phố đông dân nhất, trên 3
triệu người. Mục tiêu phát triển kinh tế của vùng kinh tế trọng điểm Bắc bộ hiện nay là
phấn đấu đạt tốc độ tăng trưởng GDP bình quân hàng năm (2006-2010) bằng khoảng
1,3 lần tăng trưởng bình quân chung của cả nước, tăng tỷ trọng đóng góp GDP của cả
nước là 21% năm 2005 lên khoảng 23-24% năm 2020.
Vùng kinh tế trọng điểm miền Trung: Vùng kinh tế trọng điểm miền Trung
gồm 5 tỉnh, thành phố: Thừa Thiên Huế, Đà Nẵng, Quảng Nam, Quảng Ngãi và Bình
Định, có diện tích tự nhiên 28.878km2, dân số năm 2006 khoảng 6,2 triệu người,
chiếm 8,4% về diện tích tự nhiên và gần 8% dân số cả nước.
Vùng KTTĐ miền Trung có nguồn tài nguyên tương đối đa dạng và phong phú
có nhiều tiềm năng về đất, rừng, khoáng sản, có nhiều di sản văn hóa, di tích lịch sử
cách mạng và cảnh quan thiên nhiên đẹp nên có nhiều điều kiện thuận lợi trong việc
phát trienr kinh tế. 6 tháng đầu năm 2008, tốc độ tăng trưởng bình quân của vùng đạt
13,4% (trong đó Quảng Nam: 12,57%; Bình Định: 12,7%). Vùng kinh tế trọng điểm
đã thu hút được 10 dự án đầu tư nước ngoài với vốn đăng ký là 451 triệu USD (trong
đó Huế tới 6 dự án, với tổng số vốn là 427 triệu USD, là tỉnh thu từ nước ngoài lớn

nhất trong 6 tháng đầu năm nay).
Vùng kinh tế trọng điểm miền Nam: Vùng kinh tế trọng điểm phía Nam gồm
thành phố Hồ Chí Minh, Đồng Nai, Bà Rịa – Vũng Tàu, Bình Dương, Tây Ninh, Bình
Phước và Long An. Vùng có dân số là 12,03 triệu người, chiếm 14,3% dân số toàn
quốc, diện tích tự nhiên là 23.831,4km2, chiếm 7,2% diện tích toàn quốc, nhưng đã
Xây dựng bản tin dự báo chất lượng không khí cho các vùng kinh tế trọng điểm Việt Nam
Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi trường – Bộ Tài nguyên và Môi trường 15
đóng góp 38,2% vào GDP, đóng góp 67,4% vào xuất khẩu, đóng góp 56,8% vào
nguồn thu ngân sách nhà nước.
Vùng có 61 khu công nghiệp, khu chế xuất so với 122 khu công nghiệp của cả nước,
đạt 49%, với tổng diện tích 12.827 ha so với diện tích 25.049 ha khu công nghiệp cả
nước, đạt 51,2%, với tỉ lệ sử dụng (lấp đầy) diện tích là 44%, thu hút số lao động
358.110 người so với lao động trong khu công nghiệp toàn quốc là 681.000, đạt
52,6%, các khu công nghiệp đã thu hút 9,2 tỉ USD vốn FDI so với lượng FDI của các
khu công nghiệp cả nước là 16,1 tỉ USD, đạt 54%, vốn đầu tư nhà nước 51.553 tỉ VND
so với 101.994 tỉ VNĐ vốn đầu tư khu công nghiệp toàn quốc, đạt 50,54% (2001 – 2005).
II.2 ÁP LỰC CHẤT LƯỢNG KHÔNG KHÍ DO PHÁT TRIỂN KINH TẾ
Bên cạnh sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế như hiện nay, vấn đề như đô
thị hóa, công nghiệp và khai thác khoáng sản tài nguyên thiên nhiên cũng được diễn ra
mạnh mẽ. Mà đi kèm với những vấn đề này đó là ô nhiễm môi trường và làm suy giảm
chất lượng không khí. Vấn đề ô nhiễm môi trường nói chung và nhiễm bẩn khí quyển
nói riêng ngày càng trở nên nghiêm trọng và gây thiệt hại nặng nề cho nền kinh tế, làm
tăng bệnh tật đối với nhân dân. Điều này đã được khẳng định ở Hội nghị của Liên Hợp
Quốc về “con người và môi trường xung quanh” tiến hành ở Stockhom tháng 6-1972.
Dưới tác động của ô nhiễm môi trường không khí nhiều quần thể cây xanh đã bị tiêu
diệt hoàn toàn. Các nhà lâm học đã khẳng định rằng, do ô nhiễm môi trường không khí
mà ở châu Âu diện tích cây xanh bị thu hẹp 40%.
Cháy
rừng
Sử dụng đất

Hoạt động
con người
Sét
Bi
ể
n
Vật lý
Hoá học
Sinh học
HĐ
Núi lửa
Mô ph
ỏ
ng:
Nồng độ n
i
(x, t ) [molecules cm
-3
]
Tỷ số sáo trộn C
i
(x, t) [mol/mol]
Hình II-1 Đối tượng của các mô hình hoá khí quyển
Có thể kể đến những thảm họa đầu tiên do ô nhiễm môi trường không khí gây
ra cho con người như: hơi khói công nghiệp thải ra đã bị hiện tượng khí hậu “nghịch
đảo nhiệt” kìm hãm sự phát tán, đã gây ra đầu độc ở thành phố thung lũng Mane (Bỉ)
1930, ở thung lũng dọc theo sông Monongahela làm chết và bị thương hàng trăm
người vào năm 1984, cũng trong khoảng thời gian này một tai nạn khác xảy ra tại
Donor (gần Pittsburgh bang Pennylavina, Hoa Kỳ) làm 15 người chết. Hiện tượng
“nghịch đảo nhiệt” làm tăng nồng độ khói gây ngạt ở Luân Đôn 1952 làm chết và bị