Nghiên cứu và ứng dụng mô hình ISC 3 để đánh giá và dự báo ô nhiễm môi trường không khí khu vực Hà Nội do các nguồn thải công nghiệp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC Tự NHIÊN
Ì****:!'*:***
NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG MÔ HÌNH ISC 3 ĐẺ ĐÁNH
GIÁ VÀ Dự BÁO Ô NHIỄM MỒI TRƯỜNG KHÔNG KHỈ
KHU V ự c HÀ NỘI DO CÁC NGUÒN THẢI
CÔNG NGHIỆP
MÃ SỐ: QT - 09 - 53
CHỦ TRÌ ĐỂ TÀI: THS.PHẠM THỊ VỆT ANH
CÁC CÁN BỘ THAM GIA: THS. DUƠNG NGỌC BÁCH
THS ĐÀM DUY ÂN
THS. KIM VĂN CHINH
OẠI MỘC QUỐC GIA h a n ọ i
' rcuivê JAM Th ô n g tin thư v iên
, . _ D ĩ / AOAtt
HÀ NỘI - 2009 /
—-
1. BẢO CÁO TÓM TẮT
a. Tên đề tài:
Nghiên cứu và ứng dụng mô hình ISC3 để đánh giá và dự báo ô nhiễm môi trường
không khí khu vực Hà Nội do các nguồn thải công nghiệp
Mã số: QT - 09 - 53
b. Chủ trì đề tài: ThS. Phạm Thị Việt Anh
c. Các cán bộ tham gia:
ThS. Dương Ngọc Bách
ThS. Đàm Duy Ân
ThS. Kim Văn Chinh
d. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu.
Mục tiêu nghiên cứu:
Đề tài sử dụng mô hình ISC 3 để đánh giá và dự báo mức độ ô nhiễm
không khí khu vực Hà Nội cũ do các nguồn thải công nghiệp gây ra có tính đến độ

phân tầng và độ cao xáo trộn cùa khí quyển theo thời gian.
Nội dung nghiên cứu:
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của mô hình ISC3 và khả năng ứng dụng của nó
trong đánh giá chất lượng môi trường không khí ờ Việt Nam
- ứng dụng mô hình ISC3 để tính toán nồng độ chất ô nhiễm không khí khu
vực Hà Nội đo các nguồn thải công nghiệp gây ra có tính đến độ phân tầng
và độ cao xáo trộn của khí quyển theo thời gian
- Lập sơ đồ phân vùng mức độ ô nhiễm cho môi trường không khí thành phố
Hà Nội và khu vực xung quanh
- Dự báo chất lượng môi trường không khí Hà Nội theo các kịch bản khác
nhau
e. Các kết quả đạt được.
- Kết quả khoa học:
- Lập sơ đồ phân vùng mức độ ô nhiêm cho môi trường không khí thành phố
Hà Nội và khu vực xung quanh
- Dự báo chất lượng môi trường không khí Hà Nội theo các kịch bản khác
nhau
- Kết quả ứng dụng thực tiễn
Có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: qui hoạch môi trường, bố trí vùng cách
ly vệ sinh công nghiệp, bô trí các điêm quan trăc chât lượng môi trường không khí
và cung cấp thông tin
- Kết quả đào tạo:
1 Luận án cừ nhân khoa học .
Luận án cử nhân khoa học của Nguyễn Thị Phương Thanh về “Đánh giá khả
năng phát thải chất ô nhiễm không khí trên địa bàn Quận Tây Hồ, Hà Nội:
Trương ĐHDL Phương Đông, Hà Nội, 2009
- Xuất bản: Gửi đăng một bài báo tại Tạp chí Khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội
f. Tinh hình kinh phí của đề t à i: đã quyết toán hết
KHOA QUẢ N LÝ
(Ký và ghi rõ họ tên)

CHỦ TRÌ ĐÈ TÀI
(Ký và ghi rõ họ tên)
T^í.tĩiayn 7~~Ậi ì4í-(~ JkÁ/
ì * *
TRƯỜNG ĐẠ I HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN
SUMMARY
a. Title: Study on and application of ISC3 model for assessing and
forecasting air pollution created from industrial sources for Hanoi
area
b. Code: QT - 09-53
c. Coordinator: MSc. Pham Thi Viet Anh
d. Key implementors:
MSc. Duong Ngoc Bach
MSc. Dam Duy An
MSc. Kim Van Chinh
e. Objectives and content
The project applies ISC 3 model for studying air pollution levels created
by industrial sources for Ha Noi area. In this ISC 3, atmospheric mixing
heigh and classification have been taken into account with the time period
f. Obtained results.
s Having drawn the diarams of air pollution levels for Hanoi City and
surroundings
■S Having forecasted the air quality of Hanoi according to the different
scenarios
■S The research results from the project can be widely used in the various
fields as follows:
o Contributing the scientific basics for designing the air quality
monitoring networks in Hanoi.
o Contributing the scientific basics for environmental planning and
management of air quality in Hanoi.

dỞĐÀU
MỤC LỤC
1
:HƯƠNG 1. KHÁI QUÁT VẺ KHU v ự c NGHIÊN c ứ u 3
. 1 .ĐIỀU KIỆN Tự NHIÊN KHU vự c NGHIÊN c ứ u 3
.2.ĐIỀU KIỆN KINH TẾ XÃ HỘI 5
.3.ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN THẢI CÔNG NGHIỆP ĐẾN CHÁT LƯỢNG MÔI
TRƯỜNG KHÔNG KHÍ THÀNH PHỐ HÀ NỘI 6
IHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 10
1.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN c ứ u
1
0
1
.
2
. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u
10
Ỉ.3. MÔ HÌNH KHUẾCH TÁN ISC3 j 1
:HƯƠNG 3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH ISC3 ĐẺ ĐÁNH GIÁ VÀ Dự BÁO Ô NHIỄM MÔI
rRƯỜNG KHÔNG lò lí KHU v ự c HÀ NỘI DO NGUỒN THẢI CÔNG NGHIỆP 19
.1. Cơ SỞ DỮ LIỆU 19
.2. KIỂM NGHIỆM MÔ HÌNH 19
- 21
.3. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ NHẬN XÉT *
.4. ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẮT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG
LHÔNG KHÍ Ở HÀ NỘI 23
IÉT LUẬN 24
ÀI LIỆU THAM KHẢO 3 J
MỞĐ Au
MỤC LỤC

1
CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT VẺ KHU v ự c NGHIÊN c ứ u 3
1.1 .ĐIÊU KIỆN T ự NHIÊN KHU v ự c NGHIÊN c ứ u 3
1.2.ĐIỀU KIỆN KINH TẾ XẢ HỘI 5
1.3.ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỔN THẢI CÔNG NGHIỆP ĐẾN CHÁT LƯỢNG MÔI
TRƯỜNG KHÔNG KHÍ THÀNH PHỐ HÀ NỘI 6
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 10
2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN c ứ u 10
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 10
2.3. MÔ HÌNH KHUẾCH TÁN ISC3 Ị 1
CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH ISC3 ĐẺ ĐẢNH GIÁ VÀ D ự BÁO Ô NHIỄM MÔI
TRƯỜNG KHÔNG KHÍ KHU v ự c HÀ NỘI DO NGUỒN THẢI CÔNG NGHIỆP 19
3.1. Cơ SỞ DỮ LIỆU 19
3.2. KIỂM NGHIỆM MÔ HÌNH 19
> 21
3.3. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ NHẬN XÉT
3.4. ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHÁT LƯỢNG MÔI TRƯỜNG
KHÔNG KHÍ Ờ HÀ NỘI 23
KÉT LUẬN 24
TÀI LIỆU THAM KHẢO 3 J
DANH MỤC BẢNG BIẺƯ VÀ HỈNH
Bảng 1.1. Một sô thông sô khí tượng trung bình tại khu vực Hà Nội 4
Bảng 2.1: Giá trị của hệ số p
Bảng 2.2. Hệ số c và d 15
Bảng 2.3 : Hệ số a và b ^
Bàng 2.4 : Các công thức Briggs sử dụng để tính Sy (Mc.Elroy-Pooler) 18
Bảng 2.5 : Các công thức Briggs sử dụng để tính ỏz (Mc.Elroy-Pooler) 18
Hình 1.1. Hoa gió khu vực Hà Nội 4
Hình 1.2. Biểu đồ: Diễn biến nồng độ bụi tại KCN Thượng Đình từ 1998-2005 9
Hình 1.3. Diễn biến nồng độ khí c o tại KCN Pháp Vân từ 1998-2005 9

Hình 1.4. Nồng độ SƠ2 và Bụi lơ lửng tại một số cụm công nghiệp vừa và nhỏ đo được
10/2005 10
Hình 3.1. Sơ đồ vị trí các nguồn thải điểm công nghiệp khu vực Hà Nội cũ 22
Hình 3.2 -1. Sơ đồ phân bố nồng độ TSP trung bình giờ cao nhất do ảnh hường bời các
nguồn thải công nghiệp ở Hà Nội, tính theo mô hình ISC3 với số liệu khí tượng của NOOA
- Năm 2007 26
Hình 3.2-2. Sơ đồ phân bố nồng độ TSP trung bình giờ cao nhất vượt qui chuẩn cho phép
do ảnh hưởng bởi các nguồn thải công nghiệp ở Hà Nội, tính theo mô hình ISC3 với số liệu
khí tượng của NOOA - Năm 2007 27
Hình 3.3-1. Sơ đồ phân bố nồng độ TSP trung bình giờ cao nhất do ảnh hưởng bởi các
nguồn thải công nghiệp 0 Hà Nội, tính theo mô hình ISC3 với số liệu khí tượng của NOOA
- năm 2010 - Kịch bản 1: Các nhà máy giám lượng thải 50% 28
Hình 3.3-2. Sơ đồ phân bố nồng độ TSP trung bình giờ cao nhất vượt qui chuẩn cho phép
do ảnh hưởng bởi các nguồn thải công nghiệp ờ Hà Nội, tính theo mô hình ISC3 với số liệu
khí tượng của NOOA - năm 2010 - Kịch bàn ỉ: Các nhà máy giảm lượng thải 50%
Hình 3.4-1. Sơ đồ phân bố nồng độ TSP trung bình giờ cao nhất do ảnh hường bởi các “ '
nguồn thải công nghiệp ở Hà Nội, tính theo mô hình ISC3 với số liệu khí tượng của NOOA 30
- năm 2010 -Kịch bản 2: Các nhà máy giảm lượng thải 50% ;Di chuyến toàn bộ các cơ sở
công nghiêp gây ô nhiễm nghiêm trọng ra khỏi thành phổ Hà Nội
Hình 3.4-2. Sơ đồ phân bố nồng độ TSP trung bình giờ cao nhất vượt qui chuẩn cho phép
do ảnh hưởng bởi các nguồn thải công nghiệp ở Hà Nội, tính theo mô hình ISC3 với số liệu
khí tượng của NOOA - năm 2010-Kịch bản 2: Các nhà máy giảm lượng thải 50% ;Di
chuyển toàn bộ các cơ sở công nghiệp gãy ô nhiễm nghiêm trọng ra khỏi thành phó Hà Nội
MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của nền kinh tế thị trường, tổc
độ đô thị hoá ngày càng gia tăng, mật độ dân số tại các đô thị tăng đáng kể. Hà Nội là
một trong những thành phố thuộc các đô thị nói trên và hiện nay đã trờ thành noi có mật
độ giao thông và hoạt động công nghiệp ở mức độ cao. Chính những sự phát triển đó đã
làm môi trường không khí ở Hà Nội đã và đang bị ô nhiễm, đặc biệt ở một số khu vực
nút giao thông, các khu công nghiệp ô nhiễm cục bộ đã xảy ra. Thiệt hại do ô nhiễm

không khí đã có những biểu hiện cụ thể và rõ nét. Các chất ô nhiễm môi trường không
khí ở Hà Nội hiện nay chủ yếu là bụi, các khí độc hại S 0 2, C 0 2, NOx, NH3, và một số
chất khác. Tuỳ theo đặc điểm phân bố công nghiệp, mật độ giao thông, các khu phân bố
dân cư ở từng địa bàn có những ti lệ khác nhau về nồng độ các chất gây ô nhiễm trong
môi trường không khí.
Giống như nhiều nơi trên cả nước, Hà Nội đang trải qua quá trình công nghiệp
hoá và đô thị hoá nhanh. Do vậy, nếu không có qui hoạch phát triển hợp lý thì sẽ dẫn
đến những hậu quả, sai lầm đáng tiếc về môi trường nói chung và môi trường không khí
nói riêng như đã xảy ra ở một số nước trong khu vực và trên Thế giới.
Để có thể quy hoạch phát triển hợp lý, tránh được các tác động xấu tới môi
trường, cần nắm vững hiện trạng môi trường, hướng phát triển cũng như quy hoạch phát
triển của thành phố. Rất tiếc là ờ Việt Nam nói chung cũng như ở Hà Nội nói riêng,
chúng ta chưa có hệ thống kiểm soát, đo đạc môi trường hoạt động có hiệu quả. Vì vậy,
hiện nay các số liệu khảo sát thường thiếu đồng bộ, không liên tục, chưa theo tiêu chuẩn
rõ ràng. Đây cũng là tình trạng chung của nhiều thành phố đang phát triển thuộc các
nước thế giới thứ ba. Vì vậy, việc tìm ra các phương pháp đánh giá nguồn gây ô nhiễm
cũng như mức độ ô nhiễm phù hợp với điều kiện hiện có là cần thiết và hữu ích. Một
trong các phương hướng giải quyết đang được dùng rộng rãi là kết họp sử dụng các kết
quả tính toán theo các mô hình với các kết quả khảo sát đo đạc thực địa. Ngay cả khi đã
có số liệu từ các mạng lưới đo đạc (thường với số trạm đo hữu hạn) thì các số liệu tính
toán theo các mô hình vẫn rất hữu ích.
Hà Nội hiện đã có Quy hoạch phát triển tổng thể trong đó chỉ rõ hướng phát triển
mọi mặt của Thủ Đô trong tương lai ( công nghiệp, giao thông, hạ tầng cơ sở ). Dân số
Hà Nội tiếp tục tăng, cả tăng tự nhiên và tăng cơ học do sự di dân tò các vùng nông
thôn lân cận. Tổng hợp sự phát triển đó sẽ dẫn đến việc tài nguyên bị tiêu thụ nhiều hơn
ngoài ra, nó còn tạo các tác động môi trường cần phải được đánh giá theo quy định của
Luật Bảo vệ Môi trường. Tính toán khả năng lan truyền chất ô nhiễm không khí kết hợp
1
với số liệu khảo sát thực địa, số liệu phân tích trong phòng thí nghiệm sẽ không những
góp phần vào việc đánh giá tác động của các dự án phát triển mà còn có thể kiến nghị

chọn địa điểm đặt dự án, chọn công nghệ thích hợp, thiết kế hệ thống xử lý khí thải, xác
định thông số, kích thước nguồn thải nhàm giảm thiểu tác động có hại.
Từ các điểm phân tích ờ trên cho thấy, việc tiến hành nghiên cửu, đánh giá nguồn
thải các chất ô nhiễm không khí cũng như mức độ ô nhiễm, tiến tới đánh giá và quản lý
chất lượng không khí ở Hà Nội là công việc càn làm ngay và có ý nghía thực tế rõ rệt.
Mặc dù đã có nhiều công trình nghiên cứu về môi trường không khí ở Hà Nội đã được
thực hiện trước đây với nhiều phuơng pháp đánh giá khác nhau, song do môi trường có
tỉnh chất biến động liên tục đòi hỏi vẩn đề này cần phải tiếp tục nghiên cứu, bổ xung và
đưa ra được những phương pháp đánh giá có khả năng ứng dụng cao trong tương lai.
Đề tài nghiên cứu, ứng dụng mô hình ISC3 - một hướng phát triển mới bắt đầu được áp
dụng ở nước ta - trong đánh giá chất lượng môi trường không khí ở Hà Nội. Mô hình này
đã tỉnh tới độ phân tầng và độ cao xảo trộn của khí quyển cũng như độ phát thải chất ô
nhiễm theo giờ trong ngày. Các kết quả thu được thông qua việc tính toán từ các mô hình
đã lựa chọn với các số liệu thực tế và theo các kịch bản khác nhau sẽ cho phép chỉ ra
được một bức tranh tổng thể về khả năng áp dụng hiệu quả các phương pháp đánh giá
chất lượng môi trường không khí nói chung và Hà Nội nói riêng. Các kết quả thu được từ
đề tài sẽ đóng góp vào việc xây dựng cơ sở khoa học trong vấn đề quản lý chất lượng
không khí và qui hoạch môi trường, phát triển bền vững ở Hà Nội
2
CHƯƠNG 1. KHÁI QUÁT VỀ KHU v ự c NGHIÊN cứ u
1.1.ĐIÊU KIỆN T ự NHIÊN KHU v ự c NGHIÊN c ứ u
1.1.1 Vị trí địa lý, địa hình
Hà Nội, thủ đô của Việt Nam, nằm ở trung tâm đồng bằng châu thổ sông Hồng là
thành phố lớn thứ hai của cả nước (tính theo diện tích và dân số) đồng thời cũng là trung
tâm văn hoá, chính trị và kinh tế lớn của đất nước.
Hà Nội nằm ở đồng bằng Bắc bộ, tiếp giáp với các tỉnh: Thái Nguyên, Vĩnh Phúc
ở phía bắc; phía nam giáp Hà Nam và Hoà Bình; phía đông giáp các tinh Bắc Giang, Bắc
Ninh và Hưng Yên; phía tây giáp tinh Hoà Bình và Phú Thọ.
Dạng địa hình chủ yếu của Hà Nội là đồng bằng được bồi đắp bời các dòng sông
với các bãi bồi đại, bãi bồi cao và các bậc thềm. Xen giữa các bãi bồi đại và các bãi bồi

cao còn có các vùng trũng với các hồ, đầm (dấu vết của các lòng sông cổ).
Phần lớn diện tích Hà Nội nằm trong vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng với độ
cao trung bình từ 15m đến 20m so với mặt biển. Khu vực đồi núi ở phía Bắc và phía Tây
Bắc của Hà Nội thuộc Huyện Sóc Sơn thuộc rìa phía Nam của dãy núi Tam Đảo có độ
cao từ 20m đến hơn 400m, đỉnh Chân Chim cao nhất là 462m.
1.1.2 Điều kiện khí tượng thủy văn
a. Khí tượng - khí hậu
Hà Nội có khí hậu nhiệt đới gió mùa với mùa đông lạnh kéo dài từ tháng 11 đến
tháng 3, mùa hè nóng ẩm và nhiều mưa, kéo dài từ tháng 5 tới tháng 9. Chênh lệch nhiệt
độ trung bình giữa tháng nóng nhất và tháng lạnh nhất khoảng 12.5 °c. Lượng mưa trung
bình khoảng 1676.2 mm/năm. Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 chiếm khoảng
85 % lượng mưa cả năm. Tháng ít mưa nhất là tháng 1 với lượng mưa đạt trung bình
18.6 mm. Độ ẩm trung bình năm đạt 84% và tương đối đồng đều theo các tháng.
Gió Đông Nam là gió có tần suất xuất hiện lớn nhất trong năm tại khu vực Hà
Nội. Các tháng có tần suất gió Đông Nam lớn là tháng 3, 4, 5 đạt trên 40%, trong đó
tháng 4 đạt tới 47 %, các tháng mùa Đông tần suất này có giảm đi nhưng vẫn trên 15 %.
Gió Đông Bắc (NE) và gió Đông (E) cũng có tần suất xuất hiện lớn. Các tháng giữa mùa
đông, tần suất gió NE đều trên 20%. Hướng gió E xuất hiện nhiều vào tháng 4 và 5, đạt
15-16%. Như vậy có thể thấy hướng dòng khí đến Hà Nội chủ yếu là từ Đông sang Tây.
3
Tốc độ gió trung bình không lớn, tháng có tốc độ gió trung bình thấp nhất là tháng 1,
khoảng 1.5m/s còn lớn nhất là vào tháng 4 có tốc độ 2.5m/s.
Hình 1.1. Hoa gió khu vực Hà Nội
Nguồn: Tài liệu của dự án ARRPET
Các yếu tố khí tượng có ý nghĩa quyết định đối với sự lan truyền các chất ô nhiễm
trong khí quyển là một phần không thể tách rời trong các nghiên cứu về ô nhiễm môi
trường không khí.
Một số chỉ số trung bình đặc trưng cho khí hậu Hà Nội được thể hiện trên các
bảng và hình vẽ sau.
Bảng 1.1. Một sổ thông số khí tượng trung bình tại khu vực Hà Nội

Trạm
Tháng
Cả
năm
I
II
m IV
V
VI v n v m IX X XI XII
Láng
Tốc độ gió trung bình tháng (m/s)
2.9
2.9
2.8 3.1
2.9 2.6
2.4
2.2
2.3
2.2 2.3 2.4
-
Hà Nội
Lượng mưa trung bình tháng (mm)
18.6
26.2 43.8 90.1
188.
5
239.9
288.2
318
265.4 130.7 43.4 23.4

1676.2
Hà Nội
Lượng bôc hơi trung bin 1 tháng (mm)
71.4
59.7
56.9
65.2 98.2 97.8 100.6
84.1 84.4
95.8 89.8 85.0 989.1

T




7




Nguôn: Dữ liệu trung bình tại trạm quan trăc khí tượng Láng, Hà Nội 2000 - 2005
b. Thuỷ văn
Hà Nội là thành phố gắn liền với sông và hồ, trong đó sông Hồng là lớn nhất.
Sông Hồng bắt đầu từ dãy Ngụy Sơn (Trung Quốc), ở độ cao 1776m, chảy theo hướng
4
tây - bắc - đông - nam vào Việt Nam từ Lào Cai và chảy ra vịnh Bắc Bộ. Sông Hồng
chảy qua Hà Nội với độ dài khoảng 30 km. Sông Hồng góp phần quan trọng ừong đời
sống cũng nhu trong các hoạt động sản xuất của Hà Nội. Trong địa phận Hà Nội còn có
sông Tô Lịch, sông Kim Ngưu, sông Nhuệ và sông Cà Lồ.
Ngoài hệ thống sông, Hà Nội còn có hệ thống hồ khá dày đặc, các hồ lớn của Hà

Nội có thể kể đến như Hồ Hoàn Kiếm, Hồ Bảy Mầu, Hồ Ba Mau, Hồ Tây Hệ thống
sông hồ Hà Nội giữ vai trò như một hệ thống tiêu thoát nước và góp phàn làm dịu đi sự
khắc nghiệt của khí hậu cũng như việc phát triển giao thông thuỷ, du lịch, vui chơi giải
trí
1.2.ĐIÈU KIỆN KINH TẾ XÃ HỘI
1.2.1.Hành chính - Dân sổ
Hà Nội tính tới 2009 ( Hà Nội cũ) gồm chín quận nội thành: Ba Đình, Hoàn
Kiếm, Hai Bà Trưng, Đống Đa, Tây Hồ, Thanh Xuân, cầu Giấy, Long Biên, Hoàng Mai
và năm huyện ngoại thành: Đông Anh, Gia Lâm, Sóc Sơn, Thanh Trì, Từ Liêm
Từ tháng 4/2009 Hà Nội mờ rộng bao gồm 10 Quận:Hoàn Kiếm, Ba Đình, Đống
Đa, Hai Bà Trưng, Tây Hồ, Thanh Xuân, cầu Giấy, Long Biên, Hoàng Mai, Hà Đông; 1
thị xã.Sơn Tây và 18 huyện: Đông Anh, Sóc Sơn, Thanh Trì, Từ Liêm, Gia Lâm (Hà
Nội cũ); Ba Vì, Chương Mỹ, Đan Phượng, Hoài Đức, Mỹ Đức, Phú Xuyên, Phúc Thọ,
Quốc Oai, Thạch Thất, Thanh Oai, Thường Tín, ứng Hòa (Hà Tây cũ) và Mê Linh (từ
Vĩnh Phúc).
Theo số liệu thống kê, năm 2003 dân số của Hà Nội (cũ) đạt khoảng 3 triệu người.
Dân số của thành phố Hà Nội hiện nay khoảng 3.4 triệu người, dự tính đến năm 2010 sẽ
đạt đến 5 triệu người với mật độ dân cư cao và tập trung chủ yếu ở khu vực nội thành.
Dân số Hà Nội mới 6.448.837 người (1/4/2009)
1.2.2. Hoạt động kinh tế
Thành phố Hà Nội là một đỉnh quan trọng trong tam giác phát triển kinh tế Hà
Nội- Hải Phòng- Quảng Ninh của miền Bắc Việt Nam, là trung tâm kinh tế, chính trị của
61 tỉnh, thành phố. Trong những năm gần đây, nền kinh tế Hà Nội có những bước phát
triển đáng kể.
Nông nghiệp
Sản xuất nông nghiệp phát triển không chỉ ở các huyện ngoại thành mà còn cả ở
các quận ven đô.
5
Hoạt động du lịch, dịch vụ
Các hoạt động dịch vụ, du lịch như ăn uống, khách sạn, nhà nghỉ đang có chiều

hướng gia tăng. Hiện nay, do nhu cầu công việc, số người ăn uống tại các nhà hàng ngày
càng nhiều. Du lịch Hà Nội phát triển kéo theo lượng khách tăng lên, kể cả khách trong
nước và ngoài nước. Hoạt động này mang lại nguồn thu đáng kể, song cũng gây sức ép
nhất định đến tài nguyên môi trường.
Công nghiệp
Có trên 300 doanh nghiệp công nghiệp trong đó 192 doanh nghiệp nhà nước trung
ương và 126 doanh nghiệp nhà nước địa phương. Thêm vào đó là 1770 doanh nghiệp
nhỏ và hợp tác xã công nghiệp. Các doanh nghiệp hoạt động sản xuất trên 20 nhóm
ngành chính.
Giao thông vận tải
Hoạt động giao thông vận tải diễn ra trên khu vực Hà Nội rất mạnh mẽ với sự
tham gia của nhiều loại phương tiện từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm của Hà Nội và
các địa phương khác. Có thể tách hoạt động giao thông thành các loại chính như:
-Vận tải hàng hoá
-Vận tải hành khách
-Phương tiện đi lại cá nhân
Hiện nay, vận tải hàng hoá trọng tải nặng phần lớn quá cảnh Hà Nội theo các trục
đường quốc lộ chính và đường vành đai quy định. Lượng xe qua lại không ngừng tăng
lên trong các năm gần đây. Xe tải hoạt động trong khu vực nội thành hiện nay chủ yếu là
các loại nhỏ, chở các loại hàng hoá và vật liệu xây dựng. Vận tải hành khách liên tỉnh
tăng nhanh, các bến xe đã được định hình giúp hành khách đi lại thuận tiện, nhanh
chóng. Cho đến nay, hệ thống xe khách nội hạt đang được phát triển, số tuyến tăng lên
đáng kể, phương tiện đa dạng hơn. Nếu trước đây chỉ cỏ xe buýt lớn chạy một số tuyến
thỉ nay đã có các loại xe nhỏ hơn chạy thêm nhiều tuyến đan chéo nhau, số chuyến xe
cũng tăng lên, giảm thời gian chờ đợi của khách.
Tổng chiều dài mạng lưới đường trong khu vực Hà Nội khoảng 1540 km, trong đó
khu vực nội thành Hà Nội có 368 phố với tổng chiều dài trên 200 km, tính bình quân Hà
Nội chi có 4.7 km đường/km2. Đây là tỷ lệ giao thông rất thấp so với tiêu chuẩn Quốc tế
và khu vực.
6

1.3. ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN THẢI CÔNG NGHIỆP ĐÉN CHÁT LƯỢNG MÔI
TRƯỜNG KHÔNG KHÍ THÀNH PHÓ HÀ NỘI (CŨ)
Môi trường không khí Hà Nội đang bị ô nhiễm bời các yếu tố c o , N 02, S 02 và C 0 2
và bụi được phát sinh chủ yếu do các hoạt động:
• Hoạt động sản xuất công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp
• Hoạt động giao thông đô thị và xây dựng
• Sinh hoạt của cộng đồng (chủ yểu là do chất đốt sinh hoạt)
ỉ.3.1.Nguồn thải công nghiệp
Hiện nay, trong phạm vi Hà Nội cũ có khoảng 318 cơ sở sản xuất quốc doanh
thuộc Trung ương và địa phương quản lý, các liên doanh và đầu tư trực tiếp từ
nước ngoài đang hoạt động tại 9 khu công nghiệp chính:
1. Khu công nghiệp Minh khai - Vĩnh Tuy
2. Khu công nghiệp Thượng Đình
3. Khu công nghiệp Đông Anh
4. Khu công nghiệp Trương Định - Đuôi Cá
5. Khu công nghiệp Văn Điển - Pháp Vân
6. Khu công nghiệp cầu Diễn - Nghĩa Đô
7. Khu công nghiệp Gia Lâm - Yên Viên
8. Khu công nghiệp Chèm
9. Khu công nghiệp cầu Bươu
Ngoài các khu công nghiệp nêu trên, còn nhiều nhà máy cũ nằm phân tán, xen kẽ
ừong các khu dân cư nội thành.
Phần lớn các cụm công nghiệp này chủ yếu được xây dựng từ những năm 60-70,
cơ sờ hạ tầng thấp kém, hệ sổ đổi mới thiết bị thấp, nước thải, khí thải không được xử lý
nên gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Các nguồn thải gây ô nhiễm môi trường không khí từ các nguồn công nghiệp này rất
đa dạng và thuộc các ngành sản xuất như:
• Ngành năng lượng
• Ngành cơ khí, luyện kim, khai khoáng
7

• Ngành điện , điện tò
• Ngành hoá chất
• Ngành vật liệu xây dựng
• Ngành công nghiệp nhẹ
• Ngành công nghiệp thực phẩm
Các khí thải độc hại và bụi sinh ra từ các nhà máy, xí nghiệp chủ yếu do quá trình
chuyển hoá năng lượng (tiêu thụ than và xăng dầu các loại). Vì vậy, để đánh giá một
cách tổng quan sự phát thải các chật độc hại, có thể đánh giá thông qua mửc độ tiêu thụ
nhiên liệu của các cơ sở sản xuất.
Với hơn mười khu công nghiệp nêu trên đã hình thành một vành đai công nghiệp
"bao vây tứ phía" thành phố Hà Nội, bất cứ gió thổi hướng nào cũng làm ô nhiễm công
nghiệp lan tỏa đến các khu dân cư và gây ô nhiễm không khí nội thành Hà Nội
Đến năm 2010, 2020 theo kế hoạch, Hà Nội sẽ di chuyển tất cả các cơ sở công nghiệp
vừa và nhỏ gây ô nhiễm nghiêm trọng vào các cụm công nghiệp tập trung.
Theo Quyết định số 64/QĐ-TTg năm 2003 của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt “Kể
hoạch xử lý triệt để các cơ sở gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng” thì Hà Nội có 25
cơ sờ thuộc danh sách phải thực hiện các biện pháp xử lý môi trường. Trong đó, TP. Hà
Nội có 16 cơ sở, tỉnh Hà Tây cũ có 9 cơ sở. Thế nhưng đến nay mới hoàn thành xử lý
được 17/25 cơ sở gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Phần lớn các cơ sở phải di dời
địa điểm đều khó khăn, vướng mắc về thủ tục giao, cho thuê và xây dựng cơ sở hạ tầng
tại vị ưí di dời mới, giá đất cao nên khó khăn trong chi phí đền bù, cơ chế hỗ trợ đền bù
đối với vị trí đất cũ. Nhiều cơ sở hình thành từ thời bao cấp để lại, có công nghệ, thiết bị
lạc hậu, gây ô nhiễm nặng trong khi năng lực tài chính hạn chế nên việc thanh lý, chuyển
đổi dây chuyền mới rất khó khăn.
1.3.2. Chất lượng không khí tại các khu, cụm công nghiệp
A) Môi trường không khí tại các khu công nghiệp cũ và khu vực xung quanh
Hà Nội cũ hiện có 9 khu công nghiệp cũ, bao gồm: KCN Thượng Đình, Mai Động,
Văn Điển, Pháp Vân, cầu Diễn, Chèm, Đức Giang, Sài Đồng, Đông Anh. Ô nhiễm
không khí tại các khu vực này tập trung chủ yếu là vấn đề ô nhiễm bụi và C 0 2. Giá trị
của các thông số này vượt tiêu chuẩn cho phép nhiều lần. Tuy nhiên, trong thời gian gần

đây, nồng độ ô nhiễm có chiều hướng giảm do một số các cơ sở công nghiệp gây ô
nhiễm môi trường đã được di chuyển hoặc đã áp dụng các biện pháp xử lý ô nhiễm.
8
TCVN 5937-2005
Hình 1.2. Biểu đồ: Diễn biến nồng độ bụi tại KCN Thượng Đình từ 1998-2005
(Nguồn: Cục BVMT, 2007)
Hình 1.3. Diễn biến nồng độ khí co tại KCN Pháp Vân từ 1998-2005
(Nguồn: Cục BVMT, 2007)
B) Môi trường không khí tại các khu công nghiệp mới và cụm công nghiệp nhò
Hà Nội cũ có 02 khu công nghiệp mới là KCN Nội Bài và Bắc Thăng Long, ngoài ra
còn có một số cụm khu công nghiệp vừa và nhỏ như cụm công nghiệp Nguyên Khê,
Ngọc Hồi, Vĩnh Tuy Chất lượng môi trường không khí xung quanh tại các khu vực
này nhìn chung còn tương đối tốt.
1998 2001 2002 2003 2004
2005
9
0.400
0.350
0.300
0.250
0.200
0.150
0.100
0.050
0.000
B ụi
S 0 2
5937-2005 (Bụi)
TCVN 5937-2005 (S02)
KCN Nội Bà i KCN Bắ c Thfrig KCN Nguyên Khê KCN Ngọc Hổi KCN Vĩ nh Tuy

Long
Hình 1.4. Nồng độ S 0 2 và Bụi lơ lửng tại một số cụm công nghiệp vừa và nhỏ
đo được 10/2005
(Nguồn: Cục BVMT, 2007)
10
CHƯƠNG 2. ĐÓI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u
2.1. ĐÓI TƯỢNG NGHIÊN c ứ u
• Đề tài sử dụng mô hình ISC 3 để nghiên cứu mức độ ô nhiễm không khí khu vực
Hà Nội cũ do các nguôn thải công nghiệp gây ra có tính đến độ phân tầng và độ
cao xáo trộn của khí quyển theo các thời đoạn khác nhau.
• Chất ô nhiễm lựa chọn để tính toán là TSP
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u
• Tỏng hợp và phân tích tài liệu thứ cấp.
Thông tin tài liệu được thu thập để phân tích bao gồm: các kết quả điều tra,
nghiên cứu, bản đồ hành chính khu vực Hà Nội.
• Điều tra khảo sát thực địa
Cập nhật, bổ xung hiệu chỉnh các số liệu về nguồn thải công nghiệp trên địa bàn Hà
Nội
• Phương pháp mô hình hóa
Hiện nay trên thế giới đang có rất nhiều phương pháp để tính toán, dự báo ô
nhiễm trong tương lai. Trong đó, mô hình hóa là một trong các phương pháp ít tốn kém,
hữu ích, trực quan.
Mô hình toán học được coi là một công cụ hữu ích trong công tác nghiên cứu hiện
trạng cũng như dự báo chất lượng môi trường trong tương lai, phục vụ tốt công tác đánh
giá và quản lý môi trường cũng như trong các công tác quy hoạch, xây dựng
Các nghiên cứu về môi trường nói chung và môi trường không khí nói riêng
thường có xu hướng sử dụng các phần mềm có sẵn để tính toán và giải các bài toán môi
trường hơn là sử dụng trực tiếp mô hình toán. Lý do được lý giải đơn giản vì đi cùng với
thường xuyên phù hợp với các vấn đề môi trường mới nảy sinh. Trên thực tế, người
nghiên cứu có thể dựa trên các phương pháp giải (mô hình hóa) để tự lập chương trình

tính toán, nhưng việc lập chương trình thường đòi hỏi thời gian cho việc nghiên cứu và
áp dụng thử nghiệm mới được công nhận tính đúng đắn.
Một số phần mềm (mô hình) được sử dụng hiện nay trong tính toán lượng phát
thải ô nhiễm nhàm quản lý môi trường là: Mô hình ISC Breeze, Caline 4, Mobile 6,
LuTi, Mars,UAMV, Biosphere
11
Trong nghiên cứu này, đề tài sử dụng mô hình ISC 3 để tính toán mức độ ô
nhiễm do các nguồn thải công nghiệp sinh ra cho môi trường không khí thành phố Hà
Nội
2.3. MÔ HÌNH KHUÉCH TÁN ISC3
Nguyên bản của mô hình ISC là mô hình ISC 32. Đây là phần mềm được sử
dụng để đánh giá nồng độ chất ô nhiễm cho nguồn phức, đánh giá nồng độ cực đại xuôi
chiều gió từ nguồn thải. Mô hình ISC32 được Cục bảo vệ môi trường Mỹ sử dụng như là
phần mềm chuẩn trong các đánh giá về môi trường ở các khu vực đô thị và nông thôn.
ISC32 đã được công ty Trinity phát triển và có tên gọi mới là ISC Breeze.
ISC Breeze được thiết kế để phân tích các nguồn phát thải của hệ thống công
nghiệp phức tạp (nhiều ống khói, các nguồn thay đổi, ảnh hưởng của các công trình xây
dựng )- Mô hình này tính toán nồng độ và sự lắng đọng khô và lắng đọng ướt trong cả
khu vực đô thì và nông thôn.
Mô hình lan truyền chất ô nhiễm ISC Breeze là mô hình dạng Gauss. Bản chất
của mô hình này là tổ hợp thuật toán mở rộng để tính toán sự phân bố chất ô nhiễm của
các chất trên một vùng tính toán nhất định, kết quả thu được là những hình ảnh trực quan
(không gian bản đồ máy tính). Mô hình ISC Breeze khác với các mô hình khác đó là tính
toán sự lan truyền chất ô nhiễm trên nền GIS.
Các file số liệu đầu vào của ISC được định dạng ASCII bao gồm 2 file chính:
- File khởi động: gồm các thông số như vị trí nguồn thải, vị trí tiếp nhận, lượng
thải.
- File khí tượng
Các loại nguồn thải có thể được mô hình hoá bởi mô hình ISC Breeze:
+ Nguồn điểm: Nguồn điểm được dùng để mô hình hoá các ống khói của các nhà

máy hoặc các ống thông khí. Các thông số cần xác định bao gồm: chiều cao ống
khói, lưu lượng phát thải, nhiệt độ phát thải và đường kính ổng khói.
12
+ Nguồn vùng: Nguồn vùng được dùng để mô tả các diện tích phát thải có cao độ
thấp. Các thông số cần xác định bao gồm: chiều rộng, chiều dài và góc so với
phương Bắc của khu phát thải, mật độ phát thải (g/giây/m2)
+ Nguồn khối: Nguồn khối được dùng để mô hình hoá khối khí ô nhiễm từ mái
nhà máy, tổ hợp nhiều ống thông gió và nhiều băng chuyền. Các thông số cần xác
định bao gồm: chiều cao, chiều rộng, chiều dài của khối phát thải, lưu lượng phát
thải (g/giây).
Một sổ tham sổ đầu vào chính:
- Lưu lượng phát thải của từng chất ô nhiễm tại các nguồn điểm, nguồn vùng và
nguồn khối
- Dạng hình học của các nguồn: vị trí ống khói, chiều cao, đường kính và lưu
lượng của nguồn điểm; chiều dài, chiều rộng, vị trí và góc của nguồn vùng; và độ cao
phát thải và hình dạng của nguồn khối.
- Vị trí tiếp nhận chất ô nhiễm.
- Số liệu khí tượng: tốc độ gió, hướng gió, nhiệt độ, độ ẩm, áp suất không khí,
độ ổn định của khí quyển, chiều cao xáo trộn,
- Hệ số phân rã, phân huỷ hoá học, tốc độ lắng của chất ô nhiễm cần tính toán
- Các file bản đồ số hóa: trong đó các đều kiện mặt đệm, vật chắn, địa hình được
khai báo trực tiếp trên bản đồ số hóa.
2.3.1. Phương trình cơ bản của mô hình ISC tính cho nguồn điểm trên mặt đất của
Gauss
Trong mô hình ngắn hạn ISC, phương trình vệt khói ổn định Gauss được sử dụng
tính cho phát thải ở nguồn điểm cao liên tục. Đối với mỗi nguồn và mỗi giờ, gốc tọa độ
của nguồn thải được đặt tại vị trí của ống khói trên mặt đất. Trục X đặt xuôi theo hướng
gió, trục Y vuông góc với chiều gió, và trục z đặt theo chiều thẳng đứng.
Điểm tiếp nhận chất ô nhiễm cũng được xác định trên cùng hệ tọa độ này. (vị trí
của các điểm tiếp nhận được biến đổi đối với hệ tọa độ của mỗi nguỗn để tính toán nồng

độ chất ô nhiễm theo từng giờ). Nồng độ chất ô nhiễm từng giờ tại điểm tiếp nhận được
13
tinh băng cách lây tông các nông độ từng giờ tại điểm tính do các nguồn ô nhiễm gây
nên.
Nông độ từng giờ tại x(m) theo phương xuôi theo chiều gió và tại y(m) theo
phương vuông góc với chiều gió được tính theo phương trình vệt khói ổn định Gauss
Trong phàn mềm này, phương trình Gausssian được sử dụng tính cho phát thài
nguồn điểm. Nồng độ từng giờ tại x(m) xuôi theo chiều gió và y(m) vuông góc với chiều
gió được tính theo phương trình cột khói ổn định Gausssian:
Q: Lưu lượng phát thải chất ô nhiễm ( khối lượng/đơn vị thời gian - m/s)
K: Hệ số chuyển đổi nồng độ sang đơn vị mong muốn (mặc định giá trị là lx io6 cho
Q tính theo g/s và nồng độ tính theo mg/m3)
V: Thành phần thẳng đứng (số hạng đặc trưng cho sự phân bổ chất ô nhiễm theo
phương thẳng đứng). Hệ số này có tính đến ảnh hưởng của độ cao của nguồn thải, độ cao
điểm tiếp nhận, độ nâng vệt khói, giới hạn xáo trộn thẳng đứng và lắng (rơi) do lực hấp
dẫn và lắng đọng khô của các chất ô nhiễm (với đường kính lớn hơn 0.1 um. Tính toán V
phụ thuộc vào thông số khuếch tán theo phương thẳng đứng ( Sz)
D: (decay term : sổ hạng đặc trưng sự biến đổi chất ô nhiễm do quá trình vật lý và hệ
số phân huỷ của chất ô nhiễm. ( thời gian phân rã chất ô nhiễm)
ậy,âz :ĐỘ lêch chuẩn của phân bố nồng độ chất ô nhiễm theo phương nằm ngang và
phương thẳng đứng.
us: Tốc độ gió trung bình (m/s) tại độ cao phát thải
Quy luật phân bố gió theo hàm mũ được sử dụng để điều chỉnh tốc độ gió (uref)
tại độ cao quan trắc (zref) để xác định tốc độ gió tại độ cao phát thải (hs). Phương trình
tốc độ gió trung bình tại độ cao phát thải có dạng như sau: ( có dạng qui luật lũy thừa)
( 1)
Trong đó:
( u Y
h.
(2)

14
Trong đó p là hệ sô mũ của hàm phân bố tốc độ gió (số mũ của profil tốc độ
gió). Giá trị của p (do người dùng đưa ra) được xác định là một hàm của độ ổn định và
(phân loại) tốc độ gió. Giá trị của p được xác định như sau:
Bảng 2.1: Giá trị của hệ sổ p
Câp ôn định
Hệ sô mũ đôi với khu vực
nông thôn
Hệ sô mũ đôi với khu vực
đô thị
A
0,07
0,15
B
0,07
0,15
c
0,10
0,20
D
0,15
0,25
E
0,35
0,30
F 0,55
0,30
2.3.2. Các thông số khuếch tán (cho nguồn thải điểm)
Các phương trình có dạng gần phù hợp với các đường cong Pasquill-Gifford
(Turner, 1970) được sử dụng để tính ^ v à ốz(đo bàng đơn vị m) đối với mô hình áp

dụng cho khu vực nông thôn. Phương trình được sử dụng để tính ổy có dạng như sau:
<5, =465.116280) tan ỢH) (3)
Trong đó:
TH = 0,017453293 [c-dln(x)] (4)
Trong phương trình (3) và (4) khoảng xuôi theo chiều gió X được tính theo đơn
vị km và hệ số c và d được liệt kê trong bảng 2.2.
Bảng 2.2. Hệ số c và d
Cấp ổn định Pasquill
s y =465.11628(x)tan(770
TH = 0,017453293 [c-dln(x)]
c d
A
24,1670
2,5334
15
B
18,3330
1,8096
c
12,5000
1,0857
D
8,3330 0,72382
E
6,2500
0,54287
F
4,1667

,

,

0,36191
Trong đó Sy được tính băng mét và X tính băng km.
Phương trình được sử dụng để tính ỏ. có dạng như sau:
Sz = axb (1.7)
Trong đó khoảng cách cuối hướng gió X được tính bằng km và õ2 được tính
bằng m. Hệ số a và b được cho trong bảng 2.3
16
Bảng 2.3 : Hệ số a và b
Câp ôn định
Pasquill
X
<5.(m) = axb (x:km)
a b
9
<0,1
122,800
0,94470
0,10-0,15
158,080
1,05420
0,16-0,20
170,220
1,09320
0,21-0,25
179,520
1,25440
A* 0,26 - 0,30 217,410
1,12620

0,31-0,40
258,890
1,40940
0,41-0,50 346,750
1,72830
0,51-3,11
453,850
2,11660
>3,11
**
**
<0,20
90,673
0,93198
B*
0,21-0,40 98,483
0,98332
>0,40
109,300
1,09710
c '
61,141 0,91465
<0,30
34,459
0,86974
0,31 - 1,00
32,093
0,81066
1,01-3,00
32,093

0,64403
D
3,01 - 10,00
33,504 0,60486
10,00-30,00 36,650
0,56589
>30,00
44,053
0,51179
<0,10
24,260
0,83660
0,10-0,30
23,331
0,81956
0,31 - 1,00
21,628
0,75660
1,01-2,00
21,628
0,63077
E
2,01 -4,0 0
22,534
0,57154
4,01 - 10,00
24,703
0,50527
10,01-20,00
26,970

0,46713
20,01 -40,00
35,420
0,37615
>40,00
47,618
0,29592
<0,20
15,209
0,81558
0,21-0 ,7 0
14,457
0,78407
0,71 - 1,00
13,953
0,68465
1,01-2,00
13,593
0,63227
2,01 -3,0 0
14,823
0,54503
F
3,01 -7,0 0
16,187
0,46490
7,01 - 15,00
17,863
0,41507
15,01-30,00

22,615
0,32681
30,01 -60,00
27,0,74
0,17436
>60,00
34,219
0,21716
JA! HỌC QUỐC GIA HA NOI
Í?UNG TÁM THÒNG TIN THƯ VIỆN
0 T Ầ m