tóm tắt SỬDỤNG MÔ HÌNH GAUSS TÍNH TOÁN TẢI LƯỢNG PHÁT THẢI KHÍ TỪNGUỒN THẢI DO HOẠT ĐỘNG GIAO THÔNG TRÊN ĐOẠN ĐƯỜNG NGUYỄN VĂN CỪ - GIA LÂM – HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA MÔI TRƯỜNG

MAI DUY TUÂN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SỬ DỤNG MÔ HÌNH GAUSS TÍNH TOÁN TẢI LƯỢNG
PHÁT THẢI KHÍ TỪ NGUỒN THẢI DO HOẠT ĐỘNG
GIAO THÔNG TRÊN ĐOẠN ĐƯỜNG NGUYỄN VĂN CỪ
- GIA LÂM – HÀ NỘI

HÀ NỘI, 2014


TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA MÔI TRƯỜNG

MAI DUY TUÂN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SỬ DỤNG MÔ HÌNH GAUSS TÍNH TOÁN TẢI LƯỢNG
PHÁT THẢI KHÍ TỪ NGUỒN THẢI DO HOẠT ĐỘNG
GIAO THÔNG TRÊN ĐOẠN ĐƯỜNG NGUYỄN VĂN CỪ
- GIA LÂM – HÀ NỘI
Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Môi trường
Mã ngành: 52510406

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS. ĐỖ ĐÌNH CHIẾN
TS. LÊ THỊ TRINH

HÀ NỘI, 2014

Đồ án tốt nghiệp

i

Khoa Môi trường

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Trường Đại học Tài nguyên
và Môi trường Hà Nội và Trung tâm Tư vấn Khí tượng Thủy văn và Môi
trường – Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi Trường đã tạo điều kiện
thuận lợi để tôi nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới TS. Đỗ
Đình Chiến và TS. Lê Thị Trinh, đã tận tình hướng dẫn, tạo mọi điều kiện
thuận lợi và giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu đồ án tốt nghiệp.
Tôi xin cảm ơn các anh chị cán bộ Trung tâm Tư vấn Khí tượng Thủy
văn và Môi trường - Viện Khoa học Khí tượng Thủy văn và Môi Trường đã
nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu thực nghiệm.
Ngoài ra tôi cũng muốn gửi lời cảm ơn tới gia đình, thầy cô, bạn bè đã
động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt
nghiệp.

SVTH: Mai Duy Tuân -Lớp LĐH2KM2


Đồ án tốt nghiệp

ii

Khoa Môi trường

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT......................................................................... iv
DANH MỤC BẢNG ............................................................................................... v
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................... vi
MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN .................................................................................... 3
1.1 Khái quát về chất lượng không khí các thành phố lớn ở Việt Nam ................. 3
1.1.1 Hiện trạng không khí các thành phố lớn ................................................... 3
1.1.2 Các nguồn gây ô nhiễm không khí chính .................................................. 4
1.1.3 Hiện trạng không khí tại Hà Nội .............................................................. 5
1.2 Đặc điểm hoạt động giao thông ở Hà Nội ....................................................... 5
1.2.1 Thực trạng hoạt động giao thông Hà Nội ................................................. 5
1.2.2 Ảnh hưởng của hoạt động giao thông đến chất lượng không khí xung
quanh tại Hà Nội .............................................................................................. 7
1.3 Các mô hình tính toán tải lượng và lan truyền ô nhiễm ................................... 8
1.4 Một số nghiên cứu trong nước và ngoài nước ............................................... 13
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ... 16
2.1 Đối tượng và địa điểm nghiên cứu ................................................................ 16
2.2 Phạm vi nghiên cứu ...................................................................................... 17
2.3 Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 17
2.3.1 Các phương pháp phân tích và xử lý số liệu ........................................... 17
2.3.2 Cơ sở lý thuyết xác định hệ số phát thải ................................................. 18
2.3.3 Các bước thực hiện ................................................................................ 19
SVTH: Mai Duy Tuân -Lớp LĐH2KM2

Đồ án tốt nghiệp

iii

Khoa Môi trường

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ......................................................... 21
3.1. Kết quả tổng hợp tài liệu và tính toán .......................................................... 21
3.1.1 Kết quả thu thập và đo số liệu khí tượng ................................................ 21
3.1.2 Kết quả đếm xe tham gia giao thông....................................................... 21
3.1.3 Tính tải lượng chất ô nhiễm.................................................................... 22
3.1.4. Sử dụng mô hình Gauss tính toán dự báo ô nhiễm môi trường không khí25
3.2 So sánh kết quả tính từ số liệu từ mô hình và trạm quan trắc tự động............ 27
3.2.1 Áp dụng mô hình Gauss tính tải lượng ô nhiễm trung bình 1 giờ ngày 78/1/2013 .......................................................................................................... 27
3.2.2 Kết quả quan trắc ngày 7-8/1/2013 ........................................................ 30
3.2.3 So sánh kết quả mô hình và kết quả quan trắc ........................................ 30
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................... 34
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 36
PHỤ LỤC.............................................................................................................. 37

SVTH: Mai Duy Tuân -Lớp LĐH2KM2


Đồ án tốt nghiệp

iv
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BTNMT

Bộ Tài nguyên và Môi trường

EF

Hệ số phát thải

HmCn

Hơi xăng dầu

QCVN

Quy chuẩn Kỹ thuật Quốc gia

TCCP

Tiêu chuẩn cho phép

VOCs

Nhóm các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi

SVTH: Mai Duy Tuân -Lớp LĐH2KM2

Khoa Môi trường


Đồ án tốt nghiệp

v

Khoa Môi trường

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1 Các cấp độ ổn định của khí quyển [7]. .................................................... 12
Bảng 3.1: Vận tốc gió trung bình tháng 1 và 7/2013 .............................................. 21
Bảng 3.2 : Nhiệt độ trung bình tháng1 và 7/2013 .................................................. 21
Bảng 3.3: Lưu lượng giao thông trên tuyến đường Nguyễn Văn Cừ ...................... 22
Bảng 3.4: Hệ số ô nhiễm môi trường không khí do giao thông của WHO, USEPA 23
Bảng 3.5 : Tải lượng các chất ô nhiễm do giao thông gây ra trên tuyến đường
1/2013 ................................................................................................................... 24
Bảng 3.6 :Tải lượng các chất ô nhiễm do giao thông gây ra trên tuyến đường 7/
2013 ...................................................................................................................... 24
Bảng 3.7: Tổng tải lượng các chất ô nhiễm ............................................................ 25
Bảng 3.8: Số liệu khí tượng dùng để tính toán mô hình ......................................... 25
Bảng 3.9: Số liệu nguồn dùng để tính toán mô hình ............................................... 25
Bảng 3.10: Tải lượng chất ô nhiễm phân bố theo khoảng cách hai tháng 1 và
7/2013 ................................................................................................................... 26
Bảng 3.11: Số liệu khí tượng dùng để tính toán mô hình........................................ 28
Bảng 3.12 : Tải lượng các chất ô nhiễm do giao thông gây ra trong 1 giờ ngày 78/1/2013 ................................................................................................................ 28
Bảng 3.13 : Tổng tải lượng các chất ô nhiễm trong 1 giờ ngày 7-8/1/2013 ............ 29
Bảng 3.14: Số liệu khí tượng dùng để tính toán mô hình........................................ 29
Bảng 3.15: Kết quả tính nồng độ các chất ô nhiễm ứng với các vận tốc vào ngày 78/1/2013 ................................................................................................................ 29
Bảng 3.16 : Kết quả quan trắc tại trạm tự động ngày 7-8/1/2013............................ 30

SVTH: Mai Duy Tuân -Lớp LĐH2KM2


Đồ án tốt nghiệp

vi

Khoa Môi trường

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Tỷ lệ phát thải các khí gây ô nhiễm theo các nguồn phát thải chính của
Việt Nam năm 2008 [2] ........................................................................................... 4
Hình 2.1: Bản đồ khu vực nghiên cứu.................................................................... 16
Hình 3.1 : So sánh nồng độ NO2 trung bình giờ giữa tính toán mô hình và quan trắc
ngày 7-8/1/2013..................................................................................................... 31
Hình 3.2 : So sánh nồng độ SO2 trung bình giờ giữa tính toán mô hình và quan trắc
ngày 7-8/1/2013..................................................................................................... 31
Hình 3.3 : So sánh nồng độ CO trung bình giờ giữa tính toán mô hình và quan trắc
ngày 7-8/1/2013..................................................................................................... 32
Hình 3.4 : So sánh nồng độ Bụi (PM10) trung bình giờ giữa tính toán mô hình và
quan trắc ngày 7-8/1/2013 ..................................................................................... 32

SVTH: Mai Duy Tuân -Lớp LĐH2KM2


Đồ án tốt nghiệp

1

Khoa Môi trường

MỞ ĐẦU
Ô nhiễm môi trường là tình trạng môi trường bị ô nhiễm bởi các tác
nhân hóa học, sinh học, bức xạ, tiếng ồn...gây ảnh hưởng đến sức khỏe con

người và các cơ thể sống khác. Cơ học môi trường là sự nghiên cứu sự truyền
thải, phát tán các chất gây ô nhiễm trong không khí, nước có xét tới đặc tính
của nguồn thải, các quá trình vật lý, hóa học, sinh học kèm theo. Để đánh giá
hiện trạng, mức độ ô nhiễm môi trường, bên cạnh các phương pháp quan trắc
truyền thống, các hướng nghiên cứu sử dụng các mô hình tính toán đang là
một công cụ phát triển trên thế giới và cho thấy những hiệu quả nhất định.
Một số mô hình tính toán ô nhiễm môi trường không khí hiện đang sử dụng ở
Việt Nam là : Mô hình thống kê kinh nghiệm dựa trên cơ sở lý thuyết Gauss,
mô hình thống kê thủy động của Berliand và mô hình số trị.
Một trong những mô hình được cho là hình thích hợp để phản ánh đầy
đủ hiện tượng lan truyền các chất ô nhiễm từ một nguồn thải ra môi trường
xung quanh là mô hình Gauss. Nguyên lý cơ bản của mô hình Gauss là, tác
động ô nhiễm từ một nguồn thải được biểu diễn bằng sự phân bố nồng độ các
chất trong không gian 3 chiều (x, y, z ), nồng độ ô nhiễm phân bố trên mặt cắt
đứng theo hàm Gauss và đối xứng trục nguồn phát thải. Phương trình khuyếch
tán Gauss phụ thuộc vào cường độ thải các nguồn, tác động gió, chiều cao và
đặc biệt là điều kiện khí quyển. Chính vì sự lan truyền chất ô nhiễm ra môi
trường xung quanh hết sức nhạy cảm với điều kiện khí quyển và mô hình
Gauss phản ánh được yếu tố đó nên người ta sử dụng mô hình này để tính
toán tải lượng, lan truyền các chất ô nhiễm trong không khí.
Thực tế hiện nay có thể thấy chất lượng không khí dọc các tuyến đường
giao thông đang suy giảm do những phương tiện vận chuyển chất thải, phế
thải, vật liệu xây dựng không hề được che chắn đúng quy định, không được
rửa sạch trước khi rời khỏi bãi tập kết làm rơi cát, sỏi, phế thải ra đường, kèm
SVTH: Mai Duy Tuân -Lớp LĐH2KM2


Đồ án tốt nghiệp

2

Khoa Môi trường

theo sự phát thải các khí carbon oxide (CO), hỗn hợp các chất hữu cơ bay hơi
(VOCs) và nitơ dioxide (NO2), tăng cùng số lượng phương tiện giao thông.
Theo các số liệu quan trắc thường niên, hàm lượng các khí ô nhiễm tại các nút
giao thông vẫn duy trì ở mức cao, vượt QCVN 05-2013/BTNMT. Khu vực
đường Nguyễn Văn Cừ gần cầu Chương Dương, Hà Nội là một trong những
điểm giao thông điển hình ở tình trạng đó do có số lượng phương tiện đi lại
rất đông, đặc biệt giờ cao điểm, lượng khí thải và bụi phát sinh do hoạt động
giao thông là rất lớn. Để thực hiện quan trắc liên tục chất lượng không khí
khu vực này đòi hỏi một lượng kinh phí khá lớn. Do đó nếu kết hợp hoạt động
quan trắc với việc sử dụng các mô hình tính toán lan truyền ô nhiễm có thể
nâng cao hiệu quả của hoạt động quan trắc giảm kinh phí sử dụng.
Với những lý do trên em chọn đề tài “Sử dụng mô hình Gauss tính
toán tải lượng phát thải khí từ nguồn thải do hoạt động giao thông trên
đoạn đường Nguyễn Văn Cừ - Gia Lâm - Hà Nội” làm đề tài nghiên cứu
cho đồ án tốt nghiệp.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là: Sử dụng mô hình Gauss tính toán tải
lượng phát thải khí từ nguồn thải do hoạt động giao thông trên đoạn đường
Nguyễn Văn Cừ và so sánh với kết quả quan trắc thực tế.
Đề tài đã thực hiện nghiên cứu các nội dung sau :
+ Thu thập và xử lý các số liệu (vị trí, điều kiện tự nhiên, các số
liệu về khí tượng, thống kê lưu lượng xe trên khu vực nghiên cứu).
+ Nghiên cứu và áp dụng mô hình Gauss cho đánh giá nguồn gây ô
nhiễm không khí, xây dựng dữ liệu đầu vào cho mô hình.
+ Nhận xét, đánh giá kết quả chạy mô hình Gauss và so sánh kết quả
quan trắc thực tế.

SVTH: Mai Duy Tuân -Lớp LĐH2KM2

Đồ án tốt nghiệp

3

Khoa Môi trường

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1.1 Khái quát về chất lượng không khí các thành phố lớn ở Việt
Nam
1.1.1 Hiện trạng không khí các thành phố lớn
Hiện nay môi trường không khí trên toàn lãnh thổ Việt Nam nói chung
là tương đối tốt, nhưng chất lượng môi trường không khí ở các thành phố lớn,
tại một số khu công nghiệp và làng nghề đang ngày càng suy giảm.
Ô nhiễm ở đô thị chủ yếu bởi bụi lơ lửng, bụi (PM10), tiếng ồn, SO2,
NO2, CO, hơi xăng dầu, chì. Trong đó, đặc biệt đáng chú ý là vấn đề ô nhiễm
bụi (bao gồm cả bụi tổng số và bụi (PM10).
Mức độ ô nhiễm không khí ở các thành phố thay đổi giữa các giờ trong
ngày, giữa các tháng trong năm và giữa các năm. Sự thay đổi này có nguyên
nhân một phần do các hoạt động giao thông và sản xuất công nghiệp, một
phần do các điều kiện thời tiết khí hậu trong khu vực.
Trong các nguồn gây ô nhiễm không khí đô thị được phân tích, hoạt
động giao thông vận tải đường bộ là nguồn chính, đóng góp khoảng 70%.
Hoạt động này phát thải chủ yếu CO, NO2, VOCs, HmCn. Trong khi đó, hoạt
động sản xuất công nghiệp lại là ngồn phát thải SO2 nhiều nhất, hoạt động
xây dựng là nguồn phát thải bụi nhiều nhất.
Trên cơ sở phát triển kinh tế xã hội ở nước ta trong những năm qua và
dựa trên kế hoạch phát triển tổng thể của các nghành thì lượng phát thải các
chất khí gây ô nhiễm cũng như phát thải khí nhà kính ở nước ta được dự báo

sẽ ngày càng tăng mạnh [1].

SVTH: Mai Duy Tuân -Lớp LĐH2KM2


Đồ án tốt nghiệp

4

Khoa Môi trường

1.1.2 Các nguồn gây ô nhiễm không khí chính
Hoạt động giao thông vận tải, các ngành công nghiệp, thủ công nghiệp
và hoạt động xây dựng là những nguồn chính gây ô nhiễm không khí ở các
khu đô thị. Theo đánh giá của các chuyên gia, ô nhiễm không khí ở đô thị do
giao thông gây ra chiếm tỷ lệ khoảng 70%. Ở nông thôn ô nhiễm không khí
do các nguồn thải chủ yếu từ hoạt động nông nghiệp, sản xuất của làng nghề
và sinh hoạt của dân cư.

Hình 1.1: Tỷ lệ phát thải các khí gây ô nhiễm theo các nguồn phát
thải chính của Việt Nam năm 2008 [2]
Xét các nguồn thải gây ra ô nhiễm không khí trên phạm vi toàn quốc
(bao gồm cả khu vực đô thị và khu vực khác), ước tính cho thấy, hoạt động
giao thông đóng góp tới gần 85% lượng khí CO, 95% lượng VOCs. Trong
khi đó, các hoạt động công nghiệp là nguồn đóng góp chính là khí SO2. Ðối
với NO2, hoạt động giao thông và hoạt động sản xuất công nghiệp có tỷ lệ
SVTH: Mai Duy Tuân -Lớp LĐH2KM2


Đồ án tốt nghiệp

5

Khoa Môi trường

đóng góp ngang nhau. Riêng đối với bụi (TSP) nghành sản xuất xi măng và
vật liệu xây dựng là nguồn phát thải chủ yếu chiếm khoảng 70% [2].
1.1.3 Hiện trạng không khí tại Hà Nội
Tốc độ đô thị hoá diễn ra nhanh, mạnh đã gây ra hàng loạt các vấn đề
liên quan đến môi trường nói chung và môi trường không khí nói riêng.
Theo thống kê của Sở Tài nguyên và Môi trường Hà Nội, mỗi năm thành
phố Hà Nội phải tiếp nhận khoảng 80.000 tấn bụi, khói; 9.000 tấn khí SO2;
46.000 tấn khí CO2 từ các cơ sở công nghiệp thải ra. Ngoài ra, các phương
tiện giao thông ô tô, xe máy cũng được xác định như là một nguồn phát thải
lớn. Những kết quả nghiên cứu gần đây chỉ ra rằng, chất lượng không khí ở
khu vực ngoại thành Hà Nội chưa bị ô nhiễm bởi CO, SO2, NO2 và bụi lơ
lửng (TSP), ngoại trừ tại các khu công nghiệp và các khu vực gần các tuyến
đường giao thông liên tỉnh, đường cao tốc. Còn khu vực nội thành thì hầu hết
tại các khu công nghiệp, tuyến giao thông chính đều bị ô nhiễm nhưng ở các
mức độ khác nhau. Tại các tuyến giao thông, ô nhiễm bụi lơ lửng (TSP) là
chủ yếu với nồng độ đo được cao hơn tiêu chuẩn cho phép từ 3 - 4 lần.
Những khu vực đang thi công các công trình xây dựng, giao thông, đô thị
mới,… nồng độ TSP đo được thường cao hơn 7 - 10 lần so với tiêu chuẩn cho
phép. Nồng độ các khí SO2, NO2 trung bình hàng năm tăng khoảng từ 10 60%, nồng độ CO tại các trục giao thông chính cao hơn từ 2,5 đến 4,4 lần
so với tiêu chuẩn cho phép [4].
1.2 Đặc điểm hoạt động giao thông ở Hà Nội
1.2.1 Thực trạng hoạt động giao thông Hà Nội
a) Cơ sở hạ tầng giao thông :

SVTH: Mai Duy Tuân -Lớp LĐH2KM2

Đồ án tốt nghiệp

6

Khoa Môi trường

Hệ thống đường bộ: Cho đến cuối năm 2011, Hà Nội hiện có 7.365 km
đường giao thông, trong đó 20% là trục đường chính, 7 trục hướng tâm và 3
tuyến vành đai
Hệ thống đường sắt: Đường sắt Hà Nội là hệ thống giao thông quan
trọng trong vận chuyển hàng hóa và hành khách, được nối liền với hầu hết với
mọi miền ở Việt Nam. Hà Nội là một đầu mút của đường sắt Thống Nhất Bắc
Nam dài 1.726 km, nằm trong tổng chiều dài 2.600 km của hệ thống đường
sắt Việt Nam, chủ yếu do Pháp xây dựng.
Hệ thống cầu : Hà Nội hiện có năm cây cầu bắc qua sông Hồng, theo
thứ tự lần lượt từ hướng bắc xuống nam: Cầu Thăng Long, Cầu Long Biên,
Cầu Chương Dương, Cầu Vĩnh Tuy, Cầu Thanh Trì. Và các cây cầu dự kiến
xây trong thời gian tới như Cầu Tứ Liên, Cầu Nhật Tân. Ngoài ra trong thành
phố có các cầu nhỏ bắc qua các con sông nhỏ nội đô như cầu Giấy, cầu Hòa
Mục, cầu Trung Hòa, cầu Cống Mọc, cầu Kim Ngưu... và có cả những cây
cầu không bắc qua sông nào như cầu Thê Húc.
Hệ thống sông: Hà Nội có hệ thống sông ngòi khá lớn, thuận lợi cho
việc vận tải bằng đường sông. Các sông chảy qua địa bàn: Sông Hồng, Sông
Đáy, Sông Đuống, Sông Cà Lồ, Sông Nhuệ, Sông Lừ, Sông Tô Lịch, Sông
Kim Ngưu...
Hệ thống hàng không: Hà Nội có hai sân bay: sân bay Nội Bài (quốc tế
và nội địa) và sân bay Gia Lâm (sân bay nhỏ, nơi có thể thuê trực thăng du
lịch). Sân bay Nội Bài cách thành phố 45 km về phía Bắc. Sân bay Gia Lâm

cách trung tâm Hà Nội 8 km. Ngoài ra, Hà Nội còn có một sân bay quân
sự hiện đang không sử dụng là sân bay Bạch Mai.
b) Số lượng phương tiện sử dụng [3]:
Giao thông vận tải đường bộ : Tổng ô tô: 1.428.000 xe
SVTH: Mai Duy Tuân -Lớp LĐH2KM2


Đồ án tốt nghiệp

7

Khoa Môi trường

+ Ô tô con: 659.500 xe
+ Ô tô khách: 102.800 xe
+ Ô tô tải: 609.200 xe
+ Tổng xe máy: ~ 30 triệu xe
Giao thông vận tải đường sắt :
+ Đầu máy: 276 chiếc; Toa xe: 4.422 toa xe
Giao thông đường thủy nội địa
+ 241.782 chiếc
Giao thông vận tải đường biển
+ 1.637 tàu
Giao thông vận tải đường hàng không
+ 95 tàu bay các loại ( trong đó có 42 tàu bay sở hữu)
Giao thông đô thị
+ Hà Nội: 448.000 ô tô; 3,5 triệu xe máy
+ TPHCM: 437.000 ô tô; 5,0 triệu xe máy
1.2.2 Ảnh hưởng của hoạt động giao thông đến chất lượng không
khí xung quanh tại Hà Nội

Số liệu quan trắc của Sở Tài nguyên và Môi trường Hà Nội cho thấy
không khí ở hầu hết các khu vực dân cư nội đô đều bị ô nhiễm. Ðặc biệt, các
khu vực như đường Khuất Duy Tiến, quốc lộ 32, đường Nguyễn Trãi,... ô
nhiễm bụi đang ở mức cao nhất Hà Nội và xu hướng ngày càng gia tăng. Các
khu vực ngã tư có mật độ xe lưu thông cao, nồng độ bụi cũng vượt quy chuẩn
cho phép. Theo kết quả quan trắc trên các giao thông sáu tháng đầu năm 2009

SVTH: Mai Duy Tuân -Lớp LĐH2KM2


Đồ án tốt nghiệp

8

Khoa Môi trường

cho thấy, tại 250 điểm đo kiểm, có 180 điểm có hàm lượng bụi lơ lửng vượt
QCVN 05:2009/BTNMT [6].
Các nguồn gây ô nhiễm không khí chính ở Hà Nội là hoạt động công
nghiệp, giao thông và sinh hoạt của con người, trong đó nguồn gây ô nhiễm
do giao thông đóng vai trò đáng kể với các chất ô nhiễm đặc trưng như CO,
NOx, CxHy. Tại Hà Nội khảo sát một số tuyến đường lớn như Giải Phóng,
Trần Hưng Đạo, Trần Nhật Duật và Phạm Văn Đồng cho thấy người đi xe
máy chịu tác động của ô nhiễm không khí là nhiều nhất. Nồng độ bụi đối với
người đi phương tiện này là : 580 (µg/m3), người đi bộ : 495 (µg/m3), ô tô
con 408 (µg/m3), xe buýt : 262 (µg/m3). Nồng độ CO đối với người đi xe
máy là :18,6 (ppm), đi bộ :8,5 (ppm), ô tô con 18,5 (ppm), xe buýt 11,5 (ppm)
[1].
1.3 Các mô hình tính toán tải lượng và lan truyền ô nhiễm
Phương pháp mô hình hóa là dùng các mô hình toán học tính toán và

dự báo sự lan truyền các chất ô nhiễm theo không gian và thời gian, sau đó
kết hợp với số liệu đo đạc thực nghiệm để kiểm chứng độ chính xác của mô
hình. Trên thế giới có hơn 20 dạng mô hình tính toán và dự báo môi trường
không khí, nhưng có thể tập hợp thành các hướng chính sau đây:
Hướng 1: Mô hình thống kê kinh nghiệm dựa trên cơ sở lý thuyết của
Gauss với giả thiết rằng sự phân bố nồng độ ô nhiễm tuân theo quy luật phân
bố chuẩn. Các nhà khoa học đầu tiên áp dụng và cải tiến theo hướng này là
Tunner và Sutton (vì thế được gọi là mô hình Sutton). Hiện nay các nhà khoa
học trên thế giới đang ứng dụng và hoàn thiện mô hình sao cho phù hợp với
điều kiện của mỗi nước.

SVTH: Mai Duy Tuân -Lớp LĐH2KM2


Đồ án tốt nghiệp

Khoa Môi trường

9

Hướng 2: Mô hình thống kê thủy động của Berliand là sử dụng lý
thuyết khuếch tán rối trong điều kiện khí quyển có phân tầng kết nhiệt. Mô
hình này được Berliand hoàn thiện và áp dụng thành công ở Nga.
Hướng 3 : Mô hình số trị dựa trên việc giải hệ phương trình đầy đủ của
nhiệt động lực học khí quyển bằng phương pháp số. Hướng này còn gặp khó
khăn trong lý thuyết động lực học vùng vĩ độ thấp, vì vậy ứng dụng vào nước
ta còn hạn chế.
Hai mô hình Berliand và Sutton (dạng cải tiến của Gauss) hiện nay
được sử dụng rộng rãi trên thế giới và ở Việt Nam để đánh giá, dự báo các
chất ô nhiễm không khí thải ra từ các nguồn thải công nghiệp, đô thị và khai

khoáng. Các mô hình kể trên đều là mô hình của nước ngoài do vậy khi áp
dụng vào Việt Nam cần cải tiến mô hình phù hợp với vùng nghiên cứu. Hiện
nay mô hình Gauss được áp dụng nhiều hơn ở Việt Nam vì số liệu đầu vào
phù hợp với điều kiện trong nước [7].
a) Mô hình Gauss
Phương pháp tính toán lý thuyết ô nhiễm môi trường không khí do giao
thông. Trong thực tế, nguồn ô nhiễm giao thông là loại nguồn đường. Để đơn
giản, chúng ta xét nguồn đường vô hạn và ở độ cao gần mặt đất. Nghiệm tổng
quát của mô hình Gauss cho nguồn điểm liên tục là :
 y2
M
C ( x, y , z ) =
exp  − 2
 2σ y
2π uσ yσ z


 − ( z − H )2

 exp 
 2σ z2
 



 − ( z + H )2  
 + exp 
  (1.1)

 2σ z2






Đối với điểm khảo sát ngay tại mặt đất (z = 0) ,tính được nồng độ chất
ô nhiễm:

C ( x, y , 0 ) =

 y2 
 H2 
M
exp  − 2  exp  − 2  (1.2)
 2σ 
2π uσ yσ z
y 
 2σ z 


Nếu tính toán nồng độ chất ô nhiễm trên mặt đất dọc theo trục x ( trục
gió thổi) thì y = 0, z = 0 ta có:
SVTH: Mai Duy Tuân -Lớp LĐH2KM2