Nghiên cứu hiệu chỉnh mối quan hệ giữa các mô hình tính toán và dự báo sự lan truyền chất ô nhiễm trong môi trường không khí ở hà nội

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI
KHOA HỌC
T ự* NHIÊN
• HỌC
•
■
ỉ(c

$Ý

SHIÊN CỨU HIỆU CHỈNH MỐI QUAN HỆ GIỮA CÁC MỒ HÌNH
TÍNH TOÁN v Á DựBÁO s ự LAN TRUYÊN CHẤT ô NHIỄM
TRONG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ Ở HẢ NÔI
MÃ SỐ: QT-05-

CHỦ T R Ì ĐỀ T À I : PGS. TS v ũ QUYẾT THÁNG
CÁC CÁN B ộ THAM GIA: THS. PHẠM THỊ VIỆT ANH
THS. PHẠM VAN QUÂN
CN. PHẠM THỊ VIỆT MAI

ĐA' HOC QL'OC GIA HÀ ('•ÒL
TRUNG TÂK THONG TỊT ÌH ĩ V ỆN
T>T /

'■ ,M

HÀ NỘI - 2006


Ket-noi.com

Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
1. BÁO CÁO TÓM TẮT
a. T ên đề tài: Nghiên cíai hiệu chỉnh mối quan hệ giữa các mô hình tính toán và dự báo
sự lan truyền chất ô nhiễm trong môi trường không khí ở Hà Nôi
Mã số: QT - 05 - ậ-ặ
b. C hủ trì đề tài: PGS.TS. Vũ Quyết Thắng
c. C ác cán bộ th am gia:
ThS. Phạm Thị Việt Anh
ThS. Phạm Văn Quân
CN. Phạm Thị Việt Mai
d. M ụ c tiêu và nội du ng n gh iên cứu.
♦ Mục tiêu:
-

Việc sử dụng các mô hình toán học để đánh giá, dự báo sự lan truyền chất ô nhiễm
trong môi trường không khí đã được sử dụng phổ biến ờ các nước trên T hế giới và ở
nước ta. Kết quả tính toán nhìn chung cho thấy có sự phù hợp giữa các mô hình, tuy
nhiên các kết quả này chưa hoàn toàn đồng nhất về mặt giá trị cũng như phạm vi
phân bố. Chẳng hạn, kết quả tính toán theo mô hình Berliand thường cho thấy
phạm vi ô nhiễm gần nguồn hơn và hẹp hơn, trong khi kết quả tính toán theo mô
hình Sutton sẽ cho vùng ô nhiễm kéo dài và xa nguồn hơn. Các nghiên cứu trước
đây cũng cho thấy rằng, đối vởi các nguồn điểm thấp nên sử dụng mô hình Sutton,
còn các nguồn điểm cao nên sử dụng mô hình Berliand. Tuy nhiên, cho đến nay
điều này vẫn chưa được kiểm chứng một cách chính xác và cụ thể. Vì vậy khi sử
dụng các số liệu tính toán từ các mô hình để đánh giá chất lượng môi trường không

khí sẽ dẫn đến những điều bất cập nếu chuỗi số liệu không đổng nhất và có độ
chính xác khác nhau.

-

Để khắc phục điều này, mục tiêu nghiên cứu của đề tài tập trung vào việc xác
định mối quan hệ giữa các mô hình nói trên ( mô hình Berliand và Sutton - đây
là hai mô hình đại diện cho hai hướng nghiên cứu chủ yếu trên T hế giới về đánh
giá và dự báo ô nhiễm không khí) làm cơ sở cho việc đồng nhất chuỗi số liệu
trong đánh giá chất lượng môi trường. Các kết quả tính toán giữa các mô hình
hoàn toàn có thể chuyển đổi cho nhau để sử dụng phù hợp với từng mục đích cụ
thể thông qua các công thức hiệu chỉnh. Việc xác định được công thức chuyển
đổi sẽ góp phần tối ưu hoá các mô hình để ứng dụng giải quyết các bài toán thực
tế đạt hiệu quả cao và ít tốn kém về mặt kinh tế.

♦ Nội dung nghiên cứu


SUMMARY
a. Title: Study on and adjustment o f the relation between the models o f calculation and
prediction o f air pollutant transportation in Hanoi
b. Code: QT - 05 c. Coordinator: Associate. Prof.Dr. Vu Ọuyet Thang
d. Key implementor: MSc. Pham Thi Viet Anh
MSc. Pham Van Quan
BSc. Pham Viet Mai
e. Objectives and content
- Objectives
The project aims at determining the ralation between Berliand and Sutton models.
This will be a scientific basic for homogenizing series o f data in assessment of
environmental quality. The results calculated from the above models can be exchanged

each other for use according to concrete goals through coưective formulas. This will
contribute to optimize models in order to apply in solving the practical matters
effectively and to reduce expense.
- Content
s Assessing the suitability between Berliand and Sutton models by calculating
concentration and frequency of the days in which concentration exceeds the
permissible standards for waste eases created from the industrial sources
✓ Applying the Sutton and Berliand models for calculating the concentration o f air
pollutants released from 22 industrial sources in Hanoi, corresponding to the various
atmospheric layer classification state.
s Study on and establish the equations expressing the relation between the
concentration calculated with 2 above models in the form: y=ax + b or Cs=aCB + b, in
which c s, CB is concentration o f air pollutants calculated with Sutton and Berliand
models; a & b are coefficients o f the equation.
✓ Based on the obtained results from the above models, the transformable coefficients
corresponding to the various atmospheric states were brought out (for suspended dust,
CO, C 02, S02). The general coefficients for these gases were also presented.
f. Obtained results
s Having assessed the suitability between Berliand and Sutton models
s Having calculated the concentration o f suspended dust. CO. C 0 2, S 0 2 released from
22 industrial sources in Hanoi, corresponding to the various atmospheric layer
classification states.
s Having brought out the transformable coefficients and the equations for the relation
between the concentration calculated with Sutton and Berliand models in the form:
Cs=aCe + b.


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai

tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
-

Đánh gía mức độ phù hợp của hai mô hình Sutton và Berliand thông qua viêc tính
toán sự phân bô nồng độ chất thải khí và tần suất xuất hiện nồng độ vượt tiêu chuấn
cho phép ( tần suất vượt chuẩn) từ nguồn thải công nghiệp (trường hợp nghiên cứu
đối với Nhà máy Dệt 8/3, Hà Nội)

-

Sử dụng hai mô hình Sutton và Berliand tính toán nồng độ chất ô nhiễm thải ra từ
22 nguồn thải công nghiệp nằm rải rác trên địa bàn Hà Nội, tương ứng với các
trạng thái phân tầng khác nhau của khí quyển.

- Nghiên cứu, xây dựng phương trình biểu diễn mối quan hê giữa nồng đô tính đươc
theo hai mô hình nói trên dưới dạng: y= ax + b hay c s = a CB + b, trong đó c s và
CB là nồng độ chất ô nhiễm tính được theo mô hình Sutton và Berliand; a, b là các
hệ số của phương trình.
e. C ác kết quả đạt được.
- Đánh gía được mức độ phù hợp cúa hai mô hình Sutton và Bcrliand
- Tính toán được nồng độ chất ô nhiễm ( bụi, c o , S 0 2, C 0 2) thải ra từ 22 nguồn thải
công nghiệp trên địa bàn Hà Nội , tương ứng với các trạng thái phân tầng khác
nhau của khí quyển
- Đưa ra được các hộ số chuyển hoá tương ứng với các trạng thái phân tầng khác
nhau của khí quyển cho bụi, c o , C 0 2, S 0 2 và các công thức chuyển đổi chung cho
các khí này. Trên cơ sớ đó, xây dựng được các phương trình biẽu diền moi quan
hệ giữa nồng độ tính được theo hai mô hình Sutton và Berliand dưới dụng: c s = a

CB + b, trong đó c s và CB là nồng độ chất ô nhiễm tính được theo mô hình Sutton
và Berliand.
Tình hình kinh phí củ a đề t à i : 15 triệu
KHOA QUẢN LÝ

C H I TRI ĐỂ TÀI
(Ký và ghi rõ họ tên)

C ơ QUAN C H Ỉ TRÌ ĐỂ TÀI
*

*

•


SUMMARY
a. Title: Study on and adjustment o f the relation between the models o f calculation and
prediction o f air pollutant transportation in Hanoi
b. Code: Q T - 0 5 c. Coordinator: Associate. Prof.Dr. Vu Quyet Thana
d. Key implementor: MSc. Pham Thi Viet Anh
MSc. Pham Van Quan
BSc. Pham Viet Mai
e. Objectives and content
- Objectives
The project aims at determining the ralation between Berliand and Sutton models.
This will be a scientific basic for homogenizing series o f data in assessment of
environmental quality. The results calculated from the above models can be exchanged
each other for use according to concrete goals through corrective formulas. This will
contribute to optimize models in order to apply in solving the practical matters

effectively and to reduce expense.
- Content
s Assessing the suitability between Berliand and Sutton models by calculating
concentration and frequency of the days in which concentration exceeds the
permissible standards for waste eases created from the industrial sources
s Applying the Sutton and Berliand models for calculating the concentration o f air
pollutants released from 22 industrial sources in Hanoi, corresponding to the various
atmospheric layer classification state.
s Study on and establish the equations expressing the relation between the
concentration calculated with 2 above models in the form: y=ax + b or Cs=aCB + b, in
which c s, Cb is concentration o f air pollutants calculated with Sutton and Berliand
models; a & b are coefficients o f the equation.
s Based on the obtained results from the above models, the transformable coefficients
corresponding to the various atmospheric states were brought out (for suspended dust,
CO, C 02, S 02). The general coefficients for these gases were also presented.
f. Obtained results
s Having assessed the suitability between Berliand and Sutton models
s Having calculated the concentration o f suspended dust. CO. CƠ2, S 0 2 released from
22 industrial sources in Hanoi, corresponding to the various atmospheric layer
classification states.
s Having brought out the transformable coefficients and the equations for the relation
between the concentration calculated with Sutton and Berliand models in the form:
Cs=aCB + b.


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien

mien phi
phi
Mục lục
Đạt vấn đ ề ................................................... ..........................................................................
C hương 1. Sự lan tru yền chất ô nh iễm tro n g m ôi trường k h ôn g
k h í... ............ ............ ........ ......................... ........................... °...................... .
1.1. Sự phân bỏ chất ò nhiễm vàphương trình vi phàn cơ bản...................... ...........
1.2. Mò hình hoá quá trình lan truyền chất ô nhiễm trong mòi trường không
khí......................■................. ............ ........... ........ ...................... ° .................... 3
1.2.ì M ô hình khuếch tán rối của Berliand..........................................................................

Trang
1
2
9

3

1.2.2. M ô hình lan truyền chất ô nhiễm trong môi trường không khí của Sutton.........
1.3. Ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình lan truyền các chất ô nhiễm trong
khí quyển.........................................................................................................................

12

1.4. Các hướng nghiên cứu mô hình hoá trong đánh giá và dự báo ô nhiễm
mòi trường không khí hiện nay.................................................................. .

14

C huơng 2. Đ ối tượng và phương pháp ngh iên cứ u ................................................

14

2.1. Đỏi tượng nghiên cứu....................................................................................................

J4

1.2. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................. ..
1.3. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu......................................................... .
!.4. Các nguồn thải công nghiệp ở Hà Nòi........................................................... .
Dhương 3. Xây dựng các phương trình hiệu chỉnh mối quan hệ giữa các mô
lình lan truyền chất ô nhiễm trong mỏi trường không khí ở Hà N ội.........

.... .

5.1. Đánh giá mức độ phù hợp của các mô hình............................................................

19

21

1.2. Xây dựng các công thức chuyển hoá đối với hai mô hình B erlian d và
ỉutton..........................................................................................................................................

21

'.2.1. V nghĩa của viêc cấn thiết plìdi xủx dưng các công thức chuyến hoá .............

21
21

'.2.2. Phương pháp tính và cơ sỏ s ổ liệu...........................................................................

21

.2.3. Qui trình tỉnh toán......................................................................................................

22

'ài liệu tham khảo

30

'hụ lục

31


ĐẶT VẤN ĐỂ
■

Mô hình hoá môi trường hiện được xem là một trong những công cụ hiệu quà của
quản lý môi trường. Phương pháp này được sử dụng hiệu quả trong các hoạt động kiểm toán,
quan trắc, đánh giá tác động môi trường....Đậc biệt trong điều kiện hệ thống monitoring ờ
nước ta hiện nay chưa đủ mạnh thì việc sử dụng công cụ mô hình hoá toán học trong đánh
giá, dự báo chất lượng môi trường nói chung vă mồi trường không khí nói riêng có hiệu quả
cao cả về mặt khoa học và kinh tế.
Các mô hình toán học đã được sử dụng khá phổ biến trong đánh giá, dự báo sự lan
truyền chất ô nhiễm trong môi trường không khí trên Thế giới và ở nước ta là Berliand.
Gauss, Sutton ( một dạng cải tiến của Gauss). Kết quả tính toán nhìn chung cho Ihấy có sự

phù hợp giữa các mô hình, tuy nhiên các kết quả này chưa hoàn toàn đồng nhất về mặt
giá trị cũng như phạm vi phân bố. Chẳng hạn, kết quả tính toán theo mô hình Berliand
thường cho thấy phạm vi ô nhiễm gần nguồn hơn và hẹp hơn, trong khi kết quả tính toán
theo mồ hình Sutton sẽ cho vùng ô nhiễm kéo dài và xa nguồn hơn. Các nghiên cứu trước
đây cũng cho thấy rằng, đối với các nguồn điểm thấp nên sử dụng mô hình Sutton, còn các
nguồn điểm cao nên sử dụng mô hình Berliand. Tuy nhiên, cho đến nay điều này vẫn
chưa được kiểm chứng một cách chính xác và cụ thể. Vì vậy, khi sử dụng các số liệu tính
toán từ các mô hình để đánh giá chất lượng môi trường không khí sẽ dẫn đến những điều
bất cập nếu chuỗi số liệu không đồng nhất và có độ chính xác khác nhau.
Do vậy, mục tiêu nghiên cứu của đề tài tập trung vào việc xây dựng một phương pháp
để tìm ra phương trình chuyển hoá cho các sô' liệu được tính toán theo hai mô hình ‘Jerliand
và Sutton- hai mô hình đại diện cho hai hướng nghiên cứu chủ yếu trên Thế giới về đánh
giá và dự báo ô nhiễm không khí được sử dụng phổ biến hiện nay - ý nghĩa thực tế của việc
làm này là cung cấp một phương pháp đơn giản để hỗ trợ cho công tác quản lý môi tnrờng
trong việc đồng nhất các số liệu sao cho có thể xem xét đánh giá chất lượng mồi 'rường mộỉ
cách chính xác và hiệu quả nhất.
Để giải quyết vấn đề đặt ra, đề tài sử dụng hai mô hình Sutton và Berliand để tính toán
nồng độ của các khí thải khác nhau thải ra từ 22 nhà máy xí nghiệp có lượng thải ".ương đối
lớn nằm rải rác trên địa bàn thành phố Hà Nội. Kết quả cuối cùng được đưa ra là các phương
trình mô tả mối quan hệ giữa hai mô hình trên tương ứng với từng loại khí thải.

1


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi

phi

CHƯƠNG

1.

Sự

LAN

TRUYỀN

CỦA

CHẤT

Ô

NHIỄM

TRONG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ

1.1. Sự phân bó chất ô nhiêm và phương trình vi phán cơ bản
Khi mô tả quá trình khuếch tán chất ô nhiễm trong không khí bằng các mô hình toán
học thì mức ô nhiễm không khí thường được đặc trưng bởi trị số trung bình nồng độ chất ô
nhiễm phân bố theo không gian và thời gian. Dưới tác dụng cùa gió các luồng khí , bụi
phụt lên từ miệng ống khói sẽ bị uốn cong theo chiều gió thổi. Chất ô nhiễm dần dần bị
khuếch tán rộng ra tạo thành vệt khói. Kết quả khảo sát cho thấy các chất khí thải và bụi lơ
lửng lan truyền chù yếu theo vệt khói trong phạm vi góc cung hẹp chỉ từ 10-20°. Một số
hạt bị nặng sẽ tách khỏi vệt khói và rơi xuống mặt đất ở gần ống khói. Nếu coi góc mở của

vệt khói không đổi theo khoảng cách thì diện tích do vệt khói gây ô nhiễm sẽ tăng tỷ lệ với
bình phương của khoảng cách.
Vùng không khí sát đất thường bị ô
lần chiều cao ống khói và vị trí ô nhiễm

nhiễm từ khoảng cách tới chân ống
cực đại cách chân ống khỏi

khói 4-20

khoảng

10-40lần

chiều cao ống khói. Trên mặt cắt ngang của vệt khói nồng độ ở trục lớn nhất và càng ra xa,
nồng độ càng giảm dần. Khi trời lặng gió, luồng khí thải sẽ phụt thẳng đứng lên trên và
gây ô nhiễm không khí chủ yếu trong phạm vi không gian xung quanh ống khói.
Trong trường hợp tổng quát trị số trung bình cuả nồng độ chất ô nhiễm trong không
khí phân bố theo thời gian và không gian
chuyển, khuếch tán rối và biến đổi hoá học

được mô tả từ phương trình xuất phái cùavận
đầy đù như sau [6,9]:

« . „ ÍC . „ ÍC .
*•
— + Vx.— + V y .- r- + Vz.— = ---------°X— + ---------- + ------------ V ỉ— + a c - B C
St
Sx
Sy

Sz
Sx
Sy
Sz

( 1)

Trong đó:
-C: Nồng độ trung bình của chất ô nhiễm trong không khí
-x,y,z: Ba thành phần toạ độ
- Vx, Vy, Vz: Ba thành phần của tốc độ gió

V

- Kx, Ky.Kz: Các thành phẩn cùa hệ số khuếch tán rối theo ba trục Ox.Oy. Oz.


- a :Hệ số tính đến sự xàm nhập cùa chất ò nhiễm từ môi trường xung quanh.
- p : Hệ số tính đến sự biến đổi chất ô nhiễm thành chất khác dưới tác dụng của các
phản ứng hoá học
Tuy nhiên phương trình (1) rất phức tạp nó chì là một hình thức mô phỏng sự lan
truyền chất ô nhiễm. Trên thực tế để giải được phương trình này người ta phải tiến hành
đơn giản hoá trên cơ sở thừa nhận một số điều kiện gần đúng bằng cách đưa ra các già
thiết phù hợp với điều kiện cụ thể. Những giả thiết này xuất phát từ các lập luận sau đây:
- Nếu nguồn thải phát liên tục và có công suất không đổi (đối với nguồn điểm) thì
nồng độ trung bình của chất ô nhiễm được xem như là một quá trình dừng

-

Nếu

hướng trục Ox theo chiều gió thổi thì Vy = 0, nên:
O . k -0
Sy
- Thực nghiệm và lí thuyết đã chứng tỏ rằng sự khuếch tán các chất ô nhiễm theo
phương vuông góc với hướng gió lớn hơn rất nhiều lần cường độ khuếch tán theo hướng
giò. VI vậy Sô- hạng:

S(KxSC)
Ổx

được bỏ qua so với các số hạng khác trong phương trình ( 1)
- Giả thiết không có quá trình liên kết và biến đổi chất nên a = /? = 0. Việc xem
a = p = 0 chỉ có thể thực hiện được nếu thời tiết khô ráo.
1.2. Mỏ hình hoá quá trình lan truyền chất ò nhiễm trong mói trường không

1.2.1. Mò hình khuếch tán rối của Berliand
Berliand đã tiến hành nghiên cứu về sự khuếch tán chất ô nhiễm trong mô trường
không khí theo phương pháp thuỷ động lực học thống kê. Trên cơ sở đó ông đã th7\ ia òược
công thức xác định nồng độ trung bình chất ô nhiễm tại điểm có toạ độ ( X, y )trên mặt
phẳng gần mặt đất (z=l-2m ) đối với nguồn điểm. Xuất phát từ phương trình (1) 3erliand
giả thiết quá trình khuếch tán rối là dừng, trục Ox hướng theo chiều gió thổi có vận tốc
trung bình là Ư, bỏ qua sự xâm nhập và biến đổi hoá học kết hợp với các điểu kiện gần
đúng nêu trên. Khi đó phương trình Berliand có dạng:


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu

lieu mien
mien phi
phi

Dựa vào phương trình (2) Berliand đã tiến hành thiết lập các điều kiện ban đầu và
điều kiện biên để giải bài toán nguồn điểm phát thải liên tục có côns suất M=const.
Bước 1: Thiết lập điều kiện ban đầu
Berliand thiết lập điều kiện ban đầu dựa trên định luật bảo toàn vật chất. Tại thời
điểm: t=to
ta có: X = 0, y = 0, z = H
\i.C = U .Ô {y).õ{z-H ) (3)
Trong đó:
- H: Độ cao hiệu dụng của nguồn phát thải
- U: Tốc độ gió trung bình (m/s).
- M: Công suất của nguồn thải (mg/s).
- ỏ y , ổ(z - H ) : Là các hàm toán học đặc thù thoả mãn tính chất sau:
& { x ) = \(p{ệ).ẹ{ệ-x)dệ
b

(3)

Trong đó:
với Bước 2: Điều kiện biên
❖

* 0\ a < x < b
=0,x<a,x>b

Điều kiện xa vô cùng:

X -> 00 => c —» 0

z —>00

(4)

Iv| —> 3C
Điều kiện này dựa trên cơ chế vật lí như sau: Nồng độ trung bình của chất ỏ nhiễm
phải giảm dần và tiến dần tới 0 khi xa nguồn phát thải.
♦ĩ* Tại bề mặt trải dưới (mặt đất, cây cối, thảm thực vật..):
-Trường hợp 1: Nếu bề mặt trải dưới có độ ẩm cao hoặc có chứa nước (mật
sòng, ao, hồ...) thì khả năng hấp thụ chất ô nhiễm rất lớn: - = 0 => c = 0 . (5)

4


-

Trường hợp 2: Nẽu bề mặt trải dưới khô thì khả năng phản xạ của chất ô

nhiễm rất lớn, dòng chất ô nhiễm đến mặt đất được phản xạ lại vào khí quyển, điều này có
nghĩa là thông lượng rối thẳng đứng tại bề mặt trải dưới bằng khôn2 (tại z=0 ):
K z .^ =0
ỗz

(6)

Bước 3: Giải phương trình
Để giải phương trình (2) với các điều kiện phụ đã được thiết lập, Berliand đã tiến
hành tham số hoá các đại lượng có chứa trong phương trình để tìm ra một nghiệm duy nhất

là nồng độ trung binh của chất ô nhiễm c là hàm của x,y,z.
Áp dụng quy luật biến đổi của tốc độ gió trong tầng biên khí quyển:
Khi hướng trục Ox theo chiều gió thì:
U=ƯX

Và sự biến đổi của ư theo độ cao z sẽ có dạng:
U (z)=U (Z|).(z/Z |)n (7)

Trong đó:
-

U(z) là tốc độ gió tại độ cao z.

-

U(Z|) là tốc độ gió tại độ cao Zị.

n là chỉ số liên quan đến tầng kết nhiệt của khí quyến.

- n=0.14: Tầng kết nhiệt bất ổn định.
- n=0,20: Tầng kết nhiệt ổn định.
-

n=0,17: Tầng kết nhiệt cân bằng phiếm định
Kz=KzJ.(z/z1)m(8)

Trong đó:
-

Kz: Hệ số khuếch tán rối tại độ cao

z

-

KiỊ Hệ số khuếch tán rối tại độ cao

Z|

-

m: Chỉ sô' có liên quan đến tầng kết nhiệt.

5


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
Trong mô hỉnh của Berliand cho z= lm . khi đó m -0 . Để xét Ky Berliand đưa ra khái
niộm kích thước khuếch tán rối ngang Ko-

Xét Vz (Tốc độ thẳng đứng) với Vz = -W.
Trong đó: w là tốc độ rơi cùa hạt.
Dựa vào việc tham số hoá các đại lượng trên, Berliand đã giải phương trình (2) để
tìm ra nghiệm c với các điều kiện phụ đã thiết lập. Berliand chia bài toán ra làm hai trường

- Trường hợp 1: Bụi trọng lượng (kích thước hạt lớn không tổn tại lâu trong khí
quyển), gây ổ nhiễm mạt đệm (đất, nước, hệ sinh thái...)
- Trường hợp 2: Bụi lơ lửng và khí độc, gây ỏ nhiễm môi trường không khí, ảnh
hưởng trực tiếp đến sức khoẻ con người.

6


Phương pháp giải: Berliand dùng phương pháp phân li biến số:

c = C(x,y,z) = P(z).Q(x,y)
Từ đó tìm được nghiệm tổng quát và tính được nồng độ chất ô nhiễm tại một điểm
không gian bất kì có toạ độ (x,y,z). Tuy nhiên trong khuôn khổ đối tượng nghiên cứu của
môi trường, chỉ sử dụng công thức nghiệm của Berliand trong trường hợp sự phân bô' nồn°
độ chất ô nhiễm ở mặt đất, đặt z=0 trong công thức nghiệm tổng quát, ta được công thức
sau:
M

C ( x , y , 0) =

rexp

2(n + ì ) . K ì. J ĩ ĩ . K 0jci

y2

ạ + n ý .K ^

4K0.X

(10)

Trong đó:
-

M: Công suất nguồn phát thải (mg/s).

-

Ko: Kích thước khuếch tán rối ngang.

-

U |: Tốc độ gió tại độ cao lm.

-

K |: Hệ số khuếch tán rối tại độ cao lm.

-

n: Chỉ sô' liên quan tới tầng kết nhiệt c 0,14 -i- 0, 2 ).

-

H = h + AH

+ h: Độ cao hình học của ống khói (theo thiết kế ban đầu).
+

A H: Độ nâng ban đầu của luồng khí thải.

Để đạt mục đích giải bài toán ngược tìm độ caoh, trước hết ta lấyđạo hàm

hai vế

của công thức (10) theo X và y, sau đó đặt các đạo hàmbằng khổng sẽ tìm đượcnồng độ

trung bình của chất ô nhiễm cực đại CMax ứng với khoảng cách xm„ như sau:

0,116.(« T Iỳ . \ f .
ơ, H

Kì
K ữL \

1.5Irt*II

(11)

_ 3 Ơ ,.//(U,,)
~ 2 ' K .(\ + ný

Bước 4: Kiểm tra thực tế đánh giá độ chính xác của mô hình

7


Ket-noi.com

Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
Để thuận lợi cho việc đánh giá độ chính xác cũa mỏ hình người ta tiến hành các phép đo
thực nghiệm taị một điểm N có toạ độ (x,y), sau đó đối chứng với việc tính toán từ mỏ hình
theo còng thức (10) để rút ra kẽt luận về độ chính xác của mô hình. Để đảm bảo độ thống
kê việc đo đạc phải tiến hành ít nhất ba lần tại một điểm cho trước. Độ chính xác được tính
như sau:

£=

(c-cy
(O 2

Trong đó:
-

C: Nồng độ chất ô nhiễm tính theo lí thuyết.

- c*: Nồng độ thực tế của chất ô nhiễm theo số liệu đo đạc thực nehiệm.
Bước 5: Tham số hoá các yếu tô' tính toán phù hợp với khu vực nghiên cứu.
-

u I được tính theo số liệu khí tượng khu vực nghiên cứu thõng qua U|()dựa vào công
ỊỊ
u.= ¥u-

thức:

1

-

10"

K ị : Dựa vào kết quả tính toán tại khu vực nghiên cứu.

AH được tính theo công thức của Berliand dựa vào các tham số của khu vực nghiên
cứu:

AH =

l,5.W„-*0
u'

2,5 +

3, 3 .g ./y A T

(12)

V

Trong đó:
- w 0: Tốc độ phụt của ống khói (lấy từ thiết kế)
- R0: Bán kính miệng ống khói (m) theo giả định
- Tk: Nhiệt độ của không khí xung quanh miệng ống khói (°K)

- Tr: Nhiệt độ của luồng khí thải (°K)
-

g: Gia tốc trọng trường

-

A r = 7 ; - 7 ; ( 0K)

8


1.2.2. Mỏ hình lan truyén chất ỏ nhiễm trong mòi trường không khí của Sutton
Mô hình lan truyên chất ô nhiễm cùa Sutton ngoài việc áp dụns để đánh gíá cho các
nguồn điểm có độ cao h (như ống khói của các nhà máy) thì mô hình này cũng được áp
dụng đối với các nguồn điểm ở mạt đất (không có độ cao h và đặt ờ gốc toạ độ). Cách giải
của Sutton cũng dựa vào những giả thiết như trên để đơn gian hoá phương trình (1) và có
sử dụng thèm một sô' điều kiện phụ sau:
1. X-» 0 => c —» co
2. X,_V,Z->OŨ=>C->0

3. Thông lượng rối chất ô nhiễm tại bề mặt trải dưới bằng không
y

' 1: £

^

. . .

_

n

J khi z - » 0

4. Thông lượng chất ô nhiễm qua một mặt phẳng bất kì vuông góc với hướng gió thì
không đổi và bằng công suất của nguồn thải M.
+00 +00

M = j ị u C ( y , z ) d yd . \ x > 0
0—
oc
Xuất phát từphương trình lý thuyết thống kê và tưtưởng
phương trình đã được đơngiản hoávới các điều kiện phụ cho

cùa Gauss.Sutton

kết quả sau đối

giải

VỚ I nguồn

điểm liên tục không có độ cao đặt tại gốc toạ độ:

c(x,y,x) =

2M
nuC c .x

2

7 ex P

- II

Trong đó:
- M: Công suất nguồn thải (mg/s)
- U: Tốc độ gió trung bình tại mặt đất (m/s)
- C(x,y,z): Nồng độ chất ô nhiễm (m g/rrò
- CyQ: Các hệ số khuếch tán rối suy rộng của Sutton
- N: Chỉ số liẻn quan tới tầng kết nhiệt

y


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi

Đối với nguồn điểm liên tục trên cao có độ cao hiệu dụng H đặt tại gốc toạ độ , mô
hình Sutton có dạng:

c(x,y,z) =

1

1

A/exp n--y '- n
C;.x7TCC.UX2-"
> 7

N
1

í
Ịexp

C :x 2' n

+ exp

(z+ //): T
c : v' '

(14)

u: Tốc độ gió trung bình tại độ cao hiệu dụng cùa nguồn
Từ công thức (14) Sutton đã lập được công thức tính nồng độ trung bình cực đại chất
ô nhiễm tại khoảng cách tương ứng:

2 .M

=

c.

e n u H 1 c .,

ăl

(15)

2-n

(16)

C]

Trong trường hợp tính toán cho nguồn điểm không có độ cao tại mặt đất (như các
nguồn khoan, xúc bốc, nổ mìn trong khai thác mỏ, cửa thông gió từ các hầm lò, trong các
phân xưởng nhà máy công nghiệp) nồng độ chất ô nhiễm được tính theo công thức: (đạt z=0
trong công thức 13)

-X

(17)

7ĩuCyC:X

Đối với nguồn điểm trên cao, khi đặt z=0 từ công thức (14) ta sẽ thu được quy luật
phân bố nồng độ trung bình chất ô nhiễm tại mặt đất như sau:

c

(X,y , 0 )

= _

2M

^ ^ —

7ĩuCyC.X'

exp

4C: +K
C:

(18)

Sử dụng công thức liên hệ giữa Cy, Q với các hệ số phát tán Gauss ơ y,ơ. do Sutton
thiết lập:
2ơ? = c?..r2-"

2ơ:

=

cỉ.x2'”

(19)

10


Khi đó (14) có dạng:
c(x,y,z) =

2

M

exp exp

lĩĩu ơ ơ.

-U-H)
2a :

r

\

+ exp
2ơ:

(20)

Trong đó:
U: Tốc độ gió trung bình tại chiều cao hiệu dụng H của ống khói
Đặt z=0 trong công thức (20) ta có công thức xác định nồng độ chất ô nhiễm ở gần
mặt đất như sau:

c ( x , y , 0) =

M
nuaơ.

-exp

.exp

r - Hi\

(21)

'-ơ :

Các công thức (20), (21) là dạng cải tiến của Sutton và Pasquill thường quen gọi là
các công thức của mô hình Gauss.
1.3. Ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình lan truyền các chất ô nhiễm trong
khí quyển
s Ảnh hưởng của gió
Gió hình thành các chuyển động rối của không khí trên mặt đất, đây là yếu tố
khí tượng có ảnh hưởng nhiều nhất tới sự lan truyền của các chất ô nhiễm. Hướng gió
và tốc độ gió là hai yếu tố không thể thiếu được trong các mô hình và dự báo lan truyền
ô nhiễm trong không khí.
s

Ảnh hưởng của nhiệt độ

Sự lan truyền của chất ô nhiễm theo phương thẳng đứng trong lớp biên ở mức độ
lớn phụ thuộc vào mức độ ổn định của không khí và do vậy phụ thuộc vào phân tầng nhiệt.

Do vậy, điều kiện tốt nhất để phát tán bụi được tạo ra với độ bất ổn định mạnh và bởi sự
phát triển khá cao của lớp xáo trộn. Điều đó cũng xảy ra khi bầu trời quang hoặc nắng đặc
biệt về mùa hè. Ngược lại, điều kiện xấu để phát tán nảy sinh với nghịch nhiệt khi lớp biên
có tầng kết ổn định.
s

ảnh hưởng của độ ẩm và mưa

Trong điều kiện độ ẩm lớn, các hạt bụi lơ lửng trong không khí có thể liên kết với nhau
thành các hạt to hom và rơỉ nhanh xuống đất. Độ ẩm lớn tạo điều kiện giúp vi sinh vật phát
triển nhanh chóng và bám vào các bụi bẩn trong khõng khí bay đi xa gây bênh truyền

11


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
nhiễm. Độ ẩm còn tác dụng hoá học với các khí thải công nghiệp như với S 02, S03 tạo
thành H2S04, H2S03. Mưa có tác dụng làm sạch môi trường không khí nhưng lại gây ô
nhiễm đất và ô nhiễm nước.
s

Ả nh hường của địa hình

Thực nghiệm cho thấy nồng độ các chất ô nhiễm ờ phía sau vật chắn thường lớn

hơn, điều này có thể giải thích là do phía sau áp lực gió giảm. Khi quy hoạch cần phải đặc
biệt chú ý tới địa hình nơi đặt nhà máy. tránh đặt vào phạm vi “bóng khí động” của các
vật chắn.
s

Ả nh hưởng của nhà ở và các công trìn h xảy dựng

Trong khu công nghiệp sự chuyển động của các dòng khí cùng với phần tử bụi và hơi
khí chứa trong nó khác so với vùng trống trải. Nhà cửa, công trình sẽ làm thay đổi trường
vận tốc của không khí, phía trước công trình vận tốc gió tăng, phía sau bắt đầu giảm dần
và sau một khoảng cách nào đó mới đạt trị số ban đầu của nó.
1.4 . C ác hướng

ngh iên cứu m ô hình hoá tron g đánh giá và dự báo ô

nhiễm m ôi trường k h ôn g khí hiện nay.
Để đánh giá hiện trạng và dự báo ô nhiễm môi trường không khí tại mọi khu vực,
trên thế giới cũng như ở VN hiện nay thường sử dụng hai phương pháp sau:
❖ Phương pháp thực nghiệm: Là phương pháp đo đạc khảo sát tại nhiều điểm trên
hiện trường của một vùng và bằng phương pháp thống kê để phân tích, đánh giá
chất lượng không khí vùng đó
❖ Phương pháp mô hình hoá:
Dùng các mô hình toán học và dự báo lan truyền các chất ô nhiễm theo không gian
và thời gian, sau đó kết hợp với các số liệu đo đạc thực nghiệm để kiểm chứng độ chính
xác của mô hình, trên cơ sở đó xây dựng các phần mềm tối ưu và thương mại hoá.
Theo tài liệu của Tổ chức Khí tượng thế giới (WMO) và chương trình môi trường
liên hợp quốc (UNEP) thì hiện nay trên thế giới có hơn 20 dạng mô hình tính toán và dự
báo ô nhiễm môi trường không khí, chủ yếu tập trung theo ba hướng chính sau:
+ Hướng 1: Mô hình thống kê kinh nghiệm dựa trên cơ sở lý thuyết của Gauss với
giả thiết phân bố nồng độ chất 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 thường được
gọi là mô hình Sutton.

12


+ Hướng 2:Mô hình thống kê thuỷ động lực học sử dụng lý thuyết khuếch tán rối
trong điểu kiện khí quyển có phân tầng kết nhiệt. Mô hình này được Berliand hoàn thiện
và áp dụng thành công ở Nga nên còn được gọi là mô hình Berliand. Mô hình này đã được
GS Nguyễn Cung áp dụng để phân tích nồng độ chất ô nhiễm độc hại cho phương án dự
kiến xây dựng nhà máy lọc dầu tại thành Tuy Hạ. (Phạm Ngọc Đãng, 2000)
+ Hướng 3: Mỏ hình dựa trên việc giải hệ phựơng trình đầy đủ của nhiệt động lực
học khí quyển bằng phương pháp số. Hiện nay hướng này còn gặp khó khãn trong lý
thuyết động lực-học vùng vĩ độ thấp, vì vậy khả nãng ứng dụng vào điều kiện nước ta còn

hạn chế.
Hai mô hình Berliand và Sutton (dạng cải tiến mô hình 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. Một điều cần lưu ý là các mô
hình trên đều là mô hình của nước ngoài vì vậy khi áp dụng vào điều kiện thực tế của Việt
Nam cần có những cải tiến nhất định sao cho phù hợp với vùng cần nghiên cứu, đây là
điều đã được rất nhiều các chuyên gia môi trường đầu ngành của Việt Nam quan tâm. ở
Việt Nam hiện nay, việc nghiên cứu cải tiến và áp dụng các mô hình bước đầu đã thu được
những kết quả khả quan, trong đó phải kể đến những các kết quả nghiên cứu gần đây của
nhóm cán bộ giảng dạy Khoa Môi trường trường Đại học Khoa học tự nhiên, ĐHQG Hà
Nọi do GS. Phạm Ngọc Hổ chủ trì công bố tại hội thảo khoa học Môi trường toàn quốc lần
thứ nhất (tháng 8 nãm 1998), Đề tài nghiên cứu khoa học Cấp bộ B93-05-96, Đề tài
nghiên cứu Khoa học Công nghệ & Môi trường số 152/98.

13

Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi

CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứ u
2.1. Đ ối tượng nghiên cứu
Đề tài lựa chọn thành phố Hà Nội đế tiến hành thử nghiệm vì đây là khu vực tập
trung đông dân cư và các khu công nghiệp lớn. Đối tượng nghiên cứu chủ vếu tập trung vào
các nhà máy và các cơ sở sản xuất nằm rải rác trên địa bàn thành phô - là một trong những
nguồn ô nhiễm môi trường không khí chủ yếu ở Hà.Nội
Các nhà máy được lựa chọn từ nhiều khu công nghiệp khác nhau nằm rải rác trên địa
bàn thành phố nhằm đảm bảo tính đại diện của mẫu. Các nhà máy này đại diện cho nhiều
ngành sản xuất khác nhau, từ công nghiệp nặng, công nghiệp nhẹ đến tiểu thủ công nghiệp.
Mặc dù mỗi nhà máy có những đặc trưng riêng về quy trình sản xuất, công nghộ và sản
phẩm , song nguồn nhiên liệu chủ yếu được sử dụng là than và dầu nên thành phần khí thải

cơ bản là giống nhau. Trong đề tài này, bốn chất thải chủ yếu được đưa vào tính toán là Bụi
lơ lửng, CO, C 0 2, và S 0 2. Một lý do quan trọng khác để lựa chọn Hà Nội là khu vực
nghiên cứu vì đây là một trong những khu vực có điều kiện khí hậu khá đặc trưng và ổn
định, đó là một yếu tố đảm bảo cho sự chính xác của kết quả. Các thông số khí tượng được
lấy liên tục trong nãm năm gần đây nhằm nâng cao tính thống kê cuả các kết qủa được đưa

2.2.
•

P huơng pháp nghiên cứu

Nghiên cứu tài liệu thứ cấp: Các sô' liệu phục vụ đề tài được thu thập từ các nguồn sau:
s

Sở tài nguyên môi trường và nhà đất Hà Nội

s

Trung tâm kĩ thuật môi trường đô thị và khu côngnghiệp (CEETIA)

s

Trung tâm Nghiên cứu quan trắc và mô hình hoá môitrường (

CEMM),

Trường Đại học Khoa học Tự nhiên. ĐHQGHN.
s

Đài khí tượng Láng-Hà Nội

•

Khảo sát điều tra thực địa: Khảo sát cập nhật thông tin về các nguồn thải công nghiệp

•

ứng dụng mô hình tính toán sự phân bô' nồng độ chất ô nhiễm từ các nguồn í nải công

nơhiệp theo mô hình Berliand và Sutton : Sử dụng phần mềm do Trung tâm quan trắc

15


và mô hình hoá môi trường, Khoa Môi tnrờng. Trường Đại học Khoa học tự nhiên xây
dựng
•

Sử dụng phuơng pháp tính tần suất vượt chuẩn [ ]: để so sánh mức độ ô nhiễm của hai
mô hình

•

Sử dụng phần mềm Excel để vẽ đồ thị và xây dựng hệ sò' chuyển hoá giữa hai mô hình.

2.3.

Đ iều kiện tự nhiên của khu vực nghiên cứu
Quá trình lan truyền và khuếch tán chất ô nhiễm trong khí quyển chịu ảnh hường

nhất định của các yếu tố tự nhiên và khí hậu của khu vực. Các nhà máy trong các khu công
nghiệp nằm trên địa bàn thành phố Hà Nội đều có chung những điều kiện khí hậu đạc
trưng. Hà Nội thuộc trung tâm của vùng Bắc Bộ có toạ độ địa lý:
20°53 -21°23 vĩ độ Bắc
104°44 -106°22 kinh độ Đông
Đại bộ phận Hà Nội thuộc đồng bàng sông Hồng có độ cao 5-20m so với mực nước
biển, trừ khu vực Sóc Sơn, Tam Đảo có độ cao từ 20-40m. Địa hình Hà Nội thấp dần từ
Bắc đến Nam, từ Đông sang Tây (nghiêng theo hướng Tâv Bắc. Đông Nam). Hà Nội nằm
trong khu vực nhiệt đới gió mùa, quanh năm nhận được lượng bức xạ dồi dào. Tổng lượng

bức xạ trung bình hàng năm là 120Kcal/km2. Nhiệt độ trung bình năm là 23-24°, độ ẩm
trung bình 80-82%. Lượng mưa trung bình hàng năm 1660mm/nãm. Đặc điểm khí hậu rõ
nét nhất là sự thay đổi khác biệt giữa hai mùa, mùa nóng và mùa lạnh. Từ tháng 5 đến
tháng 9 thời tiết nóng và mưa, nhưng từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau là mùa lạnh và khô.
Giữa hai mùa có một thời kì chuyển tiếp vào tháng 4 và tháng 10. Có thể phân chia khí
hậu Hà Nội thành bốn mùa tương đối rõ rệt: Mùa xuân bắt đầu từ tháng 2 đến tháng 4;
Mùa hạ từ tháng 5 đến tháng 8; Mùa thu từ tháng 9 đến tháng 11; Mùa đông từ tháng 19.
đến tháng 1 năm sau. Việc phân chia như trên chỉ có tính chất tương đối vì Hà Nội có
năm rét sớm, có năm rét muộn, có năm nóng kéo dài nhiệt độ lên đến trên 40°'-. cũng có

năm nhiệt độ xuống thấp dưới 5"c. Mạt khác, do ảnh hưởng của biến đối khí hậu toàn cầu
những năm gần đây thời tiết có nhiều thay đổi rõ rệt không còn tuân theo đúng các quy
luật như trước nữa.
Chế độ gió là một trong những yếu tố có ảnh hường đáng kể đến quá trình lan truyền
và khuếch tán các chất ô nhiễm trong khí quyển. Thông thường các hướng gió thịnh hành

16


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
trên địa bàn Hà Nội thay đổi rõ rệt theo mùa. Vé mùa đông, gió thường tập trung ớ hai
hướng Đông Bắc hay Bắc Đông Bắc và Đông hay Đông Nam. Trong nửa đầu mùa đône,
các hướng gió Đông Bắc và Bắc có trội hơn một chút nhưng từ tháng 2 trờ đi các hướng
gió Đông và Đông Nam chiếm ưu thế hơn. v ề mùa hạ, gió thổi theo hướng Đông Nam và

Nam chiếm tần suất tới 60-70%, chỉ thỉnh thoảng mới xuất hiện các hướng Bấc và Tày [7],
Tốc độ gió ở Hà Nội khá lớn, trung bình là 2,5m/s, tốc độ gió cực đại có thể lẻn đến
34m/s khi có dông bão. Trong nửa đầu mùa hạ thỉnh thoảng ờ khu vực đồng bẳng Bác bộ
nói chung và Hà Nội nói riêng gặp vài ngày gió Tây khô nóng, khí đó độ ẩm trung bình trong những ngày này giảm chỉ còn 30-40%. Tuy nhiên cả mùa thường chi có 6-8 ngày,
khả nâng gặp gió Tây khô nóng lớn nhất là vào tháng 6. Như vậy trong từng mùa, đặc biệt
là thời gian giữa các mùa hướng gió ít thay đổi và tốc độ gió khá lớn, đặc biệt là vào các
tháng 5,6,7.
Bảng 2.1: Điều kiện khí hậu đặc trưng của Hà Nội
Đặc trưng

Trung bình năm

Tháng cao nhất

Tháng thấp nhất

23,4

28,8 (VIII)

16,6 (I)

83

88 (III)

81 (XI)

Lượng mưa (mm)

1680

323 (VII!)

KI)

Sô' ngày mưa

142

16

6 (XI, XII)

Lượng mây

7,6

9,2 (III)

6,3 (XI)

Số giờ nắng

1640

197 (VII)

43(111)

94

19 (VII)

Nhiệt độ (°C)
Độ ẩm (%)

Số ngày dông

—

Bảng 2.2 : Chế độ gió khu vực Hà Nội
Hướng gió

STT

Tòc độ gió tru n g bình năm

T ần suất gió

1

Lặng gió

0.00

18.09

2

Bắc

1.95

22.64


3

Bắc Đông Bắc

2.08

9.84

4

Đông Bắc

2.37

34.97

5

Đông Đông Bấc

2.10

6

Đông

1.65

26.78

7

Đông Đông Nam

1.83

7.38

8

Đông Nam

1 86

51.37

9

Nam Đông Nam

2.36

6.01

10

Nam

1.60

12.02

11

Nam Tây Nam

1.25

1.09

12

Tây Nam

1.64

3.01

13

Tây Tây Nam

1.00

0.27

14

Tây

1.45

7.38

15

Tây Tây Bắc

2.60

1.37

16

Tây Bắc

1.91

14.21

17

Bắc Tây Bắc

2.00

1.91

'

4.92

Nguồn [ ]
2.4. Các nguồn thải công n gh iệp ở H à Nội
Hiện nay ở Hà Nội có khoảng 318 cơ sỡ sán xuất quòcdoanh thuộc Trung ươngvà
địa phương quản lý, các liên doanh và đầu tư trực tiếp từ nướcngoài dang 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

18


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien

mien phi
phi

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
trong các khu dân cư nội thành.
Phần lớn các cụm công nghiệp này chủ yếu được xây dựng từ những nãm 60-70 cơ
sở hạ tầng thấp kém, hệ số đổi mới thiết bị thấp, nước thải, khí thải không được xử lý nẻn
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

•

Ngành điện , điện tử

•

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 mức độ tiêu thụ nhiên
liệu của các cơ sở sản xuất.
Với mười bốn 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..
Từ nay đến nãm 2010, 2020 sẽ dichuyển tất cả các cơ sờ công nghiệp vừa và nhỏ gây
ô nhiễm nghiêm trọng vào các cụm công nghiệp tập trung.

19


:HƯ ƠNG 3. X Â Y DỰNG CÁC PHƯ Ơ NG T R ÌN H H IỆU C H ỈN H M Ố I Q U A N
HỆ G IỮ A C Á C M Ô H ÌNH LAN TR U Y ỂN

chất ồ

N H IẺM

trong môi

TR Ư Ờ N G K H Ô NG KHÍ ở HÀ NỘI

3.1. Đánh giá mức độ phù hợp của các mỏ hình
Như đã trình bày trong phần tổng quan, các mô hình đánh giá và dự báo ô nhiễm môi
lờng không khí được chia thành 3 hướng chính là m ô hình thống kê kinh nghiệm dựa trên

I sở lý thuyết bán kinh nghiệm của Gauss, Mô hình thống kê thuỷ động lực học sử dụng lý
uyết khuếch tán rối trong điều kiện khí quyển có phân tầng kết nhiệt và mô hình số trị.
Hai hướng nghiên cứu đầu tiên hiện đang được sử dụng rộng rãi và ngày càng phát
ển ở Việt Nam cũng như trên Thế giới. Các mô hình đại diện cho các hướng này là mô
nh Gauss và các dạng cải tiến của nó ( mô hình Sutton) và mô hình Berliand. Mô hình
ỉrliand được sử dụng nhiều ở Liên xô cũ và các nước Đông Âu truớc đảy. Nồng độ trung
nh tại mặt đất được tính qua công thức 10 chương 1
Mô hình Sutton - Một dạng cái tiến của mô hình Gauss, được sử dụng nhiều ở các nước
tương Tây, nồng độ chất ô nhiễm được tính như công thức 18 chương 1
Để đánh giá mức độ phù hợp của các mô hình, trong khuôn khổ của đề tài, chúng tôi
a chọn 2 mô hình Sutton và Berliand (đại diện cho hai hướng nghiên cứu nói trên) để
ih toán khả năng lan truyền chất ô nhiễm từ nguồn thải công nghiệp, qua việc sử dụng
ng một thông số nguồn thải để tính toán ( sô' liệu được chọn để tính toán là nhà máy 8/3
1 Nội). Kết quả tính toán được thể hiện theo hai dạng: tính nồng độ và tính tần suất
ợt chuẩn [1,2]. Phương pháp Tần suất vượt chuẩn cũng được sử dụng để tính toán sự lan
lyền chất ô nhiễm không khí do nhiều nguồn thải công nghiệp ở Hà Nội gây ra (phụ
: 1)
♦ Kết quả tính nồng độ
Kết quả biểu diễn sự phân bô' nồng độ chất ô nhiễm ( chất ỏ nhiễm được lựa chọn ở
y là S 0 2 ) theo khoảng cách tính từ nguồn, tính theo mỏ hình Berliand và mỏ hình Stuton
ợc thể hiện ở hình 3.1. Nhìn chung, có sự phù hợp giữa hai mô hình, biểu hiện ở một số

ỉm sau:
Hình dáng và dạng đồ thị của hai mô hình tương đối giống nhau
Gần neuổn nhìn chung nồng độ chất thải rất thấp không đáng kể
Giá trị nổnp độ chất ô nhiễm tính được theo mô hình Berliand và Sutton có sự sai khác
nhưng không đáng kể.
20