Ứng dụng GIS nghiên cứu ô nhiễm bụi ở thị xã Bỉm Sơn, tỉnh Thanh Hóa: Luận văn ThS. Địa lý tự nhiên: 60 44 76

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Lê Duy Hiếu

ỨNG DỤNG GIS NGHIÊN CỨU Ô NHIỄM BỤI
Ở THỊ XÃ BỈM SƠN, TỈNH THANH HÓA

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – 2016


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

Lê Duy Hiếu

ỨNG DỤNG GIS NGHIÊN CỨU Ô NHIỄM BỤI
Ở THỊ XÃ BỈM SƠN, TỈNH THANH HÓA
Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám và hệ thông tin địa lý
Mã số: 60 44 76

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS.TS. Đinh Thị Bảo Hoa

PGS.TS. Nguyễn Đình Minh

Hà Nội - 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan kết quả đạt được trong luận văn là sản phẩm của riêng cá
nhân tôi. Những điều được trình bày trong toàn bộ nội dung của luận văn, hoặc là
của cá nhân hoặc là được tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu. Tất cả các tài liệu tham
khảo đều có xuất xứ rõ ràng và được trích dẫn hợp pháp.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm theo quy định cho lời cam đoan của mình.

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2016
Người cam đoan

Lê Duy Hiếu


LỜI CẢM ƠN
Luận văn được hoàn thành theo chương trình đào tạo cao học khóa 14 tại
trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội.
Hoàn thành luận văn thạc sỹ này, tôi đã được sự quan tâm giúp đỡ của Ban
giám hiệu, Phòng đào tạo Sau Đại học, Khoa Địa lý, Trường Đại học Khoa học Tự
nhiên. Nhân dịp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến sự giúp đỡ quý báu đó.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Nguyễn Đình Minh – khoa
Địa lý trường ĐH Khoa học Tự nhiên đã trực tiếp hướng dẫn, nhiệt tình giúp đỡ tôi
hoàn thành luận văn.
Tôi xin cảm ơn sự giúp đỡ của Lãnh đạo, cán bộ công chức các cơ quan:
UBND thị xã Bỉm Sơn, phòng Tài nguyên và Môi trường thị xã Bỉm Sơn, bệnh

viện đa khoa thị xã Bỉm Sơn, trung tâm y tế dự phòng thị xã Bỉm Sơn,… đã tạo
điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình thu thập tài liệu cũng như số liệu phục vụ
cho luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo trường Cao đẳng Tài nguyên và Môi
trường miền Trung đã tạo điều kiện tốt nhất để tôi học tập, nghiên cứu luận văn này.
Cuối cùng, tôi xin tỏ lòng biết ơn đối với gia đình, bạn bè và đồng nghiệp đã
động viên, giúp đỡ tôi trong thời gian qua.
Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn!
Bỉm Sơn, ngày…. tháng ...năm 2016
Tác giả

Lê Duy Hiếu


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU...........................................................................................................5
1.1. Tổng quan về vấn đề ô nhiễm bụi trong mối quan hệ với hoạt động
giao thông vận tải...................................................................................................5
1.2. Tổng quan về GIS và các ứng dụng trong nghiên cứu ô nhiễm bụi.........15
1.2.1. Khái niệm cơ bản về GIS .........................................................................15
1.2.2. Các thành phần của GIS ...........................................................................16
1.2.3. Các chức năng của GIS ............................................................................16
1.3. Ứng dụng GIS trong nghiên cứu ô nhiễm bụi............................................17
1.3.1.Trên thế giới ..............................................................................................17
1.3.2. Tại Việt Nam ............................................................................................18
1.3.3. Tại thị xã Bỉm Sơn ...................................................................................19
1.4. Cách tiếp cận, phương pháp và quy trình nghiên cứu..............................19
1.4.1. Quan điểm tiếp cận nghiên cứu ................................................................19

1.4.3. Quy trình nghiên cứu................................................................................22
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU Ô NHIỄM BỤI Ở THỊ XÃ BỈM SƠN
BẰNG GIS ...............................................................................................................24
2.1. Tổng quan về điều kiện tự nhiên, tình hình kinh tế xã hội ảnh
hưởng tới phát tán bụi ở thị xã Bỉm Sơn ...........................................................24
2.1.1. Điều kiện tự nhiên ....................................................................................24
2.1.2. Điều kiện kinh tế -xã hội ..........................................................................28
2.2. Các bước ứng dụng GIS trong thành lập bản đồ quan trắc bụi ..............31
2.2.1. Thu thập dữ liệu .......................................................................................31
2.2.2. Phân tích, đánh giá kết quả dữ liệu trong mối liên quan của hoạt
động giao thông vận tải tới việc phát tán bụi tại thị xã Bỉm Sơn .......................33


CHƯƠNG 3: HIỆN TRẠNG VÀ GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU Ô NHIỄM
BỤI Ở THỊ XÃ BỈM SƠN ......................................................................................49
3.1. Mức độ ô nhiễm bụi tại thị xã Bỉm Sơn ......................................................49
3.2. Tác động của ô nhiễm bụi tới sức khỏe và đời sống cư dân thị xã
Bỉm Sơn.................................................................................................................73
3.3. Giải pháp làm giảm thiểu ô nhiễm bụi ở thị xã Bỉm Sơn..........................84
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................91
1. Kết luận.............................................................................................................91
2. Kiến nghị...........................................................................................................91
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................93


DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1. 1. Số lượng ô tô và xe máy hoạt động hàng năm ở việt nam.........................7
Hình 1. 2. Số lượng ô tô xe máy hoạt động tại Hà Nội...............................................9
Hình 1. 3. Cơ cấu tiêu thụ xăng theo ngành năm 2012...............................................9
Hình 1. 4. Hình ảnh tắc nghẽn tại trên đường Khuất Duy Tiến, Nguyễn Trãi,

Hà Nội...........................................................................................................10
Hình 1. 5. Nồng độ PM10 trung bình năm tại trạm khu dân cư – Q2 và trạm gần
đường giao thông – Bình Chánh, TP. Hồ Chí Minh năm 2005 – 2006........11
Hình 1. 6. Diễn biến nồng độ TSP tại một số tuyến đường phố giai đoạn 2002
– 2006 ...........................................................................................................12
Hình 1. 7. Diễn biến nồng độ NO2 trong không khí ven đường giao thông của
Tp. Hồ Chí Minh giai đoạn 2002 – 2007......................................................14
Hình 1. 8. Các thành phần cơ bản của GIS. .............................................................16
Hình 1. 9. Sơ đồ quy trình nghiên cứu ......................................................................23
Hình 2. 1 . Ví trí thị xã Bỉm Sơn ...............................................................................24
Hình 2. 2. Bản đồ địa hình thu từ tỷ lệ 1:25.000 thị xã Bỉm Sơn ...........................26
Hình 2. 3. Công cụ Clip ............................................................................................43
Hình 2. 4. Bản đồ nền thị xã Bỉm Sơn thu từ tỷ lệ 1:25.000.....................................44
Hình 2. 5. Vị trí các điểm quan trắc bụi trên bản đồ thu từ tỷ lệ 1:25.000 ...............45
Hình 2. 6. Công cụ buffer tạo bán kính phát tán bụi.................................................46
Hình 2. 7. Vùng phát tán 100m tại vị trí các điểm quan trắc bụi thu từ tỷ lệ
1:25.000 ........................................................................................................47
Hình 2. 8. Tạo biểu đồ cột so sánh với chỉ số chất lượng không khí AQI................48
Hình 3. 1. Biểu đồ tham khảo ý kiến người dân về nguyên nhân gây ra bụi............50
Hình 3. 2. Biểu đồ chất lượng không khí tại vị trí quan trắc N1...............................55
Hình 3. 3. Biểu đồ chất lượng không khí tại vị trí quan trắc N2...............................56
Hình 3. 4. Biểu đồ chất lượng không khí tại vị trí quan trắc N3...............................57
Hình 3. 5. Biểu đồ chất lượng không khí tại vị trí quan trắc B1...............................58
Hình 3. 6. Biểu đồ chất lượng không khí tại vị trí quan trắc B2...............................59


Hình 3. 7. Biểu đồ chất lượng không khí tại vị trí quan trắc B3...............................61
Hình 3. 8. Biểu đồ chất lượng không khí tại vị trí quan trắc D1...............................62
Hình 3. 9. Biểu đồ chất lượng không khí tại vị trí quan trắc D2...............................63
Hình 3. 10. Bản đồ phân bố bị vị trí quan trắc bụi ở thị xã Bỉm Sơn thu từ tỷ lệ

1:25.000 ........................................................................................................69
Hình 3. 11. Ảnh chụp tại điểm quan trắc N1 ............................................................70
Hình 3. 12. Ảnh chụp tại điểm quan trắc N2 ............................................................70
Hình 3. 13. Ảnh chụp tại điểm quan trắc N3 ............................................................71
Hình 3. 14. Ảnh chụp tại điểm quan trắc B1.............................................................71
Hình 3. 15. Ảnh chụp tại điểm quan trắc B2.............................................................72
Hình 3. 16. Ảnh chụp tại điểm quan trắc B3.............................................................72
Hình 3. 17. Ảnh chụp tại điểm quan trắc D1 ............................................................73
Hình 3. 18. Phun sương “diệt” bụi ở Trung Quốc ....................................................85
Hình 3. 19. Hệ thống phun sương trên đường vào mỏ than Hòn Gai .......................86
Hình 3. 20. Xe rửa đường chuyên dụng ....................................................................86
Hình 3. 21. Các loại cây điều hòa không khí ............................................................87
Hình 3. 22. Công nghệ xử lý khói bụi theo quy trình tháp vật lý điện tử .................88
Hình 3. 23. Quạt hút bụi li tâm túi lọc ......................................................................89
Hình 3. 24. Các máy tạo điện năng ...........................................................................89


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Số lượng đăng ký xe tại thành phố Hồ Chí Mình từ năm 2000 - 2010...........8
Bảng 2.1. Tốc độ gió trung bình khu vực nghiên cứu...............................................27
Bảng 2.2. Hướng gió chủ đạo ...................................................................................27
Bảng 2.3.Tình hình bệnh tật năm 2014 trong khu vực nghiên cứu...........................29
Bảng 2.4. Danh sách cơ sở phát sinh chất thải gây ảnh hưởng trực tiếp, gián
tiếp đến khu vực nghiên cứu ....................................................................30
Bảng 2.5. Bảng sản lượng clinker của nhà máy xi măng Bỉm Sơn trong 12
tháng năm 2014 ........................................................................................34
Bảng 2.6. Tọa độ 08 điểm quan trắc lựa chọn ..........................................................36
Bảng 2.7.Mức cảnh báo chất lượng không khí và mức độ ảnh hưởng tới sức
khỏe con người.........................................................................................39
Bảng 2.8. Số liệu vị trí các điểm quan trắc bụi ........................................................44

Bảng 2.9. Số liệu quan trắc bụi tại vị trí N1 qua 2 đợt quan trắc.............................48
Bảng 3.1. Bảng khảo sát ý kiến người dân về tình trạng bụi trong khu vực
năm 2014 .................................................................................................49
Bảng 3.2. Bảng tổng hợp kết quả thông số bụi tại các vị trí quan trắc .....................50
Bảng 3.3. Bảng tổng hợp kết quả quan trắc bụi và các chất lơ lưng tại Ngã tư
Bỉm Sơn....................................................................................................66


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AQI

: Air Quality Index (chỉ số chất lượng không khí)

GIS

: Geographic Information System (hệ thông tin địa lý)

GTVT

: Giao thông vận tải

NMXM : Nhà máy xi măng
PM

: Particulate matter ( chất dạng hạt )

QCCP

: Quy chuẩn cho phép

QCVN

: Quy chuẩn Việt Nam

QL

: Quốc lộ

TCVN

: Tiêu chuẩn Việt Nam

UBND

: Ủy ban nhân dân

WHO

: Tổ chức y tế thế giới

XMBS

: Xi măng Bỉm Sơn


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Sự phát triển kinh tế - xã hội của các quốc gia trên thế giới đã tác động lớn
đến môi trường làm cho môi trường sống của con người bị thay đổi và ngày càng
trở nên xấu hơn đặc biệt trong bối cảnh sự biến đổi của khí hậu toàn cầu. Hiện

nay, vấn đề ô nhiễm môi trường không khí, đặc biệt tại các đô thị, không còn là
vấn đề riêng lẻ của một quốc gia hay một khu vực mà nó đã trở thành vấn đề toàn
cầu. Ô nhiễm môi trường không khí không chỉ tác động xấu đối với sức khỏe con
người mà còn ảnh hưởng đến các hệ sinh thái … Công nghiệp hóa càng mạnh, đô
thị hóa càng phát triển thì nguồn thải gây ô nhiễm môi trường không khí càng
nhiều, áp lực làm biến đổi chất lượng không khí theo chiều hướng xấu càng lớn.
Ở Việt Nam ô nhiễm môi trường không khí đang là một vấn đề bức xúc đối
với môi trường đô thị, công nghiệp và các làng nghề. Và sự gia tăng dân số, gia tăng
đột biến của các phương tiện giao thông trong điều kiện cơ sở hạ tầng còn kém phát
triển làm cho tình hình ô nhiễm trở nên trầm trọng.
Thị xã Bỉm Sơn nằm ở phía bắc Thanh Hóa, là cửa ngõ của hoạt động vận
tải cũng như buôn bán giữa hai miền bắc và miền trung. Là một thị xã công
nghiệp trẻ với các ngành sản xuất công nghiệp chủ đạo là xi măng, vật liệu xây
dựng, khai thác đá, … nên hoạt động của các phương tiện vận tải diễn ra với
nhịp độ dày đặc. Tuy nhiên, hoạt động sản xuất với cường độ lớn như vậy cũng
thải ra môi trường một lượng lớn những chất gây ô nhiễm môi trường không khí
- đặc biệt là ô nhiễm bụi. Để giải quyết hiệu quả bài toán giảm thiểu bụi ở Bỉm
Sơn, cần phải xác định nhanh chóng và trực quan hiện trạng ô nhiễm bụi, từ đó
khoanh vùng ô nhiễm và đưa ra giải pháp cụ thể. Các nhiệm vụ này có thể thực
hiện được một cách hiệu quả khi tích hợp các dữ liệu về ô nhiễm bụi trong một
hệ thông tin địa lý, từ đó có thể tiến hành các phân tích không gian nhằm xác
định mối liên hệ giữa hiện trạng ô nhiễm bụi, nguồn gây phát thải và các vấn đề
tự nhiên, kinh tế xã hội khác. Trên cơ sở tính cấp thiết về mặt thực tiễn và khoa
học đó, đề tài luận văn với tiêu đề “ Ứng dụng GIS nghiên cứu ô nhiễm bụi ở
thị xã Bỉm Sơn, tỉnh Thanh Hóa ” đã được thực hiện.
1


2. Mục tiêu nghiên cứu
Ứng dụng GIS nghiên cứu đặc điểm ô nhiễm bụi và các vấn đề liên quan

nhằm bụi góp phần đưa ra giải pháp giảm thiểu ô nhiễm bụi hiệu quả ở thị xã
Bỉm Sơn.
3. Nội dung nghiên cứu
Để đạt được mục tiêu nghiên cứu, luận văn tập trung giải quyết các nội dung:
1. Tổng quan cơ sở lý luận các vấn đề liên quan đến ô nhiễm bụi, về GIS và
ứng dụng của GIS trong nghiên cứu ô nhiễm bụi.
2. Phân tích các đặc điểm tự nhiên, điều kiện kinh tế - xã hội và môi trường
tại thị xã Bỉm Sơn
3. Phân tích hoạt động giao thông trong mối liên quan tới ô nhiễm bụi tại khu
vực thị xã Bỉm Sơn.
4. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi không gian: Luận văn giới hạn nghiên cứu tại thị xã Bỉm Sơn, tỉnh
Thanh Hóa với tổng diện tích hơn 6.600 (ha) bao gồm 6 phường nội thị và 2
phường ngoại thị trong giới hạn từ 20°18’ – 20°20’ vĩ độ bắc và 105°55’–
106°05’ kinh độ đông.
Phạm vi khoa học: Đề tại luận văn tập trung nghiên cứu, xác lập cơ sở
khoa học cho việc đánh giá mức độ ô nhiễm môi trường không khí tại thị xã Bỉm
Sơn theo hướng tiếp cận nguồn gây ô nhiễm bụi trên cơ sở nghiên cứu các nhân
tố hình thành, quá trình phát sinh bụi, đặc điểm tự nhiên và kinh tế xã hội tại khu
vực Bỉm Sơn.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp thu thập, tổng hợp tài liệu: luận văn đã sử dụng một số
phương pháp thu thập và tổng hợp tài liệu từ nhiều nguồn khác nhau có liên quan
đến đề tài nghiên cứu làm cơ sở tài liệu và lý luận của đề tài.
- Phương pháp điều tra khảo sát thực địa: Thông qua các chuyến đi thực tế
nhằm thu thập các thông tin về các nguồn thải, các vị trí quan trắc thông qua thiết bị
định vị toàn cầu (máy GPS cầm tay) phục vụ cho việc nghiên cứu của luận văn.

2

- Các phương pháp nghiên cứu ô nhiễm bụi và nguồn phát: luận văn đã sử
dụng các mô hình Gauss và Sutton trong tính toán lượng bụi phát thải từ hoạt động
sản xuất của một số nhà máy – hoạt động giao thông vận tải tại khu vực nghiên cứu.
- Phương pháp bản đồ và hệ thông tin địa lý (GIS): sử dụng dữ liệu bản đồ tỷ
lệ 1:25.000 tại khu vực nghiên cứu để tiến hành thành lập bản độ vị trí các điểm
quan trắc bụi. Dựa vào hệ thông tin địa lý để phân tích, đưa ra kết quả làm cơ sở để
đánh giá chất lượng môi trường không khí tại khu vực nghiên cứu.
6. Cơ sở thực hiện đề tài
Đề tài luận văn được thực hiện trên cơ sở các nguồn tài liệu do học viên tự
thu thập từ các công trình và đề tài liên quan đến môi trường không khí thị xã Bỉm
Sơn và các tài liệu do học viên thu thập được bao gồm:
- Tài liệu công bố và lưu trữ: Các tài liệu về bụi và ô nhiễm bụi. Luận văn
thạc sỹ, tiến sỹ nghiên cứu các vấn đề về bụi và các mô hình phát tán bụi. Tài liệu
về điều kiện tự nhiên – kinh tế xã hội của thị xã Bỉm Sơn.
- Các tài liệu bản đồ và dữ liệu ảnh chụp măt đất: Cơ sở dữ liệu bản đồ thị xã
Bỉm Sơn, bản đồ hành chính, bản đồ địa hình, ảnh chụp thực địa.
- Luận văn sử dụng tài liệu từ dự án: Quan trắc và đánh giá hiện trạng chất
lượng môi trường thị xã Bỉm Sơn 2015 [22] Chủ dự án: UBND thị xã Bỉm Sơn. Đơn
vị tư vấn: Trung tâm quan trắc và bảo vệ môi trường Thanh Hóa.
- Ngoài ra còn có cơ sở dữ liệu của học viên thu thập được khi đi khảo sát
thực địa.
7. Kết quả đạt được
- Xác định nguồn gốc phát sinh bụi tại khu vực nghiên cứu và xem xét ảnh
hưởng của bụi tới sức khỏe dân cư tại thị xã Bỉm Sơn.
- Các giải pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm bụi cho thị xã Bỉm Sơn trên cơ sở
phân tích không gian mối quan hệ giữa ô nhiễm bụi và đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã
hội của địa phương..
8. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
- Ý nghĩa khoa học: Luận văn góp phần thúc đẩy ứng dụng GIS và mô hình

hóa môi trường trong đánh giá tác động của ô nhiễm bụi.
3


- Ý nghĩa thực tiễn: Giúp cho các nhà quản lý môi trường ở Bỉm Sơn có công
cụ hiệu quả trong việc quản lý môi trường không khí tại Bỉm Sơn.
Là tài liệu tham khảo cho công tác giảng dạy và học tập tại trường cao đẳng
Tài nguyên và Môi trường miền Trung.
9. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu và kết luận, nội dung chính của luận văn được trình bày
trong 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về cơ sở lý luận và phương pháp nghiên cứu
Chương 2: Đặc điểm ô nhiễm bụi thị xã Bỉm Sơn
Chương 3: Hiện trạng và giải pháp giảm thiểu ô nhiễm bụi ở thị xã Bỉm Sơn

4


CHƯƠNG 1:
TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan về vấn đề ô nhiễm bụi trong mối quan hệ với hoạt động giao
thông vận tải.
1.1.1. Vấn đề ô nhiễm bụi
1.1.1.1. Các khái niệm chung về ô nhiễm không khí
Khí quyển là lớp vỏ không khí bao quanh Trái đất, với các tầng: đối lưu,
bình lưu, tầng trung gian, tầng nhiệt và tầng điện ly. Trong khí quyển có khoảng 50
hợp chất hóa học được tạo nên bởi hàng loạt phản ứng cân bằng với nhau.Khi thành
phần các chất này thay đổi, với một cường độ đủ lớn, trong một thời gian đủ dài, thì
khí quyển đã bị ô nhiễm.

Ô nhiễm không khí là sự thay đổi thành phần không khí mà có thể hoặc có
xu hướng có hại cho đời sống của con người, động vật, thực vật và tài sản. Sự thay
đổi thành phần có thể là sự xuất hiện chất mới, hoặc sự thay đổi hàm lượng các chất
có sẵn trong không khí mà thông thường là sự gia tăng hay dư thừa.
Chất gây ô nhiễm không khí được chia thành 2 loại:
- Chất ô nhiễm sơ cấp là những chất vào môi trường trực tiếp từ nguồn thải,
gồm bụi, SO2, CO, NOx, hydrocacbon,…
- Chất ô nhiễm thứ cấp được tạo thành thông qua các phản ứng giữa các chất
ô nhiễm sơ cấp và các thành phần thông thường của khí quyển, ví dụ như SO3,
H2SO4, HNO3,…
Nguồn gây ô nhiễm không khí có thể do tự nhiên hoặc do hoạt động phát
triển kinh tế xã hội của con người như: các quá trình công nghiệp, đốt nhiên liệu,
giao thông vận tải, tiêu hủy chất thải rắn,... Và chúng ta chỉ có thể kiểm soát, giảm
thiểu nguy cơ gây ô nhiễm do chính con người tạo ra.
Theo báo cáo của Bộ Tài nguyên môi trường, 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.
5


Trong ô nhiễm không khí, thì ô nhiễm bụi là một trong những vấn đề rất lớn,
được quan tâm hàng đầu đối với những nước đang phát triển như ở Việt Nam. Ô
nhiễm bụi do nhiều nguyên nhân, hoạt động sản xuất công nghiệp, xây dựng, hoạt
động dân sinh và đặc biệt là hoạt động giao thông vận tải.
1.1.1.2. Vấn đề ô nhiễm bụi do giao thông vận tải (GTVT)
a, Khái niệm, phân loại bụi và nguyên nhân phát thải từ GTVT
* Khái niệm
Bụi là những hạt rắn hay nửa lỏng hoặc lỏng có kích thước nhỏ bé, thường
nằm trong khoảng 1,01–1000 µm , tồn tại ở trạng thái lơ lửng trong không khí.

Khi nghiên cứu và quan trắc, đánh giá mức độ ô nhiễm, người ta thường chia
bụi thành các loại bụi lắng, bụi lơ lửng tổng số, bụi PM10, PM2,5.
* Nguyên nhân phát thải bụi từ hoạt động GTVT
Giao thông vận tải gồm nhiều loại hình : đường bộ, đường sắt, đường thủy và
đường hàng không. Nhưng giao thông đường bộ mới là nguồn phát phải nhiều bụi
nhất và ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người. Do đó, trong bài chúng ta sẽ
chỉ đề cập đến ô nhiễm bụi do giao thông vận tải đường bộ
+ Bụi cuốn theo
Bụi cuốn theo là các loại bụi được không phải sinh ra do hoạt động của động
cơ mà do xe cuốn theo từ các công trường xây dựng, các bãi khai thác, hoặc rơi ra
từ xe trong quá trình vận chuyển. Bụi cuốn theo gồm bụi lắng và bụi lơ lửng.
+ Bụi do các phương tiện giao thông phát thải sinh ra từ quá trình đốt cháy
nhiên liệu của động cơ
Thành phần khí thải của động cơ xe máy, ô tô hầu hết đều gồm những thành
phần sau: các chất khí độc hại như CO, CO2, NOx, SO2; hơi xăng dầu (CmHn, VOC);
nhiên liệu và dầu bôi trơn chưa cháy hết, benzen, toluene, xylene, bụi chì (hiện nay
hầu như không còn).
Trong đó, chúng ta quan tâm tới:
PM là chất dạng hạt trong khí thải bao gồm các hạt rắn cùng với nhiên liệu
và dầu bôi trơn bám dính theo . Các hạt rắn gồm cacbon tự do, muội than hay còn
gọi là bồ hóng sinh ra do phân hủy nhiên liệu và dầu bôi trơn, các phụ gia nhiên
6


liệu, các hạt và vảy tróc do mai mòn. Các hạt này dễ dàng hấp phụ lên bề mặt các
chất hữu cơ độc hại trong khí thải đặc biệt là PAH – những hydrocacbon thơm đa
vòng giáp cạnh (90% PAH trong không khí nằm trên bụi PM10).
Khí NOx (chủ yếu là NO, NO2) và SO2 kết hợp với một số thành phần khác
trong khí thải tạo thành các hạt rắn nitrat, sunfat, chiếm một phần đáng kể trong
bụi PM10. Các khí SO2, NOx, khi ra ngoài khí quyển sẽ tác dụng với hơi nước tạo

thành các giọt axit H2SO4, HNO3, các giọt này hấp phụ lên các hạt bụi lơ lửng
trong không khí, tạo thành các hạt bụi nửa lỏng, mất khá nhiều thời gian tồn tại
trong khí quyển rồi mới lắng đọng. Tuy nhiên chúng ta không thể đo đạc và đánh
giá chính xác rằng có bao nhiêu phần trăm các khí này chuyển vào bụi thứ cấp, mà
chỉ có thể phần nào nhìn nhận sự có mặt của loại bụi này thông qua sự phát thải
khí NO2 và SO2.
Thành phần và lượng phát thải của phương tiện phụ thuộc nhiều vào loại
phương tiện, chất lượng phương tiện và nhiên liệu, chế độ hoạt động có ổn định
hay không.
b, Hiện trạng ô nhiễm bụi do GTVT đường bộ ở Việt Nam
Sự bùng nổ phương tiện giao thông cơ giới
Trong thời gian qua số lượng phương tiên giao thông vận tải tăng nhanh, đặc
biệt là trong các đô thị. Đây là áp lực rất lớn đối với môi trường không khí.
Số lượng phương tiện tập trung rất nhiều tại các đô thị lớn, đặc biệt là Hà
Nội và TP Hồ Chí Minh, gây nên tình trạng ô nhiễm bụi khá nghiêm trọng.

Hình 1. 1. Số lượng ô tô và xe máy hoạt động hàng năm ở việt nam
Nguồn: Cục Đăng kiểm Việt Nam và Vụ KHCN&MT, Bộ GTVT, 2009

7


Thống kê của thành phố cho thấy: lượng xe đăng ký mới trong quý I/2013
tăng gần 16% so với cùng kỳ, và tăng mạnh nhất là ô tô. Tính ra, số ô tô đăng ký
mới trong quý I/2013 còn cao hơn con số đăng ký mới trong năm 2012.
Với số lượng tăng chóng mặt trên, tính đến hết tháng 3/2013, tổng số phương
tiện giao thông cơ giới đang được thành phố quản lý đã vượt qua con số 6 triệu
chiếc; trong đó có gần 547.000 ô tô và gần 5.519.000 mô tô.
Bảng 1. 1. Số lượng đăng ký xe tại thành phố Hồ Chí Mình từ năm 2000 - 2010
Tổng số phương tiện quản lý (xe)

Năm

Ô tô

Xe máy

Tổng số

2000

131.182

1.569.355

1.700.537

2001

144.407

1.968.872

2.113.279

2002

158.172

2.284.870

2.443.042

2003

221.665

2.305.415

2.527.080

2004

2.52.861

2.428.989

2.681.850

2005

267.815

2.557.621

2.825.436

2006

296.143

2.917.502

3.213.645

2007

326.679

3.338.913

3.665.592

2008

366.066

3.659.473

4.025.539

2009

408.688

4.071.567

4.480.255

2010

4.38.030

4.401.317

4.839.347

2001 – 2005 (% năm)

15,3

10,3

10,7

2006 – 2010 (% năm)

10,3

11,5

11,4

2001 – 2010 (% năm)

12,8

10,9

11,0

(Tính đến ngày 31/10/2010, Nguồn: Phòng CSGT đường bộ)
Cũng như TP Hồ Chí Minh, tốc độ phát triển các phương tiện giao thông cơ
giới những năm gần đây tăng mạnh. Trung bình lượng ôtô hàng năm tăng 11%, xe
máy tăng khoảng 15% . Theo số liệu của Sở Tài nguyên và môi trường Hà Nội,
đến hết tháng 6/2007, tổng số xe máy đăng ký của thành phố đã vượt 1.8 triệu
chiếc, chưa tính khoảng 400 nghìn xe máy vãng lai từ các vùng lân cận hoạt động
trên địa bàn.
8


Hình 1. 2. Số lượng ô tô xe máy hoạt động tại Hà Nội
(Nguồn: Sở TNMT Hà Nội, 2007)

Giai đoạn 2005 – 2006, lượng tiêu thụ xăng dầu thực tế đã tăng thêm trên
770 nghìn tấn ( tăng hơn 2 lần so với mức tăng của tổng lượng tiêu thụ giai đoạn
2004 – 2005).Tiêu thụ xăng dầu là một trong những nguyên nhân phát thải các chất
độc hại trong đó có bụi. Trong cơ cấu tiêu thụ xăng dầu của quốc gia thì giao thông
vận tải chiếm tỷ trọng lớn nhất.

Hình 1. 3. Cơ cấu tiêu thụ xăng theo ngành năm 2012
(Nguồn: Bộ Công Thương)

Cơ cấu phương tiện đi lại hiện nay ở các đô thị đều tập trung vào các phương
tiện cá nhân. Ví dụ: tại TP. Hồ Chí Minh, phương tiện công cộng chỉ đáp ứng được
khoảng 5% nhu cầu, trên 70% người dân dùng phương tiện cơ giới cá nhân trong đó
chủ yếu là xe máy.
Dự báo, với tốc độ tăng trưởng lượng xe cơ giới là 10 – 20% mỗi năm thì dự
báo đến năm 2010 số lượng xe được đăng ký tại Tp.Hồ Chí Minh là 4.200.000 –
9

5.400.000 xe máy và 700.000 – 900.000 ôtô . Với đà tăng trưởng đó, cùng với việc
không có chính sách cải thiện môi trường không khí, thì dự báo thải lượng các chất
ô nhiễm không khí từ hoạt động GTVT đến 2010 sẽ tăng 2 – 5 lần.
c, Các yếu tố ảnh hưởng tới phát thải
Phát thải của các phương tiện cơ giới đường bộ phụ thuộc rất nhiều vào chất
lượng xe. Xe ôtô, xe máy ở Việt Nam bao gồm nhiều chủng loại đã qua nhiều năm
sử dụng nên có chất lượng kỹ thuật thấp, hiệu suất sử dụng nhiên liệu thấp và nồng
độ chất độc hại và bụi trong khí xả cao.
Bên cạnh chất lượng phương tiện, vấn đề chất lượng nhiên liệu sử dụng cho
phương tiện cũng ảnh hưởng tới chất lượng khí xả phát thải.
Phương tiện giao thông chạy xăng phát thải các khí ô nhiễm nhiều hơn hẳn
so với phương tiện giao thông chạy dầu diesel. Ngược lại, phương tiện chạy dầu
diesel lại phát thải bụi nhiều nhất.

Hình 1. 4. Hình ảnh tắc nghẽn tại trên đường Khuất Duy Tiến, Nguyễn Trãi, Hà Nội
(Nguồn: vov.vn)

Hiện tượng tắc nghẽn giao thông ở các thành phố lớn ngày càng trầm trọng
hơn. Tại Hà Nội, quỹ đất dành cho giao thông ở nội thành chiếm gần 7% diện tích
đất đô thị, tại Tp.HCM tương ứng là 13,42% , trong khi tại các nước phát triển
thường dao động 20 – 25% diện tích đất đô thị. Hệ thống giao thông đô thị còn
nhiều hạn chế như đường hẹp, có nhiều nút giao thông, chất lượng đường kém, ít
đường có phân luồng khiến cho các loại xe đi lẫn lộn, nên luôn phải thay đổi tốc độ,
thời gian dừng xe nhiều. Tốc độ trung bình chỉ đạt 18 – 32 km/h, do vậy tiêu tốn

10

nhiều năng lượng, phát thải lớn. Năng lực vận tải của mạng lưới cơ sở hạ tầng giao
thông chưa phát triển theo kịp nhịp độ phát triển kinh tế - xã hội,đường thiếu và
chật hẹp, còn quá nhiều nút giao thông đồng mức, do phát triển thiếu quy hoạch và
không kiểm soát chặt chẽ sự phát triển của các khu dân cư và khu thương mại dọc
các đường giao thông. Do đó, ùn tắc giao thông xảy ra thường xuyên, hàng ngày,
hàng giờ, là lúc mà rất nhiều phương tiện giao thông chạy không tải, tiêu thụ nhiên
liệu một cách vô ích và phát thải lượng lớn bụi cùng các chất ô nhiễm độc hại khác.
d, Thực trạng ô nhiễm
Phát thải khí ô nhiễm từ hoạt động GTVT đường bộ là nguồn gây ô nhiễm
không khí lớn nhất ở đô thị, chủ yếu gây ra ô nhiễm các khí độc hại trong đó có
NOx,SO2, và các loại bụi TSP, PM10, PM2,5. Tuy nhiên, ở Việt Nam hầu như chưa
quan trắc bụi PM2,5.
* Bụi PM10
PM10 trung bình năm của các thành phố lớn của Việt Nam như Tp.HCM, Hà
Nội, Đà Nẵng, Hải Phòng nhìn chung đều vượt ngưỡng trung bình năm được
khuyến nghị bởi WHO (20 µg/m3). Ô nhiễm PM10 giữa các khu vực trong một đô
thị rất khác nhau. Biểu đồ 3.3 cho thấy ở ven đường giao thông nồng độ PM10 trung
bình năm cao hơn hẳn trong khu dân cư.

Hình 1. 5. Nồng độ PM10 trung bình năm tại trạm khu dân cư – Q2 và trạm gần
đường giao thông – Bình Chánh, TP. Hồ Chí Minh năm 2005 – 2006
(Nguồn: Chi cục BVMT TP. HCM, 2007)

11


* Bụi TSP
Tình trạng ô nhiễm đối với bụi TSP ở các đô thị lớn rất đáng lo ngại, đặc biệt
là ô nhiễm dọc hai bên các đường giao thông chính.

Hình 1. 6. Diễn biến nồng độ TSP tại một số tuyến đường phố giai đoạn 2002 – 2006
(Nguồn: Các trạm QT&PTMT vùng (Đất liền 1, 2, 3) – Mạng lưới QT&PTMT quốc gia)

Ô nhiễm bụi lơ lửng tổng số (TSP) do nhiều nguồn mang lại, trong đó có
hoạt động GTVT, đặc biệt tại 2 đô thị loại đặc biệt là Hà Nội và Tp.HCM, thì
GTVT là nguồn phát thải chính. Đối với những đô thị tập trung nhiều hoạt động
công nghiệp, thì GTVT vẫn đóng góp đáng kể vào thải lượng ô nhiễm, nhưng với tỷ
trọng thấp hơn.
Số liệu quan trắc đặt tại các trạm quan trắc đặt cạnh các tuyến đường giao
thông trong Tp.HCM cho thấy, nồng độ bụi TSP trung bình 1 giờ từ năm 2002 cho
đến hết tháng 6 / 2007 dao động từ 0,31- 2,69 mg/m3 và 100% số lần đo đều có
nồng độ bụi trung bình 1 giờ vượt TCVN 5937-2005 (0,3mg/m3).
Tại hầu hết các điểm quan trắc ven đường giao thông của Hà Nội, Đà Nẵng,
Hải Phòng, tỷ lệ số lần đo có nồng độ bụi trung bình 1 giờ vượt TCVN cũng rất cao.
Theo kết quả quan trắc năm 2006 và 6 tháng đầu năm 2007 của Sở
TNMT&NĐ Hà Nội, nồng độ bụi trung bình 1 giờ tại phần lớn các tuyến đường
giao thông trên địa bàn Hà Nội khoảng 0,5 mg/m3. Trong đó, khoảng 60% số kết
quả vượt TCVN và khoảng 25% vượt TCVN trên 2 lần.

12


Xem xét 3 đô thị loại I là Đà Nẵng, Hải Phòng, Huế, trong giai đoạn 20022006, tỷ lệ số lần đo có nồng độ bụi trung bình 1giờ vượt TCVN của Hải Phòng lớn
nhất (33-71%), rồi đến Đà Nẵng (47-56%) và thấp nhất là Huế (17-39%). Trong
những năm qua, các tuyến đường du lịch ở Huế đã được cải tạo, chỉnh trang nên đã
hạn chế được ô nhiễm bụi. Tại Hải Phòng và Đà Nẵng, số lần quan trắc có nồng độ
bụi lơ lửng trung bình 1 giờ có mức vượt TCVN cao nhất là ở các trục giao thông,
rồi mới đến xung quanh các khu công nghiệp. Qua đó chúng ta có thể thấy rằng, ở
hầu hết các đô thị loại 1trực thuộc trung ương, hoạt động GTVT cũng là nguồn gây
ô nhiễm bụi lớn nhất.

Ở các đô thị có hoạt động sản xuất công nghiệp phát triển, mật độ giao thông
khá cao như Biên Hòa, Thái Nguyên, Việt Trì, Hạ Long, mức độ ô nhiễm bụi trên
các trục đường giao thông cũng đều vượt TCVN. Không chỉ trên các tuyến đường
giao thông mà các khu dân cư nằm sát khu vực đang có hoạt động xây dựng hoặc
gần đường có mật độ xe lớn (như khu dân cư gần công ty tuyển than Hạ Long) cũng
gặp phải vấn đề ô nhiễm bụi. Mức độ ô nhiễm ở những thành phố này không có xu
hướng giảm đi, ngoại trừ một số trục đường giao thông được cải tạo, nâng cấp. Như
vậy, có thể thấy bụi cuốn theo đóng góp đáng kể vào ô nhiễm bụi ở những đô thị
loại 1 trực thuộc tỉnh này, do đường xá kém chất lượng, nên khi phương tiện giao
thông di chuyển, cuốn bụi từ mặt đường lên.
Trong các nguồn gây ô nhiễm không khí, hoạt động xây dựng phát thải bụi
nhiều nhất. Lượng bụi này, bản thân nó phát tán ra môi trường ở phạm vi tương đối
hẹp xung quanh công trình xây dựng; nhưng lại được phát tán xa hơn thông qua
hoạt động GTVT chuyên chở vật liệu xây dựng và phế liệu tới và ra khỏi công trình
(bụi cuốn theo).
Ngoài ra đối với các thành phố có cảng biển lớn, các hoạt động giao thông
vận tải của các cảng cũng thải ra một lượng bụi và khí ô nhiễm đáng kể.
* Ô nhiễm NOx, SO2 dẫn tới ô nhiễm bụi thứ cấp

13


Hình 1. 7. Diễn biến nồng độ NO2 trong không khí ven đường giao thông của
Tp. Hồ Chí Minh giai đoạn 2002 – 2007
(Nguồn: Chi cục BVMT TP. Hồ Chí Minh, Cục BVMT, 2007)

Ở Việt Nam, nguồn phát thải NOx chủ yếu từ các nhà máy nhiệt điện và giao
thông. SO2 phần lớn là từ các nhà máy nhiệt điện (đốt than đá).
Các khí SO2, NO2 trong không khí tại các đô thị nhìn chung vẫn ở ngưỡng
cho phép. Tuy nhiên tại một số địa điểm và một số thời điểm, nồng độ các chất này

có tăng lên.
NO2 có mức độ ô nhiễm tăng cao ven các trục giao thông trong đô thị. Đặc
biệt tại những đô thị có mật độ phương tiện giao thông cao như Hà Nội và Tp.HCM,
nồng độ NO2 trong không khí cao hơn hẳn những đô thị khác (biểu đồ).
Điều này chứng tỏ NO2 phát sinh chủ yếu từ các hoạt động giao thông trong
thành phố. Tại Hà Nội, các khu vực có mật độ phương tiện giao thông cao như
trung tâm quận Hoàn Kiếm, quận Hai Bà Trưng là những khu vực có nồng độ NO2
cao nhất.
Tại Hà Nội và Tp.HCM, số liệu về nồng độ NO2 trung bình giờ tại các vị trí
quan trắc trên trục giao thông có thời điểm vượt TCVN.
Ở các đô thị khác, nồng độ NO2 tại các thời điểm quan trắc gần như 100%
đều nằm trong giới hạn của TCVN 5937-2005.
14


Nồng độ SO2 trung bình năm tại các khu vực nằm trong thành phố nhìn
chung vẫn nằm trong giới hạn TCVN 5937-2005. Do phần lớn SO2 phát sinh từ các
hoạt động công nghiệp chứ không phải GTVT như NO2, nên tại Hà Nội, nồng độ
SO2 dọc hai bên các tuyến đường giao thông lại thấp hơn hẳn so với các khu sản
xuất công nghiệp.
1.2. Tổng quan về GIS và các ứng dụng trong nghiên cứu ô nhiễm bụi
Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System – GIS) là một hệ
thống thông tin trên máy tính được sử dụng để số hóa các đối tượng địa lý thực
cũng như các sự kiện liên quan (các thuộc tính phi không gian liên kết với không
gian địa lý) tạo thành dữ liệu địa lý, từ đó cung cấp các công cụ cho phép phân tích,
đánh giá và khai thác các dữ liệu địa lý đó.
1.2.1. Khái niệm cơ bản về GIS
Có nhiều quan niệm khác nhau khi định nghĩa hệ thống thông tin địa lý:
"Hệ thông tin địa lý là một hệ thống thông tin bao gồm một số hệ con
(subsystem) có khả năng biến đổi các dữ liệu địa lý thành những thông tin có ích" –

theo định nghĩa của Calkin và Tomlinson, 1977.
"Hệ thông tin địa lý là một hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu bằng máy tính để
thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị không gian" (theo định nghĩa của National
Center for Geographic Information and Analysis, 1988).
Theo định nghĩa của ESRI (Environmental System Research Institute) thì
“Hệ thông tin địa lý là một tập hợp có tổ chức bao gồm phần cứng, phần mềm máy
tính, dữ liệu địa lý và con người, được thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu trữ, cập
nhật, điều khiển, phân tích và kết xuất”.
Cho đến nay, định nghĩa được nhiều người sử dụng nhất là: hệ thống thông
tin địa lý là một hệ thống kết hợp giữa con người và hệ thống máy tính cùng các
thiết bị ngoại vi để lưu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị các thông tin địa lý để phục vụ
một mục đích nghiên cứu nhất định.

15