ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG ỨNG DỤNG MÔ HÌNH SUTTON TRONG ĐÁNH GIÁ Ô NHIỄM KHÔNG KHÍ DO GIAO THÔNG Ở ĐẠI LỘ BÌNH DƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT
KHOA TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG

BÁO CÁO TĨM TẮT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

ỨNG DỤNG MƠ HÌNH SUTTON TRONG ĐÁNH GIÁ
Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ DO GIAO THƠNG Ở ĐẠI LỘ BÌNH
DƯƠNG
Mã số:

Chủ nhiệm đề tài: ThS. Nguyễn Huỳnh Ánh Tuyết


Bình Dương, 12/2015


TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT
KHOA TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG

BÁO CÁO TĨM TẮT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

ỨNG DỤNG MƠ HÌNH SUTTON TRONG ĐÁNH GIÁ
Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ DO GIAO THƠNG Ở ĐẠI LỘ BÌNH
DƯƠNG
Mã số:

Xác nhận của đơn vị chủ trì đề tài

Chủ nhiệm đề tài

TS. Nguyễn Thanh Bình

ThS. Nguyễn Huỳnh Ánh Tuyết


Bình Dương, 12/2015


MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG ..................................................................................................................... 7
DANH MỤC HÌNH ...................................................................................................................... 8
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................................ 1
1. Tính cấp thiết ............................................................................................................... 1
2. Mục tiêu của đề tài: ..................................................................................................... 2
3. Đối tượng nghiên cứu: ................................................................................................. 3
4. Phạm vi nghiên cứu: .................................................................................................... 3
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU ...................................................................... 4
1.1. Chất lượng mơi trường khơng khí tỉnh Bình Dương ................................................ 4
1.2. Sơ lược về đại lộ Bình Dương .................................................................................. 5
1.3. Mơ hình Sutton cải tiến áp dụng cho nguồn đường ................................................. 6
CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHÊN CỨU .............................. 9
2.1. Nội dung nghiên cứu ................................................................................................ 9
2.2. Phương pháp nghiên cứu...................................................................................................... 10
2.2.1. Phương pháp khảo sát, thực địa ................................................................. 10
2.2.2. Phương pháp tính tốn tải lượng chất ô nhiễm từ nguồn giao thông trên đại lộ
Bình Dương ........................................................................................................... 13
2.2.3. Phương pháp tính tốn sự lan truyền chất ô nhiễm từ nguồn giao thông dọc

đại lộ Bình Dương................................................................................................. 13
2.2.4. Phương pháp GIS........................................................................................ 15
2.2.5. Phương pháp lấy mẫu, phân tích khí CO ................................................... 15
2.2.6. Phương pháp xử lý số liệu .......................................................................... 16
2.2.7. Phương pháp dự báo tải lượng và nồng độ chất ô nhiễm đến năm 2020... 17
2.2.7.1. Kịch bản dự báo .................................................................................. 17
2.2.7.2. Phương pháp dự báo lượng phương tiện giao thông đến năm 2020 .. 17
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 19
3.1. Lưu lượng phương tiện giao thông trên đại lộ Bình Dương .................................. 19
3.2. Tải lượng phát thải của các chất ô nhiễm từ hoạt động giao thông trên đại lộ Bình
Dương ............................................................................................................................ 19


3.2.1. Tải lượng phát thải của các chất ô nhiễm .............................................. 19
3.2.2. Tải lượng của từng loại phương tiện giao thông đối với từng thông số 22
3.3. Sự phát tán chất ơ nhiễm trong khơng khí dọc đại lộ Bình Dương ................................. 23
3.3.1. Vào mùa khô ............................................................................................... 23
3.3.1.1. Nồng độ NOx ....................................................................................... 23
3.3.1.2. Nồng độ CO ......................................................................................... 26
3.3.1.3. Nồng độ PM10 ...................................................................................... 29
3.3.2. Vào mùa mưa .............................................................................................. 31
3.3.2.1. Nồng độ NOx ....................................................................................... 31
3.3.2.2. Nồng độ CO ......................................................................................... 34
3.3.2.3. Nồng độ PM10 ...................................................................................... 37
3.4. Kiểm định mơ hình ................................................................................................. 38
3.4.1. Chọn thông số để kiểm định ........................................................................ 38
3.4.2.Kết quả kiểm định ........................................................................................ 38
3.5. Dự báo tải lượng khí thải và nồng độ khí thải và năm 2020 .................................. 40
3.5.1. Kịch bản dự báo .......................................................................................... 40
3.5.2. Tải lượng chất ô nhiễm từ hoạt động giao thông năm 2020 ...................... 41

3.5.3. Dự báo nồng độ các chất ô nhiễm .............................................................. 42
3.6. Đề xuất giải pháp .................................................................................................... 45
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................... 46
1. Kết luận...................................................................................................................... 46
2. Kiến nghị ................................................................................................................... 46


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Số lượng điểm đấu nối đường giao thơng vào đại lộ Bình Dương .......................... 6
Bảng 1.2. Phân cấp độ ổn định khí quyển theo Tunner .............................................................. 7
Bảng 2.1. Đặc điểm các tuyến đường lựa chọn để khảo sát..................................................... 10
Bảng 2.2. Các hệ số phát thải đối với từng thông số của các loại phương tiện giao thông ... 13
Bảng 2.3. Dự báo tốc độ gia tăng nhu cầu vận tải..................................................................... 18
Bảng 3.1.Tải lượng chất ô nhiễm trên tuyến Đại lộ Bình Dương trong năm 2014 ............... 22
Bảng 3.2. Kết quả kiểm định mơ hình Sutton đối với thông số CO........................................ 39
Bảng 3.3. So sánh kết quả nghiên cứu với kết quả quan trắc của tỉnh Bình Dương.............. 40
Bảng 3.4. Dự báo tốc độ gia tăng nhu cầu vận tải..................................................................... 40
Bảng 3.5. Ước tính lưu lượng các nhóm phương tiện giao thơng qua ĐL Bình Dương năm
2020 ............................................................................................................................................... 41
Bảng 3.6. Dự báo tải lượng chất ô nhiễm trên đại lộ Bình Dương năm 2020........................ 41


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Diễn biến nồng độ bụi tại các điểm quan trắc giai đoạn 2006 - 2014 ..................... 4
Hình 1.2. Diễn biến nồng độ SO2 tại các điểm quan trắc giai đoạn 2011 – 2014................... 5
Hình 1.3. Diễn biến nồng độ NO2 tại các điểm quan trắc giai đoạn 2011 – 2014 .................. 5
Hình 2.1. Quy trình khảo sát lưu lượng phương tiện giao thơng ............................................. 10
Hình 2.2. Sơ đồ các tuyến đường khảo sát ................................................................................ 12
Hình 2.3. Sơ đồ vị trí lấy mẫu khí CO........................................................................................ 16
Hình 3.1. Lưu lượng PTGT trên đại lộ Bình Dương theo các tuyến khảo sát ....................... 19

Hình 3.2. Tải lượng CO từ các phương tiện giao thơng trên đại lộ Bình Dương .................. 20
Hình 3.3.Tải lượng NOx từ các phương tiện giao thơng trên đại lộ Bình Dương ................. 21
Hình 3.4.Tải lượng bụi PM10 từ các phương tiện giao thông trên đại lộ Bình Dương .......... 22
Hình 3.5. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa khơ trên đại lộ Bình Dương (TB ngày) ............ 23
Hình 3.6. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa khơ trên đại lộ Bình Dương (7h-8h) ................. 24
Hình 3.7. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa khô trên đại lộ Bình Dương (17h-18h)............. 24
Hình 3.8. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa khô dọc tuyến số 2 (TB ngày) ........................... 24
Hình 3.9. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa khơ dọc tuyến số 2 (7h-8h) ................................ 25
Hình 3.10. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa khô dọc tuyến số 2 (17h-18h) ......................... 25
Hình 3.11. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa khô dọc tuyến số 6 (TB ngày) ......................... 25
Hình 3.12. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa khơ dọc tuyến 6 (7h-8h)................................... 26
Hình 3.13. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa khô dọc tuyến 6 (17h-18h) .............................. 26
Hình 3.14. Biểu đồ phát tán CO trong mùa khơ đại lộ Bình Dương (TB ngày) .................... 27
Hình 3.15. Biểu đồ phát tán CO trong mùa khơdọc đại lộ Bình Dương (7h-8h)................... 27
Hình 3.16. Biểu đồ phát tán CO trong mùa khơ dọc đại lộ Bình Dương (17h-18h) ............. 27
Hình 3.17. Biểu đồ phát tán CO trong mùa khô dọc tuyến số 2(TB ngày) ............................ 28
Hình 3.18. Biểu đồ phát tán CO trong mùa khô dọc tuyến số 2(7h-8h) ................................. 28
Hình 3.19. Biểu đồ phát tán CO trong mùa khơ dọc tuyến số 2 (17h-18h) ............................ 28
Hình 3.20. Biểu đồ phát tán CO trong mùa khô dọc tuyến số 6 (TB ngày) ........................... 29
Hình 3.21. Biểu đồ phát tán CO trong mùa khơ dọc tuyến số 6 (7h-8h) ................................ 29
Hình 3.22. Biểu đồ phát tán CO trong mùa khô dọc tuyến số 6 (17h-18h) ............................ 29


Hình 3.23. Biểu đồ phát tán PM10 trong mùa khơ dọc đại lộ Bình Dương (TB ngày).......... 30
Hình 3.24. Biểu đồ phát tán PM10 trong mùa khô dọc Tuyến số 2 (TB ngày)....................... 30
Hình 3.25. Biểu đồ phát tán PM10 trong mùa khơ dọc Tuyến số 6 (TB ngày)....................... 30
Hình 3.26. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa mưa dọc đại lộ Bình Dương (TB ngày) ......... 31
Hình 3.27. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa ............................................................................. 31
Hình 3.28. Biểu đồ phát tán CO trong mùa mưa dọc đại lộ Bình Dương(17h-18h) ............. 32
Hình 3.29. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa mưa dọc tuyến số 2 (TB ngày)........................ 32

Hình 3.30. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa ............................................................................. 32
Hình 3.31. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa mưa dọc tuyến số 2 (17h-18h) ........................ 33
Hình 3.32. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa ............................................................................. 33
Hình 3.33. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa ............................................................................. 33
Hình 3.34. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa ............................................................................. 34
Hình 3.35. Biểu đồ phát tán CO trong mùa mưa dọc đại lộ Bình Dương (TB ngày) ........... 34
Hình 3.36. Biểu đồ phát tán CO trong mùa mưa dọc đại lộ Bình Dương (7h-8h) ................ 34
Hình 3.37.Biểu đồ phát tán CO trong mùa mưa dọc đại lộ Bình Dương (17h-18h) ............. 35
Hình 3.38. Biểu đồ phát tán CO trong mùa ............................................................................... 35
Hình 3.39. Biểu đồ phát tán CO trong mùa mưa dọc tuyến số 2 (7h-8h) ............................... 35
Hình 3.40. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa mưa dọc tuyến số 2 (17h-18h) ......................... 36
Hình 3.41. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa mưa dọc tuyến số 6 (TBN)............................... 36
Hình 3.42. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa mưa dọc tuyến số 6 (7h-8h) ............................. 36
Hình 3.43. Biểu đồ phát tán NOx trong mùa mưa dọc tuyến số 6 (17h-18h) ......................... 37
Hình 3.44. Biểu đồ phát tán PM10 trong mùa mưa dọc đại lộ Bình Dương (TB ngày) ........ 37
Hình 3.45. Biểu đồ phát tán PM10 trong mùa mưadọc tuyến số 2 (TB ngày) ........................ 38
Hình 3.46. Biểu đồ phát tán PM10 trong mùa mưa dọc tuyến số 6 (TB ngày) ....................... 38


TĨM TẮT
Giao thơng là một trong những nguồn thải chính gây ơ nhiễm mơi trường khơng khí,
đặc biệt tại các khu vực có mật độ phương tiện lưu thơng cao. Với tốc độ cơng nghiệp
hóa, đơ thị hóa nhanh, đại lộ Bình Dương- cửa ngõ chính để lưu thơng trên địa bàn tỉnh đã
trở nên đông đúc, quá tải và có khả năng gây ơ nhiễm khơng khí bởi bụi và các khí thải,
đặc biệt vào các giờ cao điểm.
Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá mức độ ô nhiễm khơng khí hai bên tuyến
đại lộ Bình Dương do ảnh hưởng của hoạt động giao thông bằng phương pháp mơ hình
hóa – mơ hình Sutton kết hợp phần mềm Surfer.
Kết quả mô phỏng nồng độ các chất ô nhiễm chính như CO, NO2 và PM10 trong mùa
mưa và mùa khô đều nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 05:2013/BTNMT, chứng tỏ

hoạt động giao thơng trên đại lộ Bình Dương chưa gây ảnh hưởng đến chất lượng môi
trường không khí xung quanh.
Nồng độ các chất ơ nhiễm trừ NOx dọc đại lộ Bình Dương dự báo đến năm 2020 vẫn
chưa bị ô nhiễm nhất là ở khu vực cách tâm đường trên 10m và ở độ cao trên 1,5 m. Một
số khu vực ở gần tâm đường và sát mặt đường (< 1m) thì nồng độ các chất ơ nhiễm có gia
tăng nhưng vẫn nằm trong giới hạn cho phép của QCVN 05:2013/BTNMT.


ABSTRACT
Transportation is one of the main air pollution sources, especially in the high traffic
density areas. With rapid industrialization, urbanization, Binh Duong avenue, the main
road-traffic way in Binh Duong province, becomes more crowded, overload and might
cause air pollution by dust and exhausted gas, particularly at rush hour.
This research is conducted to assess the current situation of air pollution causing by
transportation along Binh Duong avenue with the application of Sutton model and Surfer
software.
Althougt the disperssion of pollutants such as CO, NOx and PM10 in dry season were
higher than in wet season, the calculated concentrations were in limited range of QCVN
05:2013/BTNMT. These results show that transportation in Binh Duong avenue has not
impacted on the surrounding air environment.
The forecasted concentration of pollutants, except for NOx along Binh Duong Avenue
in 2020 is under the permitted value of QCVN 13:2015/BTNTM, especially at a distance
of over 10m long and 1.0m high from the center of the road.


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết
Hoạt động giao thơng vận tải, cơng nghiệp và sinh hoạt là những nguồn chính gây ô
nhiễm không khí ở các đô thị lớn của Việt Nam. Phát thải từ các nguồn giao thông thường
xảy ra ở tầm thấp và trong khu vực đơ thị có mật độ dân cư cao do đó có khả năng gây

ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe cộng đồng. Các chất ơ nhiễm chính phát ra từ nguồn
này bao gồm: CO, NOx, VOC (các dung mơi bay hơi), chì, TSP (tổng bụi), cịn có thêm
SO2, các hạt bụi mịn như PM10, PM2.5 và khói đen nếu các phương tiện sử dụng dầu
diesel….
Chất lượng nhiên liệu, sự gia tăng số lượng phương tiện giao thông, đặc biệt là ô tô, xe
gắn máy cùng với sự xuống cấp của các phương tiện và chất lượng đường giao thơng là
những ngun nhân chính gây ơ nhiễm mơi trường khơng khí. Chất lượng nhiên liệu của
nước ta chưa tốt so với các nước trong khu vực, cụ thể là hàm lượng benzen trong xăng
cao (2,5% so với ≤1%), hàm lượng S trong dầu diesel cao (500÷2.500 mg/kg so với
50÷350 mg/kg). Khác với các quốc gia phát triển, tại Việt Nam, xe máy chiếm tỷ trọng
lớn nhất trong số các phương tiện giao thông đường bộ và là nhóm phương tiện chiếm tỷ
trọng lớn vào phát thải khí. Theo số liệu từ Cục Đăng kiểm năm 2015, cả nước có khoảng
31 triệu xe máy lưu thơng và ước tính đến năm 2020 sẽ có khoảng 36 triệu xe gắn máy
trên cả nước. Báo cáo môi trường quốc gia năm 2013 cho thấy xe máy chiếm tỷ trọng lớn
trong sự phát thải các chất ô nhiễm CO, VOCs, TSP với nồng độ lần lượt là 98%, 97% và
47%, cịn ơ tơ con và ơ tơ các loại chiếm tỷ trọng lớn trong sự phát thải SO2, NOx lần lượt
là 82%, 87%. Số liệu quan trắc môi trường khơng khí ở các đơ thị lớn như Tp HCM, Hà
Nội, Cần Thơ và Đà Nẵng trong giai đoạn 2003-2009 cho thấy: Nồng độ bụi tại khu vực
giao thông ln vượt tiêu chuẩn cho phép (TCVN 5937:2005, trung bình 1h) tại các đô thị
lớn, đây được xem là đặc điểm chung thường xảy ra ở các đô thị lớn đặc biệt là Tp
HCM.Vì vậy, việc tính tốn tải lượng các chất ơ nhiễm khơng khí do hoạt động giao
thơng, mơ phỏng q trình lan truyền chất ơ nhiễm trong khơng khí tại các đơ thị là rất
cần thiết.
Hiện nay mơ hình là một cơng cụ phù hợp được sử dụng trong các nghiên cứu đánh
giá, dự báo chất lượng môi trường làm cơ sở để đề xuất các giải pháp quản lý, giảm thiểu
ơ nhiễm. Các mơ hình chất lượng khơng khí được phát triển từ đầu thế kỷ 20 và liên tục
phát triển cho đến nay với các hướng chính là mơ hình thống kê kinh nghiệm dựa trên cơ
sở lý thuyết GAUSS hay mơ hình thống kê thủy động học và lý thuyết nửa thứ ngun.
Mơ hình Sutton được phát triển trên nền tảng lý thuyết GAUSS và được cải tiến để áp

1


dụng cho nguồn đường. Các yếu tố đầu vào của mơ hình bao gồm tải lượng chất ơ nhiễm,
các điều kiện khí tượng (vận tốc gió, hệ số khuếch tán) và độ cao của nguồn thải.
Bình Dương là địa phương có tốc độ tăng trưởng và phát triển kinh tế cao kéo
theo tình trạng ơ nhiễm mơi trường ngày càng nghiêm trọng.Hoạt động của các phương
tiện vận tải không chỉ ảnh hưởng tới chất lượng mơi trường khơng khí mà còn tác động
tới sức khỏe của những hộ dân sống ven đường cũng như những người dân tham gia giao
thông. Số lượng các phương tiện giao thơng tại Bình Dương ngày càng tăng đã làm gia
tăng tải lượng cũng như nồng độ các chất ơ nhiễm trong khơng khí. Quốc lộ 13 là trục
đường giao thông chiến lược quan trọng, xuất phát từ TP. Hồ Chí Minh, đi dọc chiều dài
của tỉnh từ phía Nam lên phía Bắc, nối với tỉnh Bình Phước và đi qua Vương quốc
Campuchia đến biên giới Thái Lan. Đại lộ Bình Dương là một đoạn của Quốc lộ 13 đi
qua tỉnh Bình Dương, bắt đầu từ cầu Vĩnh Bình đến cầu Tham Rớt. Với chiều dài 64,1
km, tuyến đường này là lối vào của các khu dân cư, thành thị đông đúc (TP. Thủ Dầu
Một, TX. Thuận An …); khu công nghiệp (Việt Hương, VSIP I, VSIP II, Mỹ Phước); khu
đô thị mới (thành phố Mới, Bàu Bàng…). Với vai trò là trục đường giao thơng chính tại
địa phương, mật độ phương tiện giao thơng trên tuyến đường này ngày càng gia tăng. Tuy
chất lượng khơng khí tại Bình Dương nói chung và dọc đại lộ Bình Dương nói riêng vẫn
chưa đến mức báo động. Nhưng với tốc độ tăng trưởng kinh tế và phát triển về giao thơng
vận tải, nếu khơng có giải pháp kiểm sốt chất ơ nhiễm từ hoạt động giao thơng thì chất
lượng khơng khí sẽ bị ơ nhiễm và gây ra những khó khăn như tại TP HCM, Hà Nội hiện
nay.
Vì vậy việc tính tốn tải lượng các chất ơ nhiễm khơng khí do hoạt động giao thơng và
đánh giá, dự báo sự lan truyền chất ô nhiễm trong không khí dọc đại lộ Bình Dương là rất
cần thiết.
Từ các lý do trên, vậy đề tài “Ứng dụng mơ hình Sutton trong đánh giá ơ nhiễm
khơng khí do giao thơng ở đại lộ Bình Dương” được thực hiện nhằm tính tốn tải lượng
các ơ nhiễm chính từ hoạt động giao thông và đánh giá sự lan truyền của chúng trong

không khí dọc tuyến đại lộ Bình Dương; làm tiền đề cho cơng tác quản lý, kiểm sốt ơ
nhiễm khơng khí trên địa bàn tỉnh Bình Dương.
2. Mục tiêu của đề tài:
- Ước tính tải lượng các chất ơ nhiễm chính từ nguồn thải giao thơng trên đại lộ Bình
Dương, các thông số bao gồm: CO, NO2, PM10
-

Đánh giá sự phát tán của các khí ơ nhiễm dọc đại lộ Bình Dương bằng mơ hình Sutton

2


-

Dự báo tải lượng và nồng độ chất ô nhiễm đến năm 2020 làm căn cứ đề xuất giải

pháp kiếm soát.
3. Đối tượng nghiên cứu:
- Đối tượng của nghiên cứu là các thơng số ơ nhiễm khơng khí do giao thông bao gồm:
CO, NO2, và PM10 và mức độ phát tán của chúng trong mơi trường.
- Mơ hình Sutton và phần mềm Surfer phục vụ tính tốn và thể hiện các đường đồng
mức của nồng độ chất ô nhiễm dọc đại lộ Bình Dương.
4. Phạm vi nghiên cứu:
Phạm vi nghiên cứu của đề tài là dọc tuyến đại lộ Bình Dương_một đoạn của Quốc lộ 13
đi qua tỉnh Bình Dương; bắt đầu từ cầu Vĩnh Bình đến cầu Tham Rớt.
5. Ý nghĩa của đề tài:
- Kết quả của đề tài là tiền đề cho cơng tác quản lý, kiểm sốt ơ nhiễm khơng khí trên
địa bàn tỉnh Bình Dương.
- Từ các kết quả của đề tài, có thể nhận định khả năng áp dụng mơ hình Sutton trong
tính tốn ơ nhiễm khơng khí do nguồn giao thơng gây ra.

- Phục vụ công tác giảng dạy tại khoa Tài nguyên Môi trường, đại học Thủ Dầu Một.

3


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Chất lượng môi trường khơng khí tỉnh Bình Dương
Nguồn gây ơ nhiễm khơng khí trên địa bàn tỉnh Bình Dương chủ yếu là do hoạt động
giao thông vận tải đường bộ, xây dựng và sản xuất công nghiệp, với thành phần ô nhiễm
chủ yếu là bụi, tiếng ồn, CO, SO2 và NOx và VOC. Trong đó, hoạt động giao thơng vận
tải chiếm tỉ lệ khoảng 70% (Trung tâm Quan trắc Mơi trường tỉnh Bình Dương, 2015).
Ngoài ra, hoạt động xử lý chất thải, sản xuất nơng nghiệp và sinh hoạt của dân cư
cũng góp phần gây ơ nhiễm khơng khí với thành phần ơ nhiễm là NH3, H2S, CH3SH...Tuy
nhiên, so với hoạt động giao thơng vận tải và sản xuất cơng nghiệp thì các nguồn ô nhiễm
này không lớn. Diễn biến nồng độ bụi, SO2, NO2 tại các trạm quan trắc của tỉnh được
trình bày ở hình 1.1 đến hình 1.3.
Kết quả quan trắc cho thấy nồng độ các chất ơ nhiễm khơng khí như CO, SO2, NO2 và
VOC đều đạt quy chuẩn môi trường khơng khí xung quanh (QCVN 05:2013/BTNMT).
Nồng độ bụi trung bình trong giai đoạn 2011 - 2014 dao động từ 60 đến 681 µg/m3. Các
khu vực có nồng độ bụi vượt quy chuẩn cho phép chủ yếu là khu vực khai thác khoáng
sản như mỏ đá Thường Tân hoặc những khu vực có mật độ giao thơng cao như ngã tư
Miếu Ông Cù, nhà máy Victory cách khu dân cư Thuận Giao 300 m..., mức độ ô nhiễm
không lớn, vượt quy chuẩn từ 1,07 - 2,27 lần. Các khu vực khác nồng độ bụi đều đạt quy
chuẩn cho phép (Báo cáo Hiện trạng Mơi trường tỉnh Bình Dương giai đoạn 2010-2015,
2015).

Hình 1.1. Diễn biến nồng độ bụi tại các điểm quan trắc giai đoạn 2006 - 2014

4

Hình 1.2. Diễn biến nồng độ SO2 tại các điểm quan trắc giai đoạn 2011 – 2014

Hình 1.3. Diễn biến nồng độ NO2 tại các điểm quan trắc giai đoạn 2011 – 2014
1.2. Sơ lược về đại lộ Bình Dương
Đại lộ Bình Dương là một đoạn của Quốc Lộ 13 đi qua địa bàn tỉnh Bình Dương.
Quốc lộ 13 là trục đường chiến lược quan trọng xuất phát từ TP. Hồ Chí Minh, đi dọc
suốt chiều dài của tỉnh từ Nam lên phía Bắc nối với tỉnh Bình Phước và đi qua Vương
quốc Campuchia đến biên giới Thái Lan. Ngoài ý nghĩa chiến lược về kinh tế, đây là
tuyến quan trọng trong an ninh quốc phịng(Sở Giao thơng Vận tải tỉnh Bình Dương,
2015)
Đại lộ Bình Dương bắt đầu từ cầu Vĩnh Bình (ranh Tp.Hồ Chí Minh) đến cầu Tham
Rớt (ranh tỉnh Bình Phước) có chiều dài 64 km, mặt nhựa rộng 23,0 - 25,0m, nền rộng
28,0 - 33,0m, chất lượng nền đường tốt. Tuyến đường này đóng vai trị như trục giao
thơng chính ở địa phương; dẫn vào khu dân cư thành thị đông đúc (TP. Thủ Dầu Một, Mỹ

5


Phước,thành phố Mới, Bàu Bàng) và những khu công nghiệp quan trọng (VSIP I, II, Việt
Hương, Mỹ Phước.
Đại lộ Bình Dương có tổng cộng 270 giao cắt từ đường giao thơng vào quốc lộ. Trong
đó, có 4 điểm giao cắt từ đường tỉnh, 15 điểm giao cắt từ đường huyện, 68 điểm giao cắt từ
đường đô thị, 149 điểm giao cắt từ đường xã, 34 điểm giao cắt từ đường chuyên dùng. Chi
tiết số lượng ngã tư, ngã ba rẽ trái, phải như sau:
Bảng 1.1. Số lượng điểm đấu nối đường giao thơng vào đại lộ Bình Dương
Stt

Tên đường đấu nối

Số lượng

Ngã ba

Ngã
tư

Rẽ phải

Rẽ trái

2

2

1

Đường tỉnh

4

2

Đường huyện

14

4

4

6

3

Đường đô thị

68

5

38

25

4

Đường xã

149

4

83

62

5

Đường chuyên dùng

35

20

15

147

110

Tổng số

270

13

(Nguồn:Quy hoạch GVTV tỉnh Bình Dương đến năm 2020, định hướng đến năm 2030)
Khoảng cách trung bình giữa hai điểm giao cắt là 0,28 km, bên phải 160 điểm với
khoảng cách trung bình 0,23 km, bên trái 123 điểm với khoảng cách trung bình 0,2 km.
Ngồi ra, do thói quen lâu đời của người dân thường sinh sống dọc theo các tuyến quốc lộ
nên đã hình thành các cụm và tuyến dân cư nằm hai bên tuyến đường (thị trấn, thị tứ..), các
chợ, trường học cùng các khối cơ quan. Điều này đã làm tăng đáng kể các điểm đấu nối trực
tiếp vào các quốc lộ dẫn tới các xung đột tăng lên, gây ảnh hưởng đến lưu thông của các
phương tiện trên quốc lộ. Số lượng các phương tiện có tải trọng lớn lưu thơng với mật độ
cao, ảnh hưởng rất lớn đến tốc độ cũng như an tồn giao thơng. Trong tương lai, do sự
phát triển kinh tế, sự gia tăng nhu cầu giao thông vận tải hàng hóa và số lượng phương
tiện giao thơng cá nhân nên dự báo lưu lượng phương tiện giao thông qua đại lộ Bình
Dương sẽ tăng nhanh.
1.3. Mơ hình Sutton cải tiến áp dụng cho nguồn đường

Đối với mơ hình phát tán ô nhiễm do giao thông, nguồn thải này được xem như nguồn
đường vô hạn và ở độ cao gần mặt đất. Xuất phát từ mơ hình Sutton áp dụng cho nguồn
điểm liên tục khơng có độ cao đặt tại gốc tọa độ, mơ hình lan truyền chất ơ nhiễm từ
nguồn giao thông được xây dựng như sau.
a. Nồng độ chất ơ nhiễm trong trường hợp hướng gió vng góc với nguồn đường

6


Trong trường hợp hướng gió vng góc với đường giao thông, nồng độ chất ô nhiễm
tại khoảng cách x theo hướng gió được xác định như sau:
(1.23)
Trong đó:
- M: cơng suất nguồn đường, là lượng thải của nguồn trên một đơn vị chiều dài
trong một đơn vị thời gian(mg/m/s)
- u: tốc độ gió trung bình (m/s)
- σz: Hệ số phát tán Gauss theo phương z, là hàm của số của khoảng cách x theo
hướng gió thổi; được xác định bằng công thức của Slade (1968)
b. Nồng độ chất ô nhiễm tại một vị trí bất kỳ
Nồng độ chất ơ nhiễm trung bình ở một vị trí bất kỳ trong khơng khí do nguồn đường
phát thải liên tục được xác định theo cơng thức mơ hình cải tiến của Sutton như sau:

Trong đó:
C: nồng độ chất ơ nhiễm trong khơng khí (mg/m3)
M: Công suất nguồn thải, là lượng phát thải chất ô nhiễm của nguồn đường tính trên
một đơn vị khoảng cách trong một đơn vị thời gian (mg/m/s)
z: độ cao điểm cần tính (m)
x: Khoảng cách từ tâm đường đến điểm cần tính theo hướng gió, m
u: tốc độ gió trung bình (m/s)
h: độ cao của nguồn đường so với mặt đất xung quanh (m)

σz : Hệ số khuyếch tán chất ô nhiễm theo phương z (m); σz là hàm số của khoảng
cách x theo hướng gió thổi;
*  Z được xác định bằng công thức của Slade(1968): (Phạm Ngọc Đăng, 1997)
- Khí quyển khơng ổn định:
-

Khí quyển trung tính:

-

Khí quyển rất ổn định:

Bảng 1.2. Phân cấp độ ổn định khí quyển theo Tunner
Tốc độ gió
trên mặt đất,
m/s(1)

Ban ngày theo nắng chiếu
Mạnh(2)

Trung
bình(3)

Yếu(4)

7

Ban đêm theo độ mây(5)
Nhiều mây, độ
mây > 4/8

Ít mây, độ mây
≤ 3/8


<2

A

A-B

B

E

F

2-3

A-B

B

C

E

F

3-5

B

B-C

C

D

E

5-6

C

C-D

D

D

D

D

D

>6
D
D

D
Ghi chú:
(1): Tốc độ gió ở độ cao 10 m so với mặt đất
(2): Nắng mùa hè, khi Mặt trời có góc cao lớn hơn 600

(3): Nắng mùa hè, bầu trời trong sáng, ít mây, Mặt trời có độ cao 30-600
(4): Buổi chiều mùa thu hay ngày hè có mây, Mặt trời có độ cao 15-350
(5): độ mây được xác định theo độ che phủ bầu trời
A: rất không ổn định, B: khơng ổn định điển hình, C: khơng ổn định nhẹ,
D: Trung tính, E: ổn định nhẹ, F: ổn địnhA-B, C-D: trung bình của hai mức

8


CHƯƠNG 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHÊN CỨU
2.1. Nội dung nghiên cứu
Nội dung 1: Thu thập các tài liệu và nghiên cứu lý thuyết
Nghiên cứu lý thuyết về mô hình ước tính tải lượng chất ơ nhiễm từ hoạt động giao
thơng và mơ phỏng q trình phát tán chất ô nhiễm trong không khí
❖ Tổng quan ô nhiễm không khí tại các đơ thị trên thế giới, tại Việt Nam và Bình
Dương
❖ Tìm hiểu các nghiên cứu về mơ hình ước tính tải lượng chất ơ nhiễm từ hoạt động
giao thơng
❖ Tìm hiểu mơ hình lan truyền phát tán chất ơ nhiễm trong khơng khí
❖ Tổng quan lý thuyết mơ hình, xác định các thơng số đầu vào cần thiết cho tính tốn
sự phát tán chất ơ nhiễm khơng khí bằng mơ hình Sutton.
+ Xác định thơng số khí tượng bao gồm: tốc độ gió và hướng gió
+ Dữ liệu về địa hình
+ Dữ liệu về nguồn thải
Nội dung 2: Xác định tải lượng khí thải từ hoạt động giao thơng trên đại lộ Bình

Dương
❖ Xác định số lượng của từng loại phương tiện giao thông lưu thông trên đại lộ
Bình Dương
❖ Tính tốn tải lượng của từng thơng số CO, NO2, PM10 dựa trên dữ liệu về số
lượng xe và hệ số phát thải của từng phương tiện giao thông
❖ Hệ số phát thải được sử dụng trong nghiên cứu được kế thừa từ các nghiên cứu
tại Việt Nam và thế giới
Nội dung 3: Sử dụng mơ hình Sutton để tính tốn sự lan truyền chất ơ nhiễm từ nguồn
thải giao thơng trong khơng khí dọc đại lộ Bình Dương
❖ Tính tốn cơng suất nguồn đường đối với từng thông số (CO, NO2, PM10) dựa trên
dữ liệu về số lượng phương tiện giao thông và quãng đường di chuyển của từng
loại phương tiện.
❖ Áp dụng mơ hình Sutton để tính tốn nồng độ chất ơ nhiễm từ nguồn giao thơng
trong khơng khí xung quanh dọc đại lộ Bình Dương theo độ cao và khoảng cách
tính từ tâm đường.
❖ Các kịch bản tính tốn: vào mùa mưa và mùa khô của năm 2014;

9


❖ Kiểm định mơ hình: lấy 12 mẫu khí CO tại các vị trí dọc tuyến đại lộ Bình Dương
nhằm so sánh với kết quả của mơ hình Sutton. Từ đó đánh giá mức độ chính xác và
khả năng áp dụng mơ hình Sutton vào đánh giá ơ nhiễm do giao thông.
Nội dung 4: Sử dụng phần mềm Surfer để xây dựng các đường đẳng trị thể hiện nồng
độ chất ô nhiễm từ tầm đường ra khu vực xung quanh
❖ Sử dụng phương pháp nội suy Kriging trong Surfer để nội suy giá trị nồng độ chất
ô nhiễm trong không gian theo các giá trị nồng độ đã tính tốn được từ mơ hình
Sutton.
❖ Dựa trên kết quả nồng độ các chất ơ nhiễm tính tốn được để xây dựng đường đẳng
trị thể hiện nồng độ của chúng bằng phần mềm Surfer.

Nội dung 5: Xây dựng các kịch bản và đề xuất các biện pháp nhằm giảm thiểu ô nhiễm
không khí từ đại lộ Bình Dương
❖ Xây dựng kịch bản nhằm dự báo tải lượng và nồng độ các chất ô nhiễm đến năm
2020.
❖ Đề xuất các giải pháp giảm thiểu.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp khảo sát, thực địa
Việc khảo sát phương tiện giao thông trên đại lộ Bình Dương được thực hiện theo quy
trình sau:
Khảo sát sơ bộ các
tuyến đường

Ghi hình
PTGT

Phân loại
PTGT

Dữ liệu về
lưu lượng
PTGT

Hình 2.1. Quy trình khảo sát lưu lượng phương tiện giao thơng
2.2.1.1. Khảo sát sơ bộ để phân tuyến
Đại lộ Bình Dương được chia thành 6 tuyến đường dựa trên đặc trưng về mật độ giao
thông, sự kết nối với các tuyến đường giao thơng chính,đến các khu cơng nghiệp, đơ thị
lớn. Sơ đồ các tuyến đường và đặc điểm của các tuyến đường khảo sát được thể hiện ở
hình 2.2 và bảng 2.1.
Bảng 2.1. Đặc điểm các tuyến đường lựa chọn để khảo sát
STT

Điểm đầu – điểm cuối

Chiều dài

1

Cầu Vĩnh Bình- Ngã tư
cầu Ơng Bố

6 km

10

Đặc điểm
Là cửa ngõ của tỉnh Bình Dương nênlưu
lượng các PTGT giao thông với các khu
vực khác (TP Hồ Chí Minh, Đồng Nai)


khá lớn.

7,5 km

- Đi qua các khu công nghiệp lớn, khu
dân cư, cụm dân cư, trường học, do đó
lượng giao thông thường đông, chủ yếu là
xe máy vào các giờ cao điểm.

6,5 km

Đi qua khu tâm của thành phố Thủ Dầu
Một, tập trung dân cư đông đúc và các
trường học, bệnh viện

2

Ngã tư cầu Ông BốGiao lộ với đường
Nguyễn Thị Minh Khai

3

giao lộ với đường
Nguyễn Thị Minh Khai
- Ngã tư Phạm Ngọc
Thạch

4

Ngã tư Phạm Ngọc
Thạch-Ngã tư Sở Sao

6,5 km

5

Ngã tư Sở Sao-Ngã tư
chợ Bến Cát

16 km

6

Ngã tư chợ Bến CátGiao lộ với đường ĐT
750

21,5 km

11

Đi qua thành phố Thủ Dầu Một nhưng
mật độ giao thông thấp hơn, là cửa ngõ đi
vào KCN VSIP II
Đi qua các khu đô thị mới Mỹ Phước
1,2,3
Đi qua khu vực dân cư thưa thớt, chỉ có
một vài đoạn tập trung chợ và khu cơng
nghiệp (Bàu Bàng) quy mô không lớn


Hình 2.2. Sơ đồ các tuyến đường khảo sát
2.2.1.2. Phương pháp xác định lưu lượng phương tiện giao thông
Tiến hành quay phim các phương tiện giao thông trên tất cả 6 tuyến đường từ 6 giờ
đến 21 giờ, mỗi giờ ghi hình 15 phút. Phương tiện được sử dụng là máy chụp hình có
chức năng quay phim. Việc xác định lưu lượng phương tiện giao thông được thực hiện 3
đợt: mùa nắng (1 đợt) và mùa mưa (1 đợt), mỗi đợt đều tiến hành vào ngày trong tuần và
ngày cuối tuần.
Sau khi quay phim, tiến hành phân loại và xác định số lượng của từng loại phương
tiện giao thông theo 3 nhóm chính: xe gắn máy, xe tải trọng nhẹ, xe tải trọng nặng.Thực
hiện tính tốn, quy đổi để thu được giá trị lưu lượng phương tiện giao thông, xe/giờ.

12


2.2.2. Phương pháp tính tốn tải lượng chất ơ nhiễm từ nguồn giao thơng trên đại lộ
Bình Dương
Tải lượng của từng chất ô nhiễm (CO, NOx, PM10) _Qiđược xác định theo cơng thức
2.1
(2.1)
Trong đó:
Qi: tải lượng chất ơ nhiễm i, kg/h
Nk: số phương tiện giao thông loại k (xe/h)
EFk,i: Hệ số phát thải trung bình chất ơ nhiễm i của phương tiện giao thông k,
kg/xe.km.
X: quãng đường đi được của PTGT i, km
Hệ số phát thải được kế thừa từ nghiên cứu của tác giả Hồ Minh Dũng (2011) và của
Kristensson (2004). Các hệ số cụ thể được thể hiện trong bảng 2.2.
Bảng 2.2. Các hệ số phát thải đối với từng thông số của các loại phương tiện giao thông
MC

Phương tiện
LDVs

HDVs

g/km/xe

0,05 ± 0,02

1,9 ± 0,9

19,7 ± 5,2

CO

g/km/xe

21,85 ± 8,67

34,8 ± 15,5

11,1 ± 5,3

Hồ Minh Dũng,
2011

PM10

g/km/xe

0,236 ± 0,012

0,236 ± 0,012

0,236 ± 0,012

Kristensson, 2004

STT

Thông
số

Đơn vị

1

NOx

2
3

Nguồn

Ghi chú: - MC: xe gắn máy, LDVs: xe tải trọng nhẹ, HDVs: xe tải trọng nặng
- LDV bao gồm các phương tiện ô tô, xe khách dưới 36 chỗ, xe tải < 2 tấn
- HDV bao gồm xe buýt, xe khách 45 chỗ,xe tải > 2 tấn, xe container
2.2.3. Phương pháp tính tốn sự lan truyền chất ơ nhiễm từ nguồn giao thơng dọc đại
lộ Bình Dương
2.2.3.1. Mơ hình Sutton nhằm tính tốn sự lan truyền chất ơ nhiễm trong khơng khí
Nồng độ chất ơ nhiễm trung bình ở một vị trí bất kỳ trong khơng khí do nguồn đường
phát thải liên tục được xác định theo cơng thức mơ hình cải tiến của Sutton như sau:
(2.2)
Trong đó:
C: nồng độ chất ơ nhiễm trong khơng khí (mg/m3)
M: Công suất nguồn thải, là lượng phát thải chất ô nhiễm của nguồn đường tính trên
một đơn vị khoảng cách trong một đơn vị thời gian (mg/m/s)
z: độ cao điểm cần tính (m)

13

x: Khoảng cách từ tâm đường đến điểm cần tính theo hướng gió, m
u: tốc độ gió trung bình (m/s)
h: độ cao của nguồn đường so với mặt đất xung quanh (m)
σz : Hệ số khuyếch tán chất ô nhiễm theo phương z (m); σz là hàm số của khoảng
cách x theo hướng gió thổi;
*  Z được xác định bằng cơng thức của Slade (1968) [18]
- Khí quyển khơng ổn định:
-

Khí quyển trung tính:

-

Khí quyển rất ổn định:

Độ ổn định khí quyển được xác định theo thang phân loại của Tunner (bảng 1.5)
2.2.3.2. Các dữ liệu đầu vào của mơ hình
Để tính tốn nồng độ các chất ơ nhiễm dựa trên mơ hình Sutton, các số liệu đầu vào
bao gồm:
a. Dữ liệu nguồn phát thải
Dữ liệu về nguồn phát thải bao gồm lưu lượng xe, chủng loại xe và công suất nguồn
thải.
Công suất nguồn thải M được xác định theo cơng thức:
/3600
Trong đó:
- Mk,i: cơng suất nguồn thải k đối với thông số i, (mg/m/s))
- EFk,i: hệ số phát thải của nguồn thải k đối với thông số i, (mg/xe/m))
- Qi: lưu lượng của phương tiện giao thông k, (xe/h);

- Hệ số 3600: đổi đơn vị tính
b. Thơng số khí tượng
Các thơng số khí tượng đầu vào cho mơ hình bao gồm tốc độ gió và hướng gió.
Tốc độ gió là thơng số quan trọng ảnh hưởng tới q trình lan truyền và phát tán của
chất ơ nhiễm trong mơi trường.Thơng số hướng gió giúp xác định hướng lan truyền của
chất ơ nhiễm trong khơng khí, từ đó dự đoán đối tượng và khu vực bị tác động.
Tốc độ gió và hướng gió trong nghiên cứu được đo đạc trực tiếp vào cùng thời gian
ghi hình phương tiện giao thông với tần suất 1 giờ/lần. Sử dụng giá trị tốc độ gió trung
bình ngày để tính tốn nồng độ chất ơ nhiễm trung bình ngày và tốc độ gió từng giờ để
tính nồng độ chất ơ nhiễm theo giờ.
c. Dữ liệu về địa hình

14