Study the distribution of PM10 and the relationship to public health for proposing solutions to prevent diseases

Và thực tế là hiện nay rất ít và hầu như không có các nghiên cứu liên quan được thực hiện với mục tiêu tính toán tác động của ô nhiễm không khí lên sức khoẻ, đề xuất giải pháp cũng như á

Trang 1

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN (Đã chỉnh sửa theo ý kiến Hội đồng)

Tên đề tài:

Nghiên cứu phân bố bụi PM10 và mối liên quan với sức khỏe cộng đồng

từ đó đề xuất giải pháp phòng tránh bệnh tật

Mẫu R08 Ngày nhận hồ sơ

(Do CQ quản lý ghi)

Tham gia thực hiện

0903901945 thang.xuan@gmail.com

3 Tiến Sĩ, Bác Sĩ Huỳnh

Tấn Tiến

Tham gia 0903357523 drhuynhtantien@yahoo.com

4 TS Hồ Minh Dũng Tham gia 0903605245 h_minhdung@yahoo.com

5 ThS Cao Minh Ngọc Tham gia 0912224655 caominhngoc83@yahoo.com

Trang 3

1

MỤC LỤC

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN 0

BÁO CÁO TỔNG KẾT 1

TÓM TẮT 3

ABSTRACT 4

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THN 8

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 9

1.1 Giới thiệu 9

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 12

1.3 Nội dung nghiên cứu 12

1.4 Phương pháp thực hiện 12

1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 15

1.6 Tiến độ thực hiện 16

2.1 Tổng quan các mô hình, phương pháp được sử dụng trong đề tài và tổng các nghiên cứu liên quan 18

2.1.1 Tổng quan các mô hình, phương pháp và các nghiên cứu tính tải lượng phát thải các chất ô nhiễm không khí 18

2.1.2 Tổng quan các mô hình mô hình mô phỏng chất lượng không khí và các nghiên cứu liên quan 22

2.1.3.Tổng quan mô hình BenMAP và các nghiên cứu đánh giá tác động ô nhiễm không khí lên sức khỏe cộng đồng 28

2.2 Tổng quan về khu vực nghiên cứu 31

3.1 Tính toán phát thải PM10 cho TP.HCM 33

3.2 Kết quả tính toán và phân bố tải lượng PM 10 35

3.2.1 Kết quả tính toán nồng độ ô nhiễm PM10 35

3.2.2 Phân bố tải lượng ô nhiễm PM10 theo không gian 42

3.3 Tính toán tải lượng phát thải 45

3.3.1 Nguồn giao thông 45

3.3.2 Nguồn công nghiệp 46

3.3.3 Nguồn sinh hoạt 46

3.3.4 Kết quả tính toán cho quận 5 46

3.4 Thu thập và biên tập số liệu ô nhiễm không khí và tình trạng sức khỏe của người dân 47 3.4.1 Mục đích của việc khảo sát 47

3.4.2 Kế hoạch khảo sát 47

3.4.3 Kết quả khảo sát 48

Trang 4

2

CHƯƠNG 4: MÔ PHỎNG LAN TRUYỀN Ô NHIỄM BỤI PM10 50

4.1 Các bước thực hiện và sơ đồ mô phỏng trong nghiên cứu này 50

4.1.1 ChuNn bị đầu vào cho mô hình FVM 50

4.1.2 Xây dựng đầu vào cho mô hình lan truyền ô nhiễm không khí TAPOM 50

4.1.3 Các bước thiết lập trong mô hình 50

4.1.4 Điều kiện biên và điều kiện ban đầu 50

4.1.5 Các miền tính và độ phân giải 51

4.1.6 Số liệu địa hình và sử dụng đất 51

4.1.7 Lựa chọn khoảng thời gian mô phỏng 51

4.2 Kết quả mô phỏng khí tượng bằng mô hình FVM và mô hình TAPOM 52

4.2.1 Kết quả của mô hình mô phỏng khí tượng FVM 53

4.2.2 Kết quả mô phỏng lan truyền nồng độ bụi PM10 bằng mô hình TAPOM 54

5.1 Áp dụng lý thuyết mô hình BenMAP cho Quận 5 - thành phố Hồ Chí Minh 62

5.2 Đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm không khí nhằm giảm tác động ô nhiễm không khí đến sức khỏe cộng đồng 69

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHN 73

KẾT LUẬN 73

KIẾN NGHN 74

Trang 5

và ước lượng số người tử vong và thiệt hại kinh tế do ô nhiễm PM10 Từ đó đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm PM10 và bảo vệ sức khỏe người dân Kết quả đề tài chỉ ra rằng: (i) Kết quả tính toán phát thải PM10 tại Quận 5 cho thấy Giao thông là nguồn phát thải PM10 chính tại Quận

5 Hoạt động giao thông chiếm hơn 83% tổng phát thải PM10 Trong nguồn giao thông thì xe gắn máy là phát thải nhiều nhất chiếm 24%, xe tải nặng chiếm 23%, xe tải nhẹ chiếm 19% còn lại là xe hơi và xe buýt (ii) Kết quả mô phỏng lan truyền PM10 tại Quận 5 cho thấy nồng độ trung bình

(iii) Kết quả của mô hình BenMAP tính toán và ước lượng số người bị tử vong do ảnh hưởng PM10 là 5 người/năm trên tổng số dân là 194.228 người Chiếm tỷ lệ 0.0025% tổng dân số của Quận 5 Kết quả tính toán và ước lượng thiệt hại kinh tế của Quận 5 thông qua số người tử vong

và điều này gây tổn thất về mặt kinh tế là hơn 900 tỷ đồng cho Quận 5

Trang 6

4

ABSTRACT

According to WHO GBD figures for 2012, Ambient Air Pollution is estimated to be responsible for 3,7 million premature deaths a year and Household air pollution for 4,3 million deaths in 2012, making of HAP is world’s largest environmental-health risk, estimated to be responsible (7,7% of total burden of disease) (Carlos Dora, 2014) It is urgent need to calculate and estimate the impact

of air pollution on public health and its economic damage Therefore, we conducted the research on: Study the distribution of PM10 and the relationship to public health for proposing solutions to prevent diseases The research uses the EMISENS model for PM10 emissions inventory, uses the FVM model to simulate meteorological and TAPOM model to simulate dispersion of PM10 pollution The research has also conducted surveys and interviews diseases related to air pollution

in District 5 Then apply theory of BenMAP model to calculate and estimate the number of deaths and economic losses due to pollution of PM10 Then, propose solutions to reduce PM10 pollution and protect public health The findings of this research are: (i) Results of PM10 emissions in District 5 shows Traffic is the main source of PM10 emissions in District 5 The traffic source accounted for more than 83% of total PM10 emissions in the district For traffic source, the motorcycle is the most emissions and occupied about 24% of traffic emission, 23% of heavy trucks, light trucks accounted for 19% and remaining for cars and buses (ii) Simulation results PM10 dispersion in District 5 shows the annual average concentrations of PM10 in District 5 of 30

The results of the model calculations and estimates BenMAP show that number of deaths due PM10 are 5 persons / year for a total population of 194,228 people in District 5 This death rate occupied of 0.0025% of the total population of District 5 Resuls of calculated and estimated economic losses of District 5 through deaths and this caused economic losses of more than 900 billion for District 5

Trang 7

5

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

môi trường

không khí (EMISENS = Emission Sensibility)

Chí Minh

chất ô nhiễm không khí trong khí quyển

Trang 8

6

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1: Các phương pháp tính toán tải lượng ô nhiễm từ nguồn công nghiệp 21

Bảng 2: Các bệnh và ảnh hưởng lên sức khoẻ được đánh giá trong mô hình BenMAP đến năm 2012 29

Bảng 3: Hệ số phát thải bụi PM10 của các nhiên liệu 34

Bảng 4: Hệ số phát thải bụi PM10 của các nhiên liệu 35

Bảng 5: Kết quả tính toán phát thải cho ngành công nghiệp của thành phố Hồ Chí Minh và của Quận 5 35

Bảng 6: Dân số khu vực Thành phố Hồ Chí Minh 36

Bảng 7: Hệ số phát thải bụi PM10 trên đầu người 38

Bảng 8: Kết quả tính toán phát thải cho nguồn sinh hoạt của thành phố Hồ Chí Minh 38

Bảng 9: Số lượng xe khảo sát tại Thành phố Hồ Chí Minh 39

Bảng 10: Hệ số phát thải PM10 của các loại phương tiện 40

Bảng 11: Tải lượng phát thải tổng và phần trăm phát thải PM10 cho nguồn giao thông tại thành phố Hồ Chí Minh 40

Bảng 12: Tải lượng phát thải PM10 cho từng loại xe tại thành phố Hồ Chí Minh 40

Bảng 13: Tải lượng bụi PM10 từ các nguồn tại thành phố Hồ Chí Minh 42

Bảng 14: Kết quả tính toán phát thải cho nguồn giao thông của Quận 5 46

Bảng 15: Kết quả tính toán phát thải cho nguồn công nghiệp của Quận 5 46

Bảng 16: Kết quả tính toán phát thải cho nguồn sinh hoạt của Quận 5 46

Bảng 17: Tải lượng bụi PM10 từ các nguồn tại Quận 5 46

Bảng 18: Dân số quận 5 và số phiếu khảo sát cho mỗi phường 47

Bảng 19: Bảng tóm tắt kết quả phỏng vấn theo từng phường quận 5 49

Bảng 20: Bảng nồng độ trung bình PM10 tại Quận 5 (µg/m3) 60

Bảng 21: Quy ChuNn kỹ thuật Quốc gia về chất lượng không khí xung quanh và của WHO 68

Bảng 22: So sánh tỷ lệ tử vong của Quận 5 và các nghiên cứu khác trên thể giới 69

Bảng 23: Bảng khảo sát câu hỏi quận 5 78

Bảng 24: Kết quả khảo sát phường 1 quận 5 1

Trang 9

7

Bảng 33: Kết quả khảo sát phường 10 quận 5 14

Bảng 37: Kết quả khảo sát phường 14 và 15 quận 5 19

Trang 10

8

Hình 1: Xe buýt cũ kỹ sử dụng dầu Diesel phát thải ô nhiễm không khí cực kỳ độc hại trên đường

phố Tp HCM, một trong những nguyên nhân chính gây bệnh ung thư 10

Hình 2: Nồng độ PM10 tại Đại học Bách Khoa Tp.HCM 11

Hình 3: Sơ đồ nghiên cứu và các bước thực hiện 15

Hình 4: Giao diện chính của mô hình Mobilev 19

Hình 5: Ô lưới được sử dụng trong mô hình TAPOM 26

Hình 6: Giao diện mô hình BenMAP, US-EPA 28

Hình 7: Mật độ dân số các quận Thành phố Hồ Chí Minh 37

Hình 8: Tỷ lệ phát thải PM10 của từng loại xe tại thành phố Hồ Chí Minh 41

Hình 9: Tỷ lệ phần trăm phát thải PM10 của từng loại xe tại thành phố Hồ Chí Minh 41

Hình 10: Bản đồ phân bố phát thải PM10 cho công nghiệp (đơn vị g/h.km2) 43

Hình 11: Bản đồ phân bố phát thải PM10 cho sinh hoạt (đơn vị g/h.km2) 44

Hình 12: Bản đồ phân bố mạng lưới đường giao thông phục vụ phân bố phát thải PM10 cho giao thông 45

Hình 13: Hướng gió tại lớp sát mặt đất, thời gian 4h, 10h, 12h, 22h ngày 2/7/2012 53

Hình 14: So sánh nhiệt độ từ mô phỏng và quan trắc thực tế trong các ngày từ 1/7/2012 đến 3/7/2012 tại trạm Nhà Bè 53

Hình 15: Tương quan nhiệt độ từ mô phỏng và quan trắc thực tế trong các ngày từ 1/7/2012 đến 3/7/2012 tại trạm Nhà Bè 54

Hình 16: Phân bố nồng độ bụi PM10 cho thành phố Hồ Chí Minh vào mùa mưa lúc 10h ngày 2/7/2012 55

Hình 17: Phân bố nồng độ bụi PM10 cho thành phố Hồ Chí Minh vào mùa mưa lúc 12h ngày 2/7/2012 56

Hình 18: Phân bố nồng độ bụi PM10 cho thành phố Hồ Chí Minh vào mùa khô lúc 7h ngày 15/2/2012 57

Hình 21: Kết quả hiệu chỉnh và kiểm định mô hình TAPOM 59

Hình 22: Phân bố nồng độ bụi PM10 cho Quận 5, Tp Hồ Chí Minh (µ/m3); Đường liền màu đen là ranh giới hành chính Quận 5 60

Hình 23: Khởi động mô hình BenMAP 64

Hình 24: Lựa chọn phương pháp “Custom Analysis” 64

Hình 25: Nhập bản đồ ô nhiễm PM10 tại Quận 5 vào mô hình BenMAP 65

Hình 26: Mật độ dân số quận 5 (đơn vị: số người/1000m2) 66

Hình 27: Kết quả mô hình BenMap tính toán tỷ lệ tử vong do PM10 tại Quận 5 67

Hình 28: KhNu trang chưa đủ chất lượng để lọc PM10 70

Hình 29: KhNu trang có chất lượng để lọc PM10 71

Trang 11

đô thị hóa là hệ quả của sự bùng nổ của quá trình công nghiệp hóa - hiện đại hóa trên toàn thế giới Người dân bị thu hút bởi mức tăng trưởng kinh tế cao ở các đô thị vì có nhiều việc làm, cơ hội giáo dục và chất lượng một cuộc sống tốt hơn Tuy nhiên, quá trình đô thị hóa gây nên áp lực cho mạng lưới giao thông, xây dựng, dân số và các hoạt động khác (công nghiệp, vv…) Những hoạt động này liên quan với mức tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch cao, chẳng hạn như người dân ở khu vực thành thị sử dụng năng lượng nhiều hơn cho nấu ăn, điều hòa không khí, vận tải, vv…, và công nghiệp sử dụng năng lượng cho sản xuất (Zarate, 2007) Do vậy, các hoạt động này tiêu thụ năng lượng cao phát ra một lượng lớn chất ô nhiễm vào khí quyển và mang lại nhiều vấn đề môi trường,

ví dụ: không khí, nước và ô nhiễm tiếng ồn, cũng như quản lý chất thải Trong số đó, không khí ô nhiễm là một trong những vấn đề môi trường nghiêm trọng nhất ở các khu vực đô thị Tổ chức Y

tế Thế giới (WHO) (WHO, 2005) đã ước tính rằng ô nhiễm không khí đô thị gây ra cái chết của hơn 2.000.000 người/ năm ở các nước đang phát triển, và hàng triệu người được tìm thấy là có bệnh về đường hô hấp khác nhau liên quan đến ô nhiễm không khí ở các thành phố lớn Vì vậy, quản lý chất lượng không khí nên được khNn trương xem xét để bảo vệ sức khỏe con người Đến nay, các nước phát triển đã thực hiện những nỗ lực rộng lớn để cải thiện chất lượng không khí thông qua việc giảm lượng khí thải, như: sử dụng năng lượng sạch hơn, áp dụng các quy định chất lượng không khí mới, di dời các hoạt động công nghiệp sang các nước đang phát triển, vv… Những chiến lược này hiệu quả ở quy mô toàn cầu về di chuyển đến các nước đang phát triển Chất lượng không khí ở các nước đang phát triển đã xấu đi đáng kể, do đó hàng triệu người phơi nhiễm với nồng độ cao các chất ô nhiễm độc hại

Thành phố Hồ Chí Minh (Tp.HCM) là một trung tâm chính trị, kinh tế, văn hóa, khoa học kỹ thuật, giao thông và du lịch của cả nước Dân số thành phố tính đến năm 2009 là 7.162.864 người (Tổng cục thống kê., 2009), dân số thực tế của thành phố trong những năm gần đây vẫn tăng hàng năm khoảng 110.000 người, gây áp lực lớn đối với môi trường thành phố nói chung và hoạt động giao thông nói riêng Cùng với quá trình phát triển kinh tế xã hội trong những năm gần đây, Tp.HCM đang đối mặt với vấn đề ô nhiễm môi trường nói chung và ô nhiễm không khí do các hoạt động con người nói riêng Theo báo cáo sơ kết 6 tháng đầu năm 2012 của Ban An toàn Giao thông Tp.HCM, tính đến giữa tháng 6/2012, Tp.HCM đã có hơn 5,7 triệu phương tiện cơ giới; trong đó có gần 508 ngàn xe ô tô với mức gia tăng 14,5%/năm và gần 5,2 triệu xe mô tô, gắn máy, với mức gia tăng khoảng 5,4%/năm và hơn 1 triệu xe đạp

Trang 12

10

Hình 1: Xe buýt cũ kỹ sử dụng dầu Diesel phát thải ô nhiễm không khí cực kỳ độc hại trên đường phố

Tp HCM, một trong những nguyên nhân chính gây bệnh ung thư

Với cơ cấu phân bố đi lại hiện nay ở Tp.HCM như sau: phương tiện công cộng khoảng 3,7%, còn

lại khoảng 96,3% là dùng phương tiện cá nhân trong đó chủ yếu là xe gắn máy (HEPA., 2010)

Nghiên cứu gần đây liên quan giữa ô nhiễm không khí và sức khỏe chỉ ra rằng hơn 90% trẻ em dưới 5 tuổi tại Tp.HCM có liên quan đến các bệnh về đường hô hấp (HEI, 2012) Theo báo cáo của Diễn đàn Kinh tế Thế giới năm 2012, Việt Nam là một trong số mười nước bị ô nhiễm không khí tồi tệ nhất thế giới (EPI, 2012) và trong đó giao thông là nguồn phát thải chính các chất ô nhiễm không khí tại thành phố Hồ Chí Minh (Ho et al., 2010) Theo các nghiên cứu của cơ quan Bảo vệ Môi Trường Mỹ (John, 2011) thì các chất ô nhiễm không khí từ hoạt động giao thông rất nguy hiểm đặc biệt là bụi nhỏ PM2.5,vv… gây ra các bệnh hô hấp, ung thư phổi và tử vong Nồng

) cao hơn tiêu chuNn 3,5 lần (Giang và CTV.,

51% giá trị quan trắc không đạt QCVN

Nồng độ PM10 đo được trong khuôn viên trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM (Hình 2) vào tháng

Trang 13

11

(Nguồn: Trần Tiến Khôi 2014)

Hình 2: Nồng độ PM10 tại Đại học Bách Khoa Tp.HCM Đặc biệt tại ngã tư An Sương có 76% giá trị không đạt QCVN, có thời điểm quan trắc lên tới 0,66

chắn với nồng độ chất ô nhiễm trong không khí cao như vậy sẽ ảnh hưởng cực kỳ nghiêm trọng đến sức khỏe của người dân Tp.HCM và thế hệ trẻ tương lai (mà người lớn chúng ta là người phải chịu trách nhiệm) Và gần đây nhất vào ngày 12/6/2012 Trung tâm nghiên cứu ung thư quốc tế (IARC) thuộc WHO (Tổ chức Y Tế thế giới) đã quyết định xếp khí thải của động cơ diesel vào loại “chất gây ung thư cho con người” (Nhóm 1) Theo đó, khí thải diesel là nguyên nhân gây ung thư phổi và làm tăng nguy cơ ung thư bàng quang (WHO, 2012) Như vậy, chúng ta đã có đầy đủ bằng chứng về tác động của ô nhiễm không khí lên sức khoẻ con người, và chúng ta có đầy đủ bằng chứng về tình trạng không khí tại Tp.HCM là cực kỳ ô nhiễm Tuy nhiên chính quyền thành phố và nhà nước đã và đang làm gì trước những mối nguy hiểm đe doạ sức khoẻ trên? Ô nhiễm không khí mà chúng ta ai cũng phơi nhiễm hàng ngày, chúng ta hít thở hàng ngày, con cái chúng

ta hít thở hàng ngày (không phải vấn đề trên Cung Trăng nữa!), vv… Chúng ta biết rõ là phơi nhiễm lâu ngày sẽ bị bệnh vậy tại sao không thể làm gì để bảo vệ cho bản thân, cho gia đình và cho xã hội phát triển bền vững? Và thực tế là hiện nay rất ít và hầu như không có các nghiên cứu liên quan được thực hiện với mục tiêu tính toán tác động của ô nhiễm không khí lên sức khoẻ, đề xuất giải pháp cũng như áp dụng chúng có tính khoa học để cải thiện chất lượng không khí cho thành phố Ô nhiễm không khí Tp.HCM ngày càng trầm trọng và tương lai sẽ càng tăng Vì vậy với vai trò là công dân của thành phố, nhóm nghiên cứu mong muốn đóng góp khả năng của mình

để cải thiện ô nhiễm không khí thành phố (dù ít!), chúng ta không thể đổ lỗi cho cơ quan này hay người kia hoặc nói suông được nữa vì ô nhiễm đã đến chân chúng ta và đang phơi nhiễm hàng

ngày rồi! Vì vậy nghiên cứu: “Nghiên cứu phân bố bụi PM10 và mối liên quan với sức khỏe

Trang 14

12

cộng đồng từ đó đề xuất giải pháp phòng tránh bệnh tật” với mục tiêu là định lượng số người

bị bệnh do ô nhiễm bụi PM10 gây ra cho cộng đồng tại Quận 5 thành phố Hồ Chí Minh

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng thử nghiệm mô hình BenMAP để đánh giá tác động của bụi PM10 lên sức khỏe cộng đồng

1.3 Nội dung nghiên cứu

• Nội dung 1: Thu thập các tài liệu khoa học liên quan về ô nhiễm không khí, đề tài và các

nghiên cứu ô nhiễm không khí, các nguyên nhân và tác động đối với sức khỏe con người

và kinh tế - xã hội do ô nhiễm không khí gây ra Thu thập các tài liệu, số liệu về điều kiện

tự nhiên, môi trường và tình hình phát triển giao thông kinh tế - xã hội của khu vực nghiên cứu Thu thập tài liệu về các tính toán, các dự báo về khả năng tác động của ô nhiễm không khí đối với khu vực nghiên cứu Các văn bản pháp luật, chủ trương, chính sách, chương trình hành động của Đảng và Nhà nước về ô nhiễm không khí; các thỏa thuận quốc tế mà Việt Nam ký kết hoặc tham gia;

• Nội dung 2: Tổng hợp, thu thập và tính phát thải PM10 do hoạt động công nghiệp, giao

thông, sinh hoạt, sinh học tại thành phố Hồ Chí Minh

• Nội dung 3: Mô phỏng ô nhiễm không khí do bụi PM10 và xây dựng bản đồ ô nhiễm bụi

PM10 tại Tp.HCM sử dụng các mô hình khí tượng và chất lượng không khí - quang hóa nhằm phục vụ đánh giá ô nhiễm không khí lên sức khỏe

• Nội dung 4: Thu thập và điều tra các số liệu về ô nhiễm không khí và tình trạng sức khoẻ

của người dân tại Quận 5, Tp.HCM, thu thập tại các sở, ban ngành, trung tâm y tế quận, phường và phỏng vấn tại gia đình người dân, vv

• Nội dung 5: Nghiên cứu áp dụng lý thuyết mô hình BenMAP với các dữ liệu thu thập

được, đánh giá tác động ô nhiễm bụi PM10 đến sức khoẻ cộng đồng và đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm không khí và phòng tránh bệnh tật

1.4 Phương pháp thực hiện

• Nội dung 1: Thu thập các tài liệu khoa học liên quan về ô nhiễm không khí, đề tài và các

nghiên cứu ô nhiễm không khí, các nguyên nhân và tác động đối với sức khỏe con người

và kinh tế - xã hội do ô nhiễm không khí gây ra Thu thập các tài liệu, số liệu về điều kiện

tự nhiên, môi trường và tình hình phát triển giao thông kinh tế - xã hội của khu vực nghiên cứu Thu thập tài liệu về các tính toán, các dự báo về khả năng tác động của ô nhiễm không khí đối với khu vực nghiên cứu Các văn bản pháp luật, chủ trương, chính sách, chương trình hành động của Đảng và Nhà nước về ô nhiễm không khí; các thỏa thuận quốc tế mà Việt Nam ký kết hoặc tham gia;

Trang 15

13

Phương pháp: Phương pháp thu thập tài liệu và kế thừa những kết quả từ các đề tài đã

nghiên cứu trong thời gian qua tại TpHCM, các tư liệu thống kê của thành phố, của các

cơ quan chuyên ngành liên quan đến địa bàn;

• Nội dung 2: Tổng hợp, thu thập và tính phát thải PM10 do hoạt động công nghiệp, giao

thông, sinh hoạt, sinh học tại Tp.HCM

Phương pháp: Phương pháp Mô hình hóa: sử dụng mô hình tính toán phát thải

EMISENS

• Nội dung 3: Mô phỏng ô nhiễm không khí do bụi PM10 và xây dựng bản đồ ô nhiễm bụi

PM10 tại Tp.HCM sử dụng các mô hình khí tượng và chất lượng không khí - quang hóa nhằm phục vụ đánh giá ô nhiễm không khí lên sức khỏe

Phương pháp: Phương pháp Mô hình hóa: Sử dụng các mô hình khí tượng và lan

truyền ô nhiễm không khí (FVM và TAPOM)

• Nội dung 4: Thu thập và điều tra các số liệu về ô nhiễm không khí và tình trạng sức khoẻ

của người dân tại Quận 5, Tp.HCM, thu thập tại các sở, ban ngành, trung tâm y tế quận, phường và phỏng vấn tại gia đình người dân, vv

Phương pháp: Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa: Tiến hành điều tra thực địa về

tình trạng sức khoẻ của người dân tại quận được nghiên cứu bằng cách phỏng vấn trực tiếp từng hộ gia đình thông qua phiếu khảo sát (202 phiếu), được tiến hành trong tháng

6/2013

• Nội dung 5: Nghiên cứu áp dụng lý thuyết mô hình BenMAP với các dữ liệu thu thập

được, đánh giá tác động ô nhiễm bụi PM10 đến sức khoẻ cộng đồng và đề xuất giải pháp giảm thiểu ô nhiễm không khí và phòng tránh bệnh tật

Phương pháp: Phương pháp Mô hình hóa: mô hình BenMAP; Phương pháp GIS:

chuNn hoá số liệu có tính không gian; Phương pháp chuyên gia: tham khảo ý kiến của các chuyên gia

Phương pháp tiếp cận – sơ đồ thực hiện nghiên cứu

Để thực hiện được 5 nội dung trên chúng thôi phải thực hiện theo 14 bước khác nhau (theo Hình 2):

Bước 1: Thu thập số liệu, tài liệu về công nghiệp và giao thông Tp.HCM;

Bước 2: Tính toán phát thải bụi PM10 do công nghiệp và giao thông;

Bước 3: Tổng hợp, thống kê, tính toán phát thải bụi PM10 do sinh hoạt;

Bước 4: Chạy mô hình khí tượng;

Bước 5: Chạy mô hình mô phỏng chất lượng không khí dựa trên mô hình khí tượng, số liệu tính toán phát thải từ các nguồn;

Trang 16

14

Bước 6: Lập bản đồ chất lượng không khí Đánh giá kết quả thu được;

Bước 7: Lập bảng đồ nồng độ bụi PM10 vượt quy chuNn;

Bước 8: Thu thập và lập bản đồ dân số, mật độ và số dân sống trong khu vực nghiên cứu (Population age);

Bước 9: Thu thập và biên tập số liệu Background Incidence Rate (số liệu nền về tỷ lệ mắc các chứng bệnh do tiếp xúc với bụi PM10 tại nồng độ đó - số liệu nghiên cứu trong phòng thí nghiệm US EPA và WHO);

Bước 10: Thu thập, khảo sát và điều tra bệnh liên quan trong khu vực;

Bước 11: Nghiên cứu và ứng dụng lý thuyết mô hình BenMAP để đánh giá tác động bụi PM10 đến bệnh;

Bước 12: Tính toán và cho ta số về tỷ lệ mắc bệnh do tiếp xúc với bụi PM10 tại khu vực

Trang 17

15

Hình 3: Sơ đồ nghiên cứu và các bước thực hiện

Ghi chú: QCVN: quy chun Việt Nam; ÔNKK: Ô nhiễm không khí, NC: nghiên cứu

1.5 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Nghiên cứu cho khu vực quận 5, Tp.HCM

- Người dân sống trong khu vực nghiên cứu

Thu thập và chuẩn hoá số liệu Phát thải PM10 sinh hoạt và sinh học

Lập bản đồ phân bố

Tính toán phát thải

Thu thập tài liệu về

công nghiệp & GT

Số liệu nền về

NC dịch tễ của WHO

- Kết quả đánh giá định lượng tác động PM10 đến sức khoẻ…

Bản đồ dân

số

Điều tra bệnh tật

Mô hình

Trang 18

16

- Chọn chất ô nhiễm và các bệnh tật: Hiện nay cơ quan Bảo Vệ Môi Trường Mỹ (US – EPA) và

Tổ Chức Y Tế Thế Giới (WHO) có rất nhiều nghiên cứu, số liệu chi tiết và bằng chứng tác

động ô nhiễm không khí lên sức khoẻ con người của bệnh tật cho một số chất ô nhiễm Cơ sỡ

dữ liệu này chỉ ra tỷ lệ bệnh tật do ô nhiễm không khí gây ra cho một nhóm người nào đó (chủng tộc, độ tuổi, vv), chứ không phải số liệu chung chung Với mục đích là tách bệnh do nguồn ô nhiễm không khí gây ra từ các nguồn khác Sử dụng phương pháp luận tính toán bệnh tật nêu trong công thức mục 5.1 Các số liệu cơ bản về sức khoẻ chúng tôi được GS

Nghiên Cứu Sarav Arunachalam của US – EPA tặng trong đợt tập huấn tại Mỹ cùng với mô hình BENMAP Đây là cơ sở khoa học để chúng tôi chọn chất ô nhiễm và các bệnh tật để nghiên cứu Ngoài ra chúng tôi cũng xem xét tình hình ô nhiễm các chất ô nhiễm tại Tp.HCM

để nghiên cứu

- Đề tài chọn các chất ô nhiễm: bụi PM10 để nghiên cứu vì PM10 chứa rất nhiều chất hóa học gây ung thư như PAHs, BTEX, kim loại nặng, các ion, vv Phát thải PM10 tại Tp.HCM hơn 76% từ giao thông, 6% từ hoạt động công nghiệp

- Đề tài chọn các bệnh tật và yếu tố ảnh hưởng sức khoẻ là tử vong (Mortality) Các bệnh khác chúng tôi không chọn vì đây là nghiên cứu bước đầu và cũng vì một số lý do khác như US – EPA và WHO chưa có số liệu nền về nghiên cứu ảnh hưởng ô nhiễm không khí lên các bệnh và yếu tố đó, cũng như các yếu tố đó khó thu thập số liệu và đánh giá tại Tp.HCM

1.6 Tiến độ thực hiện

1 Xây dựng đề cương chi tiết

Thu thập các tài liệu có liên quan

định và thu thập đầy đủ các tài liệu

liên quan đến ô nhiễm không khí

2 Tổng hợp, thu thập và tính phát

thải PM10 do hoạt động công

nghiệp, giao thông, sinh hoạt, sinh

không khí lên sức khỏe

bụi PM10 và xây dựng bản đồ ô nhiễm bụi PM10 tại Tp.HCM sử dụng các mô hình khí tượng và chất lượng không khí - quang hóa Xây dựng bản đồ có độ phân giải ít nhất

là 1km x 1km

Trang 19

17

4 Thu thập và điều tra các số liệu

về ô nhiễm không khí và tình trạng

sức khoẻ của người dân tại quận 5,

Tp.HCM, thu thập tại các sở, ban

ngành, trung tâm y tế quận, phường

và phỏng vấn tại gia đình người dân,

vv

quan đề đề tài

5 Nghiên cứu áp dụng lý thuyết mô

hình BenMAP với các dữ liệu thu

thập được, đánh giá tác động ô

nhiễm bụi PM10 đến sức khoẻ cộng

đồng và đề xuất giải pháp giảm thiểu

ô nhiễm không khí và phòng tránh

bệnh tật

1/2015

11/2014-Úng dụng mô hình BenMAP cho quận 5 và xây dựng bản đồ phân bố

ô nhiễm và Bài báo hoặc hội nghị khoa học

Trang 20

a Nguồn do hoạt động giao thông

Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu và mô hình tính toán tải lượng phát thải các chất ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông được thực hiện Để từ đó nghiên cứu các chiến lược giảm thiểu

và thiết lập cơ sở dữ liệu đầu vào cho các mô hình dự báo chất lượng không khí Một vài nghiên cứu có thể được minh họa như sau:

đường bộ COPERT IV (Ntziachristos and Samaras, 2007, Cao ủy bảo vệ môi trường Châu Âu (EEA)) Tất cả các nước thuộc liên hiệp Châu Âu đều được yêu cầu sử dụng mô hình này

buýt và xe hai bánh) và phân thành trên 100 loại xe khác nhau, bao gồm tất cả các model

xe còn được lưu hành tại Châu Âu Có các hệ số phát thải cho từng xe

tiên vào năm 1989 sử dụng lý thuyết của CORINAIR (Eggleston et al, 1985), sau đó đến năm 1990 thì có phiên bản thứ 2 gọi là COPERT II (Eggleston et al) và COPERT IV (Ntziachristos and Samaras, 2007) là phiên bản mới nhất

đường bộ được sử dụng ở Mỹ và Châu Âu là theo lý thuyết CORINAIRE (Eggleston et al, 1985) sử dụng trong mô hình COPERT IV và MOBILE6 (US-EPA., 1990) Lý thuyết này chia phát thải thành 3 dạng khác nhau: hot emissions (E hot), cold emissions (E cold) và

Mô hình này được viết dựa trên phương pháp CORINAIR (Eggleston et al, 1985) Đã được hiệu chỉnh và áp dụng tại thành phố Bogota (Colombia), thành phố này mua phần mềm AirEMIS với chi phí hơn 50.000 USD Khi mua mô hình này thì được yêu cầu là sử dụng cho

1 nghiên cứu trong khoảng thời gian nhất định, sau đó thì mô hình hết bản quyền sử dụng

giao thông (đường bộ, đường hàng không), công nghiệp, sinh hoạt và tự nhiên

Trang 21

19

(dùng máy quay phim để đếm xe)

Chương trình này viết dựa trên phương pháp CORINAIR (Eggleston et al,1985)

tỉnh, đường dốc và đường nội thị

và hơn 17 chất thuộc họ Dioxin/furan

bánh Và phân thành hơn 140 đời xe/ kiểu xe khác nhau

không khí cho giao thông đường bộ (Hình 10) Mô hình này được phát triển ở Châu Âu và đang được sử dụng ở một số nước khu vực Châu Á như: thành phố Chiang Mai (Thai Lan); Iloilo (Philippine); Solo (Indonesia); Phom Penh, (Cambodia); Vientaine (Lao); vv…, trong khuôn khổ của dự án GIZ-AQSC Mô hình tính toán dựa trên hệ số phát thải lấy từ Handbook

of Emission Factors version 3.1 (INFRAS, 2010)

Hình 4: Giao diện chính của mô hình Mobilev

Mô hình Mobilev chia phương tiện giao thông thành nhiều loại và sau đó lại tách thành các kiểu

xe và đời xe chi tiết hơn (hơn 50 kiểu xe) Đường giao thông thì chia thành nhiều loại như khu vực

đô thị, khu vực nông thôn và tổng cộng là hơn 15 loại đường khác nhau, vv… Thực ra mô hình này được phát triển ở Châu Âu, lý thuyết tính toán vẫn là theo CORINAR (Eggleston et al,1985)

và tính theo Bottom-up nên khi ứng dụng vào các nước đang phát triển thì gặp rất nhiều khó khăn

về số liệu đầu vào Tuy nhiên vì đây là dự án của Đức tài trợ nên thường là yêu cầu sử dụng các

mô hình được phát triển tại Châu Âu và quan trọng hơn là vì lý do khi dự án này thực hiện thì chưa có mô hình nào thay thế mô hình Mobilev để áp dụng cho các thành phố nói trên

Trang 22

20

monitoring network of Alsace) Dùng để nghiên cứu và đánh giá chất lượng không khí vùng Alsace và Lorraine – Pháp Mô hình này dựa trên lý thuyết CORINAIR (Eggleston et

al, 1985), sử dụng phương pháp Bottom-up để tính toán phát thải do hoạt động giao thông

Mô hình này không thể áp dụng cho các thành phố đang phát triển vì đòi hỏi số liệu đầu vào rất chi tiết và nghiêm ngặt

EMISENS (Bằng Q.Ho., 2010) là một mô hình dùng để tính toán tải lượng phát thải do hoạt động giao thông EMISENS được phát triển bởi tác giả Bằng và Clappier tại phòng thí nghiệm LPAS, Trường Đại Học Bách Khoa Liên Bang Lausanne (EPFL), Thụy Sỹ trong khoảng 6 năm từ 2003 đến 2010 Mục tiêu ban đầu của nhóm tác giả là thiết kế mô hình tính toán phát thải EMISENS cho các nước đang phát triển, tuy nhiên sau khi mô hình được phát triển thì mô hình này chứng tỏ khả năng áp dụng không những cho các nước đang phát triển mà còn áp dụng tốt cho các nước phát triển Mô hình này đã được ứng dụng thành công ở rất nhiều nước trên thế giới; ví dụ các nước đang phát triển: Thành phố Bogotá (Columbia); Thành phố Algiers (Algeria); Thành phố Agadir (Moroco); Thành Phố Bangalore (Ấn Độ); và thành phố Hồ Chí MInh (Việt Nam), vv…

Ví dụ EMISENS được ứng dụng ở các nước phát triển như: Thành phố Strasbourg (Pháp); Thành phố Seoul (Hàn Quốc),vv…, và đang ứng dụng ở Thành phố Ispra (Ý)

EMISENS được thiết kế dựa trên 3 chức năng chính mà chưa mô hình tính toán phát thải nào trên thế giới có được đó là:

Top-down Vì hiện nay trên thế giới có 2 phương pháp chính phục vụ tính toán phát thải đó là Bottom-up và Top-down

Bottom-up là phương pháp tính toán phát thải chi tiết theo không gian và thời gian Có độ

chính xác cao, tuy nhiên phương pháp này đòi hỏi dữ liệu đầu vào quá chi tiết Phương pháp này sử dụng tốt ở các nước phát triển vì ở đó có thể thu thập đầy đủ dữ liệu đầu vào

Top-down là phương pháp tính toán phát thải dựa vào hệ số phát thải trung bình hoặc

lượng nhiên liệu sử dụng từ đó ước lượng tổng phát thải Phương pháp này dễ dàng sử dụng, yêu cầu dữ liệu đầu vào đơn giản Tuy nhiên kết quả của phương pháp này có mức

độ sai số lớn

Vì vậy trong mô hình EMISENS tận dụng các ưu điểm của hai phương pháp trên để thiết kết một phương pháp mới trong khuôn khổ mô hình EMISENS

nhau Sai số từ phương pháp mới này sẽ được tính toán bằng kỹ thuật mô phỏng Monte Carlo (Ermakov, 1977) Phương pháp này được nhiều nghiên cứu trên thế giới ứng dụng

để tính toán sai số cho mô hình (Hanna et al., 1998; Sathya., 2000; Hanna et al., 2001; Abdel-Aziz and Christopher Frey., 2004, vv)

Trang 23

21

Ban Môi Trường Châu Âu (EEA)

Phát thải do hoạt động giao thông được phân thành 3 loại phát thải: phát thải nóng (hot emissions), phát thải lạnh (cold emissions) và phát thải do bay hơi (evaporation emissions) theo công thức sau:

E =E +E +E (1)

b Nguồn công nghiệp

Các phương pháp để tính toán tải lượng ô nhiễm từ nguồn công nghiệp được trình bày trong bảng sau:

Bảng 1: Các phương pháp tính toán tải lượng ô nhiễm từ nguồn công nghiệp

nồng độ chất ô nhiễm

Độ chính xác cao

Chi phí cao, không thể đo đạc được hết các chất ô nhiễm

đầu ra của quá trình sản xuất

Không dễ để xác định những tổn thất trong quá trình sản xuất

Nhanh, tiết kiệm chi phí

Có sai số giữa tính toán và thực tế

Đối với phương pháp tính toán tải lượng phát thải dựa trên hệ số phát thải ô nhiễm có 2 cách tính như sau:

• Tính tải lượng ô nhiễm từ công nghiệp từ hệ số phát thải và nhiên liệu/nguyên liệu/sản ph&m theo công thức sau:

G in = Σ K in x N jn (g/năm)

Trong đó:

G in : Tải lượng chất ô nhiễm i đối với ngành công nghiệp n (g/năm);

K in : Hệ số phát thải của chất i đối với ngành công nghiệp n (g/tấn nguyên liệu thô hoặc

g/tấn sản phNm);

N jn : Lượng nguyên liệu hoặc nhiên liệu hoặc sản phNm của nhà máy j đối với ngành

công nghiệp n (tấn/năm)

Trang 24

E: Tải lượng chất ô nhiễm i (kg/ng.đ)

e i : Hệ số phát thải chất ô nhiễm i/ha của KCN, CCN (kg/ha/ng.đ)

S: Diện tích trong mỗi KCN, CNN (ha)

c Nguồn thải từ các hoạt động sinh hoạt

Đối với nguồn sinh hoạt có 2 phương pháp tính toán tải lượng phát thải như sau:

Phương pháp này dựa vào mức độ tiêu thụ trên đầu người và hệ số phát thải của từng nhiên liệu

E = e i x DS (kg/ngày)

Trong đó:

E: Tải lượng phát thải chất ô nhiễm i từ nguồn sinh hoạt đô thị (kg/ngày)

e i : Hệ số phát thải chất i (kg/ngày/người)

DS: Dân số tại khu vực nghiên cứu (người)

Mức độ sử dụng nhiên liệu ở đô thị là 3,5 GJ/người/năm; ở nông thôn là 11,7 GJ/người/năm (WHO, 2002) với dạng nhiên liệu dùng chủ yếu ở thành thị là gas và than, còn ở nông thôn là củi

và than

Việc thống kê phát thải từ nguồn sinh hoạt sử dụng phương pháp sau:

E = e ij x AR j (kg/ngày)

Trong đó:

E: phát thải của chất gây ô nhiễm i (kg/ngày)

Hoạt động của các hộ gia đình và cơ sở kinh doanh dịch vụ như đun nấu bằng than, dầu, củi và LPG cũng góp phần gây ô nhiễm bụi PM10 Thống kê phát thải bụi PM10 từ nguồn sinh hoạt góp phần quan trọng trong việc mô hình hóa ô nhiễm bụi PM10

Trang 25

23

Mô hình chất lượng không khí là công cụ toán học mô tả quá trình vận chuyển, khuếch tán và chuyển hóa các phản ứng hóa học của các chất ô nhiễm trong không khí Các mô hình chất lượng không khí tính toán dựa trên các tập dữ liệu đầu vào gồm: dữ liệu về phát thải, dữ liệu khí tượng,

dữ liệu địa hình và tạo ra các kết quả nồng độ chất ô nhiễm không khí để mô tả chất lượng không khí và hình thành bản đồ phân bố chất ô nhiễm cho vùng nghiên cứu

Các mô hình chất lượng không khí được nghiên cứu, pháp triển từ những năm 1970 của thế kỷ trước, sau đó chúng tiếp tục được cải tiến, đánh giá tính hiệu quả và áp dụng cho đến nay Mô hình khuếch tán chất ô nhiễm không khí có thể được mô phỏng bằng các phương pháp số với nhiều kỹ thuật khác nhau, các kỹ thuật này có thể chia ra thành 2 nhóm chính: mô hình Euler (Eulerian model) và mô hình Largrang (Largrangian model)

Mô hình Euler bao gồm mô hình hộp đơn giản và mô hình chất lượng không khí dạng lưới hay 3D Mô hình 3D hiện nay là một công cụ mô hình hóa mạnh, ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực chất lượng không khí Mô hình khuếch tán Gaussian là một lời giải đặc biệt của mô hình Euler

Mô hình chất lượng không khí 3D là một công cụ tốt nhất để nghiên cứu quá trình hình thành chùm khói ô nhiễm, khả năng lan truyền, xây dựng bản đồ phân bố ô nhiễm phục vụ cho việc xác định vùng ô nhiễm không khí nặng cho các khu vực đô thị và vùng phát triển công nghiệp

Các cơ chế hóa học được sử dụng trong các mô hình chất lượng không khí bao gồm:

Mô hình mô phỏng khí tượng là một phần không thể tách rời với mô hình mô phỏng chất lượng không khí Kết quả của mô hình mô phỏng khí tượng chính là đầu vào của mô hình mô phỏng chất lượng không khí Hiện nay, trên thế giới có khá nhiều mô hình mô phỏng khí tượng phổ biến như

mô hình MM5 (Mesoscale Model) được Trung tâm nghiên cứu khí tượng Mỹ (NCAR) phát triển,

mô hình FVM (Finite Volume Model) được xây dựng bởi LPAS-EPFL, mô hình CALMET,… Hiện nay, ở các nước phát triển trên thế giới như Mỹ, Anh, Canada, Australia, Hy Lạp, Thụy Điển, Đan Mạch, New Zealand,… đã có những nghiên cứu về tính toán thống kê phát thải, lập bản đồ phân bố tải lượng chất ô nhiễm và sử dụng các mô hình toán học để mô phỏng quá trình lan truyền

nguồn thải như hoạt động giao thông, công nghiệp và các hoạt động khác (nông nghiệp, lâm nghiệp), …

Một trong những mô hình được sử dụng nhiều trong các nghiên cứu hiện nay trên thế giới, đặc biệt là trong các dự án hợp tác và luận án Tiến sỹ ở khu vực Châu Âu là mô hình khí tượng FVM

và mô phỏng chất lượng không khí TAPOM Tuy nhiên, ở những nước đang phát triển, việc mô

Trang 26

24

phỏng chất lượng không khí chỉ mới được quan tâm trong những năm gần đây như: nghiên cứu ở Thành phố Bogota – Colombia, Thành phố Bangkok – Thái Lan, Thành phố Manila – Philippine, Thành phố Jakarta – Indonesia; khu vực các nước Đông Á và Đông Nam Á,…

Mô hình khí tượng FVM

Mô hình khí tượng FVM (Clappier A., et al.,1996) được xây dựng bởi Trường Đại Học Bách Khoa Liên Bang Lausanne (EPFL), Thụy Sỹ, là mô hình Eulerian không gian 3 chiều, sử dụng địa thế theo ô lưới với độ phân giải thể tích giới hạn Mô hình FVM là mô hình rối khép kín, hệ phương trình của mô hình này bao gồm các phương trình động lượng; phương trình liên tục; phương trình bảo toàn nhiệt Nm và các phương trình động năng rối và khuếch tán năng lượng rối Điều kiện ban đầu và điều kiện biên cho mô hình được lấy từ sản phNm của mô hình dự báo toàn cầu NCEP hoặc từ các mô hình qui mô vừa Sản phNm của mô hình bao gồm các thông số khí tượng nhiệt độ, độ Nm, áp suất,…thông lượng nhiệt Nm, các đặc trưng rối,…trên nhiều mực Để phản ánh được chi tiết ảnh hưởng của mặt đệm đô thị tới các yếu tố khí tượng trong lớp biên cũng như đến quá trình lan truyền ô nhiễm, kỹ thuật lưới lồng được sử dụng để tính điều kiện biên và

điều kiện ban đầu trong quá trình mô phỏng

Trong FVM, việc tham số hóa các qui mô dưới lưới trên khu vực đô thị được đặc biệt quan tâm nhằm thể hiện chi tiết việc trao đổi nhiệt và động lực trong lớp biên Thông lượng hiển nhiệt được xác định theo mức độ chênh lệch nhiệt độ không khí và nhiệt độ bề mặt Phương trình cân bằng nhiệt bề mặt là được giải cho nhiều lớp đất Thông lượng bức xạ sóng ngắn và dài tại bề mặt được tính toán dựa trên các ảnh hưởng che chắn bức xạ của công trình xây dựng và ảnh hưởng kết hợp của các tường nhà đến tán xạ và khúc xạ Mô hình qui mô vừa FVM là mô hình khí tượng dạng phi thủy tĩnh Hệ phương trình của mô hình này bao gồm các phương trình động lượng; phương trình liên tục; phương trình bảo toàn nhiệt Nm Việc tách riêng các chuyển động qui mô lớn và qui

mô nhỏ được sử dụng bằng trung bình Reynolds

Điều kiện ban đầu và điều kiện biên cho mô hình được lấy từ sản phNm của mô hình dự báo toàn cầu hoặc từ các mô hình qui mô vừa Sản phNm của mô hình bao gồm các trường khí tượng nhiệt

độ, độ Nm, áp suất, thông lượng nhiệt Nm, các đặc trưng rối… trên nhiều mực Để phản ánh được chi tiết ảnh hưởng của mặt đệm đô thị tới các yếu tố khí tượng trong lớp biên cũng như đến quá trình lan truyền ô nhiễm, kỹ thuật lưới lồng một chiều (Nesting one way) được sử dụng trong khi chạy mô hình

Trong FVM việc tham số hóa các qui mô dưới lưới trên khu vực đô thị được đặc biệt quan tâm nhằm thể hiện chi tiết việc trao đổi nhiệt và động lực trong lớp biên Có 3 dạng bề mặt của đô thị được đặc biệt quan tâm là mái nhà, tường và đường phố Cho tính toán động lượng, có hai dạng độ cao lớp gồ ghề là được xác định riêng biệt cho mái nhà và mặt đường, ảnh hưởng của phần tường nhà được tham số hóa qua lực cản khí động lực Thông lượng nhiệt được xác định theo mức độ chênh lệch nhiệt độ không khí và nhiệt độ bề mặt Phương trình cân bằng nhiệt bề mặt được giải cho nhiều lớp đất Thông lượng bức xạ sóng ngắn và dài tại bề mặt được tính toán dựa trên các ảnh hưởng che chắn bức xạ của công trình xây dựng và ảnh hưởng kết hợp của các tường nhà đến

Trang 27

25

tán xạ và khúc xạ Các hệ số trong việc tham số hóa các ảnh hưởng của tường, mái và nền trong

mô hình FVM được dựa trên kết quả đo đạc thông lượng nhiệt Nm động lượng, tốc độ gió cũng như nhiệt độ các dạng bề mặt đô thị

Mô hình mô phỏng chất lượng không khí TAPOM

Mô hình TAPOM (Transport and Air Pollution Model), được xây dựng bởi PAS - EPFL - mô phỏng quá trình chuyển hóa các chất ô nhiễm không khí trong khí quyển Đây là mô hình vận chuyển và quang hóa học không gian ba chiều theo mô hình Euler Mô hình chất lượng không khí

là công cụ toán học mô tả quá trình vận chuyển, khuếch tán và chuyển hóa các phản ứng hóa học của các chất ô nhiễm trong không khí

Mô hình TAPOM là một trong những mô hình được ứng dụng khá nhiều nước ở khu vực Châu Âu như Thụy Sỹ, Tây Ban Nha, Pháp, Italia… khu vực Nam Mỹ như Colombia, Mexico và cả các nước phát triển như ở Việt Nam (Tp HCM) với một số ưu điểm:

Đây là mô hình bao gồm nhiều module mô phỏng các quá trình chuyển hóa chất ô nhiễm trong khí quyển như: các phản ứng hóa học, quá trình vận chuyển, quá trình phát tán, quá trình sa lắng…

Mô hình này đã được áp dụng thành công và cho kết quả tốt ở quy mô địa phương, vùng, khu vực

ở nhiều quốc gia từ các dự án hợp tác trao đổi và các nghiên cứu chuyên sâu Mô hình này dựa trên phương trình cân bằng khối lượng cho các chất trong khí quyển Đó là phương trình bao gồm

các quá trình khí tượng gây ra bởi gió (Adv), khuếch tán theo chiều thẳng đứng gây ra bởi chuyển động rối (Dif), biến đổi hóa học từ các phản ứng (Chem) , quá trình sa lắng khô (DD) và phát thải

(Emi)

Phương trình cân bằng khối được giải trong mô hình TAPOM như sau:

pQp/t + Adν = Dif + chem + DD +Emi

Các biến đổi hóa học được mô phỏng bằng cách sử dụng các thông số theo cơ chế (RACM –

Regional Atmospheric Chemistry Mechanism) và mô đun ISORROPIA (Stockwell et al 1997), (Gong et al, 1993) Cơ chế hóa học sử dụng trong mô hình TAPOM là RACM Mô hình tích hợp

tổng cộng 237 phản ứng hóa học trong đó với sự tham gia của 17 nhóm chất vô cơ bền vững, 04 nhóm chất vô cơ trung gian, 32 nhóm chất hữu cơ bền vững (4 trong đó là có nguồn gốc sinh học)

và 24 nhóm chất hữu cơ trung gian

Trong mô hình TAPOM mỗi thể tích gồm có 6 mặt và dựa trên 8 điểm góc Các điểm này có thể được chọn bởi người sử dụng để từ đó tạo ra bất kỳ ô lưới nào Ô lưới được sử dụng ở đây trong

Trang 28

26

việc mô phỏng chất lượng không khí qui mô vùng phải theo yếu tố địa hình tại lớp mặt đất và có

bề mặt phẳng ở lớp trên cùng

Hình 5: Ô lưới được sử dụng trong mô hình TAPOM

Mô hình AirQuis là phần mềm được Viện Nghiên cứu Na Uy nghiên cứu và phát triển những năm gần đây Sự phối hợp các chức năng như thống kê phát thải, mô hình hóa số, thu thập số liệu quan trắc trực tuyến và các phương pháp đánh giá thống kê, trên nền hệ thống thông tin địa lý (GIS), làm cho AirQuis trở thành một công cụ hữu hiệu trong quan trắc, quản lý chất lượng không khí, đánh giá chất lượng không khí hiện tại trong ngày và cho phép thử nghiệm các chiến lược và kịch

bản giảm thiểu sẵn có (Chi cục Bảo vệ Môi trường Tp HCM, 2010) Các đề tài nghiên cứu trong

nước có sử dụng mô hình AirQuis, cụ thể như:

2000-2009” của Viện Môi Trường và Tài Nguyên (2001-2010), Tp HCM

Tp HCM” của Chi cục Bảo vệ Môi trường, (2010), Tp.HCM Đề tài đã xây dựng được bản

đồ GIS dữ liệu phân bố tải lượng ô nhiễm trên các đoạn đường thống kê nguồn thải giao thông và ứng dụng mô hình AirQUS để tính toán sự phát thải, phân bố chất ô nhiễm do nguồn giao thông Công tác thống kê và các yếu tố đầu vào cho mô hình tính toán chưa đầy

đủ nên kết quả chưa phản ánh hết mức độ ảnh hưởng đến chất lượng không khí của hoạt động giao thông

giao thông đô thị bền vững ở Việt Nam” của Vụ vận tải - Bộ Giao thông Vận tải (2010),

Hội thảo “Phát triển đô thị bền vững”, Tp.HCM

Bên cạnh đó, cũng đã có một vài nghiên cứu tại Tp HCM sử dụng mô hình FVM và mô hình TAMPOM để mô phỏng điều kiện khí tượng và chất lượng khí tượng, cụ thể như:

Trang 29

27

và mô hình quang hóa trong dự báo ô nhiễm do giao thông vận tải trên khu vực Tp HCM”

Đề tài nghiên cứu cấp cơ sở Đề tài đã xây dựng cơ sở đầu vào cho các mô hình khí quyển,

mô hình quang hóa về lan truyền ô nhiễm trên khu vực TP HCM: số liệu địa hình, loại đất,

sử dụng đất, lượng thải v.v các điều kiện biên và các điều kiện ban đầu cho mô hình Đề tài cũng đã mô phỏng lan truyền ô nhiễm do giao thông trên khu vực nội thành Tp.HCM bằng cách kết hợp giữa mô hình khí quyển và mô hình quang hóa Đánh giá kết quả mô hình qua số liệu giám sát chất lượng không khí trên khu vực nội thành Tp.HCM

quality modeling: Application to Ho Chi Minh city” Luận án tiến sĩ Đề tài sử dụng mô

hình EMISENS thông phương pháp tiếp cận Top-down và Bottom-up để tính toán phát thải giao áp dụng cho Tp.HCM, sử dụng lý thuyết tính toán CORINAIR và mô phỏng sai

số bằng kỹ thuật mô phỏng Monte-Carlo Đồng thời đề tài sử dụng mô hình mô phỏng chất lượng khí tượng FVM và mô hình mô phỏng lan truyền ô nhiễm TAPOM để mô phỏng phát tán nồng độ chất ô nhiễm trong khí quyển

Minh: Xác định hệ số phát thải chất ô nhiễm và mô hình hóa chất lượng không khí” Luận

án tiến sĩ Đề tài đã xác định được hệ số phát thải các chất ô nhiễm cho Tp.HCM, cụ thể là đối với giao thông Đề tài sử dụng mô hình EMISENS để tính toán tải lượng phát thải từ giao thông, sử dụng mô hình FVM và mô hình TAPOM để mô phỏng chất lượng không khí và lập bản đồ phát thải ô nhiễm không khí cho Tp.HCM

Ngoài ra, còn có một số đề tài nghiên cứu khoa học và luận văn Thạc sĩ có liên quan, cụ thể như:

Thành phố Hồ Chí Minh bằng phương pháp Nơron” Đề tài nghiên cứu khoa học – Sở

Khoa học Công nghệ Tp HCM Trong báo cáo này trình bày một số kết quả ban đầu ứng dụng công cụ ArcGIS 10.0 cùng với mô hình mô phỏng MOBILE và AERMOD xây dựng bản đồ ba chiều bức tranh ô nhiễm không khí do các phương tiện xe cộ tại Tp.HCM

do giao thông vận tải tại Tp.HCM” Luận văn thạc sĩ Đề tài tập trung nghiên cứu mô

phỏng chất lượng không khí từ nguồn di động bằng mô hình Mobile và từ đó dự báo mức

độ ô nhiễm không khí do hoạt động giao thông tại Tp HCM Phần tính toán dựa trên phương pháp Top-down do vậy có thể gây ra sai số cao trong kết quả mô phỏng và tính toán

không khí từ số liệu quan trắc tại 9 trạm quan trắc không khí tự động và xây dựng bản đồ phân bố ô nhiễm cho Tp.HCM” Đề tài nghiên cứu khoa học – Sở Khoa học Công nghệ Tp

HCM Nghiên cứu đã phân tích dữ liệu đo đạc từ các trạm quan trắc tự động, áp dụng công

cụ mô hình chất lượng không khí 3-D, dữ liệu quan trắc để xây dựng bản đồ phân vùng ô

Trang 30

28

nhiễm không khí cho Tp.HCM Kết quả tổng hợp và phân tích các số liệu quan trắc của 9

Phần tính toán phát thải của đề tài này cũng dựa trên phương pháp Top-down

2.1.3.Tổng quan mô hình BenMAP và các nghiên cứu đánh giá tác động ô nhiễm không khí lên sức khỏe cộng đồng

Mô hình BenMAP

BenMAP (The Environmental Benefits Mapping and Analysis Program) (US-EPA, 2010): Chương trình lập bản đồ và phân tích lợi ích môi trường, được phát triển bởi Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (US – EPA) BenMAP là một chương trình máy tính sử dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS), dựa trên tính toán các tác động sức khỏe và lợi ích kinh tế xảy ra khi chất lượng không khí thay đổi BenMAP đủ mạnh để thực hiện một phân tích lợi ích toàn diện nhưng cũng đơn giản cho người sử dụng để ước tính lợi ích sau khi được tập huấn sử dụng Các nhà phân tích dựa trên BenMAP để ước tính tác động sức khỏe từ những thay đổi chất lượng không khí tại các thành phố và quy mô khu vực, cả trong và ngoài chương trình BenMAP, bao gồm tất cả những thông tin mà người sử dụng cần để thực hiện một phân tích lợi ích, phân tích tiên tiến và có thể tùy chỉnh chương trình để giải quyết câu hỏi chính sách của họ Bởi vì BenMAP được dựa trên một hệ GIS, kết quả có thể được mô phỏng trên bản đồ để dễ trình bày Một trong những mục đích mà BenMAP được sử dụng bao gồm: (i) Bản đồ về thế hệ dân số/ cộng đồng tiếp xúc với ô nhiễm môi trường không khí; (ii) So sánh các lợi ích trên nhiều chương trình quy định; (iii) Đánh giá tác động sức khỏe liên quan đến tiếp xúc với nồng độ ô nhiễm không khí hiện có; (iv) Đánh giá lợi ích sức khỏe của các tiêu chuNn chất lượng không khí; (v) Thực hiện phân tích độ nhạy của các chức năng

y tế hoặc xác định giá trị, hoặc các yếu tố đầu vào khác; (vi) Phương pháp giả định, hay loại phân tích "nhân – quả"

Hình 6: Giao diện mô hình BenMAP, US-EPA

Trang 31

Nhồi máu cơ tim không phải do chất béo (Nonfatal

Triệu chứng bệnh hô hấp cấp tính (Acute respiratory

Hiện nay trên thế giới có rất nhiều nghiên cứu ứng dụng mô hình BenMAP, điển hình:

điện EGU tại Trung Quốc

lượng không khí của Seoul, Hàn Quốc

Mecixo City, Sao Paulo, Santiago thuộc khu vực Mỹ La Tinh

Hiện nay chưa có nghiên cứu nào tại Việt Nam sử dụng mô hình BenMAP đánh giá ảnh hưởng của ô nhiễm không khí lên sức khỏe cộng đồng vì sử dụng mô hình BenMAP khá phức tạp và được cơ quan bảo vệ môi trường Hoa Kỳ phát triển (US –EPA)

Tổng quan một số nghiên cứu về đánh giá ô nhiễm không khí lên sức khoẻ trong nước và ngoài nước

Thoracic Society (Mỹ) hôm 20/5/2012 Theo Healthday, các nhà nghiên cứu đã xem xét

162 trẻ bị bệnh hen có độ tuổi từ 6-15 tại Mỹ Ngoài ra, nghiên cứu còn dựa trên số liệu xác định mẹ bị phơi nhiễm không khí ô nhiễm khi mang thai những trẻ này được lấy từ Cơ quan Bảo vệ môi trường (Mỹ) Kết quả nghiên cứu cho thấy phơi nhiễm khí nitơ dioxide ô

Trang 32

30

nhiễm trong 6 tháng đầu mang thai liên quan đến sự phát triển chức năng phổi kém ở cả trai và gái với căn bệnh hen Trưởng nhóm nghiên cứu Amy Padula cho biết: khám phá khẳng định thêm chứng cứ cho rằng thai phụ phơi nhiễm không khí ô nhiễm có ảnh hưởng lâu dài đến sự phát triển chức năng phổi của trẻ với căn bệnh hen

Không Khí (PM2.5) lên sức khoẻ tại Mỹ

quả chỉ ra rằng ô nhiễm không khí tại Totonto tác động lên hàng ngàn người Làm 1700 người chết hàng năm và hơn 6000 người phải nhập viện mỗi năm tại Toronto (Barbara., 2012)

Saint John, Canada (David et al., 1995) Kết quả đã chỉ ra rằng có một mối liên hệ rất lớn giữa nồng độ Ôzon cao hơn 75 ppb và nhập viện do bệnh hen suyễn, ngoài ra nghiên cứu cũng có thấy sự ảnh hưởng này xảy ra ro rang ngay cả nồng độ Ôzon nhỏ hơn tiêu chuNn

Mỹ và WHO

“Environmental health impacts of mobility and transport in Hai Phong, Vietnam” Stoch Environ Res Risk Assess (2011) 25:363–376, publishes online: 10 February 2010 Nghiên cứu đánh giá tác động của chất ô nhiễm từ hoạt động giao thông lên sức khỏe người dân ở Hải Phòng Bài nghiên cứu này áp dụng phương pháp luận của một đánh giá tác động sức khỏe từ các nghiên cứu trước đó ước tính gánh nặng y tế hiện tại từ các chất ô nhiễm do giao thông gây ra; xây dựng mô hình phát thải từ giao thông và dựa vào các số liệu về sức khỏe thu thập được để đánh giá ảnh hưởng của ô nhiễm giao thông lên sức khỏe từ đó có những giả định về chính sách để hạn chế xu hướng phát triển giao thông hiện tại Phát hiện của nghiên cứu này đã đem lại kết quả sơ bộ về ảnh hưởng của ô nhiễm giao thông lên sức khỏe, mở đầu cho các nghiên cứu sâu rộng khác áp dụng cho cả nước

Short-Term Exposure to Air Pollution on Hospital Admissions of Young Children for Acute Lower Respiratory Infections in Ho Chi Minh City, Vietnam (HEI, 2012) đã được khởi động từ ngày 10/10/2006, với tổng số vốn thực hiện dự án là 900.000USD Trong thời gian 30 tháng, các chuyên gia địa phương, dưới sự điều phối chính của Sở Y tế và Chi cục bảo vệ môi trường Tp.HCM (HEPA), sẽ cùng các nhà khoa học của Viện Nghiên cứu Sức khỏe (HEI) và Chương trình Sức khỏe cộng đồng và ô nhiễm không khí ở châu Á sẽ nghiên cứu để xác định ô nhiễm không khí tác động như thế nào lên sức khỏe của trẻ em

và gia đình; phải chăng người nghèo bị ảnh hưởng bởi ô nhiễm không khí nhiều hơn so với những đối tượng khác? Nghiên cứu tập trung khảo sát và thu thập kết quả tại 2 bệnh viện

Trang 33

31

mùa khô và mùa mưa từ năm 2003 đến 2005 tập trung bệnh viêm phổi và viêm cuốn phổi Kết quả chỉ ra rằng: Mùa khô các chất ô nhiễm nồng độ cao PM10, NO2 và SO2 có liên

phổi Nghiên cứu gặp khó khăn khi đánh giá ảnh hưởng ô nhiễm không khí lên người nghèo vì không có số liệu đầy đủ để đánh giá

tổng thể ảnh hưởng sức khỏe và thiệt hại kinh tế do ô nhiễm không khí đô thị gây ra” từ năm 2007, thuộc Dự án bảo vệ môi trường cấp nhà nước

cùng TS.BS Huỳnh Tấn về: “Tác động của ô nhiễm không khí tới sức khỏe lực lương cảnh sát giao thông lảm việc tại các nút giao thông lớn của Tp.HCM và đề xuất các giải pháp hạn chế, 2007-2009, Sở khoa học công nghệ Tp.HCM

Thụy Sỹ thực hiện, cơ quan chủ quản là Bộ tài nguyên môi trường (MONRE) – Việt Nam Mục tiêu của Dự án là ngăn chặn khả năng xuống cấp hơn nữa của chất lượng không khí tại Hà Nội và các khu vực lân cận Do đó, mục tiêu của giai đoạn 1 của Dự án nhằm tạo điều kiện thuận lợi giúp giảm ô nhiễm không khí bằng cách xác định và thực hiện hệ thống quản lý chất lượng không khí tổng thể Bốn lĩnh vực của Dự án (các hợp phần) có khả năng thực hiện lớn nhất gồm: Cải cách chính sách, nâng cao nhận thức, các Dự án thí điểm

và cơ sở Dữ liệu

2.2 Tổng quan về khu vực nghiên cứu

Thành phố Hồ Chí Minh (Tp.HCM) là vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, chiếm 0,6% diện tích

và 6,6% dân số so với cả nước, có tốc độ tăng trưởng kinh tế cao Thành phố là nơi hoạt động kinh

tế năng động nhất, đi đầu trong cả nước về tốc độ tăng trưởng kinh tế Phát triển kinh tế với tốc độ tăng trưởng cao đã tạo ra mức đóng góp GDP lớn cho cả nước, chiếm 1/3 GDP cả nước Về thương mại, dịch vụ, thành phố là trung tâm xuất nhập khNu lớn nhất nước, chiếm tỷ trọng lớn trong tổng kim ngạch xuất nhập khNu của cả nước Với tốc độ phát triển kinh tế xã hội như vậy, Thành phố Hồ Chí Minh thu hút rất nhiều người dân từ khắp cả nước đến đây sinh sống, học tập

và làm việc, điều này gây một áp lực rất lớn lên cơ sở hạ tầng cũng như về môi trường Hệ thống đường bộ của Tp.HCM dày đặc, có tổng chiều dài lớn nhất trong các đô thị ở Việt Nam Ở khu vực trung tâm (Quận 1, Quận 3, Quận 5) do được quy hoạch tốt thời Pháp thuộc và do mật độ đường cao nên hiện vẫn cơ bản đáp ứng được lưu lượng giao thông Các khu vực còn lại giao thông chỉ có vài tuyến đường lớn, phần còn lại là hẻm hoặc những con đường nhỏ, rất nhỏ, không

đủ diện tích cho xe công cộng lưu thông Với hệ thống đường giao thông như vậy, chỉ có một loại phương tiện phù hợp là xe gắn máy 2 bánh Hiện nay, lượng xe gắn máy tại Tp.HCM tăng trung bình 10%/năm với bình quân 675 xe/1.000 dân Đây là con số rất lớn so với nhiều thành phố khác của châu Á như Đài Loan 350 xe/1.000 dân; Bangkok (Thái Lan) 265 xe/1.000 dân… Theo sở Giao thông vận tải Thành phố Hồ Chí Minh, tính đến hết tháng 9/2011, toàn thành phố có tổng

Trang 34

32

cộng 5.364.226 phương tiện Trong đó, xe ôtô có 480.473 chiếc (chiếm 1/3 tổng số xe ôtô của cả nước) và 4.883.753 xe môtô, xe gắn máy (chiếm khoảng 15% tổng số xe môtô, xe gắn máy của cả nước) Với cơ sở hạ tầng chưa kịp quy hoạch nâng cấp tổng thể, ý thức một số người dân lại quá kém trong nhận thức và bảo vệ môi trường chung Tp.HCM hiện nay đang phải đối mặt với vấn

đề ô nhiễm môi trường quá lớn, nhất là ô nhiễm môi trường không khí do số lượng xe cá nhân lưu

thông nhiều và thường xuyên gây tắc nghẽn giao thông

Quận 5 được chính thức thành lập từ tháng 5 năm 1976 Trước năm 1975 toàn quận có 6 phường, năm 1976 chia thành 24 phường, đến năm 1986 chia lại thành 15 phường cho đến nay Hiện nay,

Thành phố Hồ Chí Minh, Phòng Thống kê tổng hợp, năm 2012) Có thể nói mật độ dân cư sống tại Quận 5 là rất cao (đứng thứ 3 sau Quận 4 và Quận 11) so với trung bình chung của Thành phố Quận 5 là một trong các quận thuộc khu trung tâm Tp.HCM, giáp với quận 10 và quận 11, là một trung tâm thương mại dịch vụ quan trọng của thành phố, là địa bàn có đông đồng bào Hoa cư trú, sinh sống từ khá sớm Hệ thống đường giao thông của quận được xây dựng và phát triển khá nhanh, Gồm 17 tuyến đường chính với tổng chiều dài là 23.535m, 12 đường thuộc hệ đường khu vực với tổng chiều dài 13.680m, 47 đường nội bộ với tổng chiều dài 17.673m và 46.385m đường hẻm Tuy được quy hoạch tốt từ sớm, có nhiều tuyến đường lớn nhưng dân số tập trung sinh sống

Trung tá Nguyễn Văn Tuấn – Đội phó đội cảnh sát giao thông công an Quận 5 cho biết tình trạng

ùn ứ giao thông cục bộ vào các giờ cao điểm tại một số tuyến vẫn còn thường xuyên xảy ra như: tuyến đường Hồng Bàng, Nguyễn Tri Phương, tại các cổng trường Trần Khai Nguyên, tại các bệnh viện Chợ Rẫy, Hùng Vương, Đại học Y Dược… vẫn còn xảy ra Đồng thời, Quận 5 có mức

độ kinh tế - xã hội phát triển cao, nhất là về thương mại dịch vụ nên hoạt động mua bán, vận chuyển hàng hóa tấp nập tạo nên một nhịp sống năng động Cũng vì thế mà chất lượng môi trường nói chung và chất lượng không khí nói riêng tại đây đang xuống cấp và cần được quan tâm vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe, sinh hoạt của người dân sinh sống tại khu vực này

Trang 35

33

3.1 Tính toán phát thải PM10 cho TP.HCM

3.1.1 Lựa chọn mô hình tính toàn phát thải cho giao thông

Cả 05 mô hình đã được nghiên cứu và tổng hợp: COPERT IV, AirEMIS, MOBILE6, Mobilev và Circul’Air là những mô hình tính toán phát thải cho hoạt động giao thông theo phương pháp Bottom-up Đòi hỏi số liệu đầu vào rất chi tiết và tốn thời gian tính toán Vì vậy không thể áp dụng cho các nước đang phát triển trong đó có Việt Nam Cả bốn chương trình này đều dùng

chung một lý thuyết đó là CORINAIR (Eggleston et al, 1985)

Mô hình EMISENS được thiết kế dựa trên 3 chức năng chính mà chưa mô hình tính toán phát thải nào trên thế giới đề cập đó là: (i) EMISENS được thiết kế một phương pháp tiếp cận mới để tính toán phát thải bằng cách kết hợp hai phương pháp Bottom-up và Top-down; (ii) Rút ngắn thời gian tính toán bằng phương pháp nhóm các loại xe cùng tính chất lại với nhau Sai số từ phương pháp mới này sẽ được tính toán bằng kỹ thuật mô phỏng Monte Carlo (Ermakov, 1977) Phương pháp này được nhiều nghiên cứu trên thế giới ứng dụng để tính toán sai số cho mô hình (Hanna et al., 1998; Sathya., 2000; Hanna et al., 2001; Abdel-Aziz and Christopher Frey., 2004); (iii) Sử

dụng các lý thuyết tính toán phát thải từ CORINAIR của Ủy Ban Môi Trường Châu Âu (EEA)

Vì vậy có thể kết luận rằng mô hình cuối cùng EMISENS là phù hợp nhất với điều kiện của Tp.HCM hiện nay vì các tính năng như đã trình bày ở trên Tuy nhiên EMISENS hiện nay chỉ tính được phát thải các chất ô nhiễm không khí khi các phương tiện giao thông hoạt động bình thường EMISENS gặp khó khăn khi tính phát thải các chất ô nhiễm không khí khi xảy ra hiện tượng

nghẽn đường, kẹt xe

Vì lí do đó đề tài kế thừa kết quả nghiên cứu của đề tài Cấp Bộ “Nghiên cứu hoàn thiện phương pháp tính toán phát thải do hoạt động giao thông đường bộ: Áp dụng đánh giá phát thải cho

Tp.HCM” của Ts Hồ Quốc Bằng Đề tài này sử dụng mô hình EMISENS để tính toán tải lượng ô

nhiễm giao thông là phù hợp với điều kiện tại Tp.HCM

Đề tài kế thừa các kết quả tính toán và khảo sát về giao thông của đề tài trên như:

sát chiều dài các tuyến đường,…

Sau đó sử dụng mô hình EMISENS để tính toán lại tải lượng ô nhiễm PM10

3.1.2 Lựa chọn phương pháp tính toán phát thải cho công nghiệp

Để tính toán tải lượng ô nhiễm bụi PM10 do nguồn công nghiệp, đề tài tiến hành thu thập số liệu của 282 nguồn thải phát thải khí trên toàn Tp HCM Số liệu của các nguồn thải phát thải khí thải này được kế thừa từ “Chương trình thống kê nguồn thải của Sở Tài nguyên và Môi trường Tp.HCM” thực hiện năm 2013 Trong các nguồn thải này có một số nguồn thải thường xuyên như

Trang 36

34

lò hơi, lò gia nhiệt và một số nguồn thải khác không phát thải thường xuyên như máy phát điện dự phòng Các nguồn phát thải khí thải trên được tiến hành điều tra lượng nhiên liệu sử dụng bằng cách sử dụng phiếu điều tra, sau đó đề tài sử dụng hệ số phát thải để tính toán tải lượng phát thải PM10 cho nguồn này

Tải lượng ô nhiễm phát sinh tại nguồn công nghiệp được tính dựa vào công thức sau (Tuấn N.Đ., 2002):

G i = Σ K j x N j

Trong đó:

Bảng 3: Hệ số phát thải bụi PM10 của các nhiên liệu

Khối lượng riêng của dầu DO là 0.87 kg/l

Khối lượng riêng của dầu FO là 0,96 kg/l

3.1.3 Lựa chọn phương pháp tính toán phát thải cho sinh hoạt

Trang 37

35

3.2 Kết quả tính toán và phân bố tải lượng PM 10

3.2.1 Kết quả tính toán nồng độ ô nhiễm PM10

3.2.1.1 Nguồn Công nghiệp

Tải lượng ô nhiễm phát sinh tại nguồn công nghiệp được tính dựa vào công thức sau (Tuấn N.Đ., 2002):

G i = Σ K j x N j

Trong đó:

Bảng 4: Hệ số phát thải bụi PM10 của các nhiên liệu

Khối lượng riêng của dầu DO là 0.87 kg/l

Khối lượng riêng của dầu FO là 0,96 kg/l

Dựa vào số lượng nhiên liệu sử dụng, máy phát điện,… từ nhiều nguồn tài liệu, đặc biệt là từ nguồn “Chương trình thống kê và điều tra nguồn thải” trong những năm gần đây của chi Cục Bảo

Vệ Môi trường/ Thuộc sở Tài nguyên và Môi trường Tp.HCM và hệ số phát thải trên Bảng 4, đề tài đã tính được tải lượng phát thải cho ngành công nghiệp của Quận 5 như Bảng 5 sau đây:

Bảng 5: Kết quả tính toán phát thải cho ngành công nghiệp của thành phố Hồ Chí Minh và của

Quận 5 Quận, Huyện Tp.HCM

Tổng tải lượng chất ô nhiễm PM10

(tấn/năm)

Trang 38

36

3.2.1.2 Nguồn sinh hoạt

Dân số toàn Tp.HCM năm 2012 là 8.294.977 người với mật độ dân cư trung bình là 3.871

Bảng 6: Dân số khu vực Thành phố Hồ Chí Minh Quận, Huyện

Trang 39

Nguồn: Niên giám thống kê Tp Hồ Chí Minh, 2012

(Nguồn: Cục thống kê Thành phố Hồ Chí Minh, Phòng Thống kê tổng hợp)

Hình 7: Mật độ dân số các quận Thành phố Hồ Chí Minh

• Hệ số phát thải bụi PM10 trên đầu người

Mức độ tiêu thụ nhiên liệu trên đầu người ở đô thị là 3,5 GJ/người/năm và ở nông thôn là 11,7

GJ/người/năm (WHO, 2002) với dạng nhiên liệu dùng chủ yếu ở thành thị là gas và than, còn ở

nông thôn là củi và than Hệ số phát thải PM10 từ nguồn nhiên liệu gas là 3,7 g/GJ và than là 695

g/GJ (EMEP/EEA, 2009)

Từ đó tính được hệ số phát thải PM10 trên đầu người cho từng nhiên liệu sử dụng đối với khu vực

đô thị như Bảng 7

Trang 40

38

Bảng 7: Hệ số phát thải bụi PM10 trên đầu người

• Kết quả phát thải bụi PM10 cho nguồn sinh hoạt

Theo Global Alliance for chean cookstoves ở khu vực Đông Nam bộ của Việt Nam có mức sống

cao nhất cả nước, ước tính tại đô thị tỉ lệ sử dụng nhiên liệu gas trong sinh hoạt chiếm 85%, 15% còn lại bao gồm (than, củi,…), kết hợp Bảng 6 và Bảng 7 ta tính toán được tải lượng phát thải PM10 cho nguồn sinh hoạt như sau:

Bảng 8: Kết quả tính toán phát thải cho nguồn sinh hoạt của thành phố Hồ Chí Minh

Quận, Huyện

Tp.HCM

Diện tích (km2)

Dân số (người)

PM10_SH (g/h/km2)

PM10_SH (Tấn/năm)

Định dạng
Số trang	104
Dung lượng	3,21 MB