Ứng dụng phần mềm hyroad đánh giá và đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm không khí do hoạt động của các phương tiện giao thông tại ngã tư nguyễn chí thanh huỳnh thúc kháng

Hình I.1 Dự báo lượng thải CO từ hoạt động giao thông của Hà Hình I.3 Tác dụng của bộ xúc tác 3 lớp trong việc làm giảm thiểu nồng độ các chất ô nhiễm trong khí xả Hình II.9 Mặt bằng tổn

-

Nguyễn Thị Yến Liên

ứng dụng phần mềm hyroad đánh giá và

đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm

không khí do hoạt động của các phương tiện

ngã tư nguyễn chí thanh – huỳnh thúc kháng

luận văn thạc sỹ khoa học

Hà Nội, 2008

-

Nguyễn Thị Yến Liên

ứng dụng phần mềm hyroad đánh giá và

đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm

không khí do hoạt động của các phương tiện

ngã tư nguyễn chí thanh – huỳnh thúc kháng

ngành : Kỹ thuật môi trường

luận văn thạc sỹ khoa học

người hướng dẫn khoa học

TS Trịnh Thành

Hà Nội, 2008

Tôi xin cam đoan những kết quả trong Luận văn thu được hoàn toàn là

do bản thân tôi nghiên cứu và thực hiện dựa trên sự hướng dẫn của thầy giáo

và tham khảo các tài liệu đã được trích dẫn

Nguyễn Thị Yến Liên

TS.Trịnh Thành đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi giải quyết các vướng mắc trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành Luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trường Đại học Bách khoa

Hà Nội, đặc biệt là các thầy cô trong Viện Khoa học Công nghệ và Môi trường đã giúp đỡ tôi trong suốt khoá học

Sau cùng, tôi xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè và gia đình

đã luôn tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành khoá học này!

Lời cam đoan

Chương I: Tổng quan về hoạt động của các phương tiện giao thông

đường bộ tại Hà Nội và mô hình hóa trong đánh giá ô nhiễm do hoạt động của các phương tiện

3

I.1 Thực trạng ô nhiễm môi trường do hoạt động của các phương tiện

I.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới sự phát thải của các phương tiện giao

Chương II: Đánh giá mức độ ô nhiễm do hoạt động của các phương

tiện giao thông đường bộ tại một nút giao thông của Hà Nội bằng phần mềm hyroad

26

II.1.1 Môđun chuyển động của phương tiện (Traffic module) 27 II.1.2 Môđun về phát thải (Emission module) 28

II.2.1 Số liệu đầu vào của môđun Traffic 37 II.2.2 Số liệu đầu vào cho môđun khuếch tán 44

II.7 Đánh giá mức độ ô nhiễm do hoạt động của các phương tiện giao

thông đường bộ tại TP, Hà Nội

65

Chương III: Đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm do hoạt

động của các phương tiện giao thông đường bộ tại Hà Nội

68

III.1 Các nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng ô nhiễm không khí do

các phương tiện hoạt động tại Hà Nội

III.2 Một số giải pháp giảm thiểu ô nhiễm không khí do hoạt động của

các phương tiện tại Hà Nội

70

III.2.1 Quản lý và kiểm soát ô nhiễm môi trường do hoạt động

giao thông vận tải

71

III.2.3 Tổ chức khai thác phương tiện vận tải 72

AFR Tỷ lệ không khí – nhiên liệu

PAHs Các hợp chất hữu cơ đa vòng thơm PPM Đơn vị phần triệu thể tích

US EPA Cục bảo vệ môi trường của Mỹ

Trang Bảng I.1 Lưu lượng ôtô, xe máy ước tính đến năm 2010 và 2020

tại Hà Nội

4

Bảng I.2 Tỷ lệ phát thải chất ô nhiễm do các phương tiện cơ giới

đường bộ tại Hà Nội

Bảng II.1 Thông tin đưa vào cho các nút quy ước 40

Bảng II.2 Lưu lượng và thành phần dòng xe vào nút giao thông

Nguyễn Chí Thanh – Huỳnh Thúc Kháng

42

Bảng II.3 Thời gian tín hiệu đèn điều khiển hoạt động tại nút 44

Bảng II.4 Số đoạn và số làn trong mỗi đoạn tại ngã tư khảo sát 46

Bảng II.5 Hệ số phát thải của xe máy với thời gian hoạt động

trung bình 7 năm

47

Bảng II.6 Giá trị nồng độ CO tại 16 vị trí theo HYROAD 50

Bảng II.7 So sánh giữa kết quả chạy mô hình và kết quả đo thực

tế

51

Bảng II.8 Kết quả dự báo theo HYROAD và CALINE4 55

Bảng II.9 Các giá trị đầu vào cho HYROAD để phân tích ảnh 57

Bảng II.11 Kết quả mô phỏng ảnh hưởng của độ ổn định khí

Bảng II.13 Dự báo nồng độ CO tại một số vị trí vào giờ cao điểm

tại nút Nguyễn Chí Thanh – Huỳnh Thúc Kháng – Pháo Đài Láng

Hình I.1 Dự báo lượng thải CO từ hoạt động giao thông của Hà

Hình I.3 Tác dụng của bộ xúc tác 3 lớp trong việc làm giảm

thiểu nồng độ các chất ô nhiễm trong khí xả

Hình II.9 Mặt bằng tổng thể của nút giao thông Nguyễn Chí

Thanh – Huỳnh Thúc Kháng – Pháo Đài Láng

38

Hình II.12 Quy ước về sự sắp xếp và tên quy ước cho các lối vào –

Hình II.16 Kết quả nghiên cứu ứng dụng phần mềm HYROAD dự

báo nồng độ CO tại Tucson, Arizona, Mỹ

Hình II.19 Sự thay đổi nồng độ CO tại 3 vị trí: N1, N5, N15 theo

sự thay đổi vận tốc gió

59

Hình II.20 Sự thay đổi nồng độ CO tại 3 vị trí N1, N5, N15 theo

các cấp độ ổn định khí quyển

60

chương I: Tổng quan về hoạt động của các phương tiện

giao thông đường bộ tại hà nội và mô hình hóa trong

đánh giá ô nhiễm do hoạt động của các phương tiện

I

I.1 Thực trạng ô nhiễm môi trường do hoạt động của các phương

tiện giao thông đường bộ tại Hà Nội

Phương tiện giao thụng vận tải một mặt gúp phần quan trọng vào quỏ

trỡnh phỏt triển của xó hội, mặt khỏc lại gõy ra những tỏc động xấu đến mụi

trường, gõy nguy hại cho sức khoẻ của con người và làm suy giảm chất

lượng cuộc sống đụ thị

Hoạt động vận tải gúp phần quan trọng trong vấn đề ụ nhiễm tại cỏc

đụ thị lớn ở Chõu Á Theo đỏnh giỏ của cỏc chuyờn gia, ụ nhiễm khụng khớ

ở đụ thị do giao thụng gõy ra chiếm tỷ lệ khoảng 70% [1]

Theo Uỷ ban an toàn quốc gia, đến cuối năm 2006, tổng số phương

tiện cơ giới đường bộ lưu hành trờn địa bàn cả nước là 19.588.872 xe,

(trong đú số lượng xe mỏy chiếm 95%), tăng khoảng 15% so với năm 2005

[21] Hà Nội cú số lượng phương tiện cơ giới đường bộ lớn thứ 2 trờn cả

nước Tốc độ gia tăng lượng xe ụtụ và xe mỏy rất cao (10% và 15%) [1]

Với tốc độ gia tăng như vậy, ước tớnh tổng lượng xe ụtụ và xe mỏy của Hà

Nội sẽ là 2.939.800 tớnh đến năm 2010 và 7.107.720 chiếc đến năm 2020

(bảng I.1), chưa kể đến lượng lớn xe từ ngoại tỉnh ra vào thành phố

B¶ng I.1 Lượng ôtô, xe máy ước tính đến năm 2010 và 2020

tại Hà Nội [1]

Nguồn: Viện Khoa học Khí tượng thủy văn và Môi trường, 2007

Theo kết quả điều tra của Viện năng lượng với sự giúp đỡ của tổ chức

Jica, trong nội thành Hà Nội, hiện nay tỷ lệ phương tiện vào khoảng 500 xe

máy và 69 ô tô trên 1000 người dân; trung bình cứ 4 chiếc xe máy thì có

một chiếc là xe tay ga

Cơ cấu đi lại của người dân trong thành phố có tới 60,3% đi lại bằng

xe máy, 19,6% đi bằng xe buýt, 5,8% bằng xe ô tô con, còn lại là các

phương tiện khác Ngoài ra còn rất nhiều phương tiện giao thông của các

địa phương qua lại trên địa bàn

Trong khi đó, hệ thống giao thông đô thị hiện nay ở Hà Nội vẫn còn

nhiều hạn chế: có quá nhiều nút giao thông (580 nút) bao gồm 279 ngã ba,

282 ngã tư, 17 ngã năm và 1 ngã bảy và hầu hết là các nút đồng mức [1]

Quỹ đất dành cho giao thông ở nội thành chỉ vào khoảng 7% diện tích đất

đô thị trong khi đó tại các nước phát triển, quỹ đất dành cho hoạt động này

thường vào khoảng từ 20 ÷ 25% Do đó, hệ thống giao thông tại Hà Nội

luôn trong tình trạng quá tải Cường độ dòng xe trên các tuyến đường Hà

Nội rất lớn, vào khoảng 1800 ÷ 3600 xe/h Đường hẹp, nhiều điểm giao cắt,

chất lượng đường kém, sự phân luồng đường còn hạn chế, các loại xe đi lẫn

lộn, luôn phải thay đổi tốc độ, thời gian dừng lâu (xe ở chế độ chạy không

tải) nên tốc độ trung bình chỉ đạt 18 ÷ 32 km/h, do vậy khả năng phát thải

khí ô nhiễm rất lớn

Hiện tượng tắc nghẽn giao thụng ở Hà Nội ngày càng trầm trọng hơn

Rừ rệt nhất là vào cỏc giờ cao điểm, tại một số đường, nỳt giao thụng Ngó

Tư Sở, Chựa Bộc, Tõy Sơn, Thỏi Hà, Hoàng Hoa Thỏm… thường xuyờn xảy ra tắc đường Những sự cố ỏch tắc giao thụng xảy ra đều gõy nờn hậu quả nghiờm trọng về nhiều mặt Về thời gian, cỏc vụ ỏch tắc thường kộo dài

và làm lóng phớ rất nhiều thời gian của hàng ngàn người phải dừng lại tại điểm ỏch tắc Về kinh tế, cỏc vụ ỏch tắc giao thụng làm cho nhiều hoạt động lưu thụng, buụn bỏn, trao đổi bị ngừng trệ Như vậy, tổn thất kinh

tế khụng thể tớnh hết Về mặt năng lượng, cỏc xe tại điểm ỏch tắc thường trong trạng thỏi nổ mỏy, do đú năng lượng lóng phớ do sử dụng nhiờn liệu cho cỏc động cơ rất lớn Về mặt mụi trường, cú thể coi đõy là một nguồn thải mặt tương đối rộng và thải ra một lượng rất lớn cỏc khớ thải độc hại, ảnh hưởng tới mụi trường và sức khoẻ con người

Chính vì vậy, tình trạng ô nhiễm môi trường do hoạt động của các phương tiện cơ giới đường bộ trên địa bàn thành phố Hà Nội đang là một vấn đề khá bức xúc; lượng bụi, khớ thải độc hại do hoạt động vận tải đó gõy

ra ỏp lực lớn đến mụi trường khụng khớ

Ảnh hưởng chủ yếu của cỏc phương tiện vận tải đến mụi trường là gõy ụ nhiễm khụng khớ, gõy ồn, rung động và bụi Nguyên nhân chính là do hoạt

động của các loại xe ôtô con, xe buýt, xe tải và xe máy,… Các tác động lên sức khỏe con người do các chất ô nhiễm sinh ra từ hoạt động của các phương tiện vận tải như sau:

− Chì (Pb) : sinh ra từ quá trình đốt cháy xăng pha chì được biết đến

như là một chất độc Nồng độ Pb trong máu cao có làm ảnh hưởng tới hoạt

động trao đổi chất, làm suy yếu chức năng của thận, làm tăng huyết áp và

có khả phá hủy hoạt động của não Tuy nhiên, hiện nay hầu hết các nước không còn sử dụng xăng pha Pb, ở Việt Nam đã ban hành quyết định cấm

sử dụng xăng pha Pb từ ng…y 1/11/2001 trên phạm vi toàn quốc

− Tổng bụi lơ lửng (TSP): TSP được tạo ra do sự đốt cháy không hoàn

toàn của nhiên liệu Nó là nguyên nhân của nhiều căn bệnh liên quan đến

đường hô hấp và gây ung thư phổi

− Cacbon monoxit (CO): sinh ra do quỏ trỡnh oxi húa khụng hoàn toàn

nhiờn liệu, cỏc xe sử dụng nhiờn liệu xăng là nguồn chớnh phỏt sinh ra CO CO làm giảm sự vận chuyển ụxi của mỏu do ỏi lực của CO với Hemoglobin lớn gấp 250 lần so với O2 [5]

− Sunfua đioxit (SO 2 ): được tạo ra do quá trình đốt cháy lưu huỳnh sẵn

có trong nhiên liệu SO2 là nguyên nhân làm thay đổi các chức năng của phổi như gây nên bệnh hen suyễn, gây tức thở, viêm loét đường hô hấp

− Nitơ đioxit (NO 2 ): sinh ra do quỏ trỡnh đốt chỏy nhiờn liệu Cả phương tiện sử dụng xăng và diesel đều làm phát sinh lượng NOx rất lớn NO2 làm rối loạn các chức năng của phổi như gây bệnh hen suyễn

− Các khí độc khác: như PAHs có trong khí xả của động cơ Sự phát thải ra các khí độc này, như bezen, phụ thuộc chủ yếu vào thành phần nhiên liệu và hiệu quả hoạt động của lớp xúc tác PAHs thường rất độc đối với cơ thể và có khả năng gây ung thư

Tóm lại, các chất ô nhiễm trên khi thải ra mụi trường sẽ dẫn đến rất nhiều ảnh hưởng nguy hại cho sức khỏe và mụi trường Một vài chất trong đú

sẽ gúp phần hỡnh thành sương mự trong đụ thị, mưa axớt từ SO2 và NOx Trong đú NOx và VOCs là nguyờn nhõn gõy ra cỏc phản ứng quang húa khỏc nhau dẫn đến sự hỡnh thành ozone ở tầng đối lưu của khớ quyển Cỏc hydrocarbon chưa chỏy gõy ra bệnh ung thư, cũn cỏc hạt rắn, đặc biệt là cỏc hạt rắn nhỏ, rất nguy hiểm cho sức khỏe, vỡ nú cú thể đi vào trong phổi, gõy ra cỏc bệnh về hụ hấp

Tại Hà Nội, xe máy và xe ôtô sử dụng xăng là hai nguồn chính gây ô nhiễm môi trường không khí bởi CO và HC, chiếm gần 100% tổng lượng phát thải từ các loại xe cơ giới như trong bảng I.2

Bảng I.2 Tỷ lệ phát thải chất ô nhiễm do các phương tiện

cơ giới đường bộ tại Hà Nội (%) [1]

Loại chất ô

Xe ôtô sử dụng xăng

Xe sử dụng diezel

Bảng I.3 Nồng độ chất ô nhiễm không khí tại một số nút giao thông tại

Hà Nội (khi không có tình trạng ách tắc giao thông) [17]

Nguồn: Hội thảo về quản lý chất lượng không khí ở các nước đang

phát triển của Châu á năm 2004

Theo kết quả nghiên cứu trên thì nồng độ các khí ô nhiễm do hoạt

động giao thông gây ra đều ở mức cao, đặc biệt là NO2 và SO2; nồng độ CO vẫn dưới TCCP nhưng tổng lượng CO thải vào khí quyển hàng năm không nhỏ

Kết quả điều tra của Viện Y học Lao động và Vệ sinh Mụi trường thực hiện trong suốt hai năm 2004-2005 tại cỏc nỳt giao thụng lớn của Hà Nội đó cho thấy nồng độ bụi vượt quỏ tiờu chuẩn cho phộp (TCCP) từ 6,4 – 11 lần vào mựa núng và từ 4,1 – 4,5 lần vào mựa lạnh; nồng độ CO vượt TCCP từ 2,7 – 3,9 lần vào mựa núng và từ 1,4 – 1,8 lần vào mựa lạnh, nồng độ SO2

vượt TCCP 2,6 lần vào mựa núng Ngay cả nồng độ benzen cũng vượt 1,6 lần vào mựa núng Tổn thất do ụ nhiễm giao thụng trờn địa bàn Hà Nội năm 2005 ước tớnh khoảng 22 triệu USD Con số này tiếp tục tăng theo tốc độ gia tăng cỏc phương tiện trờn địa bàn thành phố

Theo đỏnh giỏ của Sở Khoa học – Cụng nghệ và Viện hoỏ học, mỗi năm bầu khớ quyển của Thành phố lại tiếp nhận thờm 80.000 tấn khúi bụi, 9.000 tấn SO2, 19.000 tấn khớ NO2, 46.000 tấn khớ CO2,…, trong đú do hoạt động giao thụng là chủ yếu Dự bỏo, đến năm 2010, nồng độ những loại khớ độc hại núi trờn tại cỏc nỳt giao thụng ở Hà Nội sẽ vượt quỏ tiờu chuẩn cho phộp từ 7 -

9 lần, riờng chất hữu cơ bay hơi sẽ vượt ngưỡng 33 lần Theo đú thỡ lượng CO

do hoạt động này tăng lờn khoảng 70 triệu tấn, đến năm 2020 tăng lờn 170 triệu tấn [19]

Với số lượng xe và cơ cấu đi lại của người dân Hà Nội như đã nói ở trên thì trong tương lai lượng bụi, SO2, NOx và CO phát thải vào môi trường

do hoạt động này vẫn rất lớn, đặc biệt lượng CO thải từ xe máy sẽ cao gấp nhiều lần lượng thải từ ôtô (Hình I.1)

Hình I.1 Dự báo lượng thải CO từ hoạt động giao thông của

Hà Nội đến năm 2020 [1]

Hiện tại và trong những năm tới, xe máy vẫn là phương tiện đi lại

chính của người dân Hà Nội và đây chính là nguồn phát thải CO chính, gây

áp lực lớn tới môi trường không khí tại Hà Nội Dự báo lượng thải CO từ

hoạt động giao thông tại Hà Nội đến năm 2020 như trong hình I.1

Như vậy, khớ thải từ cỏc phương tiện giao thụng được đỏnh giỏ gúp

phần ụ nhiễm khụng khớ cao, gõy tỷ lệ bệnh tật và tử vong lớn, gõy thiệt hại

hệ sinh thỏi và ảnh hưởng tới chất lượng cuộc sống của người dõn, tới lợi

ớch kinh tế, cản trở sự phỏt triển bền vững

I.2 Các yếu tố ảnh hưởng tới sự phát thải của các phương tiện giao

thông đường bộ

Mức độ phát thải các chất ô nhiễm của phương tiện phụ thuộc vào rất

nhiều yếu tố khác nhau như: loại phương tiện, điều kiện hoạt động, mức độ

bảo dưỡng, thời gian hoạt động của phương tiện, đặc tính nhiên liệu và các

điều kiện môi trường xung quanh như nhiệt độ, độ ẩm,…

0 1 2 3 4

0 50 100 150

200

ụ tụ

xe mỏy

triệu tấn (từ xe mỏy) triệu tấn

(từ ụ tụ)

Quá trình cháy lý tưởng của hỗn hợp hyđrocabon với không khí chỉ

sinh ra CO2, H2O và N2 Tuy nhiên, do sự không đồng nhất của hỗn hợp một

cách lý tưởng cũng như do tính chất phức tạp của các hiện tượng lý hóa diễn

ra trong quá trình cháy nên trong khí xả của động cơ đốt trong luôn có chứa

một hàm lượng đáng kể những chất độc hại như các oxit Nitơ (NO, NO2,

N2O, gọi chung là NOx), monoxit cacbon (CO), các hyđrocacbua chưa cháy

(HC) và các hạt rắn, đặc biệt là bồ hóng

Có hai loại động cơ sử dụng trong các phương tiện: động cơ 2 kỳ và

động cơ 4 kỳ Sự khác nhau cơ bản về phát thải ô nhiễm giữa hai loại động

cơ này như trong bảng I.4

Bảng I.4 Các thành phần chính trong khí thải phụ thuộc vào

Động cơ 2 kỳ cổ điển nói chung có mức độ phát sinh chất ô nhiễm cao

hơn động cơ 4 kỳ do quá trình tạo hỗn hợp không hoàn thiện Hầu hết các

loại xe lưu thông hiện này đều sử dụng động cơ 4 kỳ

Loại nhiên liệu sử dụng cũng ảnh hưởng rất lớn tới sự phát thải như

bảng I.4 và I.5 ở động cơ diesel, hàm lượng CO rất bé, chiếm tỷ lệ không

đáng kể; nồng độ HC chỉ bằng khoảng 20% nồng độ HC của động cơ xăng;

nồng độ NOx của hai loại động cơ tương đương nhau Tuy nhiên, bồ hóng là

chất ô nhiễm quan trọng trong khí xả động cơ diesel, nhưng hàm lượng của

nó không đáng kể trong động cơ xăng [4]

Bảng I.5 Mức phát thải chất ô nhiễm theo loại nhiên liệu sử dụng

(gam/1 kg nhiên liệu bị đốt cháy) [5, 6]

Những tạp chất, đặc biệt lưu huỳnh, và các chất phụ gia trong nhiên liệu có ảnh hưởng rất lớn đến thành phần chất ô nhiễm trong sản phẩm cháy Theo các tiêu chuẩn về nhiên liệu hiện hành, hàm lượng S không

được vượt quá 0,25% khối lượng đối với diesel, và 500 ppm đối với xăng Như vậy, đốt cháy nhiên liệu diesel luôn phát sinh lượng khí SO2 cao hơn khi đốt cháy nhiên liệu xăng

Trong động cơ xăng (loại động cơ đánh lửa cưỡng bức), nhiên liệu và không khí được nạp vào xi lanh và nén lại, rồi được đốt cháy bằng bugi Đối với động cơ diesel, không khí sẽ đi vào xi lanh theo một đường riêng và bị nén lại, còn nhiên liệu được đưa vào với áp suất lớn qua vòi phun, phun vào

lớp không khí bị nén và tự bốc cháy do sức nóng của lớp khí nén này Theo nguyên lý đó, thời gian lưu của nhiên liệu trọng buồng cháy của động cơ diesel ngắn hơn trong động cơ xăng nên thời gian dành cho việc hình thành các sản phẩm cháy không hoàn toàn (HC) cũng rút ngắn nên hàm lượng HC trong khí xả động cơ diesel thấp hơn động cơ xăng [5]

Động cơ diesel có hiệu suất cao hơn động cơ đánh lửa cưỡng bức nhưng do quá trình khuếch tán và làm việc với hệ số dư không khí cao nên sản phẩm chứa nhiều bồ hóng và ít CO hơn Sự cháy của hạt nhiên liệu khi chúng di chuyển trong buồng cháy và sự tập trung cục bộ của chúng ở vùng biệt độ cao là nguyên nhân chính sinh ra bồ hóng của động cơ diesel [5]

Ngoài ra, tỷ lệ hoà trộn (hỗn hợp) giữa không khí và nhiên liệu cũng

ảnh hưởng rất lớn đến thành phần khí xả Mối quan hệ giữa hàm lượng các khí thải từ động cơ (CO, HC và NOx) và tỷ lệ giữa khí – nhiên liệu (AFR) như trong hình I.2

Hình I.2 Mối liờn hệ giữa tỷ lệ khớ - nhiờn liệu và nồng độ CO,

HC, NOx trong khớ xả [6, 14, 18]

Tỷ lệ khí/nhiên liệu Hỗn hợp giầu 14,7:1 Hỗn hợp nghèo

Vùng hỗn hợp không cháy

Vùngcháy yếu

Như vậy, hàm lượng CO, HC và NOx trong khí xả phụ thuộc rất lớn vào tỷ lệ giữa khí – nhiên liệu Tỷ lệ khí – nhiên liệu xác định theo cân bằng hóa học đối với các phản ứng cháy là 14,7 : 1, và người ta gọi hỗn hợp theo tỷ lệ này là hỗn hợp theo hệ số tỷ lượng hay hỗn hợp theo lý thuyết Nếu AFR lớn hơn 14,7 : 1 thì động cơ làm việc với hỗn hợp nghèo (dư không khí, hệ số dư không khí λ > 1) khi đó hàm lượng CO, HC nhỏ, còn hàm lượng NOx đạt cực đại Nếu AFR tiếp tục tăng cao hơn nữa thì NOx

giảm, HC lại có xu hướng tăng Nếu AFR nhỏ hơn 14,7 : 1 thì động cơ làm việc với hỗn hợp giầu, hàm lượng CO và HC trong khí thải lớn [5]

 Cacbon monoxit (CO)

Nồng độ CO trong khớ xả phụ thuộc đỏng kể vào hệ số dư khụng khớ λ hoặc tỷ lệ khụng khớ - nhiờn liệu trong hỗn hợp chỏy

Ở chế độ chạy chậm khụng tải (khi hỗn hợp đậm) nồng độ CO trong khớ xả là lớn nhất Ở chế độ tải trung bỡnh (bướm ga mở khoảng 40-70%) thỡ hàm lượng CO trong khớ xả ở mức nhỏ Ở chế độ tải trọng cực đại (dấn

ga đột ngột) hỗn hợp chỏy đậm hơn, hàm lượng CO trong khớ xả lại tăng Trạng thỏi kỹ thuật động cơ cũng cú ảnh hưởng rất lớn đến lượng CO trong khớ xả Khi trạng thỏi kỹ thuật tốt, quỏ trỡnh chỏy hoàn hảo lượng CO

chậm sự lan truyền của ngọn lửa và làm giảm hiệu suất của quỏ trỡnh chỏy dẫn đến lượng HC trong khớ thải tăng

 Nitơ oxit (NOx)

Nồng độ NOx sinh ra lớn nhất khi AFR khoảng 16:1 (hệ số dư khụng khớ λ = 1,1)

Nếu tỷ lệ này lớn hơn 16:1, nồng độ NOx giảm vỡ hỗn hợp nhạt, sự chỏy diễn ra chậm ngăn cản nhiệt độ trong buồng chỏy đạt tới giỏ trị cực đại

Nếu tỷ lệ này nhỏ hơn 16:1, nồng độ NOxgiảm vỡ hỗn hợp đậm, nồng

độ O2 thấp

Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí xả của động cơ còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác như: công nghệ chế tạo, chất lượng nhiên liệu, khả năng tổ chức giao thông vận tải và ý thức của người tham gia giao thông, Việc sử dụng bộ xúc tác 3 lớp để xử lý khí xả trước khi thải ra môi trường cũng là một giải pháp được áp dụng để làm giảm nồng độ các chất ô nhiễm trong khí xả Bộ xúc tác 3 lớp đầu tiên được đưa vào sử dụng từ năm

1975 trên động cơ đánh lửa cưỡng bức làm việc với hệ số dư không khí λ ≈

1 Từ năm 1990, các bộ xúc tác mới được áp dụng trên động cơ đánh lửa cưỡng bức làm việc với hỗn hợp nghèo, động cơ diesel, động cơ 2 kỳ và vẫn

đang được áp dụng phổ biến hiện nay, bằng phương pháp này có thể giảm tới 90% CO, HC và NOx trong khí xả như trong hình I.3 [9, 14]

Hình I.3 Tác dụng của bộ xúc tác 3 lớp trong việc làm giảm

thiểu nồng độ các chất ô nhiễm trong khí xả [9, 14] Hiệu quả xử lý của bộ xúc tác 3 lớp phụ thuộc rất chặt chẽ vào hệ số dư không khí λ hay tỷ lệ khí/nhiên liệu Với tỷ lệ khí/nhiên liệu được khống chế trong khoảng 14,5 đến 14,7 thì hiệu quá xử lý NOx và CO có thể đạt 95%, HC có thể đạt 90%

Bộ xúc tác 3 lớp chỉ phát huy tác dụng khi nhiệt độ làm việc lớn hơn

2500C Do đó, trên ôtô bộ xúc tác chỉ phát huy tác dụng sau một khoảng thời gian khởi động nhất định và trong khoảng thời gian đó, chất ô nhiễm hầu như không được xử lý [5]

I.3 Mô hình hóa trong đánh giá ô nhiễm không khí do hoạt động của các phương tiện giao thông

Như đã trình bày ở trên, hoạt động giao thông vận tải góp phần quan trọng trong vấn đề ô nhiễm tại các đô thị vì vậy chúng ta cần phải kiểm soát chặt chẽ nguồn thải này Để hạn chế những tác động tiêu cực của các chất ô

nhiễm từ phương tiện, việc dự báo được nồng độ chất ô nhiễm tại các khu vực gần đường giao thông đóng vai trò quan trọng trong quá trình quy hoạch mạng lưới và tổ chức giao thông Một mô hình nồng độ chất ô nhiễm hoàn hảo sẽ cho phép chúng ta dự báo được nồng độ chất ô nhiễm tại một vị trí bất kỳ gần tuyến giao thông, trong điều kiện khí tượng cụ thể Trong lĩnh vực giao thông vận tải, mô hình hoá ngày càng được ứng dụng rộng rãi để khai thác các tác động của loại động cơ, loại nhiên liệu sử dụng, tình trạng mặt đường cũng như các yếu tố khí tượng đến sự phát thải của các phương tiện và mô hình hóa quá trình khuếch tán của các chất ô nhiễm đó

I.3.1 Tổng quan về mô hình khuếch tán chất ô nhiễm trong khí quyển

Các tiêu chuẩn về chất lượng không khí đều xác định dựa trên nồng độ của các chất ô nhiễm Để đánh giá được mức độ ô nhiễm và thiết lập hệ thống kiểm soát chất ô nhiễm để phù hợp với các tiêu chuẩn hiện hành thì việc dự báo được nồng độ chất ô nhiễm trong môi trường xung quanh là một nhiệm vụ quan trọng Để dự báo được người ta sử dụng các mô hình xác định nồng độ chất ô nhiễm trong khí quyển

Các chất ô nhiễm được phát thải vào khí quyển sẽ được di chuyển đi

xa bởi luồng gió mạnh và được khuếch tán ra xung quanh bởi gió nhẹ hoặc bởi sự xáo trộn của khí quyển, nhờ đó chất ô nhiễm được phát tán vào trong khí quyển sạch Quá trình khuếch tán chất ô nhiễm trong khí quyển là một quá trình phức tạp

Một mô hình khuếch tán trong khí quyển là sự mô phỏng các điều kiện vật lý và hóa học có ảnh hưởng tới sự di chuyển, khuếch tán và biến đổi chất ô nhiễm trong khí quyển bằng công thức toán Thông qua mô hình đó chúng ta sẽ xác định được nồng độ chất ô nhiễm ở cuối hướng gió dựa trên những thông tin về phát thải chất ô nhiễm và môi trường khí quyển nền Mô hình hóa sự phát tán chất ô nhiễm trong khí quyển được sử dụng

để:

− Đánh giá mức độ tuân thủ các tiêu chuẩn về sự phát thải chất ô nhiễm vào khí quyển;

− Xác định chiều cao thích hợp của ống khói;

− Quản lý các nguồn thải;

− Thiết lập mạng lưới quan trắc chất lượng không khí xung quanh;

− Nhận dạng các nguyên nhân chính đối với các vấn đề ô nhiễm không khí;

− Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố địa lý tới khả năng khuếch tán của chất ô nhiễm như độ cao so mặt nước biển,…

Mô hình khuếch tán có thể có nhiều dạng Mô hình đơn giản nhất là

được cung cấp ở dạng đồ thị, dạng bảng hoặc công thức trên giấy Ngày nay, các mô hình khuếch tán được sử dụng phổ biến ở dạng một chương trình máy tính với giao diện dễ sử dụng hơn Các mô hình ô nhiễm không khí hiện đại nhất cho phép xác định nồng độ chất ô nhiễm ở cuối hướng gió của một nguồn thải dựa trên những thông tin sau:

− Tốc độ phát thải chất ô nhiễm

− Đặc tính nguồn thải

− Bản đồ địa hình

− Điều kiện khí tượng của vùng

− Nồng độ chất ô nhiễm xung quanh và trong môi trường ban đầu Nhìn chung việc sử dụng các thông tin trong mô hình ô nhiễm khí quyển như hình I.4

Hình I.4 Sơ đồ quy trình mô hình hóa ô nhiễm khí quyển [13]

Tất cả các mô hình hiện nay đều dựa trên phương trình cân bằng vật chất, dạng của phương trình như sau:

(Dòng vào) + (Dòng tạo thành ) = (Dòng ra) + (Dòng tích luỹ)

Hiện nay mô hình phát tán chất ô nhiễm trong không khí được sử dụng phổ biến nhất là mô hình Gauss ở trạng thái ổn định Đây là mô hình đơn giản, dễ sử dụng với một loạt các giả thiết gần đúng Mặc dù mô hình này còn nhiều hạn chế nhưng vẫn được sử dụng khi cần tìm một giá trị gần đúng

và khi dự báo nồng độ chất ô nhiễm

Gần đây, trên thế giới đã phát triển rất nhiều mô hình trong đó có tính

đến các đặc tính của khuếch tán và sự xáo trộn của khí quyển Mô hình khuếch tán chất ô nhiễm trong khí quyển mới được xây dựng rất phù hợp để mô tả quá trình phát tán và lan truyền chất ô nhiễm mà có sử dụng các đặc

Dự báo nồng

độ chất ô nhiễm trên mặt đất

Đánh giá tác

động tới môi trường và sức khỏe con người

tính cơ bản của khí quyển hơn là việc đưa ra các giả thiết gần đúng như

trong mô hình Gauss

Như vậy, đối với quá trình khuếch tán chất ô nhiễm trong khí quyển có

hai loại mô hình hay được sử dụng như đã nói ở trên

Mô hình Gauss: ứng dụng trong phần mềm AUSPLUME, ISCST3,

Để xác định nồng độ chất ô nhiễm tại một vị trí nào đó chúng ta cần

phải có những số liệu về tải lượng chất ô nhiễm phát sinh từ nguồn và điều

kiện khí tượng ảnh hưởng tới quá trình khuếch tán của chất ô nhiễm đó Đối

với nguồn thải là các phương tiện tham gia giao thông thì tải lượng chất ô

nhiễm phụ thuộc vào hệ số phát thải của từng loại phương tiện, số lượng và

thành phần phương tiện Do đó cần phải có những mô hình để xác định hệ

số phát thải và các mô hình mô phỏng hoạt động của các phương tiện

I.3.2.1 Một số mô hình hệ số phát thải:

Hệ số phát thải là tốc độ phát thải trung bình của một chất ô nhiễm

nào đó từ một nguồn xác định, trong những điều kiện nhất định Đối với các

phương tiện, hệ số phát thải thể hiện lượng chất ô nhiễm trung bình sinh ra

khi xe tiêu hao một lượng nhiên liệu nhất định (kg/kg nhiên liệu) hoặc khi

xe chạy được một quãng đường nhất định (kg/km) Khi xe chạy ở chế độ

không tải (nổ máy nhưng xe vẫn đứng yên) thì hệ số phát thải thể hiện

lượng chất ô nhiễm sinh ra trong một đơn vị thời gian (g/s)

Hệ số phát thải của phương tiện phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố [9]:

− Đặc tính của nhiên liệu và loại động cơ sử dụng

− Tuổi của phương tiện và điều kiện bảo dưỡng định kỳ

− Chế độ vận hành của các phương tiện như tăng tốc, giảm tốc, chạy không tải, và tốc độ trung bình

− Điều kiện môi trường xung quanh như nhiệt độ, độ ẩm

Mô hình để xác hệ số phát thải là một phần quan trọng sống còn của các mô hình phát tán trong giao thông Mô hình hóa hệ số phát thải có thể chia thành hai nhóm chính: mô hình theo tốc độ trung bình và mô hình hình thức

Mô hình theo tốc độ trung bình cung cấp hệ số phát thải cho mỗi loại phương tiện ứng với mỗi kịch bản phương tiện

Mô hình hình thức (modal model) cung cấp các hệ số phát thải với độ chính xác cao hơn dựa trên vận tốc thực

Do hệ số phát thải phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác nhau nên các mô hình máy tính đã được phát triển để có thể dễ dàng xác định hệ số phát thải trong sự tác động tổng hợp của nhiều yếu tố Có hai mô hình thường

được sử dụng nhiều nhất là MOBILE và EMFAC

MOBILE: mô hình này được giới thiệu bởi Cục bảo vệ môi trường của

Mỹ Mobile xác định hệ số phát thải của các nguồn di động trên các đường cao tốc Phiên bản mới nhất đang được sử dụng của mô hình này là Mobile 6.2 (EPA 2002) Hệ số phát thải xác định bởi MOBILE là dựa trên tốc độ trung bình, nhiệt độ xung quanh, nhiệt độ trung bình trong ngày, tốc độ bay hơi nhiên liệu

EMFAC: được công bố bởi ủy ban tài nguyên không khí California (CARB) năm 2002, phiên bản mới nhất công bố năm 2007 là EMFAC2007 EMFAC cho phép xác định hệ số phát thải của CO, NOx, CO2, HC, PM,

SOx và Pb theo loại phương tiện, loại nhiên liệu sử dụng, tuổi của phương

tiện, tốc độ chuyển động, chế độ vận hành và các điều kiện khí tượng như nhiệt độ, độ ẩm

Ngoài ra còn một số mô hình hệ số phát thải khác ít phổ biến hơn như CDOH, COPERT,…cũng cho phép chúng ta xác định được hệ số phát thải của các chất ô nhiễm điển hình trong khí xả động cơ

I.3.2.2 Một số mô hình mô phỏng về sự di chuyển của các phương tiện:

Sự di chuyển của các phương tiện được mô phỏng thông qua việc sử dụng các công thức tính đơn giản về sự chuyển động và các quy định về khoảng cách an toàn khi lái xe

Các mô hình mô phỏng sự vận chuyển của các phương tiện được chia làm hai dạng phổ biến: các đường đô thị và xa lộ

NETSIM: mô hình mô phỏng mạng lưới đường đô thị Mô hình này cho phép mô phỏng chuyển động của 16 loại phương tiện

FRESIM: mô hình mô phỏng mạng lưới xa lộ Phiên bản đầu tiên được công bố năm 1980 có tên là INTRAS FRESIM có thể mô phỏng hoạt động của 6 loại phương tiện bao gồm 2 loại xe khách và 4 loại xe tải

I.3.2.3 Mô hình khuếch tán chất ô nhiễm từ nguồn đường

Mô hình hóa sự khuếch tán chất ô nhiễm từ nguồn đường là những nghiên cứu về sự di chuyển của chất ô nhiễm sinh ra do hoạt động của các phương tiện tham gia giao thông trên các đường cao tốc hoặc các tuyến

đường chính

Quá trình khuếch tán chất ô nhiễm từ nguồn đường bắt đầu được nghiên cứu vào cuối những năm 60, khi mà khung pháp lý ở Mỹ bắt đầu yêu cầu đánh giá mức độ ô nhiễm không khí phát sinh từ nguồn đường Vào

đầu những năm 70 đã có ít nhất hai nhóm nghiên cứu đã phát triển một số mô hình phát tán đối với nguồn đường: nhóm Khoa học và Công nghệ môi trường của Lexington, Massachusetts và khoa Vận tải trường đại học

California Các mô hình này đã được áp dụng đối với các dự án đường cao tốc

Đánh giá tác động do sự phát thải của các phương tiện cơ giới ở quy mô đô thị là một quá trình phức tạp Các mô hình khuếch tán trong khí quyển là một công cụ được sử dụng để đánh giá tác động do hoạt động giao thông

Hình I.5 phác họa sự phát thải từ các phương tiện hoạt động và quá trình xáo trộn của các khí thải có liên quan đến sự phát thải của các phương tiện

Hình I.5 Tác động của xáo trộn do nhiệt độ và xáo trộn cơ học tới

vùng chất ô nhiễm phát thải từ phương tiện

Xáo trộn nhiệt do:

Xáo trộn do sự lôi kéo của xe khác

Vùng chất ô nhiễm phát thải từ xe đã được xáo trộn

hoàn toàn

Đạt được độ chính xác trong tốc độ phát thải là một quy trình hoạt

động tối ưu dẫn tới thành công trong bất kỳ đề án mô hình hóa nào

Đánh giá loại và lượng chất ô nhiễm phát thải từ nguồn đường luôn rất phức tạp bởi vì sự phát thải phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, cụ thể:

− Trạng thái hoạt động của các phương tiện như: tăng tốc, chạy với tốc độ ổn định, giảm tốc hoặc chạy không tải;

− Tình trạng tuyến đường: đường vắng hoặc bị tắc nghẽn;

− Lưu lượng xe và các loại xe tham gia giao thông

Do vậy, mô hình hóa đối với nguồn đường thường yêu cầu một mô hình phát thải để đáp ứng được yêu cầu số liệu đầu vào của mô hình và cần

có sự hỗ trợ của máy tính vì việc đánh giá sự phát thải từ nguồn đường là một quá trình phức tạp

Năm 1972, khoa Vận tải trường đại học California, đã công bố mô hình khuếch tán đối với nguồn đường đầu tiên để dự báo nồng độ chất ô nhiễm dạng khí trơ Đây là mô hình CALINE đầu tiên

Năm 1975, mô hình ban đầu được thay thế bởi CALINE2 CALINE2

được sử dụng để xác định nồng độ chất ô nhiễm ở các vùng bị ảnh hưởng bởi các đường cao tốc và các tuyến đường chính

Mô hình CALINE3: CALINE3 là mô hình thứ 3 (sau mô hình của Caltrans và CALINE2) được xây dựng đối với nguồn đường bởi Khoa Vận tải của trường đại học California (Benson 1979) Mô hình được công bố vào tháng 1980 CALINE3 đã sử dụng mô hình khuếch tán của Gauss trong

điều kiện ổn định để xác định nồng độ chất ô nhiễm tại một vị trí trên

đường cao tốc theo hướng gió mà bỏ qua yếu tố về địa hình Sau đó CALINE3 đã được phát triển thành các mô hình CAL3QHC và CAL3QHCR hoàn chỉnh hơn

Mô hình CAL3QHC: là một phần mềm máy tính phát triển trên mô hình CALINE3 và thuật toán về các phương tiện được công bố bởi Eckhoff

và Braverman năm 1995 Mô hình này được sử dụng để xác định nồng độ

CO ở gần các giao lộ CAL3QHC đã được cả ủy ban tài nguyên không khí của California và Cục bảo vệ môi trường Mỹ chứng nhận

CAL3QHCR là phiên bản mới được phát triển dựa trên CAL3QHC mà

nó phải sử dụng thêm số liệu về khí tượng

Mô hình CALINE4: Đây là phiên bản cuối cùng của các mô hình CALINE CALINE4 được phát triển dựa trên mô hình CALINE3 bởi Khoa vận tải của trường đại học California, năm 1989 CALINE4 được sử dụng

để đánh giá tác động tới chất lượng không khí gần các tuyến giao thông Mô hình này dựa trên các công thức khuếch tán của Gauss và tính đến ảnh hưởng của vùng xáo trộn đến quá trình khuếch tán từ các tuyến đường CALINE4 được sử dụng khá phổ biến ở Anh và Mỹ

Mô hình FLINT: đây là một mô hình chất lượng không khí tại các giao

lộ FLINT được phát triển bởi trường đại học trung tâm bang California (UCF) dưới sự tài trợ của Khoa vận tải Florida năm 1996

Mô hình Ausroad: Cục bảo vệ môi trường của úc gần đây đã công bố mô hình khuếch tán AusRoads, trong đó sử dụng mô hình khuếch tán của Gauss áp dụng cho nguồn đường để dự báo tác động do sự phát thải của các phương tiện đến khu vực gần đường giao thông

Mô hình HYROAD: phát triển bởi Văn phòng kế hoạch và tiêu chuẩn chất lượng không khí, thuộc Cục bảo vệ môi trường của Mỹ năm 2002 HYROAD (Hybrid Roadway Model) cho phép xác định nồng độ trung bình của cacbonmonoxit (CO), một số khí khác và bụi tại một vị trí nào đó trong vòng bán kính 500m quanh giao lộ, sinh ra do hoạt động của các phương tiện tại các nút giao thông

Mô hình TRAQSIM: được phát triển bởi trường đại học Florida, 2004 Mô hình đã kết hợp được các đặc tính động học của phương tiện với thuật toán luồng khói phụt của Gauss trong điều kiện không ổn định

Sử dụng các mô hình khuếch tán trong điều kiện không ổn định sẽ đạt

chính xác cao hơn và đây là một xu hướng hiện nay Một số mô hình được

phát triển theo xu hướng này là mô hình HYROAD, TRAQSIM,…

Hiện nay, mô hình hóa quá trình khuếch tán đã được sử dụng rất nhiều

ở Châu Âu, Anh và Mỹ để đánh giá tác động do phát thải từ nguồn đường

Việc kiểm kờ phỏt thải khớ do cỏc hoạt động giao thụng là một bài toỏn

rất phức tạp, khụng chỉ khú khăn tại Việt Nam mà cả tại nhiều nước trờn thế

giới

ở Việt Nam, ứng dụng mô hình hoá để dự báo tác động do hoạt động

giao thông là một hoạt động còn rất mới Một số công trình nghiên cứu

trong nước chỉ mang tính chất ứng dụng các mô hình sẵn có trên thế giới

Năm 2005, Trung tâm nghiên cứu môi trường, Viện khí tượng thủy văn có

triển khai đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng mô hình phát thải do giao thông

(smoke) phục vụ dự báo ô nhiễm không khí tại Việt Nam”

Đề tài: ”ứng dụng phần mềm hyroad đánh giá và đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm không khí do hoạt động của các

phương tiện vận tải tại một nút giao thông của Hà Nội” là một nghiên

cứu ứng dụng trong việc sử dụng mô hình hóa trong lĩnh vực giao thông vận

tải để nâng cao hiệu quả quản lý đối với nguồn thải này

chương II:

Đánh giá mức độ ô nhiễm không khí do hoạt động của

các phương tiện giao thông đường bộ tại ngã tư nguyễn

chí thanh – huỳnh thúc kháng bằng phần mềm hyroad

Dự báo nồng độ chất ô nhiễm tại các khu dân cư nơi có các tuyến

đường giao thông chạy qua là một quá trình phức tạp nhưng có ý nghĩa rất

lớn Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu để phục vụ cho mục

tiêu nói trên Để nâng cao độ chính xác của kết quả dự báo và đơn giản hơn

cho người sử dụng, các mô hình với sự trợ giúp của máy tính ngày càng

được sử dụng rộng rãi dưới dạng các phần mềm ứng dụng

Trong phạm vi nghiên cứu của Luận văn, dựa trên những phần mềm có

khả năng khai thác và sử dụng, tác giả lựa chọn phần mềm HYROAD Đây

là phần mềm được công bố bởi Cục bảo vệ môi trường Mỹ năm 2002

HYROAD sử dụng mô hình Gauss biến dạng, có tính đến phản xạ mặt đất

và phản xạ bởi lớp xáo trộn tầng trên, để tính toán/dự báo nồng độ trung

bình của CO, PM và một số khí khác tại khu vực gần nút giao thông

II.1 Tổng quan về phần mềm HYROAD

Hoạt động của các phương tiện trong điều kiện tắc nghẽn có thể làm

cho nồng độ CO ở gần khu vực đó cao hơn rất nhiều Mô hình hóa phát thải

CO từ các tuyến đường và các giao lộ đã được phát triển từ hơn 30 năm

trước

Mô hình HYROAD (viết tắt của The Hybrid Roadway Intersection)

được phát triển bởi Văn phòng kế hoạch và tiêu chuẩn chất lượng không

khí, thuộc Cục bảo vệ môi trường của Mỹ năm 2002 HYROAD được thiết

kế để dự báo nồng độ CO ở gần các nút giao thông [14]

chương III:

đề xuất các giải pháp giảm thiểu ô nhiễm do hoạt động

của các phương tiện giao thông đường bộ tại hà nội

III

III.1 Các nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng ô nhiễm không khí

do các phương tiện hoạt động tại Hà Nội

Dựa trên kết quả mô phỏng trong các tình huống khác nhau có thể

thấy một số nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng ô nhiễm không khí do

hoạt động của các phương tiện cơ giới đường bộ như sau:

III.1.1 Không kiểm soát chặt chẽ chất lượng xe được phép tham gia

giao thông

Chất lượng xe ảnh hưởng rất lớn tới sự phát thải các chất gây ô nhiễm

không khí, đây là nguyên nhân chính dẫn đến ô nhiễm không khí trong giao

thông

So sánh hệ số phát thải của các xe máy sản xuất từ năm 1993 với xe

sản xuất năm 2001 thì có thể thấy hệ số phát thải CO cao hơn gấp 1,12 ữ

1,15 lần (ở cùng điều kiện nhiệt độ, độ ẩm và tốc độ xe)

Nồng độ CO dự báo dựa vào HYROAD khi giả thiết tuổi trung bình xe

là 10 năm luôn cao hơn khi chấp nhận kết quả điều tra tuổi trung bình xe là

7 năm Ví dụ tại vị trí N5 nồng độ CO là 1,13 mg/m3 (thời gian sử dụng

trung bình 10 năm), là 0,84 mg/m3 (thời gian sử dụng trung bình là 7 năm),

cao hơn 1,34 lần

Qua đó ta có thể thấy chất lượng phương tiện sử dụng có ảnh hưởng

trục tiếp tới lượng khí thải thải vào khí quyển Tuy nhiên ở nước ta hiện nay

công tác kiểm tra và bảo dưỡng định kỳ cho các phương tiện được phép

tham gia giao thông ở nước ta còn yếu

Hiện tại nước ta đã có 77 trạm đăng kiểm phương tiện cơ giới đường

bộ đặt tại 61 tỉnh thành trên cả nước Tuy nhiên hoạt động đăng kiểm chỉ

tiến hành với một số ít loại xe như xe 3 bánh, xe ôtô và xe tải, nhưng cũng không kiểm soát được tất cả đối với các loại xe này Đồng thời chỉ một số ít các thông số môi trường được yêu cầu trong danh sách thử nghiệm như tiếng ồn, độ khói đối với xe sử dụng diezel, và thêm các chỉ tiêu như CO,

HC cho xe sử dụng xăng Trong khi đó các chất ô nhiễm quan trọng khác như NOx và SO2 lại bị bỏ qua Hoạt động kiểm định khí thải động cơ cũng không được áp dụng đối với xe gắn máy tham gia lưu thông, loại xe chiếm

tỷ lệ tương đối lớn Các thử nghiệm về sự phát thải và các yêu cầu về môi trường khác chỉ áp dụng đối với các xe gắn máy được sản xuất tại các nhà máy sản xuất xe ôtô

Số lượng lớn các xe máy giá rẻ, chất lượng thấp nhập khẩu từ Trung Quốc mà không qua bất kỳ các đo đạc, kiểm nghiệm nào là nguyên nhân chính góp phần làm tăng ô nhiễm không khí

III.1.2 Cơ sở hạ tầng giao thông

Dựa trên kết quả dự báo trong mục II.6 ta thấy khi mật độ xe tăng lên trong những giờ cao điểm có thể làm cho nồng độ CO vượt TCCP từ 1,2 đến 3,8 lần; khi tắc đường nồng độ CO có thể vượt TCCP 5 lần, tăng 1,32 lần so với khi mật độ xe tăng trong những giờ cao điểm nhưng không xảy ra tình trạng tắc đường

Nếu so sánh kết quả dự báo dựa vào CALINE4 và HYROAD có thể thấy nồng độ CO khi chạy bằng CALINE4 cao hơn kết quả dự báo của HYROAD rất nhiều lần Một trong những nguyên nhân dẫn đến sự sai khác quá lớn là do trong CALINE4 kích thước hình học của nút giao thông đã bị thu hẹp do bỏ qua các đảo và sự mở rộng các đoạn rẽ

Như vậy, cơ sở hạ tầng giao thông đóng vai trò rất quan trọng trong việc hạn chế sự phát thải các chất ô nhiễm từ phương tiện

ở nước ta, cơ sở hạ tầng giao thông vẫn còn ở mức thấp, yếu kém cả

về số lượng và chất lượng áp lực đô thị hóa và sự tăng nhanh về số lượng

các phương tiện tham gia giao thông đã làm cho nhiều tuyến đường quá tải Tình trạng ách tắc giao thông thường xuyên xảy ra, khiến cho vấn đề ô nhiễm không khí càng trở nên trầm trọng hơn

Quỹ đất dành cho giao thông tại thành phố Hà Nội chỉ vào khoảng 6,7% trong tổng diện tích đất sử dụng Tỷ lệ này rất thấp so với các đô thị lớn của các nước phát triển như London (20 ữ 25%), thậm chí còn thấp hơn một số đô thị của Châu á như Bangkok (10 ữ 15%)

Quy hoạch giao thông đô thị ở Hà Nội còn yếu với nhiều điểm giao cắt, làm gia tăng tình trạng tắc nghẽn giao thông, làm gia tăng tình trạng ô nhiễm không khí

III.2 Một số giải pháp giảm thiểu ô nhiễm không khí do hoạt động của

các phương tiện tại Hà Nội

Thụng qua cỏc nguyờn nhõn như đó phõn tớch ở trờn, ta thấy để giảm thiểu ụ nhiễm mụi trường trong tổ chức khai thỏc vận tải, Thành phố cần phải sử dụng nhiều biện phỏp đồng thời như tăng cường quản lý nhà nước

và kiểm soỏt ụ nhiễm mụi trường, quy hoạch mạng lưới giao thụng, tổ chức khai thỏc phương tiện vận tải bộ, cỏc biện phỏp giỏo dục và ỏp dụng cỏc biện phỏp kỹ thuật khỏc,…

III.2.1 Quản lý và kiểm soát ô nhiễm môi trường do hoạt động giao

thông vận tải

Quản lý nhà nước thụng qua luật và cỏc văn bản dưới luật về giao thụng vận tải và mụi trường cú tỏc dụng quan trọng đến việc bảo vệ mụi trường và phỏt triển bền vững của đất nước trong từng thời kỳ phỏt triển

Cụ thể:

- Khụng cho lưu hành những loại phương tiện phỏt thải những chất ụ nhiễm quỏ tiờu chuẩn cho phộp (thụng qua đăng kiểm phương tiện cơ giới

đường bộ) Biện phỏp này ở Việt Nam đó được ỏp dụng từ năm 1996, tiờu chuẩn khớ thải đó được siết chặt dần nhưng vẫn cũn cao so với thế giới

- Khuyến khớch sử dụng cỏc loại nhiờn liệu ớt gõy ụ nhiễm như: sử dụng xăng khụng pha chỡ (Pb), sử dụng khớ ga hoỏ lỏng (LPG), năng lượng sạch,…

- Quy định niờn hạn sử dụng đối với cỏc loại phương tiện vận tải Ở Việt Nam, từ năm 2005 đó quy định niờn hạn cho xe ụ tụ tải và ụ tụ khỏch

là 25 năm và theo tiến trỡnh sẽ giảm dần con số này Việc quy định niờn hạn sử dụng ngoài mục đớch đảm bảo an toàn giao thụng cũn phục vụ mục đớch bảo vệ mụi trường vỡ xe càng cũ lượng nhiờn liệu tiờu thụ trờn 100km quóng đường chạy càng lớn

- Để quản lý mụi trường tốt cần đỏnh giỏ thường xuyờn hiện trạng ụ nhiễm mụi trường do GTVT gõy ra bằng cỏc trạm quan trắc mụi trường giao thụng hoặc ứng dụng cỏc phần mềm dự bỏo, đặc biệt tại cỏc nỳt giao thụng điển hỡnh ở cỏc đụ thị lớn

- Sử dụng cỏc chế tài như xử phạt, thu giữ những phương tiện phỏt thải quỏ tiờu chuẩn cho phộp bằng cỏc thiết bị kiểm soỏt khớ thải di động

III.2.2 Quy hoạch mạng lưới giao thông

Quy hoạch tổng thể mạng lưới giao thụng sẽ gúp phần làm giảm tỡnh trạng tắc nghẽn giao thụng, do đú sẽ giảm được mức ụ nhiễm khụng khớ do hoạt động của lĩnh vực này

Quy hoạch mạng lưới giao thụng phải kết hợp với việc đỏnh giỏ tỏc động mụi trường để cú phương ỏn lựa chọn tối ưu nhằm giảm thiểu cỏc tỏc động mụi trường trong xõy dựng và hoạt động giao thụng (giảm ựn tắc, giảm ụ nhiễm khụng khớ, tiếng ồn,…) Ở nước ta, cỏc dự ỏn xõy dựng cỏc đường cao tốc chất lượng cao, cầu vượt đó và đang triển khai phần nào khắc phục được vấn đề quỏ tải của phương tiện cơ giới hiện nay

Trong chiến lược phỏt triển giao thụng Hà Nội đến năm 2020, quỹ đất dành cho xõy dựng cơ sở hạ tầng giao thụng là 25% đối với cỏc đụ thị mới;

18 ữ 20% khu vực nội thành cũ, thay vỡ tỷ lệ 7% như hiện tại

III.2.3 Tổ chức khai thác phương tiện vận tải

Đảm bảo xe chạy đỳng trọng tải thiết kế vỡ non tải lượng nhiờn liệu bị đốt chỏy và phỏt thải cũng xấp xỉ như khi đủ tải; cũn khi quỏ tải phương tiện phải đi ở số thấp nhiều làm tăng lượng phỏt thải Do vậy, đối với ụ tụ con và ụ tụ khỏch cần chở đủ người theo quy định, ụ tụ tải cần hạn chế chạy khi khụng cú hàng Cỏc loại xe khụng được chở quỏ tải

Lượng phỏt thải ngoài việc phụ thuộc vào chất lượng phương tiện cũn phụ thuộc vào trỡnh độ và phương phỏp lỏi xe Cỏc phương phỏp tăng tốc - chạy trơn, lỏi xe ộp số,… đều làm tăng ụ nhiễm mụi trường

Cỏc phương tiện cần chạy đỳng luồng tuyến theo quy hoạch để giảm tắc nghẽn giao thụng Khi xảy ra ựn tắc khụng nổ mỏy tại chỗ

Thực hiện tổ chức vận tải hợp lý giữa cỏc phương tiện giao thụng như: dịch chuyển phương thức vận tải đường bộ sang vận tải đường sắt hoặc vận tải đường thuỷ khi cự ly vận tải lớn; chuyển nhu cầu đi ụ tụ, xe mỏy riờng sang đi cỏc phương tiện vận tải cụng cộng như xe buýt, xe điện,…

III.2.4 Biện pháp giáo dục

Giỏo dục là một trong những biện phỏp bảo vệ mụi trường mang tớnh hiệu quả cao kết hợp với chớnh sỏch quản lý của nhà nước Tuyờn truyền, phỏt động cỏc phong trào bảo vệ mụi trường từ khu phố đến trường học, cụng sở Phỏt triển những khu vực xanh là một trong những biện phỏp khắc phục ụ nhiễm khụng khớ, vỡ vậy nhà nước cần đưa ra chớnh sỏch giỏo dục cộng đồng về tầm quan trọng của khu vực xanh và khuyến khớch mọi người tham gia trồng cõy